초미세·고순도 소재를 향한 도전 | 구형 알루미나 분리막 열전도 소재용 나노 분쇄·스프레이 건조 생산 라인으로 리튬 배터리 안전성 향상

2026-07-03

폭발적으로 증가하는 시장 수요: 구형 알루미나는 분리막 열전도 소재의 핵심을 보장합니다

신에너지 자동차 시장이 폭발적으로 성장하면서 전체 산업 사슬이 빠른 발전 단계에 진입했습니다. 개인 안전과 직결되는 핵심 요소인 배터리 열관리 시스템에서는 고성능 열전도 소재에 대한 수요가 기하급수적으로 증가하고 있습니다. 30~42 W/(m·K)의 높은 열전도율, 뛰어난 유동성, 높은 충전율, 우수한 절연성 및 난연성을 갖춘 구형 알루미나는 열 인터페이스 소재의 주요 충전재로 자리 잡았습니다.

더욱 중요한 점은 리튬 배터리 산업에서 정제 알루미나(구형 알루미나, 베마이트 등)가 배터리 분리막의 핵심 기능성 코팅 소재로서 대체 불가능한 안전 장벽 역할을 한다는 것입니다. 현재 주류 리튬 배터리 분리막은 주로 폴리에틸렌(PE)과 폴리프로필렌(PP)으로 제조되며, 이 소재는 녹는점이 낮고(130~165°C) 열 안정성이 떨어집니다. 고온 또는 국부 과열 환경에서는 열수축하거나 심지어 파열되기 쉬워 내부 단락, 화재 및 폭발 사고를 유발할 수 있습니다. 분리막의 한쪽 또는 양쪽 면에 초미세 고순도 알루미나 세라믹층을 코팅하면 내열성을 500°C 이상으로 높이고 열수축을 효과적으로 억제하며 기계적 강도와 전해액 젖음성을 향상시킬 수 있어 배터리 안전성과 수명을 크게 개선할 수 있습니다.

세계 최대의 신에너지 자동차 및 동력 배터리 제조국인 중국에서는 고순도·초미세·구형 알루미나 분말에 대한 수요가 지속적으로 급증하고 있으며, 입도 분포, 순도, 구형도, 분산성 및 기타 지표에 대한 기준도 전례 없이 엄격해지고 있습니다.

고순도 알루미나 세라믹 분말: 원료부터 완제품까지 정밀 제어 공정

고순도 알루미나 세라믹의 제조는 화학적 정제, 물리적 성형 및 고온 소결이 통합된 정밀 제조 공정이며, 핵심은 원료 분말의 초미세화, 고순도화 및 구형화에 있습니다. 기존 공정에서는 산업용 알루미나가 바이엘법 정제, 습식 볼밀링, 세척 및 불순물 제거, 결정상 변환을 위한 소성(α-Al₂O₃), 분무 과립화 등 여러 단계를 거쳐야 고급 세라믹 또는 배터리 분리막 코팅에 적합한 분말이 생산됩니다.

그러나 기존 분쇄 장비는 D50 ≤ 1μm, 좁은 입도 분포, 무응집 및 극저 금속 불순물 수준을 갖춘 나노급 알루미나 슬러리를 제조하기 어렵습니다. 또한 기존 분무 건조탑은 불균일한 분무, 난류성 열풍, 낮은 분말 회수율 및 높은 중공 입자 비율로 인해 최종 분말의 유동성과 소결 밀도를 크게 저하시킵니다. 따라서 나노 분쇄와 지능형 분무 건조를 결합한 통합 생산 라인이 고급 알루미나 분말 제조의 병목을 해결하는 핵심입니다.

Longxin Intelligent: 초미세 고순도 구형 알루미나 생산을 위한 고유량 핀형 나노 비드밀 및 고온 분무 건조탑 통합 라인

신에너지 산업의 고안전성 배터리 소재에 대한 긴급한 수요에 대응하기 위해 Longxin Intelligent는 고유량 핀형 나노 비드밀과 고온 지능형 분무 건조탑으로 구성된 통합 생산 라인을 혁신적으로 출시했습니다. 구형 알루미나, 베마이트, 활성 알루미나, 나노 알루미나 및 고순도 과립 알루미나 등 고급 분말에 맞춤 설계된 이 라인은 분리막 열전도 소재의 품질을 종합적으로 향상시킵니다.

초미세 분쇄, 정밀 분급, 고효율 과립화 및 지능형 제어의 네 가지 핵심 공정을 중심으로, 이 라인은 원료 슬러리부터 고유동성 구형 분말까지 완전한 폐쇄 루프 공정을 구축합니다. 이를 통해 완제품이 동력 배터리 분리막 코팅에 요구되는 고순도, 좁은 입도 분포, 높은 구형도 및 낮은 금속 불순물 함량이라는 엄격한 기준을 충족하도록 합니다.

Longxin WSP 시리즈 고유량 핀형 나노 비드밀이 우수하고 안정적이며 경제적인 분쇄를 실현하는 방법

Longxin Intelligent WSP 시리즈 고유량 핀형 나노 비드밀은 세 가지 핵심 기술 혁신을 통해 나노 분쇄의 한계를 새롭게 정의합니다.

복합 터빈-핀 3D 분쇄 시스템
탄화규소 분쇄 챔버 내부에서 소재는 원주 방향 와류와 방사 방향 충격의 이중 작용을 받습니다. 높은 구형도를 갖춘 0.2~0.5mm 지르코니아 비드와 조합하여 전단, 충돌 및 압출 작용으로 입자를 미세화하며, D50을 100nm~2μm 범위에서 안정적으로 제어할 수 있습니다.
스크린리스 원심 분리 기술
기존 금속 스크린을 완전히 제거하고 원심력장을 통해 분쇄 매체와 슬러리를 분리하여 스크린 막힘과 금속 오염을 완전히 방지합니다. 초장시간 연속 운전을 지원하며 고순도 소재 생산에 필요한 청정도 요건을 충족합니다.
지능형 폐쇄 루프 제어 시스템
PLC, 온도·압력 센서 및 온라인 입도 검출기를 통합하고 MES 시스템과 연동하여 자동 파라미터 조정, 전 과정 품질 추적 및 유연한 제품 전환을 실현합니다. 인산철리튬, 실리콘-탄소 음극 및 베마이트를 비롯한 다양한 소재 시스템과 호환됩니다.
탄화규소 분쇄 챔버는 스테인리스강보다 3배 높은 열전도율을 제공합니다. 재킷 벽 냉각과 결합하여 낮은 배출 온도를 유지하고 베마이트와 같은 열 민감성 소재의 상변이 또는 응집을 효과적으로 방지하며 슬러리 성능을 안정화합니다.

고온 분무 건조탑: 고구형도 과립 분말을 위한 CFD 시뮬레이션 및 완전 자체 개발 기술

나노 분쇄 후 생성되는 고품질 슬러리에 맞춤 설계된 Longxin Intelligent의 고온 지능형 분무 건조탑은 과립 분말의 유동성, 구형도 및 회수율을 보장하는 다섯 가지 핵심 기술을 적용했습니다.

CFD 최적화 열풍 분배 시스템
수치 시뮬레이션으로 내부 열풍 유동장을 정밀하게 제어하여 균일 건조를 실현하고 국부 과열 또는 불완전 건조를 제거합니다.
완전 자체 개발 초고속 원심 분무기
회전 속도는 최대 20,000rpm에 달하며, 더 미세하고 입도 분포가 좁은 분무 액적을 생성하여 입자의 구형화율을 높입니다.
다양한 적용 분야에 맞춤 제작 가능한 분무 디스크
평면 디스크, 톱니형 디스크 및 복합 디스크를 제공하여 점도와 고형분 함량이 서로 다른 알루미나, 베마이트 및 기타 슬러리에 대응합니다.
실시간 모니터링 기능을 갖춘 이중 오일-공기 냉각 시스템
200°C 이상의 작업 온도에서도 분무기의 장기간 안정 운전을 지원합니다.
첨단 오프라인 펄스 백 집진기
CFD로 최적화된 유동장 구조에 내열 여과포(내열 온도 ≥200°C)와 냉풍 보호 시스템을 적용하여 99% 이상의 분말 회수율을 달성하고 초미세 분말 손실을 최소화합니다.

이 시스템으로 과립화된 알루미나 분말은 높은 구형도와 뛰어난 유동성을 갖추어 자동 코팅 라인에 바로 투입할 수 있으며, 분리막 코팅층의 균일성과 접착력을 크게 향상시킵니다.

