재료 특성:

삼원계 전구체 물질, 즉 니켈-코발트-망간 수산화물은 화학식이 NixCoyMnz(OH)2인 삼원계 복합 양극재 전구체로, 니켈염, 코발트염 및 망간염을 원료로 하며, 니켈-코발트-망간의 비율(x:y:z)은 실제 요구에 따라 조절할 수 있습니다.

삼원계 소재는 리튬 니켈 코발트 망간산화물 Li(NiCoMn)O2로, 자동차용 파워 배터리 및 리튬 이온 2차 전지에 적합합니다.

구형 수산화니켈(볼 니켈)은 고효율·대용량 니켈-금속수소화물 배터리의 핵심 소재입니다. 볼 니켈의 품질이 생산되는 니켈-금속수소화물 배터리의 품질을 결정합니다. 우수한 볼 니켈이 없으면 우수한 니켈-금속수소화물 배터리도 존재할 수 없습니다. 건조 공정은 니켈 볼의 품질에 영향을 미치는 중요한 요인입니다.

삼원계 소재와 전구체는 느슨한 분말 형태이지만 유동성이 좋지 않습니다. 제조 공정에 따라 비율과 입도가 달라지며, 건조 전 수분 함량은 일반적으로 약 10%~20%이고, 건조 후 제품의 수분 함량은 약 0.2%입니다.

건조 전의 구상 수산화니켈(볼 니켈)은 느슨한 분말 및 작은 블록 형태로, 유동성이 낮고 청녹색을 띱니다. 생산 원료와 공정에 따라 건조 전의 자유수 함량은 10%~15%이며, 건조 후 제품의 자유수 함량은 0.5~1.0%로 유지되어야 합니다.

특수 건조 공정:

삼원계 물질 및 전구체와 구형 수산화니켈(구형 니켈)의 건조에는 다음과 같은 특성과 요구 사항이 있습니다: 해당 물질들은 느슨하지만 유동성이 결코 나쁘지 않아야 하며, 에너지 소비가 낮고, 물질이 균일하게 가열되며, 운전 환경이 우수하고, 한 번에 모든 지표 요구사항을 충족해야 합니다. 특히 건조 과정에서 신규 자성 물질에 대한 엄격한 기준이 적용되며(일반적으로 <30ppb), 또한 물질이 미세하여 분진 수집이 어려운 특징을 보입니다.

그러나 전통적인 열풍 건조와 최근 부상하고 있는 마이크로파 건조 및 원적외선 건조는 삼원계 물질 및 전구체, 그리고 구형 수산화니켈(구형 니켈)의 건조에 있어 이상적인 선택이라기보다 각각 고유한 단점을 안고 있다. 예를 들어, 열풍 건조는 높은 에너지 소비(열효율이 30%~40%에 불과함)와 열악한 운전 환경(다량의 분진 발생) 등의 단점을 지니며, 마이크로파 건조는 대규모 설비 투자, 재료의 불균일한 건조 및 지표 요구 사항 충족의 어려움, 가열 과정에서의 ‘핫스팟’ 및 ‘열폭주’ 현상, 부품의 손상 용이성 등의 단점을 안고 있다. 또한 원적외선 건조는 구조가 복잡하고 가열이 어렵다는 점, 그리고 높은 에너지 소비라는 단점을 지닌다.

자료 분석과 다년간의 엔지니어링 경험에 근거하여, 허베이 옌밍 화학설비유한공사는 에너지 절약형·친환경형 원판 연속 건조기를 삼원계 소재 및 전구체, 즉 구형 수산화니켈(구형 니켈)의 건조 설비로 성공적으로 적용해 왔으며, 이 소재를 생산하는 여러 제조업체에 건조 시스템 솔루션을 제공해 왔습니다.

이전 공정에서 이송된 삼원계 소재(삼원계 소재 전구체 또는 구형 수산화니켈(구형 니켈)) 습식 원료는 정량 공급장치를 통해 에너지 절약형·친환경 디스크 연속 건조기로 연속적이고 정량적으로 투입되어 건조 작업이 수행됩니다. 이 과정에서 원료는 유동 상태에서 열 및 물질 전달 과정을 완료함으로써 건조 목적을 달성합니다. 건조된 원료는 건조기 내에서 냉각되어 포장 온도(일반적으로 50℃)에 도달한 후, 하단의 배출구를 통해 포장 설비로 배출되고, 원료로부터 발생하는 미립자 제거 후의 배출 가스는 건조기 상부의 습식 배출구를 통해 배출됩니다.

