KR102547744B1 - 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치, 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치를 이용한 양극재 제조방법, 리튬이온 이차전지 양극재 - Google Patents

회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치, 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치를 이용한 양극재 제조방법, 리튬이온 이차전지 양극재 Download PDF

Info

Publication number
KR102547744B1
KR102547744B1 KR1020210024321A KR20210024321A KR102547744B1 KR 102547744 B1 KR102547744 B1 KR 102547744B1 KR 1020210024321 A KR1020210024321 A KR 1020210024321A KR 20210024321 A KR20210024321 A KR 20210024321A KR 102547744 B1 KR102547744 B1 KR 102547744B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
airtight
cathode material
rotary
mixing device
material mixing
Prior art date
Application number
KR1020210024321A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220061810A (ko
Inventor
이원희
Original Assignee
이원희
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이원희 filed Critical 이원희
Publication of KR20220061810A publication Critical patent/KR20220061810A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102547744B1 publication Critical patent/KR102547744B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F29/00—Mixers with rotating receptacles
    • B01F29/25—Mixers with rotating receptacles with material flowing continuously through the receptacles from inlet to discharge
    • B01F29/252—Mixers with rotating receptacles with material flowing continuously through the receptacles from inlet to discharge the feed and discharge openings being at opposite ends of the receptacle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/30—Mixing gases with solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/60—Mixing solids with solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F29/00—Mixers with rotating receptacles
    • B01F29/40—Parts or components, e.g. receptacles, feeding or discharging means
    • B01F29/401—Receptacles, e.g. provided with liners
    • B01F29/402—Receptacles, e.g. provided with liners characterised by the relative disposition or configuration of the interior of the receptacles
    • B01F29/4023—Nature of the receptacle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F29/00—Mixers with rotating receptacles
    • B01F29/60—Mixers with rotating receptacles rotating about a horizontal or inclined axis, e.g. drum mixers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/71—Feed mechanisms
    • B01F35/717—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer
    • B01F35/7179—Feed mechanisms characterised by the means for feeding the components to the mixer using sprayers, nozzles or jets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G53/00—Compounds of nickel
    • C01G53/006—Compounds containing, besides nickel, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G53/00—Compounds of nickel
    • C01G53/40—Nickelates
    • C01G53/42—Nickelates containing alkali metals, e.g. LiNiO2
    • C01G53/44—Nickelates containing alkali metals, e.g. LiNiO2 containing manganese
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/90—Heating or cooling systems
    • B01F2035/99—Heating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 것이며, 주요구성은 일측이 개방된 형태이며, 타측 상부에 투입구가 형성된 투입부; 일측이 개방된 형태이며, 타측 하부에 배출구가 형성된 배출부; 상기 투입부 및 배출부의 개방위치에 결합되며, 회전드럼으로 형성된 혼합이송부;를 포함하는 구성으로 이루어지며, 이차전지용 양극재 제조방법은 제1전구체 소재 분말을 상기 연속혼합기 내부로 투입하는 제1투입단계; 제2전구체 소재 분말을 상기 연속혼합기 내부로 투입하는 제2투입단계; 상기 제1전구체 소재 분말 및 제2전구체 소재 분말을 실시예 1의 연속혼합기의 내부에서 혼합하는 혼합단계; 상기 혼합단계 후, 가열로에 의해 상기 혼합된 제1전구체 및 제2전구체를 반응시키는 반응단계;의 단계로 이루어진다.

Description

회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치, 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치를 이용한 양극재 제조방법, 리튬이온 이차전지 양극재{Apparatus for mixing precursors with sealing apparatus of rotating body, method for mixing positive electrode material, and positive electrode material in secondary battery}
본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치, 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치를 이용한 양극재 제조방법, 위의 제조방법을 통해 제조된 리튬이온 이차전지 양극재에 대한 발명이다.
