ES3059494T3 - Horizontal bead mill for dispersing secondary battery material, and conductive material dispersion method - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un molino de perlas horizontal para la dispersión de material de baterías secundarias, que comprende: un recipiente con una entrada y una salida para un medio de dispersión, cuyo interior está lleno de perlas; un rotor que gira dentro del recipiente para dispersar el medio de dispersión; y una unidad de accionamiento que impulsa el rotor. La superficie interior de la pared lateral del recipiente presenta una sección inclinada con un ángulo predeterminado respecto al eje del rotor, de manera que el diámetro interior de la salida disminuye gradualmente en comparación con el diámetro interior de la entrada. Además, la presente invención se refiere a un método de dispersión de material para baterías secundarias mediante un molino de perlas horizontal. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Molino de perlas horizontal para dispersar material de baterías secundarias y método de dispersión de material conductor

[0003] [Sector de la técnica]

[0004] La presente invención se refiere a un molino de perlas horizontal y a un método para dispersar materiales utilizando el molino de perlas horizontal. Más particularmente, la presente invención se refiere a un molino de perlas horizontal para dispersar materiales utilizados para una batería secundaria y a un método para dispersar materiales conductores. La presente solicitud reivindica el beneficio de la prioridad basada en la solicitud de patente coreana N.º 10-2020-0165394, presentada el 1 de diciembre de 2020.

[0005] [Antecedentes de la invención]

[0006] Con el aumento del desarrollo tecnológico y la demanda de dispositivos móviles, la demanda de baterías secundarias también está en rápido crecimiento. Entre las mismas, las baterías secundarias de litio se utilizan ampliamente como fuente de energía para diversos productos electrónicos, así como para varios dispositivos móviles, debido a su alta densidad energética y alta tensión de funcionamiento y a sus excelentes características de almacenamiento y vida útil. Para fabricar un electrodo positivo y un electrodo negativo, que son los electrodos de una batería secundaria, se aplica una suspensión de electrodo sobre la superficie de un colector de corriente fabricado de una placa de aluminio o cobre, que luego se seca para obtener un sustrato de electrodo, que luego se procesa para pestañas y se corta a un tamaño adecuado. La suspensión de electrodo se aplica sobre la superficie del colector de corriente en una forma en que se mezcla disolvente con materiales activos, materiales conductores y aglutinantes, y se fabrica como sustrato de electrodos.

[0007] Ya que la energía superficial de los materiales conductores en la suspensión de electrodo es grande debido al pequeño tamaño de las partículas y a la gran superficie específica, las partículas tienden a aglomerarse. Por consiguiente, en el caso de que se mezclen materiales conductores y un disolvente en un mezclador y se prepare un líquido de dispersión de materiales conductores, las partículas de material conductor tienden a aglomerarse en el disolvente. Así pues, las partículas aglomeradas deben dispersarse en forma de partículas individuales.

[0008] Además, los aglutinantes pueden fundirse aplicando calor para añadirse a una suspensión de electrodo. En ese momento, algunos aglutinantes pueden permanecer en forma de partículas (microgel).

[0009] Por consiguiente, se utiliza un molino de perlas para dispersar dichos materiales conductores o para fundir adicionalmente los microgeles.

[0010] La figura 1 muestra un diagrama esquemático de un molino de perlas tipo disco horizontal convencional.

[0011] El molino de perlas incluye una carcasa 1 con una entrada 5 y una salida 6, un recipiente 2 situado en la carcasa 1 y donde se dispersan las partículas, perlas (B), y un rotor 3 que se instala en el recipiente 2 y se hace rotar. El molino de perlas es del tipo molino de disco equipado con palas 4 de agitación en forma de disco alrededor del rotor 3. Además, existen varios tipos de molinos de perlas, tal como el molino de discos descrito anteriormente, un molino de púas que incluye un rotor cilíndrico alrededor del eje del rotor, etc., dependiendo del tipo de rotor.

[0012] La figura 2 es un diagrama esquemático de un molino de perlas horizontal convencional tipo molino de púas. Como se muestra en la figura 2, un rotor en forma de tambor 20 está montado alrededor del eje del rotor.

[0013] En el molino de perlas de la figura 2, los medios de dispersión se inyectan en el recipiente 10 a través de la entrada 11 y luego se descargan a través de la salida 12 por la rendija 13. En este proceso, los medios de dispersión se dispersan a medida que las perlas (no mostradas) rotan mediante la rotación del rotor 20 accionado por la unidad de accionamiento 30. Específicamente, se aplica una fuerza a las perlas desde la superficie del rotor en dirección perpendicular al eje del rotor mediante la rotación del rotor, y las perlas chocan contra la superficie 14 de la pared interior del recipiente y se hacen rotar para transferir así energía a los medios de dispersión.

