KR102113338B1 - Powder raw material drying apparatus for manufacturing cathode material of secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예는, 이차전지의 양극재(cathode material) 제조를 위하여 양극재를 구성하는 분말원료(양극재 원료)로부터 주로 함유 수분을 제거하는 건조장치에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a drying apparatus that mainly removes moisture contained in a powder raw material (a cathode material raw material) constituting a cathode material for manufacturing a cathode material of a secondary battery.
근래 들어, 노트북컴퓨터, 태블릿PC, 휴대용 게임기, 휴대전화 등의 모바일기기(mobile device)가 널리 보급됨에 따라 이들 모바일기기의 전원으로서 충방전이 가능한 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다.In recent years, as mobile devices such as notebook computers, tablet PCs, portable game machines, and mobile phones are widely spread, demand for secondary batteries capable of charging and discharging as power sources for these mobile devices is rapidly increasing.
또, 이에 발맞추어 이차전지의 성능 향상과 제조성 개선을 위한 노력 및 이차전지를 전기차(EV), 에너지저장시스템(ESS) 등에 상용화 가능하게 적용하기 위한 연구개발이 활발히 이루어지고 있다.In addition, in line with this, efforts are being made to improve the performance of the secondary battery and to improve manufacturability, and research and development are actively being made to commercially apply the secondary battery to an electric vehicle (EV), an energy storage system (ESS), and the like.
일반적으로, 이차전지는 양극재(cathode material), 음극재(anode material), 전해질(electrolyte) 및 분리막(separator)을 포함하는데, 이들 중 양극재는 이차전지의 용량, 출력 등 성능을 결정하는 중요 요소이다.In general, a secondary battery includes a cathode material, a cathode material, an electrolyte, and a separator, and among these, the cathode material is an important factor that determines performance, such as capacity and output of the secondary battery to be.
양극재를 제조하려면, 리튬(Li), 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn), 알루미늄(Al) 등의 분말원료가 요구되고, 이들 분말원료로부터 함유 수분을 제거하는 건조공정을 수행한 후 열처리공정을 수행하여야 양극재의 품질 저하를 방지할 수 있고 특성을 향상시킬 수 있다.In order to manufacture the positive electrode material, powder raw materials such as lithium (Li), nickel (Ni), cobalt (Co), manganese (Mn), and aluminum (Al) are required, and a drying process for removing moisture from these powder raw materials is performed. After performing the heat treatment process, it is possible to prevent the deterioration of the quality of the cathode material and to improve its properties.
여기에서, 건조공정 및 열처리공정은 전용 장치에서 개별적으로 이루어진다. 이에, 건조공정을 위한 전용 장치와 열처리공정을 위한 전용 장치를 각기 구비하여야 하기 때문에, 원료에 대한 건조와 열처리를 완료하는 데 있어서 고비용 및 장기간이 소요될 수밖에 없고 처리과정이 번거로울 수밖에 없다. 또한, 건조공정 후 원료를 열처리공정을 위한 전용 장치로 이송하는 과정에서 원료가 손상될 수 있고 외부공기 등에 의하여 오염될 수 있다.Here, the drying process and the heat treatment process are individually performed in a dedicated device. Accordingly, since a dedicated device for a drying process and a dedicated device for a heat treatment process must be provided, it is inevitable that a high cost and a long period of time are required to complete drying and heat treatment of raw materials, and the processing process is cumbersome. In addition, in the process of transferring the raw material to the dedicated device for the heat treatment process after the drying process, the raw material may be damaged and contaminated by external air.
따라서, 이에 대한 개선책 마련이 시급히 요구되는 실정이다.Therefore, there is an urgent need to prepare an improvement plan for this.
본 발명의 실시예는 양극재 원료에 대한 건조공정 또는 건조공정과 열처리공정의 안정성과 효율 향상 면에서 보다 유리한 양극재 원료 건조장치 등을 제공하는 데 목적이 있다.An embodiment of the present invention has an object to provide a drying apparatus for a cathode material raw material or the like which is more advantageous in terms of improving stability and efficiency of a drying process or a drying process and a heat treatment process for a cathode material raw material.
해결하고자 하는 과제는 이에 제한되지 않고, 언급되지 않은 기타 과제는 통상의 기술자라면 이하의 기재로부터 명확히 이해할 수 있을 것이다.The problem to be solved is not limited to this, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 실시예에 따르면, 서포트 베이스(support base)와; 상기 서포트 베이스 상에 수평방향으로 배치되고, 내부에 이차전지의 양극재 원료를 수용하는 건조실이 길이방향으로 형성된 건조기와; 상기 건조기의 외부에 가열실을 형성하여 상기 건조기를 상기 가열실에 도입된 가열매체(오일, oil)로 가열하는 적어도 하나 이상의 가열재킷(heating jacket)과; 상기 서포트 베이스에 상기 건조기의 길이방향 한쪽의 고정단(제1 엔드, first end)의 위치를 고정시키는 고정단 받침(고정단 프레임)과; 상기 건조기의 길이방향 다른 쪽의 자유단(제2 엔드, second end)에 장착되고 상기 서포트 베이스에 상기 건조기의 길이방향으로 직선이동 가능하게 장착되어 상기 건조기가 온도 상승으로 팽창하면 이동되는 자유단 받침(자유단 프레임)과; 상기 건조실에 상기 건조기의 길이방향으로 배치된 메인 샤프트(main shaft)와; 상기 메인 샤프트에 연결된 복수의 교반날개와; 상기 메인 샤프트의 양단에서 각각 연장되며, 각각 상기 건조기의 고정단 및 자유단에 관통되고 베어링(bearing)에 의하여 회전 가능하도록 지지된 헤드 샤프트(head shaft) 및 테일 샤프트(tail shaft)와; 상기 건조기의 고정단에 관통된 상기 헤드 샤프트를 회전시키는 축 구동수단과; 배기작용에 의하여 상기 건조실을 진공분위기로 조성하고 상기 건조실로부터 수분(수증기)을 배출하는 배기유닛(exhaust unit)과; 상기 배기유닛의 배기라인에 설치된 백 필터(bag filter)를 포함하는, 이차전지의 양극재 원료 건조장치가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a support base; A dryer arranged in the horizontal direction on the support base and having a drying chamber accommodating a raw material of a cathode material of a secondary battery formed in a longitudinal direction therein; At least one heating jacket that forms a heating chamber outside the dryer to heat the dryer with a heating medium (oil, oil) introduced into the heating chamber; A fixed end support (fixed end frame) for fixing a position of a fixed end (first end) on one side in the longitudinal direction of the dryer to the support base; Mounted at the free end (second end, second end) on the other end of the dryer in the longitudinal direction and mounted on the support base so as to be linearly movable in the longitudinal direction of the dryer. (Freedom Frame); A main shaft disposed in the drying chamber in the longitudinal direction of the dryer; A plurality of stirring blades connected to the main shaft; A head shaft and a tail shaft respectively extending from both ends of the main shaft, penetrating through the fixed and free ends of the dryer, and supported to be rotatable by bearings; Shaft driving means for rotating the head shaft passing through a fixed end of the dryer; An exhaust unit that composes the drying chamber in a vacuum atmosphere by an exhaust action and discharges moisture (water vapor) from the drying chamber; A cathode material raw material drying apparatus for a secondary battery including a bag filter installed in an exhaust line of the exhaust unit may be provided.