특허발명 001은 연속식 혼합 장치를 이용한 화학 조성물 제조 장치에 대한 발명이며, 연속식 혼합 장치를 이용하여, 평판표시장치 또는 반도체용 화학 조성물을 연속적으로 제조하는 화학 조성물 제조 장치가 개시된다. 상기 화학 조성물 제조 장치는, 화학 조성물의 각 원료 성분들을 개별적으로 수용하는 2 이상의 원료 탱크; 상기 원료 탱크에 연결되어, 원료 성분들을 이송하는 펌프; 상기 원료 탱크로부터 이송된 2 이상의 원료 성분이 연속적으로 유입되고, 흐름 중에서 혼합되며, 상기 다수의 원료 성분이 균일하게 혼합된 화학조성물이 유출되는 연속식 혼합 장치; 상기 연속식 혼합 장치에서 유출되는 화학 조성물의 성분을 분석하는 조성검출기; 및 상기 연속식 혼합 장치에서 제조되는 화학 조성물을 제품 용기에 충진하기 위한 충진기를 포함한다.
특허발명 002는 분별 승화/탈승화에 의한 고상 혼합물의 연속 정제를 위한 방법 및 장치에 대한 발명이며, 승화성 유가 생성물 및 더 낮은 승화 온도 및 더 높은 승화 온도를 갖는 성분을 포함하는 고상 혼합물을, 고온벽 관형 오븐의 한쪽 말단에서, 분산 유닛에 의해 고상 혼합물이 분산되는 불활성 가스 스트림과 함께 공급하면서, 고온 벽관형 오븐 내에서의 분별 승화/탈승화에 의해 고상 혼합물을 연속 정제하는 방법을 제시하고 있다.
KR 10-1580451 B1 (등록일자 2015년 12월 21일) KR 10-1683930 B1 (등록일자 2016년 12월 01일)
본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치, 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치를 이용한 양극재 제조방법, 위의 제조방법을 통해 제조된 리튬이온 이차전지 양극재에 대한 발명이다.
본 발명인 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치는, 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 있어서, 일측이 개방된 형태이며, 타측 상부에 투입구(110)가 형성된 투입부(100); 일측이 개방된 형태이며, 타측 하부에 배출구(210)가 형성된 배출부(200); 상기 투입부 및 배출부의 개방위치에 결합되며, 복수개의 회전드럼(310)으로 형성된 혼합이송부(300); 서로 인접한 상기 회전드럼(310) 사이의 공간을 실링하는 회전체 기밀장치(330); 상기 회전드럼 내부에 위치하며, 복수로 형성되는 노즐(351); 상기 노즐 중 일부에 가스를 분출하는 가스분출수단(360); 상기 노즐은 회전드럼 내부에 균등간격으로 배치되는 것; 상기 회전체 기밀장치(330)는 서로 인접한 회전드럼(310) 사이에 위치되는 실링수단(331), 서로 인접한 회전드럼(310) 사이의 거리가 멀어지는 것을 제한하고 상기 실링수단(331)을 압박 고정하는 기밀수단(332); 상기 실링수단(331)은 두께방향 양측에 돌출 형성되는 돌출립(331A), 상기 회전드럼(310)은 상기 돌출립(331A)이 끼워지는 삽입홈(311), 상기 기밀수단(332)은 상기 돌출립(331A)이 끼워지며 끼워진 돌출립(331A)을 압박하는 압박홈(332-1); 상기 회전드럼(310)은 외주면에 단차지게 형성되는 체결홈(312), 상기 기밀수단(332)은 상기 체결홈(312)에 끼워지는 체결립(332-2) 및 상기 체결립(332-2)을 상기 회전드럼(310)에 고정 결합하는 체결부재(332-3); 상기 기밀수단(332)은 서로 인접한 한 쌍의 회전드럼(310) 중 어느 하나의 회전드럼(310)에 결합되며 절곡립(332A-1)이 형성되는 제1 기밀수단(332A), 다른 어느 하나의 회전드럼(310)에 결합되며 상기 절곡립(332A-1)과 맞물리는 맞춤립(332B-1)이 형성되는 제2 기밀수단(332B); 상기 회전체 기밀장치(330)는 상기 제1 기밀수단(332A)과 상기 제2 기밀수단(332B)이 서로 맞물리는 접촉면에 형성되는 테프론 코팅층(333); 을 포함한다.