[0014] De la misma manera, en el molino de perlas horizontal de las figuras 1 y 2, unos materiales, que son medios de dispersión, se mueven desde la entrada a la salida, y en este proceso, las perlas rotan en el recipiente de acuerdo con la rotación del rotor para dar energía a los materiales, para permitir así la dispersión de los materiales.

[0015] Sin embargo, si la velocidad de movimiento de los materiales se ajusta a un valor alto para mejorar la productividad del proceso del molino de perlas, las perlas se mueven en la dirección de transferencia de los materiales por el flujo de estos. En ese momento, a medida que aumenta la densidad de perlas en un área alrededor de la salida, la presión interna del recipiente aumenta, disminuyendo así la eficacia de la dispersión. Es decir, la fuerza generada por la rotación del rotor y la fuerza generada por el flujo de materiales se aplican a las perlas. Cuando la velocidad de movimiento de los materiales es pequeña, es posible que las perlas no se muevan mucho, pero cuando la velocidad de movimiento de los materiales es elevada, la densidad de perlas aumenta, y las perlas se amontonarán en un área alrededor de la salida, como se muestra en la figura 2.

[0016] Por consiguiente, existe la necesidad de una tecnología para mejorar la eficiencia de la dispersión mejorando el problema de que la densidad de perlas aumenta en la dirección de movimiento de los materiales en un molino de perlas horizontal.

[0017] El documento CN 2478680 Y divulga una máquina de molienda, tal como un molino de arena.

[0018] El documento JP H0899047A divulga un dispositivo de dispersión de medios húmedos.

[0019] Otro ejemplo de molino se describe en el documento KR 10-1708376

[0020] [Explicación de la invención]

[0021] [Problema técnico]

[0022] Se cree que la presente invención resuelve al menos algunos de los problemas mencionados. Por ejemplo, un aspecto de la presente invención proporciona un método de dispersión de materiales capaz de evitar el aumento de la densidad de perlas en el lado de salida de un molino de perlas, permitiendo que se aplique una fuerza a las perlas en una dirección opuesta a la dirección de movimiento de los materiales del molino de perlas horizontal durante el proceso de dispersión de materiales.

[0023] Además, un aspecto de la presente invención proporciona un método de dispersión de material en un molino de perlas horizontal, lo que puede evitar el aumento de la densidad de perlas en el lado de salida.

[0024] [Solución técnica]

[0025] La invención se define en las reivindicaciones.

[0026] Un molino de perlas horizontal para dispersar materiales de baterías secundarias de la presente invención para resolver los problemas anteriores incluye: un recipiente que incluye una entrada y una salida para medios de dispersión y está lleno de perlas; un rotor que se hace rotar en el recipiente para hacer rotar las perlas y dispersar así los medios de dispersión; y una unidad de accionamiento que hace rotar el rotor, en la que una superficie interior de una pared lateral del recipiente está inclinada un ángulo predeterminado con respecto a un eje del rotor y está formada como una porción inclinada cuyo diámetro interior disminuye gradualmente desde un lado de entrada hacia un lado de salida. En un ejemplo, los medios de dispersión son un líquido de dispersión de materiales conductores que se obtiene cuando las partículas de material conductor contenidas en una suspensión de electrodo de batería secundaria se dispersan en un disolvente.

[0027] Las partículas aglutinantes pueden estar contenidas en el líquido de dispersión de materiales conductores.

[0028] En otro ejemplo, los medios de dispersión son aglutinantes fundidos contenidos en la suspensión de electrodo de batería secundaria y los aglutinantes fundidos pueden contener partículas aglutinantes de microgel no fundidas. De acuerdo con la invención, el ángulo entre la superficie interior de la pared lateral del recipiente y el eje del rotor está comprendido entre 1 y 3 grados.

[0029] Cuando los medios de dispersión son un líquido de dispersión de materiales conductores, la velocidad de movimiento del material conductor puede ser mayor que 2,0 a 3,0 L/min.

[0030] En un ejemplo, junto a la salida del recipiente se forma una rendija que comunica con la salida, y la rendija tiene un diámetro a través del cual solo pasa selectivamente los medios de dispersión.

[0031] Además, una criba en forma de malla que comunica con la salida está instalada junto a la salida del recipiente, y en donde la criba tiene orificios de malla a través de los cuales solo se permite el paso de los medios de dispersión. Específicamente, una cavidad interna, que comunica con la salida y un exterior del rotor, respectivamente, se forma en el lado de salida del rotor, y la criba puede instalarse en la cavidad interna.