상기 서포트 베이스와 상기 자유단 받침 사이에는 슬라이딩 유도부재(테플론 플레이트, Teflon plate)가 개재되어, 상기 자유단 받침은 슬라이딩 이동될 수 있다. 그리고, 상기 자유단 받침에는 안내슬롯(guide slot)들이 상기 건조기의 길이방향으로 형성되고, 상기 안내슬롯 각각에는 안내핀(guide pin)이 삽입되며, 상기 안내핀들은 하부가 상기 슬라이딩 유도부재에 관통되고 상기 서포트 베이스에 박힐 수 있다.A sliding guide member (Teflon plate) is interposed between the support base and the free end support, so that the free end support can be slidably moved. In addition, guide slots are formed in the free end support in the longitudinal direction of the dryer, and guide pins are inserted into each of the guide slots, and the guide pins have a lower portion penetrating the sliding guide member. It can be embedded in the support base.
본 발명의 실시예에 따른 건조장치는, 상기 건조실의 바닥을 통하여 상기 건조실로 기체를 주입함으로써 상기 건조실에 수용된 양극재 원료에 기체를 주입하여 수분 배출을 촉진하는 기체 주입유닛을 더 포함할 수 있다.The drying apparatus according to the embodiment of the present invention may further include a gas injection unit that injects gas into the cathode material accommodated in the drying chamber and injects gas through the bottom of the drying chamber to promote moisture discharge. .
상기 건조기의 고정단과 상기 헤드 샤프트 사이, 그리고 상기 건조기의 자유단과 상기 테일 샤프트 사이 각각에는 실링부재(sealing member)를 수용하는 실 하우징(seal housing)이 장착될 수 있다. 그리고, 상기 헤드 샤프트의 내부와 상기 테일 샤프트의 내부 각각에는 냉각매체가 도입되는 축 냉각실이 형성될 수 있다.A seal housing for receiving a sealing member may be mounted between the fixed end of the dryer and the head shaft, and between the free end of the dryer and the tail shaft. In addition, an axial cooling chamber in which a cooling medium is introduced may be formed in each of the interior of the head shaft and the interior of the tail shaft.
상기 헤드 샤프트와 상기 헤드 샤프트 측 실 하우징 사이, 그리고 상기 테일 샤프트와 상기 테일 샤프트 측 실 하우징 사이 각각에는 상기 헤드 샤프트 및 상기 테일 샤프트와 함께 회전하는 슬리브(sleeve)가 개재될 수 있다. 상기 헤드 샤프트 측 실 하우징 및 상기 테일 샤프트 측 실 하우징 각각에는 상기 실링부재의 냉각을 위한 기체가 도입되는 실링부재 냉각유로가 형성될 수 있다.A sleeve that rotates with the head shaft and the tail shaft may be interposed between the head shaft and the head shaft side seal housing, and between the tail shaft and the tail shaft side seal housing. A sealing member cooling flow path through which gas for cooling the sealing member is introduced may be formed in each of the head shaft side seal housing and the tail shaft side seal housing.
상기 건조기는 하부에 상기 건조실과 연통하는 원료 배출구가 형성되고, 상기 원료 배출구는 배출구 개폐유닛에 의하여 개폐될 수 있다.The dryer has a raw material outlet opening in communication with the drying chamber at the bottom, and the raw material outlet may be opened and closed by an outlet opening and closing unit.
상기 배출구 개폐유닛은, 상기 원료 배출구의 주위 한쪽에 회전운동 가능하게 장착되어 회전방향에 따라 상기 원료 배출구를 개폐하는 게이트(gate)와; 상기 게이트를 회전시키는 게이트 구동수단과; 상기 원료 배출구의 주위 다른 쪽에 회전운동 가능하게 장착되어 회전방향에 따라 닫힌 상기 게이트를 가압하거나 닫힌 상기 게이트에 대한 가압을 해제하는 클램프(clamp)와; 상기 클램프를 회전시키는 클램프 구동수단을 포함할 수 있다.The outlet opening / closing unit includes a gate that is rotatably mounted on one side of the raw material outlet and opens and closes the raw material outlet according to a rotation direction; Gate driving means for rotating the gate; A clamp which is rotatably mounted on the other side of the raw material outlet and presses the closed gate according to the rotational direction or releases pressure on the closed gate; It may include a clamp driving means for rotating the clamp.
여기에서, 상기 원료 배출구에는 상기 게이트가 닫힌 때 기밀을 유지하는 패킹(packing)이 장착될 수 있고, 상기 원료 배출구의 주위에는 냉각매체가 도입되는 배출구 냉각실이 형성될 수 있다.Here, a packing for maintaining airtightness when the gate is closed may be mounted on the raw material outlet, and an outlet cooling chamber in which a cooling medium is introduced may be formed around the raw material outlet.
본 발명의 실시예에 따른 건조장치는, 상기 헤드 샤프트 측 베어링 및 상기 테일 샤프트 측 베어링에 냉각오일(cooling oil)을 공급하여 상기 베어링을 냉각하고 윤활하는 베어링 냉각유닛을 더 포함할 수 있다.The drying apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a bearing cooling unit that cools and lubricates the bearing by supplying cooling oil to the head shaft side bearing and the tail shaft side bearing.
본 발명의 실시예에 따르면, 길이방향 한쪽의 제1 엔드, 길이방향 다른 쪽의 제2 엔드 및 내부의 건조실을 구비한 건조기와; 상기 건조기를 가열하기 위한 건조기 가열유닛과; 상기 건조실에 수용된 양극재 원료를 교반하기 위한 원료 교반기를 포함하고, 상기 원료 교반기는, 상기 건조실에 상기 건조기의 길이방향으로 배치된 메인 샤프트와; 상기 메인 샤프트의 양단 각각으로부터 연장되어 각각 상기 제1 엔드 및 상기 제2 엔드에 관통되고 각각 베어링에 의하여 회전 가능하게 지지된 헤드 샤프트 및 테일 샤프트를 포함하며, 상기 제1 엔드와 상기 헤드 샤프트 사이 및 상기 제2 엔드와 상기 테일 샤프트 사이 각각에는 실링부재를 수용하는 실 하우징이 장착되고, 상기 헤드 샤프트와 상기 테일 샤프트 각각의 내부에는 냉각매체가 도입되는 축 냉각실이 형성된, 이차전지의 양극재 원료 건조장치가 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a dryer having a first end in one longitudinal direction, a second end in the other longitudinal direction, and a drying chamber therein; A dryer heating unit for heating the dryer; And a raw material stirrer for stirring the cathode material raw material accommodated in the drying chamber, wherein the raw material stirrer comprises: a main shaft disposed in the drying chamber in the longitudinal direction of the dryer; And a head shaft and a tail shaft extending from each end of the main shaft and penetrating through the first end and the second end and rotatably supported by bearings, respectively, between the first end and the head shaft, and A positive electrode material for a secondary battery is formed between each of the second end and the tail shaft, wherein a seal housing for receiving a sealing member is mounted, and an axial cooling chamber through which a cooling medium is introduced is formed in each of the head shaft and the tail shaft. A drying device can be provided.
