CN118215815A - 反应装置、反应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：筒部(103)，其可旋转地沿中心轴线延伸；原料供给口(101)，其接收从筒部(103)的一端侧供给的原料；送出口(102)，其在筒部(103)的另一端侧将反应产物送出。温度控制装置(110)包括加热装置或冷却装置，并控制在原料供给口(101)和送出口(102)之间的中间区域处的窑炉部(100)的温度。反应辅助装置具有用于在从一端侧或另一端侧延伸至筒部的中间区域的支撑体处辅助原料的反应的辅助器。辅助器包括搅拌器、混合器、粉碎器、混炼器、搬运器、流体喷射口、流体抽吸口和刮刀中的至少任一者。

Description

反应装置、反应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，在制造具有预定功能的反应产物的情况下，例如，期望将原料加热至高温并进一步搅拌，或者使其与诸如预定的气氛气体等流体接触。然而，为了对原料施加这样的多种外部刺激以使其发生适当的反应，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、温度控制装置和反应辅助装置。窑炉部包括：筒部，其可旋转地沿中心轴线延伸；原料供给口，其接收从筒部的一端侧供给的原料；送出口，其在筒部的另一端侧将反应产物送出。温度控制装置包括加热装置或冷却装置，并控制在原料供给口和送出口之间的中间区域处的窑炉部的温度。反应辅助装置具有用于在从一端侧或另一端侧延伸至筒部的中间区域的支撑体处辅助原料的反应的辅助器。辅助器包括搅拌器、混合器、粉碎器、混炼器、搬运器、流体喷射口、流体抽吸口和刮刀中的至少一者。

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。使用者控制在原料供给口和送出口之间的中间区域处的窑炉部的温度。使用者从流体供给口供给原料。使用者通过旋转窑炉部，将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搬运。使用者进行包括原料的搅拌、原料的混合、原料的粉碎、原料的混炼、原料的运送、原料的刮除、流体的喷射、流体的抽吸中的至少一者的反应辅助动作，以在中间区域处辅助原料的反应。使用者将反应产物从送出口送出。

发明效果

根据本公开，可以提供高效地制造所需的产物的反应装置等。

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是根据实施方式1的反应装置的正面方向的第一剖视图。

图3是根据实施方式1的反应装置的正面方向的第二剖视图。

图4是反应装置所执行的处理的流程图。

图5是根据实施方式2的反应装置的侧面方向的剖视图。

图6是根据实施方式5的反应系统的结构图。

图7是根据实施方式6的反应系统的结构图。

图8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、温度控制装置110、第一反应辅助装置120和第二反应辅助装置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、第一反应辅助装置120和第二反应辅助装置130的主要构成部件由能够承受该温度的材料形成。即，构成窑炉部100、第一反应辅助装置120以及第二反应辅助装置130的材料例如为氧化铝、氧化锆等氧化物、碳化硅、碳化钛等碳化物、氮化硅、氮化钛等氮化物这样的陶瓷、或结晶石墨、纤维强化石墨这样的碳材。或者，构成窑炉部100、第一反应辅助装置120和第二反应辅助装置130的材料也可采用成分包含镍、钴、铬、钼、钨、钽、钛、铁、铜、铝、硅、硼、碳等合金元素中的至少一者的耐热合金。

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的倾斜度。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搬运。需要说明的是，角度θ可以从-90度至+90度的范围中选择。

需要说明的是，在以下的描述中，有时将相对靠近窑炉部100的原料供给口101一侧表述为上游侧，将相对靠近送出口102一侧表述为下游侧。即，窑炉部100被构造成使得所接收的预定的原料R10从上游侧被搬运向下游侧。

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接合。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，进料器140支撑第一反应辅助装置120。

此外，窑脚150通过轴承104与窑炉部100的送出口102接合。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支撑第二反应辅助装置130。