[0032] En un ejemplo, el rotor puede tener una trayectoria de flujo para el agua de refrigeración. Como alternativa, pueden formarse protuberancias en una superficie del rotor.

[0033] Además, el molino de perlas puede ser un molino de púas que incluye un rotor cilíndrico, o un molino de discos que incluye una pala de agitación en forma de disco alrededor del eje del rotor.

[0034] Un método para dispersar materiales conductores utilizando un molino de perlas horizontal para dispersar materiales de baterías secundarias de la presente invención incluye: inyectar un líquido de dispersión de materiales conductores en un recipiente lleno de perlas; dispersar materiales conductores en el líquido de dispersión de materiales conductores haciendo rotar las perlas mediante la rotación de un rotor en el recipiente; y descargar el líquido de dispersión de materiales conductores dispersado a una salida del recipiente, en el que durante la dispersión de los materiales conductores, las perlas rotadas por el rotor chocan con una superficie interior inclinada de una pared lateral del recipiente para permitir así que se aplique una fuerza en una dirección opuesta a una dirección de movimiento del líquido de dispersión de materiales conductores.

[0035] [Efectos ventajosos]

[0036] De acuerdo con la presente invención, es posible mejorar la eficacia de dispersión evitando el aumento de la densidad de perlas en la dirección de movimiento de los materiales mediante una porción inclinada formada en la superficie de la pared interior del molino de perlas horizontal.

[0037] Además, aunque aumente la velocidad de movimiento de los materiales, es posible mantener la dispersabilidad al tiempo que se mejora la productividad (velocidad de movimiento de los materiales) suprimiendo el aumento de la densidad de perlas.

[0038] [Breve descripción de los dibujos]

[0039] La figura 1 muestra un diagrama esquemático de un molino de perlas tipo disco horizontal convencional.

[0040] La figura 2 es un diagrama esquemático de un molino de perlas horizontal convencional tipo molino de púas. La figura 3 es un diagrama esquemático de un molino de perlas horizontal de acuerdo con una primera realización de la presente invención.

[0041] La figura 4 es un diagrama esquemático de un molino de perlas horizontal de acuerdo con una segunda realización de la presente invención.

[0042] [Realización preferente de la invención]

[0043] En lo sucesivo, en el presente documento, la configuración detallada de la presente invención se describirá en detalle con referencia a los dibujos adjuntos y a diversas realizaciones. Las realizaciones descritas a continuación son ejemplos para ayudar a la comprensión de la presente invención, y con el fin de ayudar a comprender la invención, los dibujos adjuntos no se muestran a escala real y las dimensiones de algunos componentes pueden ser exageradas. Como el concepto inventivo permite varios cambios y numerosas realizaciones, se ilustrarán realizaciones particulares en los dibujos y se describirán detalladamente en el texto. Sin embargo, esto no pretende limitar la presente invención a la forma específica divulgada, y debería entenderse que incluye todas las modificaciones, equivalentes y sustitutos que entren en el ámbito de aplicación de las reivindicaciones.

[0044] Un molino de perlas horizontal para dispersar materiales de baterías secundarias incluye: un recipiente que incluye una entrada y una salida para medios de dispersión y está lleno de perlas; un rotor que se hace rotar en el recipiente para hacer rotar las perlas y dispersar así los medios de dispersión; y una unidad de accionamiento que hace rotar el rotor. La presente invención se caracteriza por que una superficie interior de una pared lateral del recipiente está formada como una porción inclinada que está inclinada en un ángulo predeterminado de un eje del rotor. Es decir, una superficie interior de una pared lateral del recipiente está inclinada un ángulo predeterminado de un eje del rotor de manera que un diámetro interior del recipiente disminuye gradualmente desde un lado de entrada a un lado de salida para evitar que las perlas se muevan hacia el lado de salida por el flujo de los materiales.

[0045] La acción de esta porción inclinada se describirá haciendo referencia a realizaciones específicas.

[0046] (Primera realización)

[0047] La figura 3 es un diagrama esquemático de un molino de perlas horizontal de acuerdo con una primera realización de la presente invención.

[0048] La dirección de movimiento del material se representa con una flecha de puntos.

[0049] El molino de perlas tiene un recipiente 100 que incluye una entrada 110 y una salida 120 de medios de dispersión. En la presente realización, los medios de dispersión son un líquido de dispersión de materiales conductores que se obtiene cuando las partículas de material conductor contenidas en una suspensión de electrodo de batería secundaria se dispersan en un disolvente. Como se ha descrito anteriormente, ya que las partículas de material conductor tienen una gran superficie específica, se aglomeran aunque se mezclen mediante un mezclador en el molino de perlas horizontal. Por consiguiente, el fenómeno de aglomeración debería resolverse dispersando las partículas inyectándolas en el molino de perlas horizontal.