본 발명은 이차전지 양극재 생산용 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 것이며, 앞에서 제시한 구성에 상기 투입구는 복수로 형성되며, 각각의 투입구와 연통되는 공급용기(120); 상기 공급용기는 NCM 분말을 공급하는 제1공급용기(121); 수산화리튬 또는 탄산리튬이 공급되는 제2공급용기(122); 를 부가한다.
본 발명은 이차전지 양극재 생산용 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 것이며, 앞에서 제시한 구성에 상기 혼합이송부는 복수로 형성되며, 직렬로 연통되는 것;을 부가한다.
본 발명은 이차전지 양극재 생산용 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 것이며, 앞에서 제시한 구성에 상기 회전드럼 내부에 위치하며, 돌출형성 된 이송돌기(320);를 부가한다.
본 발명은 이차전지 양극재 생산용 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 것이며, 앞에서 제시한 구성에 상기 회전드럼 내부에 위치하며, 복수로 형성되는 노즐(351); 상기 노즐 중 일부에 가스를 분출하는 가스분출수단(360);을 부가한다.
본 발명은 이차전지 양극재 생산용 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 것이며, 앞에서 제시한 구성에 상기 투입부, 배출부 및 혼합이송부를 결합하는 결합수단(400);을 부가한다.
본 발명은 이차전지 양극재 생산용 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 것이며, 앞에서 제시한 구성에 상기 회전드럼을 구동하는 구동수단(500);을 부가한다.
본 발명은 이차전지 양극재 생산용 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 것이며, 앞에서 제시한 구성에 상기 혼합이송부 내부 온도 및 습도를 일정하게 유지하는 온습도조절수단(600);을 부가한다.
본 발명은 이차전지용 양극재 제조방법에 대한 것이며, 제1전구체 소재 분말을 상기 양극재혼합장치 내부로 투입하는 제1투입단계(S110); 상기 제1투입단계 전, 제1전구체 소재 분말의 용량을 계량하는 제1계량단계(S120); 제2전구체 소재 분말을 상기 양극재혼합장치 내부로 투입하는 제2투입단계(S210); 상기 제2투입단계 전, 제2전구체 소재 분말의 용량을 계량하는 제2계량단계(S220); 상기 제1전구체 소재 분말 및 제2전구체 소재 분말을 상기 양극재혼합장치의 내부에서 혼합하는 혼합단계(S300); 상기 혼합단계 후, 가열로에 의해 상기 혼합된 제1전구체 및 제2전구체를 반응시키는 반응단계(S400); 상기 반응단계 후, 응결된 반응물질을 일정한 크기로 분쇄하는 분쇄단계(S500); 상기 분쇄단계 후, 미처리 응집물을 분리하는 필터단계(S600);를 포함하는 시계열적 단계로 이루어진다.
본 발명은 리튬이온이차전지 양극재에 대한 것이며, 상기 제조방법으로 제조된 리튬이온 이차전지 양극재를 포함한다.
