지능형 화학 설비가 신에너지 산업을 선도하다: 상하이 YHChem 테크놀로지의 리튬배터리 소재 제조 분야 혁신적 적용

소개

 

글로벌 신에너지차 산업의 급속한 발전과 함께 리튬이온 배터리는 핵심 에너지 저장 기술로서, 그 산업 체인의 기술 업그레이드 및 생산 능력 확장이 업계의 주목을 받고 있다. 리튬배터리의 핵심 구성 요소인 전해질 및 양극재와 같은 주요 소재의 제조 공정은 배터리의 성능, 안전성 및 비용에 직접적인 영향을 미친다. 상하이 YHCHEM  지능형 기술 유한회사는 화학 분리 및 정제 장비의 전문 공급업체로서 분자증류장치 및 반응기와 같은 첨단 핵심 장비를 통해 신에너지 소재 제조 분야에서 중요한 역할을 하고 있다.

 

기업 개요 및 기술 역량

 

상해 YHCHEM  Intelligent Technology는 2009년에 설립되었으며, 상하이 증권거래소 STAR 마켓에 상장된 기업으로서 국가급 고신기술 기업이자 전문화되고 정밀하며 독특하고 혁신적인 기업입니다. 회사는 반응, 농축, 분리, 정제 및 온도 제어를 위한 종합 솔루션과 장비를 글로벌 고객에게 제공하는 데 주력하고 있습니다. 현재 수만 대의 장비 시스템이 전 세계 100여 개국 이상의 1,000개 이상의 유명 기업에 서비스를 제공하고 있습니다. 신에너지 소재 분야에서 YHCHEM  Intelligent Technology는 화학 분리 기술 분야에서 오랜 축적을 바탕으로 리튬이온 배터리 소재 제조에 핵심적인 공정 장비를 지원해 왔습니다.

 

신에너지 분야에서의 핵심 기술 적용

 

분자증류 기술의 전해질 용매 정제 분야에서의 응용

기술 배경

 

리튬이온 배터리의 전해질은 주로 리튬염, 용매 및 첨가제로 구성되어 있습니다. 이 중에서 용매는 전해질 무게의 70~80%를 차지하며, 에틸렌카보네이트(EC), 프로필렌카보네이트(PC), 다이메틸카보네이트(DMC), 메틸에틸카보네이트(EMC), 다이에틸카보네이트(DEC) 등의 탄산화합물이 주를 이룹니다. 이러한 용매의 순도는 배터리의 사이클 수명, 안전성 및 전기화학적 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.

 

YHCHEM  기술 솔루션

 

기술의 단거리 분자 증류 시스템은 YHCHEM  전해질 용매 정제 과정에서 뚜렷한 장점을 입증하였습니다

 

공정 특징

 

• 저온 작동: 분자 증류는 진공 조건에서 작동하며, 대기압 증류보다 50~100℃ 낮은 온도에서 운영되어 열에 민감한 탄산화합물의 열분해를 효과적으로 방지합니다 °C  대기 증류보다 낮아 열에 민감한 탄산화합물의 열분해를 효과적으로 방지합니다

 

• 고순도 분리: 용매 내 저비점 및 고비점 불순물을 효과적으로 분리하여 제품 순도를 99.9% 이상으로 끌어올릴 수 있음

 

• 짧은 체류 시간: 액체막 증발 기술을 통해 물질이 고온 구역에 극히 짧은 시간만 노출되도록 하여 부반응 발생을 줄임

 

실제 적용 사례 한 유명한 전해질 제조사가 YHCHEM  디메틸카보네이트(DMC) 정제 공정에 YMD-10S 단거리 분자증류 시스템을 도입함. 이 시스템의 처리 능력은 80kg/h에 달하며, DMC 순도를 98.5%에서 99.95%로 향상시키고 수분 함량을 10ppm 이하로 감소시켜 전해질의 전기화학적 성능을 크게 개선함.

 

연속 흐름 마이크로리액터의 리튬 염 합성 응용

 

기술 배경

 

헥사플루오로포스페이트(LiPF ₆)은 전해질에서 가장 중요한 리튬 염이다. 이 물질의 합성은 불화수소와 오산화이인 사이의 반응을 포함하며, 이 과정에서 부반응이 발생하지 않도록 반응 조건을 철저히 제어해야 한다.

