JP2016521912A - コア−シェル粒子の製造装置およびこれを用いたコア−シェル粒子の製造方法 - Google Patents
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
Description
前記反応器の第1原料注入口に連結設置された第1貯蔵部と、
前記反応器の第2原料注入口に連結設置された第2貯蔵部と、
前記反応器の排出口に連結設置され、排出口から排出される生成物を固体粒子と液体とに分離する固液分離部と、
前記固液分離部に連結設置され、固液分離部で分離された固体粒子を乾燥させる乾燥部
とを含むコア−シェル粒子の製造装置を提供する。
前記バッファー溶液充填段階が終了した後、前記回転体を回転させる回転体回転段階と、
前記回転体が回転するシリンダの内部に、コアを形成する物質が貯蔵された第1貯蔵部および第2貯蔵部の原料を供給して、コア−シェル前駆体を形成する前駆体形成段階と、
前記コア形態の前駆体が形成されるシリンダの内部に、コアをコーティングするシェル物質を供給するシェル物質注入段階と、
前記シェル物質の注入により形成されたコア−シェル粒子を含む液体を固液分離する固液分離段階と、
前記固液分離段階を通して得られたコア−シェル粒子を乾燥させる乾燥段階
とを含むコア−シェル粒子の製造方法を提供する。
非回転体の、長さ方向に拡張された中空のシリンダと;前記シリンダの内壁面と離隔して内蔵された、長さ方向に拡張された回転体と;前記回転体の一側末端に連結設置され、回転体を回転させる駆動部と;前記シリンダの長さ方向を基準としてシリンダの一側末端の外周面に、シリンダの内部と連通するようにそれぞれ形成された第1原料注入口および第2原料注入口と;前記第1原料注入口および第2原料注入口に対向する他側シリンダの末端に、シリンダの内部と連通するように形成された排出口と;前記シリンダの外周面に形成され、シェル物質をシリンダの内部に供給する少なくとも1つ以上のシェル物質注入口と;前記シリンダの外周面と内周面との間に形成され、熱交換物質が移動する経路を提供する熱交換物質移動経路と;前記熱交換物質移動経路に連結設置され、熱交換物質を注入する熱交換物質注入口と;前記熱交換物質移動経路に連結設置され、熱交換物質を排出する熱交換物質排出口とを備える反応器と、
前記反応器の第1原料注入口に連結設置された第1貯蔵部と、
前記反応器の第2原料注入口に連結設置された第2貯蔵部と、
前記反応器の排出口に連結設置され、排出口から排出される生成物を固体粒子と液体とに分離する固液分離部と、
前記固液分離部に連結設置され、固液分離部で分離された固体粒子を乾燥させる乾燥部
とを含むコア−シェル粒子の製造装置を提供する。
非回転体の、長さ方向に拡張された中空のシリンダの内壁面と離隔して内蔵された、長さ方向に拡張された回転体との間にバッファー溶液を満たした後、空気を外部に排出させるバッファー溶液充填段階と、
前記バッファー溶液充填段階が終了した後、前記回転体を回転させる回転体回転段階と、
前記回転体が回転するシリンダの内部に、コアを形成する物質が貯蔵された第1貯蔵部および第2貯蔵部の原料を供給して、コア−シェル前駆体を形成する前駆体形成段階と、
前記コア形態の前駆体が形成されるシリンダの内部に、コアをコーティングするシェル物質を供給するシェル物質注入段階と、
前記シェル物質の注入により形成されたコア−シェル粒子を含む液体を固液分離する固液分離段階と、
前記固液分離段階を通して得られたコア−シェル粒子を乾燥させる乾燥段階
とを含むコア−シェル粒子の製造方法を提供する。