다차원 에너지 절감 기술의 통합: Longxin Intelligent, 고효율·저소비 스프레이 드라이어 시스템 개발

에너지 다소비 설비인 스프레이 드라이어 타워는 일반적으로 에너지 비용이 총 운영비의 50% 이상을 차지합니다. Longxin Intelligent는 설비 설계와 실제 적용에 체계적인 다차원 에너지 절감 전략을 도입하여 에너지 소비를 효과적으로 줄이고 열효율을 높이는 동시에 고효율 건조와 친환경 제조를 실현합니다. 주요 에너지 절감 기술은 다음과 같습니다:

열 이용 효율 향상을 위한 열풍 에너지 관리
- 공급·배기 공기 온도 차 최적화: 분말 수분 함량이 기준을 충족하는 조건에서 공급 공기 온도를 높여 필요한 열풍량을 줄입니다.
- 폐열 회수 시스템: 고온 배기가스에는 공정 열의 10~20%가 포함되어 있습니다. Longxin Intelligent는 공기-공기 열교환기 또는 배기가스 재순환 예열 모듈을 기본 장착합니다. 회수한 폐열로 신선한 흡입 공기를 예열하여 주 히터의 부하를 낮추고, 공급 슬러리를 40~60°C까지 예열하여 점도를 낮추고 분무 효과를 최적화할 수 있습니다.
에너지 소비를 근본적으로 줄이는 공정 매개변수 정밀 제어
- 공급 고형분 함량 향상: 알루미나 슬러리의 고형분 농도를 30%에서 45~50%로 높이면 수분 증발량이 약 30% 감소하여 에너지 소비를 20% 이상 직접 줄일 수 있습니다. Longxin 나노 비드밀이 생산하는 고형분 함량이 높고 저점도인 슬러리는 고농도 공급을 안정적으로 지원합니다.
- 지능형 분무 매칭: 가변 주파수 원심 분무기는 슬러리 특성에 따라 회전 속도를 동적으로 조절하여 균일한 액적 크기를 보장하고, 액적이 과도하게 커서 발생하는 2차 건조 또는 미세 분말 손실을 방지합니다. 균일한 분무는 건조 시간을 단축하고 불필요한 열 손실을 제거합니다.
안정적인 연속 공급
PID 유량 폐루프 제어를 적용한 고정밀 스크류 펌프가 불안정한 공급으로 인한 온도 변동을 제거하고, 타워 내부의 열장을 안정화하며, 반복적인 재가열 사이클을 방지합니다.
최적화된 설비 구조 및 시스템 설계
고효율 집진 및 분말 회수: 오프라인 재 제거 기능을 갖춘 내열 백 집진기가 99% 이상의 회수율을 달성합니다. 재료 손실 감소는 제품 단위당 에너지 소비 절감으로 이어집니다. 자동 주기식 재 제거는 시스템 압력 강하를 안정화하고 유인 송풍기의 전력 소비를 줄입니다.
동적 에너지 절감을 위한 지능형 제어 시스템
- 3D 열장 모니터링: 공기 유입구, 건조 구역 및 공기 배출구에 설치된 다지점 센서가 실시간 열 분포 모델을 구축합니다.
- 적응형 알고리즘 매개변수 조정: 공급 농도와 주변 온도·습도에 따라 유입 공기 온도, 분무기 회전 속도 및 배기 공기량을 자동 조정하여 설비가 유효 에너지 소비가 최소인 지점에서 운전되도록 합니다.
- 레시피 저장 및 원클릭 전환: 구형 알루미나, 베마이트, 활성 알루미나 및 기타 소재에 대한 최적 건조 곡선을 미리 저장하여 시행착오식 공정 조정으로 인한 에너지 낭비를 제거합니다.

배터리 성능을 지키는 지능형 생산 라인: 제어 가능한 소재 특성부터 신뢰성 높은 시스템 운전까지

Longxin Intelligent의 나노 분쇄·스프레이 건조 통합 라인은 구형 알루미나 분말의 제조 과제(초미세 입도, 고순도 및 높은 구형도)를 해결할 뿐만 아니라, 전 공정 지능형 제어를 통해 배치 간 일관성, 완전한 추적성 및 유연한 생산을 실현합니다. 이 솔루션은 여러 선도 배터리 소재 제조업체에 성공적으로 적용되어 전기차 배터리 분리막용 구형 알루미나 및 베마이트 복합층과 같은 기능성 코팅을 생산하고 있습니다.

신에너지 안전이 중시되는 시대에는 소재 정밀도의 모든 마이크로미터가 수많은 최종 사용자의 이동 안전과 직결됩니다. Longxin Intelligent는 나노 분쇄 및 지능형 건조 기술의 연구개발을 지속적으로 심화하고, 설비 성능을 산업 수요에 맞춘다는 사명을 고수할 것입니다. 당사는 구형 알루미나, 고순도 알루미나 세라믹 분말 및 베마이트 등 고급 분말을 생산하는 고객에게 안정적이고 효율적인 지능형 전 공정 솔루션을 제공하여 신에너지 산업 체인이 더 높은 안전성과 우수한 성능을 갖춘 새로운 시대로 나아가도록 지원합니다.