JP2024500415A - 二次電池の垂直型正極材焼成装置 - Google Patents
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Abstract
二次電池の垂直型正極材焼成装置を提供する。本発明による垂直型正極材焼成装置は、上部が開放され、下部面にガス流れのための貫通型スリットが提供され、正極材が積載される複数の耐火匣、および上部が開放され、垂直方向に複数に積層されて各耐火匣がそれぞれの受納される複数の単位焼成炉を含む。【選択図】図２
Description
本発明は、二次電池の垂直型正極材焼成装置に関するものである。
現在、正極材の焼成工程において、温度高精度と内部ガス雰囲気制御性能とを基に多様な運転条件の多品種少量生産に適したＲｏｌｌｅｒ Ｈｅａｒｔｈ Ｋｉｌｎ（以下、「ＲＨＫ」という）方式が好まれている。
このようなＲＨＫ方式を用いた正極活物質らの製造工程は、原料粉末を入れた耐火匣（ｓａｇｇｅｒ）を焼成炉で原材料の特性により設定された温度で焼成することになる。
リチウム二次電池の正極を製造する焼成工程においては、水蒸気、二酸化炭素などが発生し、特に、二酸化炭素の場合、焼成炉雰囲気調節のために用いられる酸素や空気に比べて分子量が大きいので外部に放出されにくい。
このように、耐火匣内に残っている二酸化炭素は、降温過程で正極活物質表面のリチウム酸化物と化学反応を起こして炭酸リチウムを生成させるが、この残留炭酸リチウムは、正極活物質コーティング工程において、スラリーの分散性を落としたり、最終的に電池に製造された際、電池容量減少の原因となったりする。
したがって、焼成工程において、二酸化炭素排出を円滑にして残留炭酸リチウム量を減少させるものは、最終電池特性を向上させるのに重要な原因として作用することになる。
このような理由からリチウムイオン二次電池正極材の焼成炉では、焼成過程で発生するガス（ＣＯ２またはＨ２Ｏ）を効果的に排出させるために焼成炉の下部または上部給気以外に側面給気を活用する。
特に、耐火匣が多段に積層された状態で焼成炉を通過する場合、下段から発生した二酸化炭素（ＣＯ２）ガスが十分に排出されず、上段との中間部分に停滞しながら、二酸化炭素分圧を高める役割を果たし、これは最終製品の残留炭酸リチウム量を増加させる結果をもたらす。
これを防止するための方法として、焼成炉の下部または上部給気以外に、側面から耐火匣の間の部分に空気を給気して停滞した二酸化炭素を強制排出または拡散させる方法が用いられる。
しかし、従来のＲＨＫでは、焼成炉の内部を流れる流動が耐火匣内部に流入して正極材が焼成過程で必要とする反応ガス（Ｏ２）を供給するとか、焼成反応から生成されたガス（Ｈ２ＯまたはＣＯ２）を外部に排出するより耐火匣周辺の空き空間へ流れやすい。
これは耐火匣を移動させるためのローラのみならず、耐火匣への輻射熱伝達を十分に活用するために、焼成炉内部の上下部に設置したヒーター構造によって必然的に生じる空間である。
一方、焼成炉は、昇温区間と冷却区間で温度制御のために一定間隔で隔壁を設置してゾーン（ｚｏｎｅ）を区別するが、この場合は、焼成炉の内部断面積より更に小さい断面積を通過するようになって、相対的に耐火匣の側面ウィンドウの断面積の比率が大きくなって、結果的により多くの流量が耐火匣内部へ流れ込みながら、焼成反応を促進させることになる。
しかしながら、実際に、耐火匣内部のガス濃度が焼成反応に重要に作用する温度維持区間の場合には、普通、熱効率のために隔壁を設けなくなり、それによって、給気流量対比焼成反応に寄与する油量比率が非常に低くなり、ガス供給量およびそのガスを温めるためのエネルギーコストが大きくなる。
本発明は、高積層耐火匣で発生する構造的な安定性問題と、焼成炉内部に供給されるガス損失問題を解決することができる二次電池の垂直型正極材焼成装置を提供しようとする。
本発明は、耐火匣１個当り１個の単位焼成炉を構成し、その単位焼成炉の内部に耐火匣と正極材とを含むままに垂直方向に複数積層した後、単位焼成炉自体が上部から下部へ（または下部から上部へ）移送しながら、昇温－温度維持－冷却－移動を繰り返すことができる二次電池の垂直型正極材焼成装置を提供しようとする。
本発明の一実施形態に応じた二次電池の垂直型正極材焼成装置は、正極材を垂直方向に移動させて焼成するものとして、それぞれの上部が開放され、下部面にガス流れのための貫通型スリットが提供され、内部に正極材が積載される複数の耐火匣を含むことができる。
垂直型正極材焼成装置は、それぞれの上部が開放され、垂直方向に複数に積層され、各耐火匣がそれぞれ受納され、ガス流れと反対方向に移動する複数の単位焼成炉を含むことができる。
単位焼成炉は、耐火材からなり、下部面にガス流れのための開口部が制動され、各耐火匣が受納されるための収納空間を有する本体、および本体の一面又は内部に設けられ、耐火匣を加熱するためのヒーターを含むことができる。
本体の外側面には、ヒーターで発生した熱を保温するための断熱材が設置されることができる。
断熱材の外側面には、断熱材の外側面を覆うためのケースが設置されることができる。
ケースの外側面には、本体と断熱材とを支持するための支持構造物が設置されることができる。
ケースの上段面には、単位焼成炉と隣接する他の単位焼成炉との間のガス漏れを防止するための密封材が設置されることができる。
本体には、本体の内部温度を測定するための温度センサーと、温度センサーで測定した測定値とを外部に伝送するための伝送装置が設置されることができる。
単位焼成炉の外側には、複数の単位焼成炉中の最下段の単位焼成炉の上段部に位置する単位焼成炉を支持するための下部ストッパー構造物が設置されることができる。
複数の単位焼成炉中の最下段の単位焼成炉の下部には、複数の単位焼成炉の全体下部を支持するための下部支持構造物が設置されることができる。
複数の単位焼成炉中の最上段の単位焼成炉の上部には、排出ガスを捕集して外部に排出するためのガス排気構造物が設置されることができる。
複数の単位焼成炉中の最下段の単位焼成炉の下部には、ガスを供給するためのガス給気構造物が設置されることができる。
複数の単位焼成炉中の最上段の単位焼成炉に収納された耐火匣に焼成する正極材を投入し、
複数の単位焼成炉中の最下段の単位焼成炉に収納された耐火匣から焼成後の正極材を排出することができる。
複数の単位焼成炉中の最下段の単位焼成炉内部の耐火匣に積載された焼成後の正極材を採取し、新たに焼成する正極材を装入するための正極材採取および装入装置を含むことができる。
本体の底面には、耐火匣が受納されて載せられる掛かり段差が備えることができる。
本体の上段部に掛かり溝が配置され、耐火匣の上段部の外側には、掛かり溝に引っ掛かるための掛かり突起が配置されることができる。
本発明の実施形態によると、垂直方向に正極材を投入および排出し、正極材移動方向と反対方向にガスを給気することによって、焼成に必要な温度プロファイルとガス雰囲気形成をより効率的に形成することができる。
これによって、同一正極材焼成量対比ガス使用量を画期的に低減できるのみならず、焼成反応をより効果的に進行することができるので、ＲＨＫの生産量増加限界（温度、給排気）を克服し、革新的な焼成生産性向上による価格競争力確保（残留リチウム制御を含む品質確保前提）の効果を得ることができる。
特に、耐火匣内部の正極材に十分なガスを供給して焼成反応を進行させ、焼成反応過程で発生する反応ガスを十分に排出させて焼成反応を円滑に進行することができる。
