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* 진공배기를 이용한 비산화 분위기에서의 소결전지 소재

1. 소개: 배터리 소재 제조에서는 비산화 분위기에서의 소결이 매우 중요합니다. 이 공정에는 산화를 방지하는 환경에서 재료를 녹는점 이하로 가열하는 과정이 포함됩니다. 특히, 진공배기를 이용 비산화 분위기하에는 약 9ppm 잔량 산소가 있는 반면 대기압 가스퍼징을 이용시 약 100ppm 정도되어 많은 양의 산화물질로 인해 소결된 소재의 오염이 발생하여 소결전지의 품질 저하로 이어집니다. 배터리 성능 향상을 위해 소결공정도 진공배기의 공정이 꼭 필요합니다.(참조:아래표)

2. 소결 시 진공배기 후 비산화 분위기의 장점:

-향상된 순도: 일반적으로 아르곤이나 질소와 같은 불활성 가스를 사용하는 비산화 분위기에서 재료는 산화를 방지합니다. 이로 인해 배터리 성능에 중요한 순도가 높아집 니다.

-일반 순도 수준: 불활성 가스를 사용하는 표준 조건에서는 대부분의 배터리 응용 분야에 적합한 상당한 수준의 순도가 달성됩니다.

-특별한 경우의 고순도: 매우 높은 순도가 필요한 경우 특수한 불활성 환경이 사용되어 불순물의 위험을 더욱 줄입니다.

*불활성 및 공정 가스를 사용 1.5bar 고압 소결의 향상된 장점

1. 소개: 배터리 소재 제조에서는 비산화 분위기에서의 소결이 매우 중요하며, 소결 중 압력을 가하는 것도 최종 제품의 품질을 정의하는 데 중요한 역할을 합니다.

2. 소결 시 고압 소결의 장점:

- 재료 구조의 치밀화:

고압 소결은 입자 상호 연결성을 크게 증가시켜 재료 구조의 밀도를 높입니다. 이러한 치

밀화는 우수한 기계적 특성을 달성하는 데 중요합니다.

고압 하에서 입자 결합이 강화되어 미세구조적 결함과 응력 집중이 감소하여 재료의 전반

적인 무결성과 내구성이 향상됩니다.

- 강화된 기계적 강도:

고압 소결을 통해 얻은 소형화는 구조적 무결성이 가장 중요한 배터리 소재의 중요한 요소

인 기계적 강도 향상으로 직접적으로 이어집니다.

향상된 기계적 강도는 배터리 작동 중 기계적 응력을 견딜 수 있는 소재의 능력에 기여하

여 배터리 셀의 신뢰성과 수명을 보장합니다.

- 미세구조적 균일성:

균일한 미세 구조는 고압 소결의 주요 이점으로, 이는 일관된 재료 특성과 성능으로 이어

집니다.

균일한 미세 구조는 재료 전반에 걸쳐 일관된 전기 전도성과 열 특성을 보장하며, 이는 배

터리의 효율적이고 균일한 충전-방전 주기를 유지하는 데 중요합니다.

- 다공성 감소:

이 공정은 배터리 소재의 높은 에너지 밀도를 달성하는 데 필수적인 다공성을 효과적으로

\ 최소화합니다.

낮은 다공성은 활성 물질의 양을 최대화하고 이온 전달을 방해할 수 있는 유해한 공극을

최소화하므로 배터리 소재의 에너지 밀도를 높이는 데 매우 중요합니다.

- 효율적인 소결 공정:

압력이 증가하면 소결 공정이 가속화되어 생산 주기가 더욱 효율적으로 진행될 수 있습니

다. 고압 하에서 더 빠른 소결 속도는 보다 효율적인 제조 주기를 가능하게 하며, 산업 환

경에서 더 높은 처리량과 확장성을 가능하게 하며, 이는 고성능 배터리 재료에 대한 증가하

는 수요를 충족하는 데 중요합니다.

- 전체적인 재료 특성 향상:

전체적으로 고압 소결은 고급 배터리 응용 분야에 중요한 재료 특성을 향상시킵니다.

전기 전도도, 화학적 안정성, 이온 전달 효율 등의 특성이 눈에 띄게 향상되어 배터리의 성

능과 수명 향상에 직접적으로 기여합니다.

진공도에 따른 산소농도 및 듀 포인트 값

™ : Limit to avoid exploding

(1) : Gas Tight Metal Chamber with a ceramic fiber sealing under Ar gas atmosphere

<100ppm(0.01%) : Gas Tight Metal Chamber with a silcone(viton) ruber sealing under Ar gas atmosphere(출처 : nabertherm)