프로세스 특성:

연속 운전 및 높은 열효율. 에너지 절약형·친환경 디스크 연속 건조기는 전도와 열전달 방식으로 건조되므로, 건조 과정 중에 공기(또는 극소량의 공기)를 건조기 내부로 유입시키지 않으며, 배기 가스의 수증기 운반 능력도 매우 작아 열효율이 85% 이상에 달할 수 있습니다.

② 물질 손실이 적고 운전 환경이 우수합니다. 삼원계 물질, 전구체 및 구리니켈을 건조하기 위한 에너지 절약형·친환경 원판 연속 건조기에서는, 재료가 상부에서 투입·배출되고 재료의 수분 분포가 습·건식으로 이루어지며 건조 배기가스의 유속이 극히 낮아(약 0.1 m/s) 재료 먼지가 설비 상부로 부유하기 어렵고 배기가스에 의해 거의 이송되지 않으므로, 물질 손실이 발생하지 않을 뿐만 아니라 환경 오염도 발생하지 않아 환경 보호 요구 사항을 충족합니다. 또한 전체 건조 시스템은 기밀 구조로 되어 있으며, 배기가스 처리에는 특별히 설계된 집진 장치를 적용하여 먼지의 99.9% 이상을 회수할 수 있습니다.

조절 가능한 설비로, 재료의 건조 균일성을 조절할 수 있습니다. 설비의 속도, 재료층의 두께, 열원의 유량, 열원의 온도, 래크 암의 개수, 래크 날의 형상·크기 및 각도, 투입되는 재료의 양, 그리고 건조기 내 건조 트레이의 수 등을 조정함으로써 재료 건조 효과를 편리하게 조절할 수 있습니다.

④ 안정적인 운전, 긴 서비스 수명 및 간편한 조작;

⑤ 물질의 흐름 방향이 단일하여 역혼합 현상이 없고, 건조가 균일하며 품질이 안정적이고, 추가로 혼합할 필요가 없습니다;

자성 물질에 대한 제품 요건을 확보하기 위해 특수 재료를 사용합니다. 마모 부품(예: 공급기 내부, 래크 리프 및 플레이트 건조기의 건조판)에는 비금속 재료 또는 비금속 재료로 된 라이닝, 또는 자성 물질을 함유하지 않은 기타 금속 재료를 사용하여 제품의 자성 물질 관련 요구 사항을 충족시킵니다.

⑦ 각 건조 트레이 층은 열매체 또는 냉매체에 별도로 접속하여 재료를 가열하거나 냉각할 수 있으며, 또한 하나의 장치 내에서 건조 상부와 냉각 하부 기능을 동시에 구현할 수 있어 재료의 온도 제어가 정확하고 용이합니다.

열원은 유연하게 사용할 수 있습니다. 현장에서의 열원 공급 조건에 따라 증기 또는 열전달유(전기 가열, 천연가스 가열, 석탄 가열 또는 가스 가열)를 열원으로 사용할 수 있습니다;

⑨ 습윤 물질 내의 미세 입자에 대하여는 건조기 내부의 적절한 위치에 특수 파쇄 장치를 추가하여, 이들 미세 입자를 분말로 파쇄함으로써 열전달 및 건조 과정을 강화하고 건조된 물질의 균일성을 확보할 수 있다;

⑩ 설치가 간편하고 차지하는 공간이 작습니다. 건조기는 전체 구조로 제작되어 전면적으로 운송되며, 현장에서는 단순히 크레인으로 들어올려 설치하기만 하면 되므로 설치 및 위치 정렬이 매우 용이합니다. 또한 건조 트레이가 층별로 배열되고 수직으로 설치되기 때문에, 건조 면적은 넓은 반면 바닥 공간은 작게 점유됩니다.

삼원계 재료 및 전구체 건조 시스템 공정 흐름도: