CN118176059A - 反应装置、反应系统、电池用材料制造系统、电池制造系统、固体电解质制造系统以及反应产物制造方法 - Google Patents

Abstract

在反应装置(10)中，窑炉部(100)包括：可旋转地延伸的筒部(103)；接收从筒部(103)的一端侧供给的原料的原料供给口(101)；以及将反应产物向另一端侧送出的送出口(102)。流体供给装置(120)包括：从一端侧或另一端侧延伸到筒部的内侧的流体供给管(121)；以及流体供给口(122)，所述流体供给口设置于流体供给管(121)，以能够将压送的预定的流体排放到筒部的内侧。在接触区域(105)，从流体供给口(122)排放的流体与原料接触。流体抽吸装置(130)包括：流体抽吸口(132)，所述流体抽吸口设置成能够抽吸通过接触区域(105)的流体；以及流体抽吸管(131)，所述流体抽吸管将从流体抽吸口(132)抽吸的流体压送到窑炉部(100)的外部。

Description

反应装置、反应系统、电池用材料制造系统、电池制造系统、固 体电解质制造系统以及反应产物制造方法

技术领域

本发明涉及反应装置、反应系统、电池用材料制造系统、电池制造系统、固体电解质制造系统以及反应产物制造方法。

背景技术

存在用于通过对原料施加预定的气氛来连续制造所需的产品的反应装置。例如，通常被称为回转窑的反应装置加热绕中心轴旋转的中空的窑炉部，并通过使材料在该窑炉部中一边滚动一边通过，来制造所需的产品。另外，例如，被称为辊道窑的反应装置通过使原料、工件等通过隧道型的窑炉部来制造所需的产品。此外，其他的各种反应装置也在开发中。

例如，专利文献1公开了以下的反应装置。反应装置包括：作为压力反应容器的螺旋进料器主体；将催化剂导入到螺旋进料器主体内的催化剂供给部；以及将低级碳氢化合物导入到螺旋进料器主体内的低级碳氢化合物供给部。该反应装置还包括输送所生成的纳米碳的螺杆、将由螺杆输送的催化剂和纳米碳送出的固体送出部、以及将所生成的氢气送出到进料器主体外的气体送出部。

现有技术文件

专利文献

专利文献1：日本特开2006-290682号公报

发明内容

发明所要解决的课题

顺便提及，在制造固体电解质等的所需的反应产物的情况下，例如需要对原料施加超过1000℃的热量的工序。另外，在制造固体电解质等的所需的反应产物的情况下，期望在反应工序中使其与预定的气氛气体等流体接触。然而，为了使用这样的温度、气氛气体等来适当地引起反应，必须使用包括上述技术的多个装置，难以高效地制造所需的产品。

本公开是为了解决这样的课题而做出的，并且提供了高效地制造所需的产品的反应装置等。

用于解决课题的手段

根据本公开的反应装置包括窑炉部、流体供给装置、接触区域和流体抽吸装置。窑炉部包括：筒部，所述筒部可旋转地沿中心轴线延伸；原料供给口，所述原料供给口接收从筒部的一端侧供给的原料；以及送出口，所述送出口在筒部的另一端侧将反应产物送出。流体供给装置包括：流体供给管，所述流体供给管从一端侧或另一端侧延伸到筒部的内侧；以及流体供给口，所述流体供给口设置于流体供给管，以能够将由流体供给管压送的预定的流体排放到筒部的内侧。在接触区域，从流体供给口排放的流体与原料接触。流体抽吸装置包括：流体抽吸口，所述流体抽吸口设置成能够抽吸通过接触区域的流体；以及流体抽吸管，所述流体抽吸管将从流体抽吸口抽吸的流体压送到窑炉部的外部。

在根据本公开的反应产物制造方法中，制造反应产物的使用者执行以下工序。使用者准备窑炉部，所述窑炉部包括：筒部，所述筒部可旋转地沿中心轴线延伸；原料供给口，所述原料供给口接收从筒部的一端侧供给的原料；以及送出口，所述送出口在筒部的另一端侧将反应产物送出。使用者将窑炉部的内部加热至预定的温度。使用者从与筒部分开地设置在筒部内侧的流体供给口排放预定的流体。使用者从与筒部分开地设置在筒部内侧的流体抽吸口抽吸筒部内侧的流体。使用者从流体供给口供给原料。使用者通过使窑炉部旋转，使原料一边与流体接触，一边沿平行于中心轴线的方向向送出口输送，使原料与流体接触。使用者将反应产物从送出口送出。

发明的效果

根据本公开，可以提供高效地制造所需产品的反应装置等。

附图说明

图1是根据实施方式1的反应装置的侧面方向的剖视图。

图2是反应装置所执行的处理的流程图。

图3是根据实施方式2的反应装置的侧面方向的剖视图。

图4是根据实施方式2的反应装置的正面方向的剖视图。

图5是根据实施方式3的反应装置的侧面方向的剖视图。

图6是根据实施方式4的反应装置的侧面方向的剖视图。

图7是根据实施方式5的反应系统的结构图。

图8是根据实施方式6的反应系统的结构图。

图9是根据实施方式7的电池用材料制造系统的结构图。

具体实施方式

下面通过发明的实施方式对本发明进行描述，但根据权利要求书的发明不限于以下实施方式。此外，实施方式中描述的所有结构并不一定是作为用于解决课题的手段所必需的。为了清楚地描述，以下的记载和附图适当地进行了省略以及简化。另外，在各附图中，对相同的要素标注相同的附图标记，并根据需要省略重复的描述。

<实施方式1>

参照图1对根据实施方式1的反应装置的主要结构进行描述。图1是根据实施方式1的反应装置10的侧面方向的剖视图。反应装置10是用于通过对原料施加预定的物理刺激等条件来制造反应产物的装置。

原料、反应产物等的种类、状态等没有特别限定，可以是含有锂作为成分之一的金属氧化物、金属硫化物这样的无机物，也可以是碳氢化合物这样的有机物。另外，虽然原料、反应产物等的形状、大小等没有特别限制，但在形状为块状的情况下，对角线长度优选为0.1mm～50mm，更优选为1～20mm。另外，在原料、反应产物等的形状为块状的情况下，对角线长度的比例(纵横比)优选为1～10，更优选为1.3～1.8。反应装置10包括作为主要结构的窑炉部100、接触区域105、流体供给装置120和流体抽吸装置130。另外，除了上述结构之外，反应装置10还包括进料器140、窑脚150、驱动装置160等。

窑炉部100包括作为主要结构的原料供给口101、送出口102和筒部103。原料供给口101接收供给至一端侧的原料R10。送出口102在另一端侧将反应产物R11送出。筒部103是在一端侧具有原料供给口101、在另一端侧具有送出口102的圆筒状的部件，能够旋转地沿着中心轴线C10延伸。

窑炉部100对所接收的原料施加从室温至1500℃范围内的预定温度。因此，窑炉部100的主要结构由能够承受该温度的材料形成。即，窑炉部100例如由含有镍、钴、铬、铁、铜、铝、钛、钨、铌、钽、钼、硅、硼和碳中的至少一种作为成分的合金、含有氧化铝、氧化锆等的金属氧化物、氮化硅等的氮化物、碳化钛等的碳化物、硼化铬等的硼化物的陶瓷、结晶石墨、纤维增强石墨这样的碳材等形成，或由组合了上述合金、上述陶瓷和上述碳材中的任一者的复合材料、覆盖材料或接合材料形成。

窑炉部100可以倾斜地设置，以使得筒部103的供给口侧高于送出口侧。在图1所示的窑炉部100中，筒部103的中心轴线C10相对于水平方向具有预定角度θ的倾斜。由此，窑炉部100被构造成使得所接收的预定的原料R10在接触筒部103的内壁的同时沿着中心轴线C10被朝向送出口102输送。需要说明的是，角度θ可以从-90度至+90度的范围中选择。

进料器140通过轴承104与图1所示的窑炉部100的原料供给口101卡合。进料器140将窑炉部100的原料供给口101侧支撑为可旋转。即，进料器140是支撑窑炉部100的支撑部。进料器140从设置在上方的为开口部的原料投入口141接收原料R10，并将接收到的原料R10引导至原料供给口101。

此外，窑脚150通过轴承104与窑炉部100的送出口102卡合。窑脚150将送出口102侧支撑为可旋转。即，窑脚150是支撑窑炉部100的支撑部。此外，窑脚150具有反应产物出口151，将从送出口102送出的反应产物R11从反应产物出口151送出。此外，窑脚150固定流体供给装置120和流体抽吸装置130。

需要说明的是，进料器140可代替窑脚150或与窑脚150一起固定流体供给装置120和流体抽吸装置130中的至少任一者。即，进料器140和窑脚150中的至少任一者作为支撑部固定流体供给装置120和流体抽吸装置130。此时，例如，也可以是进料器140固定流体供给装置120而窑脚150固定流体抽吸装置130，或者反之亦然。

流体供给装置120是用于向窑炉部100供给预定的流体的装置。预定的流体是气体或液体，但在具有流动性的情况下，也可以包括粉末等的固体。流体供给装置120包括作为主要结构的流体供给管121和流体供给口122。除了上述结构之外，流体供给装置120还可以包括存储预定的流体的存储部、用于压送该流体的泵等。

流体供给管121是构造成从窑炉部100的一端侧或另一端侧延伸至筒部103的内侧的流体运送用的管。在图1中，流体供给管121固定至窑脚150并从窑脚150向窑炉部100的筒部103延伸。

流体供给口122是设置于流体供给管121的开口部，其设置成使得由流体供给管121压送的预定的流体可以被排放到筒部103的内侧。图1所示的流体供给口122设有多个孔。然而，流体供给口122可以是一个孔，也可以是使预定的流体能够通过的多孔状部件。

流体抽吸装置130是用于抽吸存在于窑炉部100内部的流体并将其排出到窑炉部100外部的装置。流体抽吸装置130抽吸的流体例如包括由流体抽吸装置130供给的与原料R10接触的流体。流体抽吸装置130包括作为主要结构的流体抽吸管131和流体抽吸口132。除了上述结构之外，流体抽吸装置130还可以包括用于主动抽吸流体的抽吸泵、强制排气装置等。

流体抽吸口132是被设置为能够抽吸通过接触区域105的流体的开口部。流体抽吸管131是将从流体抽吸口132抽吸的流体压送到窑炉部100的外部的管。在图1中，流体抽吸管131固定至窑脚150并从窑脚150向窑炉部100的筒部103延伸。

上述流体供给装置120和流体抽吸装置130例如由含有镍、钴、铬、铁、铜、铝、钛、钨、铌、钽、钼、硅、硼、碳中的至少一种作为成分的合金、含有氧化铝、氧化锆等的金属氧化物、氮化硅等的氮化物、碳化钛等的碳化物、硼化铬等的硼化物的陶瓷、结晶石墨、纤维增强石墨这样的碳材等形成，或由组合了上述合金、上述陶瓷和上述碳材中的任一者的复合材料、覆盖材料或接合材料形成。

需要说明的是，流体供给装置120与筒部103的内壁保持分开的状态。类似地，流体抽吸装置130与筒部103的内壁保持分开的状态。由此，流体供给装置120和流体抽吸装置130构造成不干扰窑炉部100的旋转。

流体供给装置120和流体抽吸装置130可以以相连接的状态固定至窑脚150，或者可以分别独立地固定至窑脚150。流体供给装置120和流体抽吸装置130可固定至窑脚150并进一步由进料器140支撑。

如图1所示，流体抽吸口132和流体供给口122优选地沿着平行于中心轴线C10的方向分开。在图1中，流体供给口122位于筒部103的上游侧，向原料R10所在的下方排放流体。另外，流体抽吸口132在沿着中心轴线C10的方向上位于与流体供给口122分开的下游侧，抽吸位于下方的流体。通过这样的结构，反应装置10可以在流体供给口122与流体抽吸口132之间适当地设置接触区域105，其为从流体供给口122供给的流体与原料R10相接触的区域。

接触区域105是从流体供给口122排放的流体与原料R10接触的区域。图1中的粗双点划线所示的区域是接触区域105。在接触区域105中，原料R10一边滚动流动，一边与从流体供给装置120供给的流体接触。由此，原料R10成为预定的反应产物R11，被输送至送出口102。此外，从流体供给口122供给的流体通过接触区域105，然后被位于接触区域105的下游侧的流体抽吸口132抽吸。

温度控制装置110通过加热或冷却窑炉部100的外周部来控制窑炉部100的温度。温度控制装置110例如在从室温至1500℃左右的范围内进行加热。温度控制装置110例如包括包围筒状的窑炉部100周围的加热装置。加热装置包括任何可以控制温度的加热器，例如感应加热加热器、护套式加热器、线圈加热器或陶瓷加热器等。或者，加热装置可以是使通过燃烧气体而加热的流体循环的加热装置。温度控制装置110可包括用于控制窑炉部100的温度的控制装置。例如，温度控制装置110可以在窑炉部100的预定位置处具有用于监测温度的温度计。

需要说明的是，温度控制装置110可以沿着窑炉部100的延伸方向设置有多个。例如，反应装置10可以在比较靠近原料供给口101侧且在与原料供给口101分开的位置处具有第一温度控制部110A，在相较于第一温度控制部110A比较靠近送出口102侧具有第二温度控制部110B。在这种情况下，例如，原料供给口101处的内部温度在原料供给口101的区域中为室温。此外，第一温度控制部110A将窑炉部100的内部温度控制为例如500度。此外，第二温度控制部110B将窑炉部100的内部温度控制为例如1500度。

在这种情况下，反应装置10可以在由第一温度控制部110A设置的温度(500度)的区域内对原料R10进行脱脂，并且在由第二温度控制部110B设置的温度(1500度)的区域内对原料R10进行烧结。如上所述，反应装置10通过具有多个温度控制部，使得可以沿着窑炉部分100的延伸方向设置多个温度分布。通过上述结构，反应装置10在使窑炉部100旋转的同时加热窑炉部100。当热量传递到筒部103时，该热量被辐射到窑炉部100的内部。

驱动装置160包括马达和嵌合到从该马达突出的驱动轴的驱动力传递部161。在驱动装置160中，驱动力传递部161驱动从动部106以使窑炉部100旋转。驱动力传递部161和从动部106例如是构造成相互啮合的齿轮。通过这种结构，驱动装置160使窑炉部100以中心轴线C10为旋转中心旋转。由此，窑炉部100一边使从原料供给口101接收到的原料R10滚动一边将其输送至送出口102。

接下来，将参照图2描述由反应装置10执行的处理。图2是由反应装置进行的处理(反应产物制造方法)的流程图。图2所示的流程图例如由使用反应装置10来制造反应产物的使用者使用反应装置10来执行。

首先，使用者准备包括窑炉部100的反应装置10(步骤S11)。由使用者准备的反应装置10具有上述结构。

接下来，使用者操作反应装置10并使温度控制装置110加热窑炉部100。即，温度控制装置110将窑炉部100的内部加热至预定的温度(步骤S12)。

接下来，使用者操作反应装置10，使流体供给装置120供给预定的流体。使用者还操作反应装置10以使流体抽吸装置130抽吸流体。由此，在流体供给装置120从设置于筒部103内侧的流体供给口122排放预定的流体的同时，流体抽吸装置130从设置于筒部103内侧的流体抽吸口132抽吸筒部103内侧的流体(步骤S13)。

接下来，使用者从原料供给口101向窑炉部100供给原料R10(步骤S14)。需要说明的是，使用者通过将原料R10投入进料器140而将原料R10供给至原料供给口101。

接下来，使用者通过旋转窑炉部100以将原料R10输送到下游并使其在接触区域105中与预定的流体接触(步骤S15)。需要说明的是，优选地，使用者在步骤S11之后且在步骤S12之前开始窑炉部100的旋转，以便将供给到窑炉部100的原料R10输送到下游。此时，反应装置10通过驱动驱动装置160而使窑炉部100旋转。

接下来，使用者使反应产物从送出口102送出(步骤S16)。

上面已经描述了反应装置10所执行的反应产物制造方法。上述方法是沿着从反应装置10由原料R10制造反应产物R11到将所制造的反应产物R11送出的流程来示出的。然而，反应装置10例如可以将步骤S15中的窑炉部100的旋转操作放到步骤S12之前来执行。

以上，对实施方式1进行了描述，但实施方式1的结构并不限定于上述结构。反应装置10可以构造成流体的流动为从下游侧朝向上游侧。另外，反应装置10可以具有位于窑炉部100的中央部的流体供给口122、位于流体供给口122的上游侧的第一流体抽吸口132，还可以具有位于流体供给口122的下游侧的第二流体抽吸口132。即，在这种情况下，从流体供给口122供给至窑炉部100的流体可分支成朝向第一流体抽吸口132的流体和朝向第二流体抽吸口132的流体。通过上述结构，作为回转窑的反应装置10可以在接触区域105中连续且高效地使原料R10与流体接触。因此，根据实施方式1，可以提供高效地制造所需的产品的反应装置等。

<实施方式2>

接下来，将描述实施方式2。实施方式2具有在窑炉部100内部约束流体的流动的功能。

图3是根据实施方式2的反应装置20的侧面方向的剖视图。图3所示的反应装置20与反应装置10的不同之处在于流体供给口122和流体抽吸口132的形态。此外，反应装置20与实施方式1的不同之处在于，其包括支撑部件170、挡板171和挡板172。

实施方式2中的流体供给口122被设置为与中心轴线C10形成角度α。由此，流体供给口122在面向挡板172的方向上具有开口部。换言之，从流体供给口122排放的流体遇到挡板172，其流动由挡板172约束。由此，流体被引导至接触区域105，与原料R10接触。

实施方式2中的流体抽吸口132被设置为与中心轴线C10形成角度β。由此，流体抽吸口132在面向挡板171的方向上具有开口部。换言之，通过接触区域105的流体被挡板171约束，然后被流体抽吸口132抽吸。

支撑部件170是从作为支撑部的窑脚150延伸到筒部103的内侧的部件，并且支撑挡板171和挡板172。需要说明的是，支撑部件170也可与流体供给管121或流体抽吸管131组合而构成。支撑部件170可固定至窑脚150并进一步由进料器140支撑。支撑部件170可以固定到作为支撑部的进料器140，并且可以从进料器140延伸到筒部103。此外，支撑部件170可固定至进料器140并进一步由窑脚150支撑。

挡板171是设置在流体抽吸口132与送出口102之间的板状的部件。挡板171由支撑部件170支撑成不妨碍窑炉部100的旋转。挡板171在接触区域105的外侧约束沿平行于中心轴线C10的方向的流体的流动，上述接触区域为在筒部103中的在流体供给口122和流体抽吸口132之间形成的空间。即，通过设置挡板171，反应装置20可以将通过接触区域105的流体适当地引导至流体抽吸口132并抽吸该流体。

挡板172是设置在原料供给口101与流体供给口122之间的板状的部件，与挡板171类似地由支撑部件170支撑。在筒部103中，挡板172在接触区域105外侧约束在与中心轴线C10平行的方向上的流体的流动。即，通过设置挡板172，反应装置20可以将从流体供给口122排放的流体适当地引导至接触区域105。

如上所述，挡板171和挡板172以在与中心轴线C10平行的方向上将流体供给口122和流体抽吸口132夹入的方式分别设置在一端侧和另一端侧。由此，反应装置20可以适当地形成接触区域105，并可以在接触区域105中使流体与原料R10接触。另外，反应装置20可以高效地抽吸与原料R10接触后的流体。

需要说明的是，为了实现本实施方式的目的，本实施方式中的挡板的形状可以具有凹凸形状、弯曲形状等。图3所示的挡板171和172的上部向上游侧弯曲。这是为了适当地形成从流体供给装置120供给的流体的流动。另外，挡板171及挡板172的下部向下游侧弯曲。这是为了将原料R10顺畅输送到下游侧。挡板可以具有除上述形状之外的各种形状。

接下来，将参照图4进一步描述挡板的结构。图4是根据实施方式2的反应装置20的正面方向的剖视图。图4是从与中心轴线C10平行的方向观察的图3的IV-IV剖面的剖视图。

在反应装置20中，温度控制装置110设置在构造成圆环状的窑炉部100的外周。反应装置20还包括位于窑炉部100内部的支撑部件170、挡板171、流体供给装置120和流体抽吸装置130。

支撑部件170沿着延伸方向在其内部形成有作为管状的孔的流体供给装置120和流体抽吸装置130。此外，在图4所示的剖视图中，流体抽吸装置130从支撑部件170的下部突出并形成流体抽吸口132。

挡板171呈圆盘形状，其以不接触筒部103的内壁的程度与该内壁分开。另外，在挡板171的下部处，为保证原料R10通过的空间，距筒部103内壁的距离相对较大。由此，在接触区域105中，流体适当地接触原料R10，并进一步通过受到挡板171的约束，而从流体抽吸口132被抽吸。另外，在接触区域105中，原料R10适当地与流体接触，并进一步从设置在挡板171下部的空间被输送到下游。

以上，对实施方式2进行了描述。通过以上的结构，反应装置20可以高效地制造反应产物R11。即，根据本实施方式，可以提供高效地制造所需的产品的反应装置等。

<实施方式3>

接下来，将描述实施方式3。图5是根据实施方式3的反应装置30的侧面方向的剖视图。反应装置30与实施方式2的不同之处在于流体供给装置、流体抽吸装置、挡板以及接触区域的结构。此外，反应装置30与实施方式2的不同之处还在于温度控制装置110的方式。

本实施方式中的流体供给装置120具有能够沿着平行于中心轴线C10的方向在不同位置处分别供给多种流体的多个第一流体供给口122A和第二流体供给口122B。由此，反应装置30可以在多个不同位置处分别供给流体。

此外，本实施方式的反应装置30具有挡板173。挡板173在第一流体供给口122A与第二流体供给口122B之间约束在与中心轴线C10平行的方向上的流体的流动。通过挡板173，反应装置30可以分离地控制从第一流体供给口122A排放的流体的流动和从第二流体供给口122B排放的流体的流动。

此外，本实施方式的流体抽吸装置130具有第一流体抽吸口132A和第二流体抽吸口132B。第一流体抽吸口132A被设置为抽吸由第一流体供给口122A排放的流体。第二流体抽吸口132B被设置为抽吸由第二流体供给口122B排放的流体。即，流体抽吸装置130具有与多个流体供给口中的每一个相对应地设置的多个流体抽吸口。

利用上述结构，反应装置30形成第一接触区域105A和第二接触区域105B。即，在第一接触区域105A中，从第一流体供给口122A供给的流体与原料R10接触，然后被第一流体抽吸口132A抽吸。第一接触区域105A夹在挡板172和挡板173之间。由此，第一接触部105A可以适当地使流体与原料R10接触。

另外，在第二接触区域105B中，从第二流体供给口122B供给的流体与原料R10接触，然后被第二流体抽吸口132B抽吸。第二接触区域105B夹在挡板173和挡板171之间。由此，第二接触部105B可以适当地使流体与原料R10接触。

在本实施方式的反应装置30中，流体供给装置120可以构造成使得第一流体供给口122A和第二流体供给口122B分别供不同种类的流体(例如，第一流体和第二流体)流过。即，在这种情况下，流体供给装置120包括供给第一流体的第一流体供给管121A和第一流体供给口122A、以及供给第二流体的第二流体供给管121B和第二流体供给口122B。另外，在这种情况下，在第一接触区域105A中，原料R10和第一流体接触。在第二接触区域105B中，在第一接触区域105A下游，与第一流体接触之后的原料10A与第二流体接触。然后，流体抽吸装置130在第一接触区域105A中抽吸第一流体，在第二接触区域105B中抽吸第二流体。

需要说明的是，流体抽吸装置130可以包括与第一流体抽吸口132A相对应的第一流体抽吸管131A，同时包括与第二流体抽吸口132B相对应的第二流体抽吸管131B。通过这种结构，反应装置30可以分离地抽吸不同接触区域中的流体。

通过上述结构，由于反应装置30在第一接触区域105A和第二接触区域105B之间具有用于分隔第一流体和第二流体的流动的挡板173，因此，可以适当地分离各个接触区域，在各个区域中使所需的反应发生。

此外，在这种情况下，控制窑炉部100的温度的温度控制装置110可以包括控制第一接触区域105A的温度的第一温度控制部110A和控制第二接触区域105B的温度的第二温度控制部110B。这使得温度控制装置110可以对多个接触区域单独地进行温度控制。例如，在温度控制装置110中，第一温度控制部110A将第一接触区域105A的温度控制为500度，第二温度控制部110B将第二接触区域105B的温度控制为1000度。

以上，对实施方式3进行了描述。需要说明的是，虽然上述反应装置30具有两个接触区域105，但是反应装置30可以具有三个以上的不同的接触区域。此外，温度控制装置110例如可以在图5的结构中具有对挡板171的下游侧进行冷却的冷却装置。另外，与上述反应装置30所具有的接触区域105的每一个分别对应地设置有一个流体供给口122和一个流体抽吸口132。然而，接触区域105以及与其相对应的流体供给口122和流体抽吸口132的结构不限于此。即，在反应装置30中，与一个接触区域105对应的流体供给口122的数量可以是一个，也可以是一个以上。另外，在反应装置30中，与一个接触区域105对应的流体抽吸口132的数量可以是一个，也可以是一个以上。

通过上述结构，反应装置30可以在一个窑炉部100中设置环境分别不同的多个区域。因此，根据实施方式3，可以提供能够高效地制造所需的产品的反应装置等。

<实施方式4>

接下来，将描述实施方式4。图6是根据实施方式4的反应装置40的侧面方向的剖视图。根据实施方式4的反应装置40与实施方式2的不同之处在于挡板的形态。

本实施方式中的支撑部件170固定至窑脚150，同时由进料器140支撑。通过这种结构，支撑部件170可以支撑沿窑炉部100的延伸方向形成的任何挡板。

反应装置40具有挡板174和挡板175。挡板174在接触区域105中沿平行于中心轴线C10的方向约束流体的流动。

在反应装置40中，从流体供给口122排放的流体从上游侧流向下游侧。从原料供给口101供给的原料R10也被朝向下游侧的送出口102输送。挡板174在筒部103的接触区域105中约束上述流动。即，挡板174可以被构造成在接触区域105中使得流体所通过的流路的横截面积发生变化。

由此，从流体供给口122排放的流体在接触区域105中的流速、流动方向等可以变化。或者，从流体供给口122排放的流体在接触区域105中，流量可以沿流动方向变化。另外，与此同时，与流体接触的原料R10的移动速度、移动方向等可以变化。

需要说明的是，除了平行于中心轴线C10的方向之外，挡板174还可以沿着窑炉部100的旋转方向约束流体的流动。例如，挡板174可以螺旋状地约束流体的流动。通过上述结构，挡板174可以相对于滚动流动的原料R10适当地约束流体的流动。

将描述图6所示的具体示例。在接触区域105中，挡板174形成为使得从上游到下游距筒部103的距离逐渐增大。在接触区域105中的相对上游侧处，由挡板174的下表面和筒部103的内壁形成的流量具有截面积D10。在接触区域105中的中央部处，由挡板174的下表面和筒部103的内壁形成的流量的截面积D20大于截面积D10。另外，在接触区域105中的下游侧的端部处，由挡板174的下表面和筒部103的内壁形成的流量的截面积D30小于截面积D20。

通过上述结构，在接触区域105中，流体的流速从上游向中央部降低，并且原料R10和流体在中央部处的停留时间相对地变长。由此，反应装置40可以使流体与R10在接触区域105中的接触时间变得相对较长。因此，根据实施方式4，可以提供促进用于制造所需的产品的反应、高效地进行制造的反应装置等。

此外，图6所示的挡板174在接触区域105和送出口102之间将流体抽吸口132下方的流体约束为沿平行于中心轴线C10的方向。由此，流体和通过接触区域105而生成的反应产物顺畅地移动至送出口102。另外，在送出口102处，反应产物R11由于自重而下落到反应产物出口151，流体被流体抽吸口132抽吸。

另外，图6所示的挡板175位于原料供给口101和流体供给口122之间，约束从原料供给口101流入的外部气体的流入。此外，挡板175在其下部处在与筒部103之间形成间隙。由此，挡板175在抑制外部气体的流入的同时，不妨碍原料R10的流入。此外，挡板175将从设置在下游侧的流体供给口122排放的流体适当地引导至接触区域105。

<实施方式5>

接下来，将参照图7描述实施方式5。图7是根据实施方式5的反应系统的结构图。图7所示的反应系统1是两个反应装置10、即第一反应装置10A和第二反应装置10B被串联连接的系统。图7示意性地示出了第一反应装置10A和第二反应装置10B连接的状态。在反应系统1中，第一反应装置10A中的反应产物的反应产物出口151A和第二反应装置10B中的原料投入口141B连接。

图示的第一反应装置10A通过对从原料投入口141A接收的原料R10施加预定的物理刺激A来生成反应产物A。第一反应装置10A将生成的反应产物A从反应产物出口151A送出。

第二流体控制区域140A将从第一反应装置10A的反应产物出口151A送出的反应产物A接收到原料投入口141B。第二反应装置10B通过施加预定的物理刺激B从反应产物A生成反应产物B。第二反应装置10B将生成的反应产物B从反应产物出口151B送出。

以上，对实施方式5进行了描述。需要说明的是，在上述反应系统1中，第一反应装置10A和第二反应装置10B中的一者或两者当然可以是反应装置20、反应装置30或反应装置40中的任意一个。另外，反应系统1也可以是3个以上的反应装置连接而成的反应系统。通过这样的结构，根据实施方式5的反应系统1可以对原料连续地施加搅拌、滚动、加热、冷却等多个物理刺激。此外，通过这样的结构，反应系统1允许系统本身的灵活布置和灵活的系统结构。即，根据实施方式5，可以提供高效地制造需要多次反应的所需产品的反应系统。

<实施方式6>

接下来，将参照图8描述实施方式6。图8是根据实施方式6的反应系统的结构图。图8所示的反应系统2包括作为主要结构的造粒装置210和反应装置10。

造粒装置210对为粉粒体的原料施加压力以制造造粒物。造粒物是通过对由例如大致几十微米至几百微米的二次粒子构成的粉粒体施加例如10兆帕至700兆帕的压力来制造的。尽管施加压力的方法没有特别限制，但考虑到生产效率，使用旋转模具辊的连续加压方式是期望的。尽管造粒物的形状没有特别限制，但考虑到在造粒装置210中进行输送的容易性，造粒物具有球形、圆盘形或椭圆体形这样的片剂形状是期望的。对于造粒物的大小，造粒物的直径或长边的长度大致为几毫米至几十毫米，但30毫米以下是期望的。此外，考虑到造粒装置210中的反应效率，各个造粒物的大小彼此大致相同是期望的。另外，在造粒物的制造中进行加压时，为了提高造粒性、提高使造粒物反应后的分解性等，可以在添加微量的例如具有乙烯基或酰亚胺基的粘合剂树脂的同时进行造粒，也可以使用预先与有机高分子结合剂混合的原料。造粒装置210将制造的造粒物供给至原料投入口141。

当反应装置10在原料投入口141处接收到造粒物时，其将接收到的造粒物供给至窑炉部100。反应装置10对所接收的造粒物施加预定的气氛和物理刺激以生成反应产物。当反应装置10生成了反应产物时，其将所生成的反应产物从反应产物出口151送出。

以上，对实施方式6进行了描述。在根据本实施方式的反应系统2中，在造粒装置210中向原料施加压力，然后在气氛受到控制的反应装置10中在加热的同时进行搅拌。由此，反应系统2可以连续地制造例如氧化物系固体电解质、硫化物系固体电解质等。即，根据实施方式6，可以高效且连续地制造所需的反应产物。

<实施方式7>

接下来，将描述实施方式7。图9是根据实施方式7的电池用材料制造系统3的结构图。图9中所示的电池用材料制造系统3例如是用于制造固体二次电池的固体电解质片和电池层压体的系统。电池用材料制造系统3包括作为主要结构的第一工序区域P31、第二工序区域P32、第三工序区域P33以及第四工序区域P34。即，电池用材料制造系统3通过经历上述的第一工序、第二工序、第三工序以及第四工序来制造电池用材料。

以下的示例为使用电池用材料制造系统3制造固体电解质片和电池层压体的示例。在第一工序区域P31中，电池用材料制造系统3制造固体电解质。第一工序区域P31包括作为主要结构的造粒装置210和反应装置10。

在第一工序区域P31中，造粒装置210接收为粉粒体的原料，施加压力以制造片剂状的造粒物。造粒装置210将制造的造粒物供给至反应装置10。反应装置10边加热边搅拌所接收的造粒物以制造固体电解质。反应装置10将制造的固体电解质供给到第二工序区域P32。

在第二工序区域P32中，电池用材料制造系统3将固体电解质和粘合剂树脂进行混合和混炼。第二工序区域P32具有挤出机350。挤出机350将在第一工序区域P31中生成的固体电解质和另外供给的粘合剂树脂一并接收，并且将接收到的固体电解质和粘合剂树脂混合并混炼以制造混炼物。挤出机350将制造出的混炼物供给至第三工序区域P33。

在第三工序区域P33中，电池用材料制造系统3从第二工序区域P32接收混炼物，并由所接收的混炼物制造固体电解质片。第三工序区域P33包括作为主要结构的挤出成型机360、涂布机370、干燥机380和压延机390。

挤出成型机360从挤出机350接收混炼物并将所接收的混炼物挤出成型以连续地制造片状的成型物。此时，在第三工序区域P33中，由挤出成型机360挤出的片材可以与无纺布等的基材361一起形成为一体。即，第三工序区域P33包括片材制造装置。需要说明的是，挤出成型机360也可以称为片材制造装置360。

接下来，涂布机370在成型物的表面涂布预定的正极活性物质等。进一步地，干燥机380对涂布有预定的正极活性物质等的成型物进行干燥，并将其供给到压延机390。压延机390对干燥后的成型物进行压延，并将其供给到第四工序区域P34。

在第四工序区域P34中，电池用材料制造系统3具有将预定的片材贴合并将其卷绕的工序。第四工序区域P34包括作为主要结构的层压机400和卷绕机410。层压机400将含有负极活性物质的负极片401(或电极片)贴合至从压延机390供给的片状的成型物，并将贴合后的电池层压体供给至卷绕机410。卷绕机410卷绕电池层压体。

以上，对电池用材料制造系统3的结构和由电池用材料制造系统3执行的电池用材料制造方法进行了描述。根据本实施方式的电池用材料制造系统3能够一致且高效地制造需要多次反应的固体电解质等的反应产物，并且能够使用所制造的反应产物连续地制造片材。需要说明的是，根据本实施方式的电池用材料制造系统3不限于图9所示的系统。例如，电池用材料制造系统3也可以在第四工序区域P34中不包括卷绕机410。

另外，图9所示的系统也能够制造并非为电池用材料的预定的材料。即，图9所示的系统可以称为材料制造系统或固体电解质制造系统。此外，由这种材料制造系统执行的方法可以称为材料制造方法。

另外，如上所述，图9所示的电池用材料制造系统3能够在第三工序区域P33中制造固体电解质片，并且能够在第四工序区域P34中层压包括负极片的电解质片。由此，电池用材料制造系统3能够制造电池层压体。即，在这种情况下，图9所示的系统可以称为电池制造系统，并且由图9所示的系统执行的方法可以称为电池制造方法。

如上所述，根据实施方式7，可以提供用于高效地制造所需的电池用材料、电池或预定材料的系统或其方法。

需要说明的是，本发明并不限定于上述实施方式，而是在不脱离其主旨的范围内能够进行适当变更。

本申请要求基于2021年11月4日提交的日本专利申请No.2021-180043的优先权，并且其全部公开内容并入本文。

工业实用性

本发明例如可以用于制造固体电解质等的电池用材料的系统、或者制造电池的系统等。

附图标记说明

1、2反应系统

3电池用材料制造系统

10、20、30、40反应装置

100窑炉部

101原料供给口

102送出口

103筒部

104轴承

105接触区域

105A第一接触区域

105B第二接触区域

106从动部

110温度控制装置

110A第一温度控制部

110B第二温度控制部

120流体供给装置

121流体供给管

122流体供给口

130流体抽吸装置

131流体抽吸管

132流体抽吸口

140进料器

141原料投入口

150窑脚

151反应产物出口

160驱动装置

161驱动力传递部

170支撑部件

171、172、173、174、175挡板

210造粒装置

350挤出机

360片材制造装置

361基材

370涂布机

380干燥机

390压延机

400层压机

401负极片

410卷绕机

A10导程角

C10中心轴线

C11中央区域

C12螺旋

R10原料

R11反应产物

Claims (20)

1.一种反应装置，所述反应装置包括：

窑炉部，所述窑炉部包括：筒部，所述筒部可旋转地沿中心轴线延伸；原料供给口，所述原料供给口接收从所述筒部的一端侧供给的原料；以及送出口，所述送出口在所述筒部的另一端侧将反应产物送出；

流体供给装置，所述流体供给装置包括：流体供给管，所述流体供给管从所述一端侧或所述另一端侧延伸到所述筒部的内侧；以及流体供给口，所述流体供给口设置于所述流体供给管，并能够将由所述流体供给管压送的预定的流体排放到所述筒部的内侧；

从所述流体供给口排放的所述流体与所述原料接触的接触区域；以及

流体抽吸装置，所述流体抽吸装置包括：流体抽吸口，所述流体抽吸口设置成能够抽吸通过所述接触区域的所述流体；以及流体抽吸管，所述流体抽吸管将从所述流体抽吸口抽吸的所述流体压送到所述窑炉部的外部。