温度控制装置110包括加热装置或冷却装置，并且通过加热或冷却窑炉部100来控制窑炉部100的温度。温度控制装置110例如进行在从室温至1500℃左右的范围内的加热。温度控制装置110以例如包围原料供给口101与送出口102之间的中间区域的筒部103周围的方式具有加热装置。加热装置包括任何可以控制温度的加热器，例如护套式加热器、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的预定位置具有用于监测温度的温度计。

第一反应辅助装置120和第二反应辅助装置130是反应辅助装置的实施方式的示例。反应辅助装置具有从窑炉部100的一端侧或另一端侧延伸至筒部103内侧的支撑体。此外，该支撑体还具有用于在窑炉部100的中间区域处辅助原料的反应的辅助器。辅助器包括搅拌器、混合器、粉碎器、混炼器、搬运器(传送装置)、流体喷射口、流体抽吸口和刮刀中的至少任意一者。

第一反应辅助装置120包括作为主要结构的第一支撑体121和阻挡件122。第一支撑体121是由进料器140支撑并从进料器140突出到筒部103的梁状的结构体。第一支撑体121在筒部103的中间区域处保持阻挡件122。

将参照图2进一步描述第一反应辅助装置120。图2是根据实施方式1的反应装置的正面方向的第一剖视图。图2是从与中心轴线C10平行的方向观察图1所示的II-II剖面的剖视图。

阻挡件122是具有与垂直于中心轴线C10的平面平行的主表面的圆盘状的部件。阻挡件122的外周部与筒部103的内壁之间具有大致为供原料R10通过的大小的间隙。另外，阻挡件122具有在原料供给口101侧挡住球123的功能。球123在窑炉部100的阻挡件122的上游侧布置有多个，并且随着筒部103的旋转而自由移动。此外，球123具有不能通过阻挡件122的直径。

由此，第一反应辅助装置120和多个球123具有粉碎窑炉部100内的原料R10的球磨机的功能。即，第一反应辅助装置120为具有作为辅助器的粉碎器的反应辅助装置的一个实施方式。通过包括第一反应辅助装置120，反应装置10能够粉碎原料R10，高效地促成所需的反应。

返回图1继续描述。第二反应辅助装置130具有第二支撑体131和刮刀132。第二支撑体131是由窑脚150支撑并从窑脚150突出到筒部103的梁状的结构。第二支撑体131在筒部103的中间区域的下游侧处具有作为辅助器的刮刀132。刮刀132设置为用于在窑炉部100的中间区域处所生成的反应产物R11附着到筒部103的内壁的情况下，将其剥落。

将同时参照图3进一步描述第二反应辅助装置130。图3是根据实施方式1的反应装置的正面方向的第二剖视图。图3是从与中心轴线C10平行的方向观察图1所示的III-III剖面的剖视图。

刮刀132是从第二支撑体131向筒部103的内壁延伸的平板状的部件。刮刀132起到剥落(刮除)附着于筒部103的内壁面的反应产物R11的作用。因此，刮刀132的前端部与筒部103的内壁之间的间隙大致设置成能够剥落这些附着于内壁的物质的距离。由此，附着于筒部103的内壁的反应产物R11从内壁剥离并被搬运至送出口102。

反应装置10通过具有第二反应辅助装置130，能够抑制反应产物R11固定附着于筒部103的内壁。由此，反应装置10能够高效地制造所需的反应产物。

再次返回图1继续描述。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。驱动装置160通过将马达的驱动力经由驱动力传递部161传递至从动部106来使窑炉部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。通过这种构造，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滚动一边将其搬运至送出口102。

接下来，参照图4描述由反应装置10执行的处理。图4是由反应装置执行的处理(反应产物制造方法)的流程图。图4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)。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，使用者从原料供给口101向窑炉部100供给原料R10(步骤S13)。需要说明的是，使用者通过将原料R10投入进料器140中而将原料R10供给到原料供给口101。

接下来，使用者通过使窑炉部100旋转而将原料R10向下游搬运(步骤S14)。需要说明的是，优选地，为了将供给到窑炉部100的原料R10搬运至下游，使用者在步骤S11之后且在步骤S12之前开始使窑炉部100旋转。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，使用者使第一反应辅助装置120和第二反应辅助装置130进行反应辅助动作(步骤S15)。即，使用者通过第一反应辅助装置120粉碎原料R10。此外，使用者通过第二反应辅助装置130刮除由原料R10生成的反应产物R11。

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。根据上述方法，反应装置10将原料R10接收到窑炉部100，使接收到的原料R10在窑炉部100中发生预定的反应，并生成反应产物R11。更具体地，反应装置10搬运接收到的原料R10，并且将其由第一反应辅助装置120粉碎。此外，反应装置10使粉碎的原料R10在窑炉部100中滚动地向下游流动，同时将其暴露于预定的温度环境，以生成反应产物R11。另外，反应装置10在送出口102的近前利用第二反应辅助装置130刮除筒部103的反应产物R11。然后，反应装置10将反应产物R11从送出口102送出，进而将其从反应产物出口151排出。

上述方法是沿着从反应装置10由原料R10制造反应产物R11到送出所制造的反应产物R11的流程来示出的。然而，由反应装置10执行的方法不限于上述顺序。例如，反应装置10可以例如将窑炉部100的旋转操作在步骤S12之前执行，也可以将其与步骤S12同时进行。

以上，对实施方式1进行了描述，但根据实施方式1的反应装置10并不限定于上述结构。第一反应辅助装置120和第二反应辅助装置130可以具有其他辅助器。此外，反应装置10可以仅包括第一反应辅助装置120和第二反应辅助装置130中的任意一者。第一反应辅助装置120和第二反应辅助装置130可各自在其支撑体上具有多个辅助器。

第一反应辅助装置120和第二反应辅助装置130可各自具有多个支撑体。第一支撑体121或第二支撑体131可以具有在筒部103的内部分支的形状。此外，第一反应辅助装置120的第一支撑体121和第二反应辅助装置130的第二支撑体131可以连接而形成为一体。即，反应辅助装置可以具有支撑于原料供给口101侧和送出口102侧的支撑体。上述的搬运器(传送装置)典型地可以选择为螺杆，但不限于螺杆，只要其具有搬运功能即可。例如，搬运器可以是摆动式桨叶、旋转式桨叶等，也可以是沿中心轴线C10移动的带有桨叶的带。另外，搬运器不限于与原料接触地进行搬运的搬运器，也可以是风扇、射流喷嘴这样的利用流体以非接触方式进行搬运的搬运器。

在实施方式1中，作为回转窑的反应装置10通过如上所述具有反应辅助装置的结构，可以灵活利用窑炉部100的筒部103的空间，对原料R10连续且高效地施加预定的反应而制造反应产物R11。因此，根据实施方式1，能够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，描述实施方式2。图5是根据实施方式2的反应装置20的侧面方向的剖视图。根据实施方式2的反应装置20与实施方式1的不同点在于反应辅助装置。另外，反应装置20与实施方式1的不同点在于温度控制装置110。

温度控制装置110通过接触筒部的外壁来控制筒部内部的温度。本实施方式中的温度控制装置110沿着窑炉部100的延伸方向具有多个温度控制部。即，本实施方式中的温度控制装置110在中间区域处在沿着中心轴线C10的方向上具有多个不同的温度控制区域。

更具体地，温度控制装置110包括第一温度控制部110A、第二温度控制部110B和第三温度控制部110C。第一温度控制部110A布置在相对靠近原料供给口101一侧且布置在与原料供给口101分离的位置处。第二温度控制部110B布置在第一温度控制部110A的下游侧且布置在第三温度控制部110C的上游侧。第三温度控制部110C布置在第二温度控制部110B的下游侧。

第一温度控制部110A、第二温度控制部110B以及第三温度控制部110C分别被设置为不同的温度。例如，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。第三温度控制部110C将窑炉部100的内部温度控制为例如40度。这样，温度控制装置110可以对窑炉部100的不同区域设置不同的温度。由此，反应装置20可以根据窑炉部100的区域而促进和抑制所需的反应。

本实施方式中的反应装置20包括作为反应辅助装置的反应辅助装置170。反应辅助装置170包括作为主要结构的支撑体171、搅拌器172、粉碎器173、喷雾器174、搬运器175、减速机176、驱动力传递部177以及支撑体驱动装置178。

反应辅助装置170的支撑体171通过一端侧和另一端侧被支撑为可旋转。更具体地，支撑体171是沿着窑炉部100的中心轴线C10延伸的轴，并且一端侧由设置于进料器140的轴承180支撑，另一侧由设置于窑脚150的轴承180支撑。

另外，支撑体171经由减速机176和驱动力传递部177与支撑体驱动装置178连接。即，本实施方式中的反应装置20还包括使反应辅助装置170的支撑体171旋转的支撑体驱动装置178。

支撑体驱动装置178是使驱动力传递部177旋转并将驱动力传递至减速机176的马达。减速机176例如通过多个齿轮的组合将从驱动力传递部177接收的力转换成预定的转速，并将其传递至支撑体171。

减速机176、驱动力传递部177以及支撑体驱动装置178是用于使反应辅助装置170旋转的机构。反应辅助装置170被支撑为使得支撑体171能够独立于窑炉部100旋转。即，窑炉部100的旋转方向和窑炉部100的旋转速度与支撑体171的旋转方向和旋转速度可以分别是相同的，也可以是不同的。具体地，例如，窑炉部100大概为每分钟0.1至10转，反应辅助装置170大概为每分钟0至500转。反应辅助装置170的旋转速度或旋转方向可以根据时间而改变。

反应辅助装置170沿着支撑体171的延伸方向具有多个辅助器。更具体地，反应辅助装置170从上游侧起依次包括搅拌器172、粉碎器173、喷雾器174和搬运器175。

搅拌器172具有用于搅拌从原料供给口101接收的原料R10的功能。更具体地，搅拌器172例如是从支撑体171突出的棒状部件。该棒状部件从支撑体171向与中心轴线C10垂直的方向突出，在筒部103的内壁附近弯折成直角，沿与中心轴线C10平行的方向延伸，然后再次弯折成直角而连接到支撑体171。在图5所示的示例中，搅拌器172具有两个该棒状部件。由于搅拌器172固定于支撑体171，因此支撑体171通过旋转而搅拌原料R10。

粉碎器173具有将由搅拌器172搅拌的原料R10粉碎的功能。粉碎器173具有多个具有椭圆形的主表面的板状的椭圆形部件。椭圆形部件的长径部延伸至筒部103的内壁附近。由于粉碎器173固定于支撑体171，因此通过支撑体171的旋转，块状的原料R10被夹在粉碎器173与筒部103之间而被粉碎。

喷雾器174向筒部103的内部喷出预定的流体，使该流体与原料R10接触。支撑体171在上游侧的端部处具有流体接收口174A，并且具有用于将从流体接收口接收的颗粒运送到喷雾器174的管道。喷雾器174将通过流体接收口174A供给的流体从流体喷射口174B喷出。即，由粉碎器173粉碎的原料R10与从喷雾器174喷出的流体接触。由喷雾器174喷出的流体可以是非活性气体或用于促成反应的预定气体。此外，由喷雾器174喷出的流体可以包含具有流动性的粉末、液体等。

搬运器175具有用于将通过布置有喷雾器174的区域而生成的预定的反应产物向下游搬运的功能。更具体地，搬运器175是通过支撑体171的旋转而搬运该反应产物的螺杆。搬运器175例如以取决于螺杆的螺距或支撑体171的旋转速度的搬运速度来搬运反应产物。

接下来，对温度控制装置110与反应辅助装置170的关系进行描述。在温度控制装置110中，第一温度控制部110A进行温度控制的区域设置有搅拌器172和粉碎器173。第二温度控制部110B进行温度控制的区域设置有喷雾器174。第三温度控制部110C进行温度控制的区域设置有搬运器175。

即，在第一温度控制部110A将窑炉部100的温度控制在约500℃的区域中，反应装置20对原料R10进行脱脂，同时进行搅拌和粉碎。接下来，在第二温度控制部110B将温度控制在约1000℃的区域中，反应装置20从流体喷射口174B喷出预定的流体而促成原料R10的反应。接下来，在第三温度控制部110C将温度控制在约40℃的区域中，反应装置20将反应产物搬运至送出口102。

如上所述，反应装置20可以通过联合温度控制装置110和反应辅助装置170来实现所需的过程。需要说明的是，反应辅助装置170所包括的辅助器的形式并不限定于上述的示例。例如，搅拌器172的结构只要为具有搅拌原料R10的功能的结构即可，不限于上述结构。搅拌器172可以是板状部件，也可以是销状部件。在该情况下，板状部件不限于平板，也可以具有凹凸、孔等。类似地，粉碎器173的形状例如也可以是外缘部沿周向方向具有凹凸的形状。粉碎器173可以是以实施方式1所示的球123作为粉碎介质的球磨机、可以是以直径比球123小的珠子作为粉碎介质的珠磨机、可以是以具有长边和短边的棒状物作为粉碎介质的棒磨机。反应辅助装置170可包括上述辅助器中的一者以上。

另外，除了上述结构以外，反应辅助装置170还可以具有例如用于抽吸气体并向外部排气的吸气口。除了上述结构之外或者代替上述结构，反应辅助装置170可以包括混炼器。图5所示的反应辅助装置170的结构和布置仅是示例，辅助器的结构可以为各种的组合。

反应装置20可以具有多个反应辅助装置170。在这种情况下，例如，反应装置20可以具有被支撑为能够沿着与中心轴线C10平行的轴线进行行星旋转的多个支撑体171。

以上，对反应装置20进行了描述。通过在窑炉部100的内部包括辅助器，反应装置20可以连续地执行预定的多个步骤。因此，根据本实施方式，能够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，将参照图6描述实施方式3。图6是根据实施方式3的反应系统的结构图。图6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串联连接的系统。图6示意性地示出了第一反应装置10A和第二反应装置10B相连接的状态。本实施方式的反应系统1是实现需要超过1台反应装置能够进行的处理数量的工序的反应产物的制造工序的示例。反应系统1的第一反应装置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相连接。

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施加预定的反应来生成反应产物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通过施加预定的反应，由反应产物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3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10或反应装置20中的任意一者。另外，反应系统1也可以是由3个以上的反应装置所连接而成的反应系统。通过这样的结构，根据实施方式3的反应系统1可以对原料连续地施加多个物理刺激。此外，通过这样的结构，反应系统1可以实现系统本身的灵活布置和灵活的系统结构。即，即使在反应系统1需要超过1台反应装置能够进行的处理数量的工序的情况下，也能够抑制结构变得复杂。如上所述，根据实施方式3，能够提供高效地制造需要多个反应的所需产品的反应系统。

<实施方式4>

接下来，将参考图7描述实施方式4。图7是根据实施方式4的反应系统的结构图。图7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20。另外，本实施方式的反应装置20至少在中间区域包括搅拌器作为反应辅助装置。

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数十微米至数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中进行搬运的容易性，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，可以在添加少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20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20对所接收的造粒物施加预定的物理刺激和预定的气氛以生成反应产物。更具体地，反应装置20通过反应辅助装置170搅拌造粒物，同时喷出反应用的气体并抽吸反应后的气体，并通过温度控制装置110施加预定的热量。当反应装置20生成反应产物时，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4进行了描述。根据本实施方式的反应系统2在造粒装置210中向原料施加压力，然后在气氛被控制的反应装置20中在施加热的同时进行搅拌。由此，反应系统2能够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4，能够高效且连续地制造所需的反应产物。