본 발명은 일측이 개방된 형태이며, 타측 상부에 투입구(110)가 형성된 투입부(100); 상기 투입구(110)에 위치되어 투입구를 통해 공급되는 재료의 양을 조절하는 공급량 조절 스크류, 상기 공급량 조절 스크류의 회전을 조절하는 스크류 회전조절 모터;로 형성되는 정량공급장치(130); 일측이 개방된 형태이며, 타측 하부에 배출구(210)가 형성된 배출부(200); 상기 투입부 및 배출부의 개방위치에 결합되며, 회전드럼(310)으로 형성된 혼합이송부(300); 상기 회전드럼 내부에 위치하며, 복수로 형성되는 노즐(351); 상기 노즐 중 일부에 가스를 분출하는 가스분출수단(360); 상기 노즐은 회전드럼 내부에 균등간격으로 배치되는 것; 상기 투입구는 복수로 형성되며, 각각의 투입구와 연통되는 공급용기; 상기 스크류 회전조절 모터와 상기 공급량 조절 스크류를 연결하며 상기 공급용기 내부에 위치되는 회전력 전달 바; 상기 회전력 전달 바의 외주면에 결합되는 뭉침방지 스크류; 상기 뭉침방지 스크류는 상부면이 회전력 전달 바가 위치되는 중앙부에서 가장자리로 갈수록 기울기가 완만해지는 곡선형 단면 형상을 가지고, 하부면이 평평한 형상을 가지는 것; 상기 뭉침방지 스크류 가장자리에 상기 공급용기 내면과 마주보게 결합되며 뭉침방지 스크류보다 얇은 두께를 가지는 유연부; 상기 유연부는 플렉시블한 재질로 형성되는 것; 상기 공급용기 내면에 돌출 형성되는 배플; 상기 공급용기 측면에 결합되며 열을 발산하는 가열부; 상기 공급용기 상측에 결합되며 수분이 배출되는 통로를 형성하는 수분 배출부; 를 포함한다.
본 발명은 2종 전구체의 연속공급 및 연속교반의 효과를 가지므로 생산성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 복수의 공급용기를 형성하며, 투입되는 종류를 변경하여 다양한 양극재를 유연 생산할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 양극재혼합장치는 복수의 드럼이 직렬로 배치되며, 각각의 드럼은 회전방향, 회전속도를 상이하게 조절할 수 있으므로, 조건에 따라 필요한 교반조건을 구현할 수 있다.
본 발명의 양극재혼합장치는 이송돌기를 가지며, 이는 경사평면을 형성하므로 교반과 함께 미소분체의 이동을 가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치 전체개요도.
도 2는 본 발명의 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치 회전드럼 및 이송돌기 관계도.
도 3은 본 발명의 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치 회전드럼의 회전관계 실시예.
도 4는 본 발명의 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치 회전드럼의 구동수단 실시예.
도 5는 본 발명의 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치 실시예.
도 6 내지 8은 본 발명의 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치 가스압 교반 개념도.
도 9는 본 발명의 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치를 이용한 이차전지 양극재 제조방법 순서도.
도 10 내지 11은 본 발명의 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치의 기밀장치를 나타낸 다양한 실시예.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
아래의 실시예에서 인용하는 번호는 인용대상에만 한정되지 않으며, 모든 실시예에 적용될 수 있다. 실시예에서 제시한 구성과 동일한 목적 및 효과를 발휘하는 대상은 균등한 치환대상에 해당된다. 실시예에서 제시한 상위개념은 기재하지 않은 하위개념 대상을 포함한다.
[실시예 1-1] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 것이며, 주요구성은 일측이 개방된 형태이며, 타측 상부에 투입구(110)가 형성된 투입부(100); 일측이 개방된 형태이며, 타측 하부에 배출구(210)가 형성된 배출부(200); 상기 투입부 및 배출부의 개방위치에 결합되며, 회전드럼(310)으로 형성된 혼합이송부(300); 를 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 2-1] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 투입구는 복수로 형성되며, 각각의 투입구와 연통되는 공급용기(120); 상기 공급용기는 전구체 분말을 공급하는 제1공급용기(121); 수산화리튬 또는 탄산리튬이 공급되는 제2공급용기(122);를 포함하는 구성으로 이루어진다.
[실시예 2-2] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 공급용기 및 투입구 사이에 위치하는 정량공급장치(130);를 포함한다.
[실시예 2-3] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 공급용기의 용량을 계측하는 용량계측장치(140); 를 포함한다.
[실시예 2-4] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 혼합이송부는 하나 또는 복수로 형성되는 것;을 포함한다.