2.根据权利要求1所述的反应装置，还包括支撑部，所述支撑部将所述窑炉部支撑为可旋转，并且在所述一端侧和所述另一端侧中的至少任一侧处固定所述流体供给装置和所述流体抽吸装置。

3.根据权利要求1或2所述的反应装置，所述流体抽吸口和所述流体供给口沿平行于所述中心轴线的方向分开。

4.根据权利要求3所述的反应装置，还包括挡板，所述挡板在所述筒部中在形成于所述流体供给口和所述流体抽吸口之间的空间的外侧约束在与所述中心轴线平行的方向上的所述流体的流动。

5.根据权利要求3所述的反应装置，还包括挡板，所述挡板以在与所述中心轴线平行的方向上将所述流体供给口和所述流体抽吸口夹入的方式分别设置在所述一端侧和所述另一端侧。

6.根据权利要求3所述的反应装置，还包括挡板，所述挡板在所述接触区域中沿着平行于所述中心轴线的方向约束所述流体的流动。

7.根据权利要求6所述的反应装置，所述挡板构造成使得在所述接触区域中，所述流体所通过的流路的截面积发生变化。

8.根据权利要求3所述的反应装置，其中，

所述流体供给装置具有能够在沿着平行于所述中心轴线的方向的不同位置处分别供给多种所述流体的多个所述流体供给口，

所述反应装置还包括挡板，所述挡板在多个所述流体供给口之间约束在与所述中心轴线平行的方向上的所述流体的流动。

9.根据权利要求8所述的反应装置，所述流体抽吸装置具有与多个所述流体供给口中的每一个相对应地设置的多个所述流体抽吸口。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的反应装置，还包括温度控制装置，所述温度控制装置包括加热装置或冷却装置，控制所述原料供给口和所述送出口之间的所述窑炉部的温度。

11.根据权利要求3所述的反应装置，其中，

所述流体供给装置具有供给第一流体的第一流体供给管和第一流体供给口、以及供给第二流体的第二流体供给管和第二流体供给口，

所述接触区域包括：所述原料与所述第一流体接触的第一接触区域；以及在所述第一接触区域的下游与所述第一流体接触之后的所述原料与所述第二流体接触的第二接触区域，

所述流体抽吸装置抽吸在所述第一接触区域中与所述原料接触的所述第一流体以及在所述第二接触区域中与所述原料接触的所述第二流体。

12.根据权利要求11所述的反应装置，在所述第一接触区域和所述第二接触区域之间还具备用于分隔所述第一流体的流动和所述第二流体的流动的挡板。

13.根据权利要求12所述的反应装置，还包括温度控制装置，所述温度控制装置包括加热装置或冷却装置，控制所述原料供给口和所述送出口之间的所述窑炉部的温度，

所述温度控制装置包括控制所述第一接触区域的温度的第一温度控制部和控制所述第二接触区域的温度的第二温度控制部。

14.根据权利要求4至8、12中任一项所述的反应装置，所述挡板由在所述一端侧和所述另一端侧中的至少任一者处固定所述流体供给装置和所述流体抽吸装置的支撑部支撑。

15.一种反应系统，在所述反应系统中串联连接有作为权利要求1至14中任一项所述的反应装置的第一反应装置和第二反应装置。

16.一种反应系统，所述反应系统包括：

造粒装置，所述造粒装置对原料施加压力以制造造粒物；以及

权利要求1至14中任一项所述的反应装置，所述反应装置接收所述造粒物而制造反应产物。

17.一种电池用材料制造系统，所述电池用材料制造系统包括：

权利要求1至14中任一项所述的反应装置，所述反应装置制造作为反应产物的固体电解质；

挤出机，所述挤出机通过将所述固体电解质和粘合剂树脂混炼并连续挤出来制造混炼物；以及

片材制造装置，所述片材制造装置将所述混炼物成型为片状而制造电解质片。

18.一种电池制造系统，所述电池制造系统包括：

权利要求17所述的电池用材料制造系统；以及

层压机，所述层压机将含有正极活性物质或负极活性物质的电极片层压至所述电池用材料制造系统所制造的所述电解质片。

19.一种固体电解质制造系统，所述固体电解质制造系统包括：

权利要求1至14中任一项所述的反应装置，所述反应装置制造作为反应产物的固体电解质；

挤出机，所述挤出机通过将所述固体电解质和粘合剂树脂混炼并连续挤出来制造混炼物；以及

片材制造装置，所述片材制造装置将所述混炼物成型为片状而制造片状的所述固体电解质。

20.一种反应产物制造方法，所述反应产物制造方法包括：

准备窑炉部，所述窑炉部包括：筒部，所述筒部可旋转地沿中心轴线延伸；原料供给口，所述原料供给口接收从所述筒部的一端侧供给的原料；以及送出口，所述送出口在所述筒部的另一端侧将反应产物送出；

将所述窑炉部的内部加热至预定的温度；

从与所述筒部分开地设置在所述筒部的内侧的流体供给口排放预定的流体；

从与所述筒部分开地设置在所述筒部的内侧的流体抽吸口抽吸所述筒部的内侧的流体；

从所述流体供给口供给所述原料；

通过使所述窑炉部旋转，一边使所述原料与所述流体接触，一边沿平行于所述中心轴线的方向将所述原料向所述送出口输送，使所述原料与所述流体接触；以及

将反应产物从所述送出口送出。