[0050] Las partículas aglutinantes pueden estar contenidas en el líquido de dispersión de materiales conductores. Es posible dispersar únicamente materiales conductores en un disolvente de acuerdo con el proceso de fabricación de baterías secundarias, pero en algunos casos, es posible fabricar un líquido de dispersión de materiales conductores y aglutinante, y este líquido de dispersión también puede dispersarse en el molino de perlas horizontal de la presente invención.

[0051] Además, como aglutinantes fundidos incluidos en la suspensión de electrodo de batería secundaria como medios de dispersión, pueden utilizarse aglutinantes fundidos que contengan partículas aglutinantes de microgel no fundidas. Ya que las partículas de microgel pueden fundirse a través del proceso de dispersión en el molino de perlas horizontal, los aglutinantes fundidos también pueden utilizarse como medios de dispersión.

[0052] En la presente invención, los medios de dispersión se refieren a un líquido de dispersión de materiales conductores y aglutinantes fundidos, pero en algunos casos, los medios de dispersión también pueden referirse a partículas de microgel y materiales conductores suspendidos en el líquido de dispersión. Ya que el estado aglomerado de las partículas de material conductor y las partículas de microgel se resuelve en el molino de perlas horizontal, estas partículas también pueden denominarse medios de dispersión.

[0053] El recipiente 100 puede incluir además una carcasa. Sin embargo, en la presente realización, el recipiente 100 se muestra en forma de cámara en la que está integrada una carcasa para mayor claridad de la ilustración. Se forma una entrada 110 en un extremo (lado derecho de la figura 3) del recipiente 100, y los medios de dispersión se inyectan a través de la entrada 110. En el otro extremo del recipiente 100 se forma una salida 120 para permitir la descarga de los medios de dispersión.

[0054] Las perlas se llenan en el recipiente 100 como se muestra en la figura 1. El tamaño de cada una de las perlas puede determinarse teniendo en cuenta el tamaño de las partículas de los medios de dispersión. Cuando los objetos de dispersión son partículas de material conductor, el tamaño de las perlas puede estar en un intervalo de 0,5 y 1,0 mm. Las perlas deberían tener un tamaño que permita dispersar eficazmente las partículas y separarlas eficazmente de las mismas. Las perlas, que se llenan en el recipiente 100, no se muestran en las figuras 2 y 3 por conveniencia de la ilustración (lo mismo se aplica a la figura 4).

[0055] Un rotor 200, que se hace rotar mediante una unidad de accionamiento 300, se instala en el recipiente 100. Al rotar el rotor 200, las perlas se hacen rotar mientras se agitan los medios de dispersión. En la presente realización, el rotor 200 está compuesto por un tambor cilíndrico. Un molino de perlas que incluya un rotor cilíndrico 200 de este tipo se denomina molino de púas. Se forman protuberancias en forma de púas en la superficie del rotor en forma de tambor del rotor 200 (no mostrado). Las protuberancias también contribuyen a la agitación y dispersión de los medios de dispersión de acuerdo con la rotación del rotor. El eje del rotor 200 está instalado para conectarse a la unidad de accionamiento 300 en el rotor 200. Ya que la estructura de la pared interior del recipiente 100 es importante en la presente invención, se ha mostrado simplemente la configuración del rotor y también se ha omitido el eje del rotor en el rotor 200.

[0056] Una rendija 130 (o un hueco), que comunica con la salida 120, se forma en una posición adyacente a la salida 120 del recipiente 100. La rendija 130 tiene un diámetro que solo permite el paso de los medios de dispersión y no permite el paso de las perlas. Es decir, la rendija 130 solo permite el paso de los medios de dispersión. Por ejemplo, cuando el diámetro de las perlas es de 1,0 mm, la rendija 130 puede tener un diámetro de 0,3 mm para bloquear el paso de las perlas. Por otro lado, los medios de dispersión líquidos con partículas dispersas (por ejemplo, partículas de material conductor) pueden descargarse fácilmente a través de la salida 120 por la rendija 130. En la realización de la figura 3, los medios de dispersión, que se inyectan a través de la entrada 110, se descargan por la salida 120 por la rendija 130 instalada a ambos lados de la salida 120 del recipiente 100.