本発明の垂直型焼成炉の場合には、耐火匣底面のスリットを通過して耐火匣内部に流入したガスの大部分が正極材周囲をすぎながら、焼成反応に参加することになり、正極材で生成される反応ガスも十分に排出させることができるので、耐火匣のウィンドウが不要になり、結局、ＲＨＫに比べてはるかに多い正極材を装入できるので、生産量の増加に効果的である。
本発明の垂直型焼成炉の場合には、耐火匣を囲む単位焼成炉内部のヒーターで耐火匣と正極材とを直接加熱することにするので、不要な耐火材と断熱材とを減らすことによって電力比を低減させることができる。
また、本発明の垂直型焼成炉に供給されるガス量も低減されるので、これを加熱するための電力比また低減し、全体的な電力比の低減に寄与することになる。
以下、添付の図面を参照して、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように本発明の実施形態を説明する。本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に理解できるように、後述する実施形態は、本発明の概念と範囲から逸脱しない限り、多様な形態に変形することができる。できるだけ同一または類似の部分は、図面で同一の図面符号を用いて示す。
以下で使用される専門用語は、単に特定実施形態を言及するためのものであり、本発明を限定するものを意図しない。ここで使用される単数形態らは、文句らがそれと明確に反対の意味を示さない限り、複数形態らも含む。明細書で使用される「含む」の意味は、特定の特性、領域、整数、段階、動作、要素および／または成分を具体化し、他の特定の特性、領域、整数、段階、動作、要素、成分および／または群の存在や付加を除外させるものではない。
以下で使用される技術用語および科学用語を含むすべての用語らは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が一般に理解する意味と同じ意味を有する。辞書に定義された用語らは、関連技術文献と現在の開示された内容に符合する意味を持つことで追加解釈され、定義されない限り、理想的または非常に公式的な意味として解釈されない。
図１は、本発明の一実施形態に応じた、二次電池の垂直型正極材焼成装置の単位焼成炉の概略的な一部斜視図であり、図２は、本発明の一実施形態に応じた、二次電池の垂直型正極材焼成装置の単位焼成炉の概略的な一部断面図である。
図３は、本発明の一実施形態に応じた、二次電池の垂直型正極材焼成装置の単位焼成炉の積層構造を示した概略的な一部断面図であって、図４は、本発明の一実施形態に応じた、二次電池の垂直型正極材焼成装置の単位焼成炉の内部ガス通過状態を説明するための概略的な一部断面図である。
図５は、本発明の一実施形態に応じた、二次電池の垂直型正極材焼成装置の作動過程を説明するための概略的な断面図である。
図１乃至図５を参考すると、本発明の一実施形態に応じた二次電池の垂直型正極材焼成装置は、二次電池の正極材（２０）を垂直方向に移動させて焼成する二次電池の垂直型正極材焼成装置において、正極材（２０）が積載される耐火匣（１０）１個当り一個の単位焼成炉（１００）を構成する。
そして、単位焼成炉（１００）の内部に耐火匣（１０）と正極材（２０）とを受納した状態として複数で垂直方向に積層した後、各単位焼成炉（１０）自体が上部から下部にまたは下部から上部に移動しながら、昇温－温度維持－冷却－移動の過程を繰り返して正極材（２０）を焼成することができる。
単位焼成炉（１００）は、上部投入されながら下部に移動して下部に排出されたり、下部投入されながら上部に移動して上部に排出されたりすることができる。
二次電池の垂直型正極材焼成装置は、複数の耐火匣（１０）および複数の単位焼成炉（１００）を含むことができる。
複数の耐火匣（１０）は、それぞれの上部が開放され、下部面にガス流れのための貫通型スリット（１１）が提供され、内部に正極材（２０）が積載されることができる。
また、複数の単位焼成炉（１００）は、それぞれの上部が開放され、垂直方向（図３のＹ方向）に複数積層され、各耐火匣（１０）がそれぞれ受納され、ガス流れと反対方向に移動することができる。
単位焼成炉（１００）は、耐火材などからなり、下部面中央部にガス流れのための開口部（１０１）が制動され、各耐火匣（１０）が受納されるための収納空間を有する本体（１１０）および本体（１１０）の表面または内部に設置され、耐火匣（１０）周辺に熱量を供給することができるように、耐火匣（１０）を設定温度に加熱するためのヒーター（１２０）を含むことができる。
本体（１１０）の収納空間に耐火匣（１０）が受納されて固定される形態は、図６（ａ）のように本体（１１０）の開口部（１０１）の外側に配置されて耐火匣（１０）が本体に受納されて載せられる掛かり段差（１１１）を備えることができる。
また、図６（ｂ）のように本体（１１０）の上段部に掛かり溝（１１３）を備え、耐火匣（１０）の上段部に外側に延びて掛かり溝（１１３）に引っ掛かるための掛かり突起（１３）を備えることができる。
このような本体（１１０）と耐火匣（１０）の収納固定形態により、自体重量に応じた密封位置が違えることになり得る。
ヒーター（１２０）は、図２および図３においては、本体（１１０）の内部に内蔵されたものとして示しているが、これに限定されるものではなく、本体（１１０）の一側面に設置され得ることはもちろんである。
単位焼成炉（１００）は、本体（１１０）の外側面に設置され、ヒーター（１２０）から発生した熱を保温するための断熱材（１３０）を含むことができる。
また、単位焼成炉（１００）は、断熱材（１３０）の外側面に設置され、断熱材（１３０）の外側面を包みながら覆うためのケース（１４０）を含むことができる。
その際、ケース（１４０）の断熱材（１３０）の上面部、下面部および外側面を包むようにコ字形などで構成されることができる。
ケース（１４０）の外側面には、本体（１１０）および断熱材（１３０）を支持するための支持構造物（図示せず）がケース（１４０）の外側方向に突出されるように設置されることができる。
また、ケース（１４０）の上段面には、一単位焼成炉（１００）と隣接する他の単位焼成炉（１００）との間のガス漏れ防止のための密封材（１６０）が設置されることができる。
本体（１１０）の内部には、ヒーター（１２０）の電力制御のための電力制御が（図示せず）が内蔵されることができる。
本体（１１０）には、本体（１１０）の内部温度を測定するための温度センサー（図示せず）と、その温度センサーで測定した測定値を外部に伝送するための伝送装置（図示せず）が設置されることができる。
単位焼成炉（１００）の外側には、複数の単位焼成炉（１００）中の最下段の単位焼成炉（１００）の上段部に位置する単位焼成炉（１００）を支持するための下部ストッパー構造物（２００）が設置されることができる。
また、複数の単位焼成炉（１００）中の最下段の単位焼成炉（１００）の下部には、正常運転際、垂直型正極材焼成装置の複数の単位焼成炉（１００）の全体を支持するための下部支持構造物（３００）が設置されることができる。
即ち、下部支持構造物（３００）には、総積層される単数だけの単位焼成炉（１００）の重量を支えながら、単位焼成炉（１００）の上部投入および下部排出により設定された高さだけの上下移動できる下部駆動部（図示せず）が設置されることができる。
下部支持構造物（３００）の上段部と複数の単位焼成炉（１００）中の最下段の単位焼成炉（１００）の下段部の間には、ガス漏れ防止のための下部密封材（１６１）が設置されることができる。
複数の単位焼成炉（１００）中の最上段の単位焼成炉（１００）の上部には、最上段の単位焼成炉（１００）の上部に排出される排出ガスを捕集して外部に排出するための上部ガス排気構造物（４００）が設置されることができる。
また、上部ガス排気構造物（４００）には、複数の単位焼成炉（１００）中の最上段の単位焼成炉（１００）の上部から最上段の単位焼成炉（１００）の上に新たな単位焼成炉（１００）を投入する間の上部ガス排気構造物（４００）をオープンするための上部駆動部（図示せず）が備わることができる。
複数の単位焼成炉（１００）中の最下段の単位焼成炉（１００）の下部には、最下段の単位焼成炉（１００）にガスを供給するための下部ガス給気構造物（５００）が設置されることができる。
また、下部ガス給気構造物（５００）は、下部支持構造物（３００）と一体形で構成されることができる。
即ち、下部ガス給気構造物は、下部支持構造物（３００）の一側面に下部支持構造物（３００）と連通されるように連結されることができる。
下部ストッパー構造物（２００）は、複数の単位焼成炉（１００）中の最下段の単位焼成炉（１００）を下部に排出する間、残り単位焼成炉（１００）らを支持するための構造物として、最下段の単位焼成炉（１００）の下部に設けられた下部支持構造物（３００）と連通されるように設置されることができる。
垂直型正極材焼成装置は、複数の単位焼成炉（１００）中の最下段の単位焼成炉（１００）を下部に排出して上部に移送し、複数の単位焼成炉（１００）中の最上段の単位焼成炉（１００）の上に単位焼成炉（１００）を投入するための単位焼成炉移送用構造物（図示せず）を含むことができる。
また、垂直型正極材焼成装置は、複数の単位焼成炉（１００）中の最下段の単位焼成炉（１００）内部の耐火匣（１０）に積載された焼成後の正極材（２０）を採取し、新たに焼成する正極材（２０）を装入するための正極材採取および装入装置（６００）を含むことができる。
以下、図１乃至図６を参照して、本発明の一実施形態に応じた二次電池の垂直型正極材焼成装置の作動について説明する。
まず、単位焼成炉（１００）は、複数に備えられ、垂直方向（図３のＹ方向）で多段に積層され、各単位焼成炉（１００）の内部には、正極材（２０）が積載された耐火匣（１０）が受納される。
また、単位焼成炉（１００）は、上部投入されながら下部に移動して下部排出されたり下部投入されて上に移動しながら上部に排出されたりすることができる。
ここでは、説明の便宜上、単位焼成炉（１００）が上部投入されながら下部に移動して下部排出されることを例に挙げて説明するが、単位焼成炉（１００）が下部投入されながら上部に移動して上部排出される場合にも、同一の方式（原理）として適用できることはもちろんである。
単位焼成炉（１００）が上部投入されながら下部に移動して下部排出される場合とは、正極材（２０）が垂直型正極材焼成装置の上部に投入されて下部に排出され、単位焼成炉（１００）のガス雰囲気形成のために、ガスは、垂直型正極材焼成装置の下部に給気され、上部に排出されることを示す。
また、複数の単位焼成炉（１００）中の最上段の単位焼成炉（１００）では昇温区間であり、複数の単位焼成炉（１００）中の最下段の単位焼成炉（１００）では冷却区間であって、最上段の単位焼成炉（１００）と最下段の単位焼成炉（１００）の間の単位焼成炉（１００）では、温度維持区間に区分されることができる。
単位焼成炉（１００）が上部投入されながら下部に移動して下部排出される間、設定された温度プロファイルにより単位焼成炉（１００）の内部に設けられたヒーター（１２０）を通じて温度を合わせながら耐火匣（１０）に装入された正極材（２０）が設定された温度プロファイルに焼成反応を進行するようにする。
そして、単位焼成炉（１００）の温度制御に対して、下記で説明する。