<实施方式5>

接下来，将描述实施方式5。图8是根据实施方式5的电池用材料制造系统3的结构图。图8中所示的电池用材料制造系统3是反应系统的一个实施方式，例如是用于制造包含反应产物的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20。

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20。反应装置20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20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。

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个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8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8所示的反应系统也能够制造并非为电池用材料的预定的材料。即，图8所示的反应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8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8所示的系统可以称为电池制造系统，并且由图8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5，可以提供用于高效地制造包含反应产物的所需的电池用材料、电池或预定材料的反应系统或方法。

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.2021-180044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反应装置

100窑炉部

101原料供给口

102送出口

103筒部

104轴承

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

110C第三温度控制部

120第一反应辅助装置

121第一支撑体

122阻挡件

123球

130第二反应辅助装置

131第二支撑体

132刮刀

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反应辅助装置

171支撑体

172搅拌器

173粉碎器

174喷雾器

174A流体接收口

174B流体喷射口

175搬运器

176减速机

177驱动力传递部

178支撑体驱动装置

180轴承

210造粒装置

350挤出机

360挤出成型机

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

C10中心轴线

R10原料

R11反应产物。

Claims (14)

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；

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，对位于所述原料供给口和所述送出口之间的中间区域处的所述窑炉部的温度进行控制；和

反应辅助装置，所述反应辅助装置包括：

支撑体，所述支撑体从所述一端侧或所述另一端侧延伸至所述筒部的所述中间区域；以及

设置于所述支撑体的辅助所述原料的反应的辅助器，所述辅助器包括搅拌器、混合器、粉碎器、混炼器、搬运器、流体喷射口、流体抽吸口和刮刀中的至少任一者。

2.根据权利要求1所述的反应装置，所述反应辅助装置的所述支撑体由所述一端侧和所述另一端侧支撑。

3.根据权利要求1或2所述的反应装置，所述反应辅助装置沿所述支撑体延伸的方向被支撑为可旋转。

4.根据权利要求1或2所述的反应装置，所述反应辅助装置沿平行于所述中心轴线的轴线被支撑成能够进行行星旋转。

5.根据权利要求3或4所述的反应装置，所述反应辅助装置的所述支撑体被支撑成能够独立于所述窑炉部旋转。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的反应装置，所述反应辅助装置具有多个所述支撑体。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的反应装置，所述反应辅助装置沿所述支撑体的延伸方向具有多个所述辅助器。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的反应装置，所述反应辅助装置还包括使所述支撑体旋转的支撑体驱动装置。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的反应装置，所述温度控制装置在所述中间区域处在沿所述中心轴线的方向上具有不同的多个温度控制区域。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的反应装置，所述温度控制装置通过接触所述筒部的外壁来控制所述筒部的内部的温度。

11.一种反应系统，在所述反应系统中串联连接有作为权利要求1至10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。

12.一种反应系统，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；和

权利要求1至10中任一项所述的反应装置，所述反应装置接收所述造粒物以制造反应产物。

13.一种反应系统，所述反应系统包括：

权利要求1至10中任一项所述的反应装置，所述反应装置制造反应产物；

挤出机，所述挤出机通过将所述反应产物和粘合剂树脂进行混炼并连续挤出来制造混炼物；和

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来制造片材。

14.一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；

控制在所述原料供给口和所述送出口之间的中间区域处的所述窑炉部的温度；

从所述原料供给口供给所述原料；

通过旋转所述窑炉部，将所述原料沿平行于所述中心轴线的方向向所述送出口搬运；

进行包括所述原料的搅拌、混合、粉碎、混炼、搬运、刮除、流体的喷射、流体的抽吸中的至少任一者的反应辅助动作，以在所述中间区域处辅助所述原料的反应；和

将反应产物从所述送出口送出。