[0057] La presente invención se caracteriza por que una superficie interior de una pared lateral del recipiente 100 está formada como una porción inclinada 140 que se inclina un ángulo predeterminado de un eje del rotor. En particular, la porción inclinada 140 está formada para estar inclinada desde el lado de entrada del recipiente 100 hasta el lado de salida del recipiente 100. Es decir, el diámetro interior en el lado de entrada del recipiente 100 es grande, pero el diámetro interior disminuye gradualmente hacia el lado de salida en la porción inclinada 140. En esta configuración, cuando las perlas, que se golpean contra la superficie del rotor y se golpean en dirección perpendicular al rotor 200, chocan contra la superficie interior de la pared lateral del recipiente 100, la superficie de la porción inclinada 140 está inclinada hacia el lado de la entrada 110. Así pues, las perlas impactan en dirección contraria a la dirección de movimiento de los materiales hacia la salida 120. Es decir, la superficie interior de la pared lateral de la porción inclinada 140 actúa para permitir que se aplique una fuerza a las perlas en una dirección opuesta a la dirección de movimiento de los materiales.

[0058] Por otro lado, en el molino de perlas horizontal convencional, como en las figuras 1 y 2, se aplica una fuerza a las perlas para que vuelvan al rotor. Se aplica una fuerza a las perlas en una dirección en la que se mueven los materiales, y las perlas se amontonan en un área alrededor de la salida de materiales, como en la figura 2. Cuando aumenta la velocidad de flujo de los materiales, tal fenómeno de aumento de densidad de perlas se intensifica. La presente invención evita tal fenómeno formando la superficie interior del recipiente para permitir que la fuerza se aplique en una dirección contraria a la dirección de movimiento de los materiales durante el proceso de dispersión de las perlas. Por otro lado, debería decidirse cuidadosamente el ángulo de inclinación de la porción inclinada 140 de la superficie interior de la pared lateral del recipiente. Si el ángulo inclinado es demasiado pequeño, existe la posibilidad de que las perlas se muevan en la dirección en la que se mueven los materiales. Además, si el ángulo inclinado es demasiado grande, el hueco entre el rotor 200 y la superficie interior de la pared lateral puede ser demasiado grande (lado de entrada), o el hueco entre el rotor 200 y la superficie interior de la pared lateral puede ser demasiado pequeño (lado de salida). Por consiguiente, el ángulo de inclinación de la porción inclinada 140 debería decidirse adecuadamente para que la fuerza pueda aplicarse eficazmente a las perlas en una dirección contraria a la dirección de movimiento de los materiales dentro de un intervalo en el que no se produzcan los problemas mencionados.

[0059] Además, el ángulo de inclinación puede estar relacionado con la velocidad de movimiento de los materiales. En términos extremos, cuando la velocidad de movimiento de los materiales no es grande, no es necesario instalar la porción inclinada 140. Sin embargo, si la velocidad de movimiento de los materiales supera un determinado valor y la densidad de perlas aumenta en un área alrededor de la salida 120, es necesario formar la porción inclinada 140. Además, el ángulo de inclinación de la porción inclinada 140 puede modificarse de acuerdo con la velocidad de movimiento de los materiales. Adicionalmente, el ángulo de inclinación de la porción inclinada 140 puede decidirse dentro de un intervalo en el que los objetos de la presente invención pueden lograrse en consideración del tipo y tamaño de partícula de los medios de dispersión.

[0060] El ángulo de inclinación de la porción inclinada 140 en el caso de que el medio de dispersión sea un líquido de dispersión de materiales conductores se explicará haciendo referencia a las realizaciones que se describirán más adelante.

[0061] (Segunda realización)

[0062] La figura 4 es un diagrama esquemático de un molino de perlas horizontal de acuerdo con una segunda realización de la presente invención.

[0063] En la figura 3, las perlas se separan de los medios de dispersión a través de un hueco tipo rendija que comunica con la salida, pero en la figura 4, se utiliza un molino de perlas horizontal de un esquema de separación por criba, en el que la separación se realiza mediante una criba. Esto es, la figura 4 ilustra un ejemplo de aplicación de la presente invención a un molino de perlas horizontal que utiliza un esquema de separación por criba.

[0064] En el molino de perlas de la figura 4, la entrada 110 está formada en el lado izquierdo, y la salida 120 está formada en el lado derecho, contrariamente al molino de perlas de la figura 3. Los medios de dispersión se inyectan a través de la entrada formada en el lado izquierdo del recipiente 100 y luego se descargan a través de la salida 120 en el lado derecho del recipiente 100.