単位焼成炉（１００）の垂直方向位置によって温度プロファイルから設定温度が決定されると、単位焼成炉（１０）の内部（正確には耐火匣（１０）周囲を囲む本体（１１０）の耐火材の内部または表面）に装着されたヒーター（１２０）を加熱して設定温度に到達するために必要な熱量を供給する。
設定温度の到達可否は、単位焼成炉（１００）の内部に設けられた温度センサー（図示せず）を通じて感知する。
その際、ヒーター（１２０）の電力は、単位焼成炉（１００）の外部から供給されるが、垂直型正極材焼成装置の側面に垂直に位置した電力供給用ブースバー（図示せず）から単位焼成炉（１００）の本体（１１０）の側面に設けられた集電器（図示せず）を通じて、接触式または非接触式の方式で供給することができる。
温度センサーを通じて感知された単位焼成炉（１００）の内部温度は、無線または有線を通じてモニタリングしながら、ヒーター（１２０）の作動可否およびそれにより所要電力量を計算して単位焼成炉（１００）を制御する。
垂直型正極材焼成装置の全体規模、そして、それによる単位焼成炉（１００）の大きさによりヒーター（１２０）の制御器を単位焼成炉（１００）の本体（１１０）内部に設け、単位焼成炉（１００）の外部からの電力量を制御したり、ヒーター（１２０）の制御器を単位焼成炉（１００）の外部に設けたりして、ヒーター（１２０）が必要な電力だけを供給する方法など、全ての使用が可能である。
また、単位焼成炉（１００）の流動制御に対して、下記で説明する。
垂直型正極材焼成装置に供給されるガス（空気または酸素または正極材種類によって決定される他のガスら）は、基本的に最下段の単位焼成炉（１００）の下側の下部ガス給気構造物（５００）を通じて最下段の単位焼成炉（１００）の耐火匣（１０）の底面のスリット（１１）を通じて供給される。
耐火匣（１０）の内部に供給されたガスは、耐火匣（１０）の内部に装入された正極材（２０）周辺を過ぎながら、正極材（２０）焼成反応に必要なガス（酸素）を供給し、反応過程で発生する排出ガスを上方に追い出すことによって、焼成反応が円滑に進められるようにする。
耐火匣（１０）の内部を通過したガスは、耐火匣（１０）を受納した単位焼成炉（１００）の直ちに上部に位置する単位焼成炉（１０）の下部と、単位焼成炉（１００）に収納された耐火匣（１０）のスリット（１１）を通過して連続的に上部に順次移動しながら、垂直に積層された正極材（２０）らの反応に必要なガスを供給し、反応により発生したガスを上部に排出させる役割を果たす。
上下に積層された単位焼成炉（１００）間の密封は、単位焼成炉（１０）が上部表面の外郭に設けられた密封材（１６０）が密封材（１６０）の上段部に位置する単位焼成炉（１００）、耐火匣（１０）および正極材（２０）の自重によって押されながら密封役割を果たす。
従来の一体型の垂直型焼成炉が耐火匣と内部壁の空間にストッパー（ｓｔｏｐｐｅｒ）の挿入のための耐火匣のウィンドウなどで流動損失が発生することに比べて、本発明による単位焼成炉（１００）を利用する場合には、耐火匣（１０）と正極材（２０）の自体の重量によって単位焼成炉（１００）と密着することになって基本的な流動遮断機能をすることになる。
したがって、ガス流動が大部分は耐火匣（１０）の底面のスリット（１１）を通じて耐火匣（１０）の内部、即ち、耐火匣（１０）に装入された正極材（２０）の周囲を通過することになりながら、正極材（２０）の焼成反応を円滑に進行させることになる。
以下で、図５を参考して、本発明の一実施形態に応じた二次電池の垂直型正極材焼成装置の作動過程を説明する。
図５（ａ）の垂直型正極材焼成装置の運転状態（停止状態）においては、上部ガス排気構造物（４０）が複数の単位焼成炉（１００）の最上段の単位焼成炉（１００）の上部を覆っており、複数の単位焼成炉（１００）の最下段の単位焼成炉（１００）の下段部には、下部支持構造物（３００）が密着されている。