본 발명은 2차전지 양극재 재료를 제작하기 위해, 첨가물질을 혼합하는 장치에 대한 발명이다. 종래는 단위별 혼합으로 이루어졌으나, 본 발명은 대량 연속생산을 목적으로 한다. 이는 생산성을 생상성 향상에 따른 가격경쟁력을 확보할 수 있다. 즉, 일정량의 전구체 생산 재료들이 하나의 교반용기에 혼합된다. 특히 2종 또는복수의 재료가 연속으로 투입되며, 일정비율로 혼합된 재료들은 전구체 재료가 되어 연속으로 배출되는 것이다.
이를 구현하기 위해, 2종의 전구체 재료가 투입되는 투입부, 2종의 전구체 재료가 유동하며 혼합되는 혼합이송부, 일정비율로 균질하게 혼합된 혼합전구체가 배출되는 배출부의 구성으로 이루어진다.
811 전구체를 생산하기 위해, 제1공급용기에는 NCM 811(이하 '제1물질'이라 한다.)이 분말형태로 수용되어 투입부로 공급되며, 제2공급용기에는 수산화리튬 LiOH(이하 '제2물질'이라 한다.)가 분말형태로 수용되어 투입부로 공급된다. 또한, 622 전구체를 혼합하기 위해, 제1공급용기에는 NCM 622(이하 '제1물질'이라 한다.)이 분말형태로 수용되어 투입부로 공급되며, 제2공급용기에는 탄산리튬 Li2CO3(이하 '제2물질'이라 한다.)가 분말형태로 수용되어 투입부로 공급된다.
제1 물질 및 제2 물질은 각각 설정된 량으로 정확히 투입되어야 한다. 이를 위해, 정량공급장치가 각각의 투입구에 위치한다. 상기 정량공급장치는 제1 물질 및 제2 물질의 혼합비율을 제어기에 의해 제어할 수 있으며, 상기 제어기는 투입량 또는 투입순서를 계량하여 투입할 수 있다.
상기 용량계측장치는 공급용기의 전구체량을 계측해야 되며, 부족한 량을 보충해야 된다. 상기 용량계측장치는 각각의 공급용기 내부 또는 외부에는 용량계측장치를 장착하며, 연속공급의 원활한 목적을 달성할 수 있다.
상기 정량공급장치(130)를 통한 재료의 공급은 다양한 방법으로 이루어질 수 있으며, 일 실시예로는 정량공급장치(130)를 구성하는 공급량 조절 스크류를 스크류 회전조절 모터로 회전시켜, 공급량 조절 스크류의 회전 수 및 회전 속도에 대응하여 재료의 공급량이 조절되는 방법일 수 있다.
[실시예 2-5] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 정량공급장치(130)는 상기 투입구(110)에 위치되어 투입구를 통해 공급되는 재료의 양을 조절하는 공급량 조절 스크류, 상기 공급량 조절 스크류의 회전을 조절하는 스크류 회전조절 모터; 를 포함한다.
[실시예 2-6] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 2-5에 있어서, 상기 스크류 회전조절 모터와 상기 공급량 조절 스크류를 연결하며 상기 공급용기(120) 내부에 위치되는 회전력 전달 바; 를 포함한다.
[실시예 2-7] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 2-6에 있어서, 상기 회전력 전달 바의 외주면에 결합되는 뭉침방지 스크류; 를 포함한다.
[실시예 2-8] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 2-7에 있어서, 상기 뭉침방지 스크류는 상부면이 회전력 전달 바가 위치되는 중앙부에서 가장자리로 갈수록 기울기가 완만해지는 곡선형 단면 형상을 가지고, 하부면이 평평한 형상을 가지는 것; 을 포함한다.
[실시예 2-9] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 2-8에 있어서, 상기 뭉침방지 스크류 가장자리에 상기 공급용기 내면과 마주보게 결합되며 뭉침방지 스크류보다 얇은 두께를 가지는 유연부; 를 포함한다.
[실시예 2-10] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 2-9에 있어서, 상기 유연부는 플렉시블한 재질로 형성되는 것; 을 포함한다.