[0065] Un rotor 200, que se hace rotar mediante una unidad de accionamiento 300, se instala en el recipiente 100. Al rotar el rotor 200, las perlas se hacen rotar mientras se agitan los medios de dispersión. En la presente realización, el molino de perlas es un molino de púas que tiene un rotor cilíndrico 200.

[0066] En la presente realización, se instala una criba en forma de malla 400, que comunica con la salida 120 del recipiente 100. Es decir, la criba 400, que tiene orificios de malla, solo permite el paso de los medios de dispersión y bloquea el paso de las perlas.

[0067] La criba 400 puede instalarse para comunicarse con la salida 120 en el lado de la salida 120. En algunas realizaciones, la criba 400 puede instalarse en la superficie periférica exterior en el lado de salida del recipiente.

[0068] En la presente realización, la criba 400 se instaló en el interior del rotor 200. Es decir, con el fin de mejorar la eficacia de dispersión aumentando la trayectoria de movimiento de los medios de dispersión, se forma una cavidad interna 220 en el lado de salida del rotor 200 y la criba 400 se instala dentro de la cavidad 220. Una trayectoria de comunicación, que comunica con el lado exterior del rotor, se instala en la cavidad interna 220 para que los medios de dispersión, que se dispersan en el lado exterior del rotor, puedan inyectarse en la cavidad interna 330 a través de la trayectoria de comunicación 210. El otro lado de la cavidad interna 220 está conectado a un paso de conexión 150 que comunica con la salida 120. Los medios de dispersión pueden separarse de las perlas instalando la criba 400 a lo largo de la circunferencia interior de la cavidad interna 220. Los medios de dispersión, que se inyectan en la cavidad interna a través de la criba 400, se descargan por la salida 120 a través del pasaje de conexión 150. El tamaño de los orificios de malla de la criba 400 puede determinarse en un intervalo apropiado en el que solo se permita el paso de medios de dispersión y no se permita el paso de perlas, en función del diámetro de las perlas.

[0069] En la presente realización, una superficie interior de una pared lateral del recipiente 100 está formada como una porción inclinada 140 que se inclina un ángulo predeterminado de un eje del rotor. Es decir, el diámetro interior en el lado de entrada del recipiente 100 es grande, pero el diámetro interior disminuye gradualmente hacia el lado de salida en la porción inclinada 140. Por consiguiente, en la presente realización, la superficie interior de la pared lateral de la porción inclinada 140 aplica una fuerza a las perlas en dirección opuesta a la dirección de movimiento de los materiales.

[0070] En lo sucesivo, en el presente documento, se explicarán un método de dispersión de materiales conductores de la presente invención, la operación del molino de grano horizontal y las realizaciones, haciendo referencia a figuras 3 y 4.

[0071] En primer lugar, se inyecta un líquido de dispersión de materiales conductores en el recipiente 100 lleno de perlas a través de la entrada 110. A continuación, el líquido de dispersión se dispersa verticalmente en el recipiente 100 y se mueve horizontalmente hacia la salida 120.

[0072] Para dispersar el líquido de dispersión, se hacen rotar las perlas mediante la rotación del rotor 200 en el recipiente 100 utilizando la unidad de accionamiento 300. En ese momento, las partículas de material conductor aglomeradas en el líquido de dispersión reciben energía por la rotación de las perlas y se dispersan en partículas individuales. Por otro lado, las partículas de perlas colisionan con la porción inclinada 140, y se aplica una fuerza a las partículas de perlas en una dirección opuesta a la dirección de movimiento de los medios de dispersión. Así pues, es posible evitar el aumento de la densidad de las perlas en un área alrededor de la salida 120.

[0073] El líquido de dispersión de materiales conductores dispersado en el recipiente 100 se descarga a través de la salida 120 por la rendija 130 cerca de la salida 120 (véase la figura 3) o se descarga a través de la salida 120 por la criba 400 en la cavidad interna 220 del rotor (véase la figura 4).

[0074] Ejemplo

[0075] Se inyectó un líquido de dispersión de materiales conductores en el molino de perlas horizontal de la figura 3 y se realizó el trabajo de dispersión. Se utilizaron negro de carbono y CNT como materiales conductores. A título indicativo, la viscosidad del líquido de dispersión de materiales conductores, en el que puede aplicarse la presente invención, está entre miles de cps y 30000 cps. Si la viscosidad supera el intervalo, la fluidez del líquido de dispersión disminuye y la dispersión no puede realizarse eficazmente.