 

YHCHEM  기술 솔루션

 

기술의 연속 흐름 마이크로리액터 시스템은 YHCHEM  리튬 염 합성에 있어 보다 정밀하고 안전한 공정 경로를 제공한다

 

기술적 우위

 

• 빠른 혼합: 마이크로채널 내 라미나류 혼합을 통해 반응물 간 신속하고 균일한 접촉을 보장

 

• 정밀한 제어: 반응 온도, 체류 시간 및 원료 비율을 실시간으로 조정 가능

 

•  안전한 생산: 소용량 리액터를 사용함으로써 유해 물질의 보유량을 줄임

 

• 연속 생산을 통해 생산 효율과 제품 품질의 일관성이 향상됨

 

회전 증발 기술의 유기 용매 회수 적용

 

기술 배경

 

신에너지 소재 제조 공정에서는 유기 용매를 포함한 다량의 폐액이 발생하는데, 이는 전해질 생산 시 부생되는 부산물, 양극재 합성 공정에서의 모액, 배터리 분해 및 재활용 과정에서의 유기 성분 분리 등이 포함된다. 이러한 용매를 회수하여 재이용하면 생산 비용을 절감할 수 있을 뿐 아니라 환경 오염을 최소화할 수 있어 친환경 제조 및 순환 경제의 발전 개념에 부합한다.

 

YHCHEM  기술 솔루션

 

YHCHEM  당사의 대규모 로타리 증발기 시스템은 신에너지 기업에 효율적인 용매 회수 솔루션을 제공한다

 

장비 특성

• 대용량 설계: 단일 장비의 처리 능력이 50~200L에 달하여 산업용 생산 수요를 충족시킴

 

• 고효율 응축: 다단계 응축 시스템으로 용매 회수율이 95% 이상 도달함

 

• 자동화 제어: 온도, 압력 및 회전 속도를 통합적으로 자동 제어하는 시스템으로 조작이 간편함

 

• 폭발 방지 설계: 유기 용매 처리를 위한 안전 요구사항을 충족하며, 폭발 방지 등급은 ExdIIBT4에 도달함

 

• 재질 선택: 용매의 특성에 따라 316L 스테인리스강, PTFE 코팅 등의 적절한 재질을 선택

 

공정 장점

 

• 온도 조건: 저온 및 감압 운전으로 열에 민감한 물질을 보호

 

• 높은 회수율: 다단계 냉각 및 진공 시스템을 통해 높은 회수 효율을 보장

 

• 배치 처리: 간헐적인 생산 방식에 적합

 

• 유연한 운영: 다양한 종류의 유기 용매 혼합물을 처리할 수 있음

 

응용 분야

• 전해질 생산 공정에서 DMC, EMC, DEC 등의 용매 회수

 

• 양극재 제조 과정 중 N-메틸피롤리돈(NMP) 등의 용매 재활용

 

• 배터리 재활용 과정에서 유기 전해질의 분리 및 추출

 

• 실험실 폐액에서 고가의 용매 회수

 

폐기물 처리에 있어서 박막 증발 기술의 적용

 

기술 배경

 

신에너지 소재 생산 공정 중 발생하는 고점도, 고비점 및 열에 민감한 폐기물의 처리는 기술적 과제이다. 이러한 폐기물은 종종 가치 있는 성분을 포함하고 있지만, 기존의 처리 방법은 비효율적이거나 유용한 성분의 분해 및 손상을 유발하기 쉽다.

 

YHCHEM  기술 솔루션

 

박막 증발기의 YHCHEM  기술은 극도로 처리가 어려운 폐기물 자원에 대한 효과적인 해결책을 제공한다

 

공정 장점

• 강한 적응성: 고점도(최대 50,000cP), 열에 민감하며 쉽게 스케일이 형성되는 물질까지 처리 가능

 

• 열전달 효율이 높음: 박막 증발의 열전달 계수는 기존 증발기보다 3~10배 높다

 

• 체류 시간이 짧음: 물질이 가열면에 존재하는 시간이 단지 수 초에서 수십 초에 불과하여 열분해를 크게 줄일 수 있음

 

• 유연한 작동: 고진공 조건에서도 작동 가능하여 증발 온도를 추가로 낮출 수 있음

 