본 발명의 실시예에 따르면, 양극재 원료를 세정하는 단계와; 세정된 양극재 원료에 대하여 탈수를 수행하는 단계와; 탈수가 완료된 양극재 원료에 대하여 상기한 바와 같은 건조장치를 이용하여 건조하고 열처리하는 단계와; 건조 및 열처리가 완료된 양극재 원료를 냉각하거나 냉각 및 다른 양극재 원료와의 혼합을 수행하는 단계를 포함하는, 이차전지의 양극재 원료 처리방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of cleaning the raw material for the cathode material; Performing dehydration on the washed cathode material; Drying and heat-treating the dehydration-completed cathode material using a drying device as described above; A method of treating a raw material for a cathode material of a secondary battery may be provided, including the step of cooling the dried and heat-treated cathode material, or cooling and mixing with other cathode material.
본 발명의 실시예에 따르면, 2종 이상의 양극재 원료를 혼합하는 단계와; 혼합된 양극재 원료에 대하여 상기한 바와 같은 건조장치를 이용하여 건조하는 단계와; 건조된 양극재 원료를 냉각하는 단계를 포함하는, 이차전지의 양극재 원료 처리방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of mixing two or more types of cathode material; Drying the mixed cathode material using a drying device as described above; A method of treating a raw material for a cathode material of a secondary battery may be provided, including the step of cooling the dried cathode material.
과제의 해결 수단은 이하에서 설명하는 실시예, 도면 등을 통하여 보다 구체적이고 명확하게 될 것이다. 또한, 이하에서는 언급한 해결 수단 이외의 다양한 해결 수단이 추가로 제시될 수 있다.Means for solving the problems will be more specific and clear through examples, drawings, and the like described below. In addition, in the following, various solutions other than the solutions mentioned can be further suggested.
본 발명의 실시예에 의하면, 건조공정 온도 및 그 이상의 열처리공정 온도로 인한 건조장치의 손상이 방지되기 때문에, 양극재 원료에 대한 건조공정과 함께 열처리공정을 수행할 수 있다. 물론, 건조장치에서 건조와 열처리공정이 함께 이루어지기 때문에, 건조된 양극재 원료를 열처리하고자 이송할 필요가 없고(생산성 및 수율 향상), 이에 따라 양극재 원료가 대기 중의 특정 기체와 반응하는 것을 방지하여 양극재의 성능 향상을 도모할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, since the damage to the drying apparatus due to the drying process temperature and the heat treatment process temperature higher than that is prevented, it is possible to perform the heat treatment process together with the drying process for the raw material of the cathode material. Of course, since the drying and heat treatment processes are performed together in the drying device, there is no need to transfer the dried cathode material to heat treatment (improve productivity and yield), thereby preventing the cathode material from reacting with a specific gas in the atmosphere. By doing so, it is possible to improve the performance of the cathode material.
구체적으로, 건조기가 서포트 베이스에 건조기의 고정단과 자유단을 각각 장착하는 고정단 받침과 자유단 받침에 의하여 서포트 베이스에 세팅되고, 건조기에 열팽창 발생 시 자유단 받침이 고정단 받침을 기준으로 이동(즉, 건조기의 열팽창 중 특히 선팽창에 유연하게 대응)되기 때문에, 서포트 베이스와 건조기의 결합부가 건조기의 열팽창으로 인하여 손상되는 것을 방지할 수 있다.Specifically, the dryer is set on the support base by a fixed end support and a free end support that respectively mount a fixed end and a free end of the dryer to the support base, and when thermal expansion occurs in the dryer, the free end support moves relative to the fixed end support ( That is, since it is flexible to cope with linear expansion among the thermal expansion of the dryer), it is possible to prevent damage of the support base and the dryer due to thermal expansion of the dryer.
또한, 실링부재 및 패킹에 대하여 냉각작용으로 열손상을 방지하기 때문에, 건조공정이나 열처리공정 중 기밀성을 안정적으로 유지할 수 있다.In addition, since the cooling action of the sealing member and the packing prevents thermal damage, it is possible to stably maintain the airtightness during the drying process or the heat treatment process.
이상의 효과들에 의하면, 건조장치의 장기 사용성을 보장할 수도 있고, 건조장치의 유지 및 관리를 저비용으로 수행할 수도 있다.According to the above effects, long-term usability of the drying device may be ensured, and maintenance and management of the drying device may be performed at low cost.
본 발명의 실시예에 의하면, 건조실의 바닥을 통하여 양극재 원료 더미 속으로 기체가 주입되고, 주입된 기체가 양극재 원료 더미를 통과하면서 양극재 원료 더미 내 수분을 양극재 원료 더미 밖으로 배출시킴과 아울러 배기구 쪽으로 유도하기 때문에, 수분 배출을 촉진할 수 있고, 이로써 건조공정에 소요되는 시간을 단축할 수 있고, 아울러 건조공정에 소요되는 에너지를 절감할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, gas is injected into the positive electrode material raw material pile through the bottom of the drying chamber and discharges moisture in the positive electrode material raw material pile out of the positive electrode material raw material pile as the injected gas passes through the positive electrode material raw material pile. In addition, since it is directed toward the exhaust port, it is possible to accelerate the discharge of water, thereby shortening the time required for the drying process, and also reducing energy required for the drying process.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 건조장치가 도시된 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 건조장치가 건조기 위주로 도시된 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 건조장치의 자유단 받침 및 그 주변 구성이 도시된 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 건조장치의 헤드 샤프트 및 그 주변 구성이 도시된 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 건조장치의 테일 샤프트 및 그 주변 구성이 도시된 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 건조장치의 배출구 개폐유닛이 도시된 단면도이다.1 is a block diagram showing a drying apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram mainly showing a drying apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a perspective view showing the free end support and its peripheral configuration of the drying apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a cross-sectional view showing a head shaft and its surrounding configuration of the drying apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing a tail shaft and its surrounding configuration of a drying apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view showing the outlet opening and closing unit of the drying apparatus according to the embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 참조하는 도면에서 구성요소의 크기나 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 데 사용되는 용어는 주로 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자의 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 용어에 대해서는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 해석하는 것이 마땅하겠다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. For reference, in the drawings referred to describe an embodiment of the present invention, the size of components or the thickness of lines may be exaggerated for convenience of understanding. In addition, the terms used to describe the embodiments of the present invention are mainly defined in consideration of functions in the present invention, and thus may vary according to a user's, operator's intention, and customs. Therefore, the terms should be interpreted based on the contents of the present specification.
본 발명의 실시예에 따른 건조장치는 주로 이차전지의 양극재 제조를 위하여 양극재 원료를 고온으로 건조하거나 열처리하는 데 사용될 수 있다.Drying apparatus according to an embodiment of the present invention may be used to dry or heat-treat the anode material raw material at a high temperature, mainly for manufacturing a cathode material of a secondary battery.
도 1 내지 도 6에는 본 발명의 실시예에 따른 건조장치의 구성, 작동 등이 도시되어 있다.1 to 6 shows the configuration, operation, and the like of the drying apparatus according to the embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 건조장치는 서포트 베이스(5)와 건조기(10)를 포함한다. 건조기(10)는 서포트 베이스(5) 상에 설치되고 내부에 건조실(101)이 마련된다. 건조실(101)에는 이차전지의 제조에 사용되는 분말상의 양극재 원료가 수용된다. 양극재 원료는 리튬(Li), 니켈(Ni), 코발트(Co), 망간(Mn), 알루미늄(Al) 등일 수 있다.1 and 2, the drying apparatus according to the embodiment of the present invention includes a
본 발명의 실시예에 따른 건조장치는, 건조기(10)를 고온(최고 350℃)으로 가열하는 건조기 가열유닛(30), 건조실(101)에 수용된 양극재 원료를 교반하는 원료 교반기(40), 그리고 건조실(101)을 진공분위기로 조성함과 아울러 건조실(101)로부터 수분(수증기)을 배출하는 배기유닛(50)을 더 포함한다.Drying apparatus according to an embodiment of the present invention, a
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 건조장치는 진공분위기에서 양극재 원료에 대한 건조공정을 수행할 수 있다. 그리고, 건조공정 중 수분을 배출할 수 있고, 양극재 원료를 특성에 따라 적합한 온도로 열처리할 수 있다.The drying apparatus according to the embodiment of the present invention may perform a drying process for a raw material of a cathode material in a vacuum atmosphere. In addition, moisture may be discharged during the drying process, and the positive electrode material raw material may be heat treated at a suitable temperature according to characteristics.
건조기(10)는 일정한 길이를 가진다. 건조기(10)는 수평방향으로 배치되고, 건조실(101)은 건조기(10)의 길이방향으로 형성된다. 건조실(101)은 내식성 재질로 이루어진다. 내식성 재질에 의하면, 양극재 원료에 건조실(101)의 부식으로 인하여 불순물이 혼입되는 것을 예방할 수 있다. 일례로, 건조실(101)의 재질은 스테인리스 스틸(stainless steel)일 수 있다.The
이와 같은 건조기(10)는, 길이방향 양단이 각각 개방된 건조기 바디(dryer body, 110), 그리고 건조기 바디(110)의 개방된 양단을 각각 차폐하는 두 사이드 커버(side cover, 120A, 120B)(도 4, 5 참조)를 포함한다. 물론, 건조실(101)은 건조기 바디(110)와 두 사이드 커버(120A, 120B)에 의하여 한정된 내부공간이다.The
건조기 바디(110)는 크기가 일정한 원형의 횡단면을 가지도록 형성된다. 건조기 바디(110)의 상부에는 각각 건조실(101)과 연통하는 원료 투입구(102)와 배기구(104)가 형성되고, 건조기 바디(110)의 하부에는 건조실(101)과 연통하는 원료 배출구(103)가 형성된다. 건조할 양극재 원료는 원료 투입구(102)를 통하여 건조실(101)에 투입되고, 건조된 양극재 원료는 원료 배출구(103)를 통하여 건조실(101)로부터 배출된다. 배기유닛(50)에 의한 배기 및 수분 배출은 배기구(104)를 통하여 이루어진다.The
도시된 바는 없으나, 건조기 바디(110)의 외주에는 건조기 바디(110)를 구조적으로 보강하고 온도 상승에 따른 건조기 바디(110)의 부피팽창을 억제하는 리브(rib)들이 용접으로 접합된다. 리브들은 건조기 바디(110)의 외주방향으로 형성되고 건조기(10)의 길이방향으로 서로 이격될 수 있다.Although not shown, ribs that structurally reinforce the
건조기(10)는 건조기 받침(20)에 의하여 지지된다. 건조기 받침(20)은, 두 사이드 커버(120A, 120B) 중 어느 하나에 장착된 상태로 서포트 베이스(5)에 장착된 고정단 받침(210), 그리고 두 사이드 커버(120A, 120B) 중 나머지 하나에 장착된 상태로 서포트 베이스(5)에 건조기(10)의 길이방향으로 직선이동 가능하게 장착된 자유단 받침(220)을 가진다.The
이와 같은 건조기 받침(20)에 의하면, 건조기(10)는 고정단(10A) 및 자유단(10B)을 가진다. 그리고, 건조기(10)의 고정단(10A)과 자유단(10B)은 각각 고정단 받침(210)과 자유단 받침(220)에 의하여 지지된다. 그리고, 자유단 받침(220)은 건조기(10)에 온도 상승으로 인하여 열팽창이 발생하면 고정단 받침(210)을 기준으로 이동된다.According to such a
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 건조장치는, 서포트 베이스(5) 상에 건조기(10)를 안정적으로 세팅할 수 있음은 물론이고, 서포트 베이스(5)와 건조기(10)의 결합부가 건조기(10)의 열팽창(특히, 선팽창) 현상으로 인하여 손상되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, the drying apparatus according to the embodiment of the present invention, of course, as well as stably setting the
고정단 받침(210)은 체결볼트들에 의하여 서포트 베이스(5)에 결합되어 위치가 고정될 수 있다.The
도 3을 참조하면, 자유단 받침(220)의 직선이동을 위하여, 서포트 베이스(5)와 자유단 받침(220) 사이에는 슬라이딩 유도부재(230)가 개재된다. 슬라이딩 유도부재(230)는, 자유단 받침(220)과 접촉되는 슬라이딩면을 제공하는바, 평편한 상면을 가지도록 형성되고 평편한 상면을 슬라이딩면으로 한다. 자유단 받침(220)은 슬라이딩 유도부재(230)의 슬라이딩면을 따라 이동된다.Referring to FIG. 3, for the linear movement of the
이와 같은 슬라이딩 유도부재(230)는 마찰계수가 작은 소재를 포함할 수 있다. 일례로, 슬라이딩 유도부재(230)는 테플론(Teflon)으로 이루어진 플레이트일 수도 있고 상부에 테플론이 일정한 두께로 코팅된 플레이트일 수도 있다.The sliding
자유단 받침(220)에는 안내슬롯(221)들이 관통된다. 안내슬롯(221)들은 건조기(10)의 길이방향으로 길게 형성된다. 안내슬롯(221)들은 서로 나란하도록 일정한 간격을 두고 수평방향으로 배치될 수 있다.
안내슬롯(221) 각각에는 안내핀(240)이 삽입된다. 안내핀(240) 각각은 하부가 슬라이딩 유도부재(230)에 관통된 상태로 서포트 베이스(5)에 박혀 슬라이딩 유도부재(230)의 수평방향 이동을 제한하고 자유단 받침(220)이 건조기(10)의 길이방향으로 정확히 이동하도록 안내한다. 예를 들어, 안내핀(240)들은 수나사를 가진 볼트이고, 서포트 베이스(5)에는 이러한 볼트들과 결합되는 나사구멍들이 형성될 수 있다.A
안내슬롯(221)들과 안내핀(240)의 안내작용에 의하면, 자유단 받침(220)이 건조기(10)의 길이방향에서 어긋난 방향으로 이동됨에 따라 건조기(10) 등이 손상되는 것을 방지할 수 있다.According to the guide action of the
건조기 가열유닛(30)은, 건조기(10)의 외부에 가열실(301)을 형성하는 적어도 하나 이상의 가열재킷(310, 320), 그리고 가열실(301)에 가열매체를 도입하는 가열매체 공급원을 포함함으로써, 건조기(10)를 가열실(301)에 도입된 가열매체로 가열한다.The
가열재킷(310, 320)은 복수로 구비되고 건조기(10)를 전반적으로 균일하게 가열할 수 있도록 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 가열재킷(310, 320)은, 건조기 바디(110)를 감싸는 적어도 하나 이상의 바디 가열재킷(310) 및 두 사이드 커버(120A, 120B)를 각각 감싸는 커버 가열재킷(320)으로 구분될 수 있고, 바디 가열재킷(310)은 복수로 구비되고 건조기(10)의 길이방향으로 배열될 수 있다.It is preferable that the
건조기 가열유닛(30)은, 가열재킷(310, 320)에 가열실(301)과 연통하는 가열매체 입구와 가열매체 출구가 각각 마련되고, 가열매체가 가열매체 입구를 통하여 가열매체 공급원으로부터 가열실(301)로 공급되고 가열매체 출구를 통하여 가열실(301)로부터 가열매체 공급원으로 회수되는 식으로 순환하도록 구성될 수 있다. 가열매체는 오일일 수 있고, 가열매체 공급원은 보일러(boiler)일 수 있다.The
이와 같은 건조기 가열유닛(30)에 의하면, 건조실(101)을 양극재 원료의 건조 또는 열처리에 요구되는 온도로 균일하게 유지할 수 있다.According to such a
원료 교반기(40)는, 회전축(410, 420, 430 참조), 회전축에 장착된 교반날개(440)들, 그리고 회전축을 회전시키는 축 구동수단(450)을 포함함으로써, 축 구동수단(450)에 의하여 회전축을 회전시키면, 양극재 원료가 교반날개(440)들에 의하여 교반되고, 양극재 원료 더미 내 수분이 양극재 원료 더미 밖으로 배출된 후 배기구(104)를 통하여 건조실(101)의 외부로 배출된다.The
회전축은, 건조실(101)에 건조기(10)의 길이방향으로 배치된 메인 샤프트(410), 그리고 메인 샤프트(410)의 양단에 각각 연결된 헤드 샤프트(420)와 테일 샤프트(430)를 포함한다. 메인 샤프트(410)로는 경량화를 위하여 중공축이 적용될 수 있다. 헤드 샤프트(420)와 테일 샤프트(430)는 메인 샤프트(410)의 양단으로부터 각각 건조기(10)의 고정단(10A) 쪽과 자유단(10B) 쪽으로 연장되고 양쪽의 두 사이드 커버(120A, 120B)에 각각 관통된다.The rotating shaft includes a
이와 같은 회전축은 전체적으로 또는 건조기(10)의 외부에 위치되는 부분을 제외한 나머지에 한하여 내마모성 재질이 코팅된다. 내마모성 재질 코팅에 의하면, 양극재 원료에 회전축의 마모로 인하여 불순물이 혼입되는 것을 예방할 수 있다. 예를 들어, 회전축은 내마모성이 우수한 텅스텐 카바이드(tungsten carbide, WC)로 코팅될 수 있다.Such a rotating shaft is coated with an abrasion-resistant material as a whole or the rest of the
교반날개(440)들은 메인 샤프트(410)의 외주에 연결되어 회전축과 함께 회전된다. 양극재 원료에 교반날개(440)들의 마모로 인하여 불순물이 혼입되는 것을 예방하기 위하여, 교반날개(440)들에는 내마모성 재질이 코팅된다. 일례로, 교반날개(440)들에 대한 코팅은 텅스텐 카바이드로 이루어질 수 있다.The stirring
살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 건조장치는 건조실(101)이 수평방향으로 형성되고 회전축(410, 420, 430 참조)도 건조실(101)과 나란한 방향인 수평방향으로 배치되며 교반날개(440)들이 회전축의 외주에 장착된다. 즉, 수평형 구조를 가지는 것이다. 이러한 수평형 구조는, 건조실이 수직방향으로 형성되고 외주에 교반날개들이 장착된 회전축도 수직방향으로 배치된 수직형 구조와 비교하여 볼 때, 대용량화 면에서 더 유리하다는 이점이 있다.As described above, in the drying apparatus according to the embodiment of the present invention, the drying
이를 보다 구체적으로 설명하면, 수직형 구조의 경우에는 용량을 증대하려면 건조실을 수평방향으로 확대시킬 수밖에 없다. 건조실을 수직방향으로 확대시켜 양극재 원료를 높이 쌓고 건조(또는, 열처리)공정을 수행하면, 공정효율이 크게 저하되기 때문이다. 그런데, 건조실을 수평방향으로 확대시키면, 양극재 원료를 균일하게 교반하기 위하여 교반날개들을 대형화하거나 교반날개들이 장착된 회전축을 복수로 적용하여야 하는 문제를 감수하여야 한다.In more detail, in the case of the vertical structure, in order to increase the capacity, the drying chamber must be expanded in the horizontal direction. This is because the process efficiency is greatly reduced when the drying chamber is enlarged in the vertical direction to accumulate the cathode material and perform a drying (or heat treatment) process. However, if the drying chamber is enlarged in the horizontal direction, the problem of having to enlarge the stirring blades or apply a plurality of rotating shafts equipped with stirring blades in order to uniformly stir the raw material of the cathode material must be taken.
반면, 본 발명의 실시예에 따른 건조장치가 가지는 수평형 구조는 이와 같은 수직형 구조의 문제를 해소하면서 대용량으로 구성할 수 있는 것이다.On the other hand, the horizontal structure of the drying apparatus according to the embodiment of the present invention can be configured with a large capacity while solving the problem of the vertical structure.
축 구동수단(450)은 고정단(10A) 측 사이드 커버(120A)에 관통된 헤드 샤프트(420)에 연결된다. 이에 의하면, 건조기(10)의 열팽창(특히, 선팽창) 현상이 축 구동수단(450)에 영향을 끼치지 않으므로 축 구동수단(450)을 안전하게 보호할 수 있다.The shaft driving means 450 is connected to the
축 구동수단(450)은 구동모터(451) 및 동력전달기구를 포함할 수 있다. 동력전달기구는 체인전동기구일 수 있다. 구체적으로, 동력전달기구는, 구동모터(451)의 축 및 헤드 샤프트(420)에 각각 장착되고 서로 짝을 이루는 두 스프로킷 휠(sprocket wheel, 452, 453), 그리고 두 스프로킷 휠(452, 453)에 걸린 체인(chain)을 포함함으로써, 구동모터(451)의 회전력을 헤드 샤프트(420)에 전달할 수 있다.The shaft driving means 450 may include a driving
두 사이드 커버(120A, 120B)에 각각 관통된 헤드 샤프트(420)와 테일 샤프트(430)는 베어링(460A, 460B)을 포함하는 베어링 어셈블리(bearing assembly)에 의하여 회전 가능하게 지지된다.The
고정단(10A) 측 사이드 커버(120A)와 헤드 샤프트(420) 사이에는 고정단(10A) 측 사이드 커버(120A)와 헤드 샤프트(420) 사이의 기밀을 유지하기 위한 실 하우징(470A)이 장착된다. 자유단(10B) 측 사이드 커버(120B)와 테일 샤프트(430) 사이에도 자유단(10B) 측 사이드 커버(120B)와 테일 샤프트(430) 사이의 기밀을 유지하기 위한 실 하우징(470B)이 장착된다.Between the
헤드 샤프트(420) 측 실 하우징(470A)은 고정단(10A) 측 사이드 커버(120A)와 헤드 샤프트(420) 사이에 적어도 하나 이상의 실링부재(471)가 수용되는 실링공간을 형성하고, 테일 샤프트(430) 측 실 하우징(470B)은 자유단(10B) 측 사이드 커버(120B)와 테일 샤프트(430) 사이에 적어도 하나 이상의 실링부재(471)가 수용되는 실링공간을 형성한다.The
도 4 및 도 5를 참조하면, 헤드 샤프트(420) 측 실 하우징(470A) 및 테일 샤프트(430) 측 실 하우징(470B) 각각에는 실링부재(471)의 냉각을 위한 실링부재 냉각유로(472)가 형성될 수 있다. 실링부재 냉각유로(472) 각각에는 기체가 강제적으로 도입될 수 있다. 실링부재 냉각유로(472) 각각에 도입되어 헤드 샤프트(420) 측 실 하우징(470A) 내 및 테일 샤프트(430) 측 실 하우징(470B) 내의 실링부재(471)를 냉각하는 기체로는, 외부 공기를 사용하면 실링부재(471)의 기밀성 저하 시 외부 공기가 자칫 건조실(101)로 유입되어 양극재 원료와 반응할 수 있기 때문에, 건조실(101)에서 처리되는 양극재 원료와 반응하지 않는 종류의 기체를 선택하여 사용하는 것이 양극재 품질 저하 방지 면에서 바람직하다.4 and 5, the sealing
헤드 샤프트(420) 측 실 하우징(470A)과 헤드 샤프트(420) 사이에는 헤드 샤프트(420)와 함께 회전하는 슬리브(480A)가 개재된다. 헤드 샤프트(420) 측 슬리브(480A)는 헤드 샤프트(420)에 체결볼트로 결합될 수 있다. 테일 샤프트(430) 측 실 하우징(470B)과 테일 샤프트(430) 사이에는 테일 샤프트(430)와 함께 회전하는 슬리브(480B)가 개재된다. 테일 샤프트(430) 측 슬리브(480B)는 테일 샤프트(430)에 체결볼트로 결합될 수 있다.Between the
이와 같은 슬리브(480A, 480B)는 헤드 샤프트(420)와 테일 샤프트(430)가 실 하우징(470A, 470B) 내 실링부재(471)와 직접적으로 접촉되는 것을 차단하여 헤드 샤프트(420)와 테일 샤프트(430)를 보호(마모 방지)한다.The
도 1을 참조하면, 배기유닛(50)은 배기작용을 수행하는 진공펌프(vacuum pump, 510)를 포함한다. 진공펌프(510)는 배기라인을 통하여 배기구(104)에 연결된다. 백 필터(55)는 배기구(104)를 통하여 수분과 함께 배출되는 양극재 원료를 포집한다. 백 필터(55)는 포집된 양극재 원료를 배기구(104)를 통하여 건조실(101)로 낙하시킬 수 있게 배기구(104) 상에 수직방향으로 배치될 수 있다.Referring to Figure 1, the
도 6을 참조하면, 원료 배출구(103)는 배출구 개폐유닛에 의하여 개폐된다. 배출구 개폐유닛은 게이트(610), 게이트 구동수단(620), 클램프(630) 및 클램프 구동수단(640)을 포함한다.6, the
원료 배출구(103)를 기준으로 원료 배출구(103)의 양옆에는 두 힌지축이 건조기(10)의 길이방향으로 배치된다.Two hinge shafts are disposed on both sides of the
게이트(610)는, 두 힌지축 중 어느 하나에 한쪽이 장착되어 해당 힌지축과 함께 회전되고, 회전방향에 따라 원료 배출구(103)를 개방하거나 폐쇄한다. 클램프(630)는, 두 힌지축 중 나머지에 한쪽이 장착되어 해당 힌지축과 함께 회전되고, 회전방향에 따라 닫힌 게이트(610)를 가압하여 닫힌 상태로 유지시키거나 닫힌 게이트(610)에 대한 가압을 해제한다. 게이트 구동수단(620)은 게이트(610) 측 힌지축을 회전시키고, 클램프 구동수단(640)은 클램프(630) 측 힌지축을 회전시킨다.The
게이트 구동수단(620)은, 실린더 하우징(cylinder housing)이 게이트(610) 측 힌지축과 나란한 축을 중심으로 회전 가능한 실린더(621), 그리고 실린더(621)의 피스톤 로드(piston rod)에 한쪽 단부가 게이트(610) 측 힌지축과 나란한 축을 중심으로 회전 가능하게 연결된 상태로 게이트(610) 측 힌지축에 다른 쪽 단부가 장착된 링크(link, 622)를 포함한다. 실린더(621)는 주변 구조물(예를 들어, 건조기 또는 서포트 베이스 등)에 장착된 브래킷(bracket)에 의하여 게이트(610) 측 힌지축과 나란한 축을 중심으로 회전 가능하게 지지될 수 있다.Gate driving means 620, the cylinder housing (cylinder housing) is a
게이트 구동수단(620)에 의하면, 피스톤 로드의 이동방향에 따라 링크(622)가 회전되고, 게이트(610) 측 힌지축이 링크(622)와 동일방향으로 회전되어, 게이트(610)가 열리거나 닫힌다.According to the gate driving means 620, the
클램프 구동수단(640)도 실린더(641)와 링크(642)로 구성된다. 클램프 구동수단(640)의 실린더(641) 및 링크(642)는 게이트 구동수단(620)의 실린더(621) 및 링크(622)와 동일하거나 유사하게 구성되고 작동하는 것이므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.The clamp driving means 640 is also composed of a
본 발명의 실시예에 따른 건조장치는, 건조실(101)의 바닥을 통하여 양극재 원료에 기체를 주입하는 기체 주입유닛을 더 포함한다.The drying apparatus according to the embodiment of the present invention further includes a gas injection unit for injecting gas into the cathode material through the bottom of the drying
도 6을 참조하면, 기체 주입유닛은, 건조실(101)의 바닥에 균일하게 분포된 노즐(710)들, 그리고 노즐(710)들에 연결된 기체 공급원을 포함한다. 노즐(710)들은 건조실(101)의 바닥으로부터 돌출됨이 없이 마련되는 것이 바람직하다. 기체 주입유닛으로부터 건조실(101)로 주입되는 기체로는 건조실(101)에서 처리되는 양극재 원료와 반응하지 않는 종류의 기체를 선택하여 사용하는 것이 양극재의 성능 향상 도모 면에서 바람직하다.Referring to FIG. 6, the gas injection unit includes
기체 주입유닛에 의하면, 노즐(710)들로부터 상측으로 분출된 기체는 양극재 원료 더미에 주입되고 양극재 원료 더미를 통과한다. 이 때, 양극재 원료 더미 내 수분은 양극재 원료 더미를 통과하는 기체에 의하여 양극재 원료 더미 밖으로 강제적으로 배출된다.According to the gas injection unit, the gas ejected upward from the
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 건조장치는, 건조공정 중 수분 배출을 촉진할 수 있고, 건조공정에 소요되는 시간 및 에너지를 절약할 수 있다.Therefore, the drying apparatus according to the embodiment of the present invention can promote the discharge of moisture during the drying process, and can save time and energy required for the drying process.
도 4 및 도 5를 참조하면, 헤드 샤프트(420)의 내부 및 테일 샤프트(430)의 내부 각각에는 축 냉각실(421, 431)이 형성된다. 각각의 축 냉각실(421, 431)에는 냉각매체 공급원을 포함하는 축 냉각유닛(80)에 의하여 냉각매체가 도입된다. 각각의 축 냉각실(421, 431)에 도입된 냉각매체는 회수된 후 재공급될 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5,
축 냉각유닛(80)에 의하면, 헤드 샤프트(420) 및 테일 샤프트(430)를 냉각하여 헤드 샤프트(420) 측 실 하우징(470A) 내의 실링부재(471) 및 테일 샤프트(430) 측 실 하우징(470B) 내의 실링부재(471)가 고온으로 인하여 손상되는 것을 방지할 수 있고, 이로써 건조공정 중 실링부재(471)에 의한 기밀성을 안정적으로 유지할 수 있다.According to the
도 6을 참조하면, 건조기 바디(110)는 원료 배출구(103)의 주위가 일정 높이 돌출된 형상으로 형성되고, 돌출된 원료 배출구(103)에는 게이트(610)가 닫힌 때 기밀을 유지하는 패킹(130)이 장착된다. 또한, 돌출된 원료 배출구(103)의 주위에는 배출구 냉각실(105)이 형성된다. 배출구 냉각실(105)에는 냉각매체 공급원을 포함하는 냉각매체 공급원을 포함하는 배출구 냉각유닛(90)에 의하여 냉각매체가 도입된다. 배출구 냉각실(105)에 도입된 냉각매체는 회수된 후 재공급될 수 있다.Referring to FIG. 6, the
배출구 냉각유닛(90)에 의하면, 건조공정 중 원료 배출구(103)의 주위를 냉각할 수 있고, 이로써 패킹(130)을 고열로부터 안전하게 보호할 수 있다. 이에, 패킹(130)에 대한 안전성을 확보할 수 있고, 패킹(130)의 열손상에 따른 기밀성 저하를 방지할 수 있다.According to the
한편, 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 건조장치는, 헤드 샤프트(420) 측 베어링(460A) 및 테일 샤프트(430) 측 베어링(460B)에 대하여 냉각오일을 공급하여 냉각하고 윤활하는 베어링 냉각유닛(85)을 더 포함할 수 있다.On the other hand, referring to Figures 4 and 5, the drying apparatus according to an embodiment of the present invention, the
베어링 냉각유닛(85)에 의하면, 고온에서 베어링(460A, 460B)의 원활한 작동성을 보장할 수 있다.According to the
본 발명의 실시예에 따른 건조장치를 이용하는 양극재 원료 처리방법을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the raw material processing method of the positive electrode material using a drying apparatus according to an embodiment of the present invention.
일례로, 양극재 원료를 세정하고, 세정된 양극재 원료를 탈수한 후, 탈수된 양극재 원료에 대하여 본 발명의 실시예에 따른 건조장치를 이용하여 건조 및 열처리를 수행한 다음, 양극재 원료를 핸들링이 가능한 온도로 냉각하는 순으로 처리할 수 있다.For example, after washing the positive electrode material raw material, and dewatering the washed positive electrode material raw material, drying and heat treatment are performed on the dehydrated positive electrode material using the drying apparatus according to the embodiment of the present invention, and then the positive electrode material raw material It can be processed in the order of cooling to a temperature capable of handling.
이와 같은 처리방법에 의하면, 양극재 원료는, 세정공정(예를 들어, 물을 이용한 세정)을 통하여 불필요한 성분이 제거된 후, 탈수공정과 건조공정으로 수분이 제거됨과 아울러 요구의 특성을 가지도록 적합한 온도로 열처리될 수 있다. 필요에 따라서는, 냉각공정 시에 양극재 원료를 다른 양극재 원료와 혼합하여 특성을 보완할 수도 있다.According to this treatment method, the raw material of the positive electrode material, after removing unnecessary components through a washing process (for example, washing with water), removes moisture through a dehydration process and a drying process, and has characteristics of demand. It can be heat treated to a suitable temperature. If necessary, characteristics may be supplemented by mixing the positive electrode material raw material with other positive electrode material raw materials during the cooling process.
여기에서, 냉각공정은, 별도의 전용 장치를 이용하여 수행할 수도 있고, 본 발명의 실시예에 따른 건조장치를 이용하여 수행할 수도 있다. 양극재 원료를 대량으로 처리하는 경우에는 냉각공정을 별도의 전용 장치로 이송, 수행하는 것이 냉각시간 단축 면에서 유리할 수 있다. 양극재 원료를 소량으로 처리하는 경우에는 본 발명의 실시예에 따른 건조장치의 건조기 가열유닛(30)가 제공하는 가열매체를 저온(예를 들어, 약 30℃)으로 식힌 후 공급하는 방식으로 수행될 수 있다.Here, the cooling process may be performed using a separate dedicated device, or may be performed using a drying device according to an embodiment of the present invention. In the case of processing a large amount of the cathode raw material, it may be advantageous in terms of shortening the cooling time to transfer and perform the cooling process to a separate dedicated device. When the cathode raw material is processed in a small amount, the heating medium provided by the
다른 예로, 2종 이상의 양극재 원료를 혼합하고, 혼합된 양극재 원료에 대하여 본 발명의 실시예에 따른 건조장치를 이용하여 건조한 후, 건조된 양극재 원료를 핸들링이 가능한 온도로 냉각할 수 있다. 필요에 따라서는, 냉각된 양극재 원료를 소성할 수도 있다.As another example, after mixing two or more types of positive electrode material raw materials, and drying the mixed positive electrode material using a drying apparatus according to an embodiment of the present invention, the dried positive electrode material raw material may be cooled to a temperature capable of handling. . If necessary, the cooled cathode material may be fired.