[0076] El experimento se llevó a cabo mientras se cambiaba la velocidad de movimiento de los materiales del líquido de dispersión de materiales conductores en el molino de perlas horizontal. El experimento se realizó a una velocidad de movimiento de 2 L/min y 3 L/min. Además, el experimento de dispersión se llevó a cabo en el molino de perlas horizontal que tiene diferentes ángulos de inclinación de la porción inclinada de la superficie interior de la pared lateral del recipiente a cada velocidad de movimiento de los materiales. Se comparó la eficacia de dispersión del líquido de dispersión de negro de carbono y del líquido de dispersión de CNT de acuerdo con el ángulo entre el rotor y la superficie interior de la pared lateral del recipiente, como se muestra en la Tabla 1 siguiente.

[0077] Tabla 1

[0080]

[0082] El tamaño de partícula dispersa del negro de carbono y CNT es el tamaño de partícula medio D50, que es el tamaño de partícula en el momento en que el porcentaje acumulativo alcanza el 50 %.

[0083] - Como resultado de la comparación entre el ejemplo comparativo 1 y el ejemplo 1, cuando la velocidad de movimiento de los materiales es de 2 L/min., no hubo efecto de mejora de dispersión de acuerdo con el ajuste del ángulo de la porción inclinada, y no se produjo el fenómeno de que la densidad de perlas aumentara hacia la salida del recipiente.

[0084] - Como resultado de la comparación entre el ejemplo comparativo 2 y el ejemplo 2, cuando la velocidad de movimiento de los materiales es de 3 L/min., el tamaño de las partículas dispersas de los ejemplos 2 a 4 era inferior al del ejemplo comparativo 2 (molino de perlas convencional sin ángulo inclinado). Así pues, se observó que la eficacia de dispersión de los ejemplos 2 a 4 era mayor que la del ejemplo comparativo 2.

[0085] - Como en el ejemplo comparativo 3, si el ángulo de la porción inclinada se establecía en 4 grados, el ángulo entre el rotor y la superficie interior del recipiente era demasiado grande, y la acción de cizallamiento se debilitaba, por lo que el tamaño de las partículas dispersas aumentaba bastante.

[0086] Así pues, se observa que cuando la velocidad de movimiento de los materiales es mayor que 2,0 a 3,0 L/min, teniendo un ángulo de inclinación de 1 a 3 grados, es ventajoso para la dispersión.

[0087] De lo anterior se desprende que el tamaño de las partículas dispersas de los materiales disminuyó y la eficacia de dispersión mejoró con el molino de perlas horizontal para dispersar los materiales de baterías secundarias de la presente invención. Esto parece ser debido a evitar un fenómeno en el que las perlas se abaterían en un área alrededor de la salida mediante la formación de la superficie interior de la pared lateral del recipiente, como la porción inclinada, como se ha descrito anteriormente.

[0088] Además de las realizaciones descritas anteriormente, pueden realizarse varias modificaciones dentro de un intervalo que puede lograr los objetos de la presente invención. Por ejemplo, en el rotor puede formarse una trayectoria de flujo para el agua de refrigeración. Ya que el calor se genera de acuerdo con la rotación del rotor, la rotación de las perlas y el movimiento de los materiales, la temperatura del interior del recipiente podría reducirse mediante la formación de una trayectoria de flujo predeterminada para el agua de refrigeración en el interior del rotor.

[0089] Además, es posible potenciar los efectos de agitación/dispersión formando protuberancias en la superficie del rotor. Las protuberancias pueden formarse en la superficie de un rotor en forma de tambor de un molino de púas o también pueden formarse en la superficie del disco instalado en el eje del rotor de un molino de discos.

[0090] Además, un ejemplo, en el que la presente invención se aplica a un molino de púas que incluye un rotor en forma de tambor, se examina haciendo referencia a las figuras 3 y 4, pero la presente invención también puede aplicarse a un molino de púas o al molino de discos de la figura 1. Cuando la velocidad de movimiento de los materiales aumenta en el molino de perlas horizontal, las perlas aumentan en un área cercana a la salida, independientemente del tipo de rotor, como se muestra en la figura 2. Por consiguiente, la aplicación de la presente invención tiene un sentido técnico. En particular, ya que una gran cantidad de perlas se colocan en un espacio entre el recipiente y el rotor, en el molino de discos pueden moverse más perlas en la dirección en la que se mueven los materiales que en el molino de púas. Por consiguiente, en el caso de un molino de discos, puede ser mejor formar la porción inclinada de la superficie interior de la pared lateral del recipiente de la presente invención.

[0091] En lo anterior, la presente invención se ha descrito con más detalle a través de los dibujos y los ejemplos. Por lo que, las realizaciones descritas en la presente memoria descriptiva y las configuraciones mostradas en los dibujos son solo las realizaciones más preferidas de la presente invención y no representan todas las ideas técnicas de la presente invención.