• 연속 작동: 연속적인 투입 및 배출이 가능하여 대규모 산업 생산에 적합함

 

장비 유형

• 스크레이핑 필름 방식 박막 증발기: 중간 점도 물질에 적합

 

• 원심식 박막 증발기: 고점도 및 쉽게 스케일링되는 물질에 적합

 

• 진공 낙하막식 박막 증발기: 열에 민감한 물질에 적합

 

애플리케이션 시나리오

• 고분자 전해질 폐기물의 처리 및 재활용

 

• 접착 공정 폐액 내 유기 성분 회수

 

• 고비점 첨가제의 농축 및 정제

 

• 금속 염을 포함한 폐액의 감량 처리

 

• 프로세스 최적화 및 기술 혁신

 

지능형 제어 시스템

 

YHCHEM  기술은 첨단 DCS(Distributed Control System)를 장비에 통합하여 다음 기능을 구현합니다:

 

• 실시간 모니터링: 온도, 압력, 유량, 액위(level) 등의 주요 파라미터를 실시간으로 수집

 

• 자동 제어: 공정 요구사항에 따라 반응 조건을 자동으로 조절

 

• 데이터 기록: 완전한 생산 데이터 기록을 통해 품질 추적 가능

 

• 원격 모니터링: 원격 진단 및 기술 지원 가능

 

친환경 설계

 

신에너지 소재 제조 과정에서 YHCHEM  기술은 환경 보호와 지속 가능한 발전을 매우 중요하게 여깁니다

 

• 용매 회수: 동반된 용매 회수 시스템을 통해 95% 이상의 회수율 달성

 

• 폐가스 처리: 배출 가스 통합 처리 장치를 통해 배출 기준을 준수하도록 보장

 

• 에너지 소비 최적화: 공정 최적화 및 설비 개선을 통해 제품 단위당 에너지 소비를 20~30% 감소

 

기술 발전의 동향과 전망

 

고체 전해질 배터리 소재 준비

 

고체 전해질 배터리 기술의 발전에 따라 황화물 및 산화물 등의 고체 전해질 소재 준비는 설비에 새로운 요구사항을 제시하고 있음 YHCHEM  기술은 고체 전해질 소재 준비를 위한 전용 설비를 개발하고 있으며, 다음을 포함함:

 

• 초고진공 분자증류 시스템

 

• 불활성 분위기 고온 반응기

 

• 정밀 연마 및 분산 장비

 

2. 재활용 및 재사용

 

사용된 리튬 배터리의 재활용 및 처리는 신에너지 산업의 지속 가능한 발전을 위한 중요한 연결 고리입니다. YHCHEM  배터리 소재 재활용 분야에서의 기술적 기술 보유 내역은 다음과 같습니다:

 

• 유기 용매 회수 및 정제 시스템

 

• 금속 염류 분리 및 정제 장비

 

• 폐자원 무해화 처리 장치

 

디지털 및 지능형 업그레이드

 

산업 4.0과 인공지능 기술을 결합하여 YHCHEM  기술은 자사 장비의 지능형 업그레이드를 추진하고 있습니다

 

• 기계 학습 기반의 유다오플레이스홀더0 공정 최적화 알고리즘

 

• 예측 보수 시스템

 

• 전 과정 디지털 관리 플랫폼

 

마지막에

 

상해 YHCHEM  지능형 기술은 화학 분리 및 정제 분야에서의 기술적 우위를 바탕으로, 전통적인 화학 설비를 신에너지 소재 제조 수요와 성공적으로 결합하여 리튬 배터리 산업 체인에 중요한 기술 설비 지원을 제공하고 있다. 분자증류장치, 반응기, 연속 흐름 반응기 등의 핵심 장비를 혁신적으로 적용함으로써 신에너지 소재의 제품 품질과 생산 효율을 향상시킬 뿐 아니라, 전체 산업이 더욱 친환경적이고 지능적이며 효율적인 방향으로 발전하도록 촉진하고 있다.

 

신에너지 산업의 지속적이고 급속한 발전과 기술의 끊임없는 진보에 따라 YHCHEM  기술은 신에너지 소재 제조 분야에서 기술 혁신과 시장 확장을 계속 심화시켜 글로벌 신에너지 산업의 고품질 발전에 더욱 많은 기술 솔루션과 장비 지원을 제공할 것입니다.