여기에서, 냉각공정 및 소성공정 각각은, 별도의 전용 장치를 이용하여 수행할 수도 있고, 본 발명의 실시예에 따른 건조장치에 의하여 수행할 수도 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 건조장치를 이용하여 건조공정과 함께 소성공정을 수행한 후 냉각공정을 별도의 전용 장치에 의하여 수행할 수도 있고, 본 발명의 실시예에 따른 건조장치를 이용하여 건조공정, 소정공정 및 냉각공정의 순으로 양극재 원료를 처리할 수도 있다.Here, each of the cooling process and the firing process may be performed using a separate dedicated device, or may be performed by a drying device according to an embodiment of the present invention. That is, after performing the firing process together with the drying process by using the drying device according to the embodiment of the present invention, the cooling process may be performed by a separate dedicated device, or by using the drying device according to the embodiment of the present invention It is also possible to process the cathode material in the order of the drying process, the predetermined process and the cooling process.
이상에서는 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 설명한 기술적 사상은, 각각 독립적으로 실시될 수도 있고, 둘 이상이 서로 조합되어 실시될 수도 있다.Although the present invention has been described above, the present invention is not limited by the disclosed embodiments and the accompanying drawings, and can be variously modified by those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention. In addition, the technical idea described in the embodiments of the present invention may be implemented independently of each other, or two or more may be performed in combination with each other.
10 : 건조기
10A : 고정단(제1 엔드)
10B : 자유단(제2 엔드)
20 : 건조기 받침
210 : 고정단 받침
220 : 자유단 받침
230 : 슬라이딩 유도부재
30 : 건조기 가열유닛
40 : 원료 교반기
410 : 메인 샤프트
420 : 헤드 샤프트
430 : 테일 샤프트
440 : 교반날개
450 : 축 구동수단
50 : 배기유닛
55 : 백 필터
60 : 배출구 개폐유닛10: dryer
10A: Fixed end (first end)
10B: Free end (second end)
20: dryer support
210: fixed end support
220: free end support
230: sliding guide member
30: dryer heating unit
40: raw material stirrer
410: main shaft
420: head shaft
430: tail shaft
440: stirring blade
450: shaft driving means
50: exhaust unit
55: bag filter
60: outlet opening and closing unit
Claims (6)
상기 원료 교반기는, 상기 건조실에 상기 건조기의 길이방향으로 배치된 메인 샤프트와; 상기 메인 샤프트의 양단 각각으로부터 연장되어 각각 상기 제1 엔드 및 상기 제2 엔드에 관통되고 각각 베어링에 의하여 회전 가능하게 지지된 헤드 샤프트 및 테일 샤프트를 포함하며,
상기 제1 엔드와 상기 헤드 샤프트 사이 및 상기 제2 엔드와 상기 테일 샤프트 사이에는 실링부재를 수용하는 실 하우징이 각각 장착되고, 상기 헤드 샤프트와 상기 테일 샤프트 각각의 내부에는 냉각매체가 도입되는 축 냉각실이 형성된,
이차전지의 양극재 원료 건조장치.A dryer having a first end in the longitudinal direction, a second end in the longitudinal direction, and an internal drying chamber accommodating the positive electrode material of the secondary battery; A dryer heating unit for heating the dryer; A raw material stirrer for stirring the raw material of the cathode material accommodated in the drying chamber; It comprises an exhaust unit for forming the drying chamber in a vacuum atmosphere by the exhaust action and discharges moisture from the drying chamber,
The raw material stirrer includes a main shaft disposed in the drying chamber in the longitudinal direction of the dryer; It includes a head shaft and a tail shaft extending from each of both ends of the main shaft, penetrating the first end and the second end, respectively, and rotatably supported by bearings,
A shaft housing for receiving a sealing member is mounted between the first end and the head shaft, and between the second end and the tail shaft, and axial cooling in which a cooling medium is introduced into each of the head shaft and the tail shaft. Threaded,
Drying device for cathode material of secondary battery.
상기 헤드 샤프트 측 실 하우징 및 상기 테일 샤프트 측 실 하우징 각각에는 상기 실링부재의 냉각을 위한 기체가 도입되는 실링부재 냉각유로가 형성된,
이차전지의 양극재 원료 건조장치.The method according to claim 1,
The head shaft side seal housing and the tail shaft side seal housing are respectively formed with a sealing member cooling flow path through which a gas for cooling the sealing member is introduced,
Drying device for cathode material of secondary battery.
상기 헤드 샤프트와 상기 헤드 샤프트 측 실 하우징 사이 및 상기 테일 샤프트와 상기 테일 샤프트 측 실 하우징 사이 각각에는 상기 헤드 샤프트 및 상기 테일 샤프트와 함께 회전하는 슬리브가 개재된,
이차전지의 양극재 원료 건조장치.The method according to claim 1,
Between the head shaft and the seal housing on the head shaft side and between the tail shaft and the seal housing on the tail shaft side, there is interposed a sleeve that rotates with the head shaft and the tail shaft,
Drying device for cathode material of secondary battery.
상기 건조기는 상기 건조실의 바닥과 연통된 원료 배출구를 가지고, 상기 원료 배출구는 게이트에 의하여 개폐되며, 상기 원료 배출구에는 상기 게이트가 닫힌 때 기밀을 유지하는 패킹이 장착되고, 상기 원료 배출구의 주위에는 냉각매체가 도입되는 배출구 냉각실이 형성된,
이차전지의 양극재 원료 건조장치.The method according to claim 1,
The dryer has a raw material outlet that communicates with the bottom of the drying chamber, the raw material outlet is opened and closed by a gate, and the raw material outlet is equipped with a packing that maintains airtightness when the gate is closed, and is cooled around the raw material outlet. The outlet cooling chamber where the medium is introduced is formed,
Drying device for cathode material of secondary battery.
상기 건조실에 상기 건조실의 바닥을 통하여 기체를 주입하는 기체 주입유닛을 더 포함하는,
이차전지의 양극재 원료 건조장치.The method according to claim 1,
Further comprising a gas injection unit for injecting gas into the drying chamber through the bottom of the drying chamber,
Drying device for cathode material of secondary battery.
서포트 베이스를 더 포함하고, 상기 서포트 베이스 상에 상기 건조기가 수평방향으로 배치된,
이차전지의 양극재 원료 건조장치.The method according to claim 1,
Further comprising a support base, the dryer is disposed in the horizontal direction on the support base,
Drying device for cathode material of secondary battery.
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KR1020200033599A KR102113338B1 (en) | 2020-03-19 | 2020-03-19 | Powder raw material drying apparatus for manufacturing cathode material of secondary battery |
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