非回転体の、長さ方向に拡張された中空のシリンダ68と、前記シリンダ68の内壁面と離隔して内蔵された、長さ方向に拡張された回転体69と、前記回転体69の一側末端に連結設置され、回転体69を回転させる駆動部50と、前記シリンダ68の長さ方向を基準として一側末端の外周面に、シリンダ68の内部と連通するようにそれぞれ形成された第1原料注入口61および第2原料注入口62と、前記第1原料注入口61および第2原料注入口62に対向する他側シリンダ68の末端に、シリンダ68の内部と連通するように形成された排出口63と、前記シリンダ68の外周面に形成され、シェル物質をシリンダ68の内部に供給する少なくとも1つ以上のシェル物質注入口64と、前記シリンダ68の外周面と内周面との間に形成され、熱交換物質が移動する経路を提供する熱交換物質移動経路67と、前記熱交換物質移動経路67に連結設置され、熱交換物質を注入する熱交換物質注入口65と、前記熱交換物質移動経路67に連結設置され、熱交換物質を排出する熱交換物質排出口66とを備える反応器60と;
前記反応器60の第1原料注入口61に連結設置された第1貯蔵部10と;
前記反応器60の第2原料注入口62に連結設置された第2貯蔵部20と;
前記反応器60の排出口63に連結設置され、排出口63から排出される生成物を固体粒子と液体とに分離する固液分離部90と;
前記固液分離部90に連結設置され、固液分離部90で分離された固体粒子を乾燥させる乾燥部92とを含む。
LiCl+Na2CO3(l)→Li2CO3
他の例として、次の化学式2のように、水酸化リチウムおよび二酸化炭素を用いた気液反応により、炭酸リチウムからなるコアを形成することができる。
2LiOH+3CO2(g)→Li2CO3
さらに他の例として、次の化学式3のように、炭酸アルミニウムおよび硫酸銅を用いた固−液反応により、銅炭酸アルミニウムからなるコアを形成することができる。
Al2CO3(S)+CuSO4→Cu−Al2CO3
ここで、前記塩化リチウムおよび炭酸ナトリウム;または水酸化リチウムおよび二酸化炭素;または炭酸アルミニウムおよび硫酸銅はそれぞれ一対の原料として、第1原料注入口61および第2原料注入口62に連結設置された第1貯蔵部10および第2貯蔵部20に別途にそれぞれ貯蔵されるとよい。
前記バッファー溶液充填段階が終了した後、前記回転体69を回転させる回転体回転段階と、
前記回転体69が回転するシリンダ68の内部に、コアを形成する物質が貯蔵された第1貯蔵部10および第2貯蔵部20の原料を供給して、コア−シェル前駆体を形成する前駆体形成段階と、
前記コア形態の前駆体が形成されるシリンダ68の内部に、コアをコーティングするシェル物質を供給するシェル物質注入段階と、
前記シェル物質の注入により形成されたコア−シェル粒子を含む液体を固液分離する固液分離段階と、
前記固液分離段階を通して得られたコア−シェル粒子を乾燥させる乾燥段階とを含む。
まず、反応器の内部にバッファー溶液を満たし、反応器に残存する空気を外部に排出させた。
実施例1と同様の方法で実施するが、第1貯蔵部に貯蔵された塩化リチウムと第2貯蔵部に貯蔵された炭酸ナトリウムの代わりに、第1貯蔵部に水酸化リチウムを、第2貯蔵部に二酸化炭素を貯蔵して実施した。
実施例1と同様の方法で実施するが、第1貯蔵部に貯蔵された塩化リチウムと第2貯蔵部に貯蔵された炭酸ナトリウムの代わりに、第1貯蔵部に炭酸アルミニウムを、第2貯蔵部に硫酸銅を貯蔵して実施した。
20:第2貯蔵部
30:第1ポンプ
40:第2ポンプ
50:駆動部
60:反応器
61:第1原料注入口
62:第2原料注入口
63:排出口
64:シェル物質注入口
65:熱交換物質注入口
66:熱交換物質排出口
67:熱交換物質移動経路
68:シリンダ
69:回転体
70:シェル物質貯蔵部
80:循環ポンプ
90:固液分離部
92:乾燥部
100:前駆体形成部
110:コアシェル形成部
Claims (8)