その際、最下段の単位焼成炉（１００）に収納された耐火匣（１０）の底面のスリット（１１）には、下部ガス給気構造物（５００）からガスが供給され、最上段の単位焼成炉（１００）から排出されたガスは、上部ガス排気構造物（４００）を通じて単位焼成炉（１００）の外部に排出される。
そして、最下段の単位焼成炉（１００）の耐火匣（１０）内の焼成後の正極材を採取して新たに焼成前の正極材を装入するためには、図５（ｂ）のように下部ストッパー構造物（２００）を利用して最下段の単位焼成炉（１００）の直上部に位置する単位焼成炉（１００）を支持する。
このような状態で、最下段の単位焼成炉（１００）を支持している下部支持構造物（３００）が矢印のように下部に設定された距離だけ移動することになる。
次に、図５（ｃ）のように、下部支持構造物（３００）によって支持された最下段の単位焼成炉（１００）を下部プッシャー（図示せず）によって下部右側の矢印のように右側方向（図５のＸ方向）に押した後、最下段の単位焼成炉（１００）に収納された耐火匣（１０）内の焼成後の正極材（２０）を採取する。
その際、上部ガス排気構造物（４００）は、焼成する正極材（２０）を装入した単位焼成炉（１００）の投入のために上部に移動されている。
そして、耐火匣（１０）内の焼成後の正極材（２０）を採取した後、耐火匣（１０）内に焼成する正極材（２０）を装入する。
このように、耐火匣（１０）内に焼成する正極材（２０）を装入すれば、移動装置（図示せず）を利用して焼成する正極材（２０）が装入された単位焼成炉（１００）を図５（ｃ）の垂直上方向の矢印のように単位焼成炉（１００）を複数の単位焼成炉（１００）の最上段の右側に移動させる。
また、焼成する正極材（２０）が装入された単位焼成炉（１００）を上部プッシャー（図示せず）によって上部左側の矢印のように左側方向（図５の－Ｘ方向）で押して図５（ｄ）のように複数の単位焼成炉（１００）中の最上段の単位焼成炉（１００）に位置させる。
このように、焼成する正極材（２０）が装入された単位焼成炉（１００）が複数の単位焼成炉（１００）中の最上段に位置することになると、正極材（２０）の採取以前の複数の単位焼成炉（１００）中の最下段の単位焼成炉（１０）の上段部に位置した単位焼成炉（１００）が複数の単位焼成炉（１００）中の最下段の単位焼成炉（１００）となる。
併せて、焼成する正極材（２０）が装入された単位焼成炉（１００）が複数の単位焼成炉（１００）中の最上段の単位焼成炉（１００）に位置されると、上部ガス排気構造物（４００）が最上段の単位焼成炉（１００）の上段部に向かって下部に移動される。
また、複数の単位焼成炉（１００）中の最下段の単位焼成炉（１００）の下段部に下部支持構造物（３００）を上部に移動させ、下部支持構造物（３００）を図５（ｄ）のように複数の単位焼成炉（１００）中の最下段の単位焼成炉（１００）の下段部に密着させる。
このような状態で、図５（ｅ）のように、複数の単位焼成炉（１００）中の最下段の単位焼成炉（１００）に位置した下部ストッパー構造物（２００）を元の位置に移動させると、複数の単位焼成炉（１００）の全体が下部支持構造物（３００）により支持される。
その際、下部支持構造物（３００）を元の位置から下部に移動させると、複数の単位焼成炉（１００）の全体が下部に移動されて元の運転状態で復帰するものである。
本開示を記載したように望ましい実施形態を通じて説明したが、本発明はこれに限らず、次に記載する特許請求の範囲から逸脱しない限り、多様な修正および変形が可能であることを本発明の属する技術分野に務める者は簡単に理解できる。
１０：耐火匣
２０：正極材
１００：単位焼成炉
１１０：本体
１２０：ヒーター
１３０：断熱材
２００：下部ストッパー構造物