[0092] [Descripción de los números de referencia]

[0093] 10, 100: recipiente

[0094] 11, 110: entrada

[0095] 12, 120: salida

[0096] 13, 130: rendija

[0097] 14: superficie interior de la pared lateral del recipiente

[0098] 140: superficie interior de la pared lateral del recipiente (porción inclinada)

[0099] 150: paso de conexión

[0100] 200: rotor

[0101] 210: trayectoria de comunicación

[0102] 220: cavidad interna

[0103] 300: unidad de accionamiento

[0104] 400: criba

Claims (13)

1. REIVINDICACIONES

1. Un molino de perlas horizontal para dispersar materiales de baterías secundarias que comprende:

un recipiente (100) que incluye una entrada (110) y una salida (120) configuradas para recibir unos medios de dispersión, en donde el recipiente (100) está lleno de perlas;

un rotor (200) que puede rotar en el recipiente (100) configurado para hacer rotar las perlas para dispersar los medios de dispersión; y

una unidad de accionamiento (300) configurada para hacer rotar el rotor (200),

en donde una superficie interior (140) de una pared lateral del recipiente (100) está inclinada un ángulo predeterminado con respecto a un eje del rotor (200) para formar una porción inclinada que tiene un diámetro interior que disminuye gradualmente desde un lado de entrada (110) hacia un lado de salida (120),caracterizado por que

un ángulo entre la superficie interior (140) de la pared lateral del recipiente (100) y el eje del rotor (200) está en un intervalo de 1 y 3 grados.

2. El molino de perlas horizontal de la reivindicación 1, en donde el medio de dispersión es un líquido de dispersión de materiales conductores obtenido a partir de partículas de material conductor contenidas en una suspensión de electrodo de batería secundaria dispersada en un disolvente.

3. El molino de perlas horizontal de la reivindicación 2, en donde las partículas aglutinantes están contenidas en el líquido de dispersión de materiales conductores.

4. El molino de perlas horizontal de la reivindicación 1, en donde los medios de dispersión son aglutinantes fundidos contenidos en la suspensión de electrodo de batería secundaria, y los aglutinantes fundidos contienen partículas aglutinantes de microgel no fundidas.

5. El molino de perlas horizontal de la reivindicación 2, en donde el diámetro de la perla oscila entre 0,5 y 1 mm.

6. El molino de perlas horizontal de la reivindicación 1, en donde una rendija (130) que comunica con la salida (120) se forma adyacente a la salida (120) del recipiente (100), y la rendija (130) tiene un diámetro a través del cual solo pasa selectivamente el medio de dispersión.

7. El molino de perlas horizontal de la reivindicación 1, en donde una criba (400) en forma de malla que comunica con la salida (120) está instalada adyacente a la salida (120) del recipiente (100),

en donde la criba (400) tiene orificios de malla a través de los cuales solo se permite el paso de los medios de dispersión.

8. El molino de perlas horizontal de la reivindicación 7, en donde una cavidad interna (220), que comunica con la salida (120) y un exterior del rotor (200), respectivamente, se forma en un lado de salida (120) del rotor (200), en donde la criba (400) en forma de malla se instala en la cavidad interna (220).

9. El molino de perlas horizontal de la reivindicación 1, en donde el rotor (200) tiene una trayectoria de flujo para el agua de refrigeración.

10. El molino de perlas horizontal de la reivindicación 1, en donde se forman protuberancias en una superficie del rotor (200).

11. El molino de perlas horizontal de la reivindicación 1, en donde el molino de perlas es un molino de púas que incluye un rotor cilíndrico (200).

12. El molino de perlas horizontal de la reivindicación 1, en donde el molino de perlas es un molino de disco que incluye una pala agitadora en forma de disco alrededor del eje del rotor (200).

13. Un método de dispersión de materiales conductores que usa un molino de perlas horizontal de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 12, para dispersar los materiales de baterías secundarias, comprendiendo el método: inyectar un líquido de dispersión de materiales conductores en un recipiente (100) lleno de perlas; dispersar los materiales conductores en el líquido de dispersión de materiales conductores haciendo rotar las perlas mediante la rotación de un rotor (200) en el recipiente (100); y

descargar el líquido de dispersión de materiales conductores disperso a una salida (120) del recipiente (100), en donde, durante la dispersión de los materiales conductores, las perlas rotadas por el rotor (200) chocan con una superficie interior inclinada (140) de una pared lateral del recipiente (100) para permitir que se aplique una fuerza en una dirección opuesta a una dirección de movimiento del líquido de dispersión de materiales conductores.