- 非回転体の、長さ方向に拡張された中空のシリンダと;前記シリンダの内壁面と離隔して内蔵された、長さ方向に拡張された回転体と;前記回転体の一側末端に連結設置され、回転体を回転させる駆動部と;前記シリンダの長さ方向を基準としてシリンダの一側末端の外周面に、シリンダの内部と連通するようにそれぞれ形成された第1原料注入口および第2原料注入口と;前記第1原料注入口および第2原料注入口に対向する他側シリンダの末端に、シリンダの内部と連通するように形成された排出口と;前記シリンダの外周面に形成され、シェル物質をシリンダの内部に供給する少なくとも1つ以上のシェル物質注入口と;前記シリンダの外周面と内周面との間に形成され、熱交換物質が移動する経路を提供する熱交換物質移動経路と;前記熱交換物質移動経路に連結設置され、熱交換物質を注入する熱交換物質注入口と;前記熱交換物質移動経路に連結設置され、熱交換物質を排出する熱交換物質排出口とを備える反応器と、
前記反応器の第1原料注入口に連結設置された第1貯蔵部と、
前記反応器の第2原料注入口に連結設置された第2貯蔵部と、
前記反応器の排出口に連結設置され、排出口から排出される生成物を固体粒子と液体とに分離する固液分離部と、
前記固液分離部に連結設置され、固液分離部で分離された固体粒子を乾燥させる乾燥部
とを含むコア−シェル粒子の製造装置。 - 前記熱交換物質注入口および熱交換物質排出口の間に熱交換物質を循環させることが可能な循環ポンプがさらに連結設置される、請求項1に記載のコア−シェル粒子の製造装置。
- 前記第1貯蔵部と第1原料注入口との間、および第2貯蔵部と第2原料注入口との間に、それぞれ第1ポンプおよび第2ポンプが連結設置される、請求項1に記載のコア−シェル粒子の製造装置。
- 前記駆動部は、1rpm以上に回転速度を調節可能な変速型撹拌モータである、請求項1に記載のコア−シェル粒子の製造装置。
- 非回転体の、長さ方向に拡張された中空のシリンダの内壁面と離隔して内蔵された、長さ方向に拡張された回転体との間にバッファー溶液を満たした後、空気を外部に排出させるバッファー溶液充填段階と、
前記バッファー溶液充填段階が終了した後、前記回転体を回転させる回転体回転段階と、
前記回転体が回転するシリンダの内部に、コアを形成する物質が貯蔵された第1貯蔵部および第2貯蔵部の原料を供給して、コア−シェル前駆体を形成する前駆体形成段階と、
前記コア形態の前駆体が形成されるシリンダの内部に、コアをコーティングするシェル物質を供給するシェル物質注入段階と、
前記シェル物質の注入により形成されたコア−シェル粒子を含む液体を固液分離する固液分離段階と、
前記固液分離段階を通して得られたコア−シェル粒子を乾燥させる乾燥段階
とを含むコア−シェル粒子の製造方法。 - 前記固液分離段階で分離されるコア−シェル粒子を含む液体は、反応器内部の反応物が定常状態に到達したものを使用する、請求項5に記載のコア−シェル粒子の製造方法。
- 前記第1貯蔵部および第2貯蔵部にはそれぞれ、塩化リチウムおよび炭酸ナトリウム;または水酸化リチウムおよび二酸化炭素;または炭酸アルミニウムおよび硫酸銅を一対としてそれぞれ貯蔵される、請求項5に記載のコア−シェル粒子の製造方法。
- 前記シェル物質は、銅、コバルト、もしくはマンガンを含む無機金属;またはポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコールメチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、ポリプロピレンオキシド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、およびポリ塩化ビニリデンから構成された群より選択された高分子またはオリゴマーである、請求項5に記載のコア−シェル粒子の製造方法。
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