３００：下部支持構造物
４００：上部ガス排気構造物
５００：下部ガス給気構造物
２０：正極材
１００：単位焼成炉
１１０：本体
１２０：ヒーター
１３０：断熱材
２００：下部ストッパー構造物
３００：下部支持構造物
４００：上部ガス排気構造物
５００：下部ガス給気構造物
Claims (15)
- 正極材を垂直方向に移動させて焼成する二次電池の垂直型正極材焼成装置であって、
それぞれ上部が開放され、下部面にガス流れのための貫通型スリットが提供され、内部に正極材が積載される複数の耐火匣、および
それぞれの上部が開放され、垂直方向に複数に積層され、前記各耐火匣がそれぞれ受納され、前記ガス流れと反対方向に移動する複数の単位焼成炉
を含む二次電池の垂直型正極材焼成装置。 - 前記単位焼成炉は、
耐火材からなり、下部面にガス流れのための開口部が提供され、前記各耐火匣が受納されるための収納空間を有する本体、および
前記本体の一面または内部に設けられ、前記耐火匣を加熱するためのヒーターを含む請求項１に記載の二次電池の垂直型正極材焼成装置。 - 前記本体の外側面には、前記ヒーターから発生する熱を保温するための断熱材が設けられる請求項２に記載の二次電池の垂直型正極材焼成装置。
- 前記断熱材の外側面には、前記断熱材の外側面を覆うためのケースが設けられる請求項３に記載の二次電池の垂直型正極材焼成装置。
- 前記ケースの外側面には、前記本体と前記断熱材とを支持するための支持構造物が設けられる請求項４に記載の二次電池の垂直型正極材焼成装置。
- 前記ケースの上段面には、前記単位焼成炉と隣接する他の単位焼成炉との間のガス漏れ防止のための密封材が設けられる請求項４に記載の二次電池の垂直型正極材焼成装置。
- 前記本体には、前記本体の内部温度を測定するための温度センサーと、前記温度センサーで測定した測定値を外部に伝送するための伝送装置とが設けられる請求項１に記載の二次電池の垂直型正極材焼成装置。
- 前記単位焼成炉の外側には、前記複数の単位焼成炉中の最下段の単位焼成炉の上段部に位置する前記単位焼成炉を支持するための下部ストッパー構造物が設けられる請求項１～７のいずれか１に記載の二次電池の垂直型正極材焼成装置。
- 前記複数の単位焼成炉中の最下段の単位焼成炉の下部には、複数の単位焼成炉の全体下部を支持するための下部支持構造物が設けられる請求項８に記載の二次電池の垂直型正極材焼成装置。
- 前記複数の単位焼成炉中の最上段の単位焼成炉の上部には、排出ガスを捕集して外部に排出するためのガス排気構造物が設けられる請求項８に記載の二次電池の垂直型正極材焼成装置。
- 前記複数の単位焼成炉中の最下段の単位焼成炉の下部には、ガスを供給するためのガス給気構造物が設けられる請求項１０に記載の二次電池の垂直型正極材焼成装置。
- 前記複数の単位焼成炉中の最上段の単位焼成炉に収納された前記耐火匣に焼成する正極材を投入し、
前記複数の単位焼成炉中の最下段の単位焼成炉に収納された前記耐火匣から焼成後の前記正極材を排出する請求項１１に記載の二次電池の垂直型正極材焼成装置。 - 前記複数の単位焼成炉中の最下段の単位焼成炉内部の耐火匣に積載された焼成後の前記正極材を採取し、新たに焼成する正極材を装入するための正極材採取および装入装置を含む請求項１２に記載の二次電池の垂直型正極材焼成装置。
- 前記本体の底面には、前記耐火匣が受納されて載せられる掛かり段差が備わる請求項１に記載の二次電池の垂直型正極材焼成装置。
- 前記本体の上段部に掛かり溝が配置され、
前記耐火匣の上段部の外側には、前記掛かり溝に引っ掛かるための掛かり突起が配置される請求項１に記載の二次電池の垂直型正極材焼成装置。
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