[실시예 2-11] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 2-10에 있어서, 상기 공급용기 내면에 돌출 형성되는 배플; 을 포함한다.
[실시예 2-12] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 2-11에 있어서, 상기 공급용기 측면에 결합되며 열을 발산하는 가열부; 를 포함한다.
[실시예 2-13] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 2-12에 있어서, 상기 공급용기 상측에 결합되며 수분이 배출되는 통로를 형성하는 수분 배출부; 를 포함한다.
공급용기(120) 내부에 수용되어 있는 물질(전구체, 수산화리튬, 탄산리튬)이 뭉치는 것을 방지하기 위하여, 회전력 전달 바의 외주면에는 뭉침방지 스크류가 결합된다.
상세히 설명하면, 공급용기 내부에 분말 상태의 물질들이 가득 채워져 있을 경우, 하측에 위치된 물질에 높은 하중이 인가되어 뭉침이 발생하고, 이러한 뭉침은 정량공급장치를 통한 정확한 공급양 조절을 방해하므로, 뭉침방지 스크류가 각 높이에 위치되는 물질을 분리 지지할 수 있도록 한 것이다.
이때, 뭉침방지 스크류는 보관되는 물질의 이동을 용이하게 하고, 물질이 이동하는 과정에서 뭉치는 것을 방지하기 위하여 특정 단면형상을 가지는 것을 권장한다.
상세히 설명하면, 뭉침방지 스크류의 상부면을 상측에서 하측 및 중앙에서 가장자리로 갈수록 경사가 작아지는 곡선 형태로 형성하여, 뭉침방지 스크류에 의해 지지되는 물질이 보다 쉽게 하측으로 이동할 수 있도록 한 것이다.
그리고, 하부면이 경사를 가질경우, 하측에 접촉하는 물질이 경사에 대응하여 가장자리 또는 중앙부로 밀리며 분말상태의 물질이 뭉치는 문제점이 발생하므로, 하부면이 평평한 형상을 가지게 하였다.
또한, 상기 뭉침방지 스크류는 금속 재질로 이루어질 수 있으나, 고무(우레탄 고무) 재질로 이루어져 스크류가 이송하는 물질을 파쇄하지 않도록 하는 것을 권장한다.
그리고, 뭉침방지 스크류를 금속 재질로 형성 시, 뭉침방지 스크류의 가장자리에는 플렉시블한 재질의 유연부가 결합될 수도 있다.
상세히 설명하면, 뭉침방지 스크류 자체를 고무 재질로 형성 시, 뭉침방지가 지지하는 물질의 무게에 의해 처지는 현상이 발생할 수 있으므로, 뭉침방지 스크류를 금속 재질로 형성하여 이송되는 물질의 하중을 안정적으로 지지 가능하게 하고, 가장자리에 유연부를 형성하여 뭉침방지 스크류에 의해 이송되는 물질이 파쇄되는 것을 방지한 것이다.
이때, 유연부는 플렉시블한 특성을 가져, 뭉침방지 스크류에 의해 상하방향으로 구획되는 복수개의 공간 중 어느 하나의 공간에 이송되는 물질이 과다하게 모여있을 경우, 유연부가 벤딩되며 과다하게 모여있는 물질이 상대적으로 이송되는 물질이 적게 위치된 공간으로 자연스럽게 이동될 수 있다.
그리고, 유연부는 가장자리에 복수개의 밀폐립이 상하방향으로 이격 형성되어, 공급용기와 접촉 시 발생하는 마찰을 최소화 하고, 이송되는 물질이 뭉침방지 스크류와 공급용기 내주면 사이에 형성된 공간을 통해 쉽게 빠져나가는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 공급용기 내면에는 복수개의 배플이 상기 뭉침방지 스크류와 교차되는 방향으로 형성되어, 공급용기 내부에 위치되는 물질이 불규칙적인 운동을 가지게 하는 것을 권장한다.
상세히 설명하면, 공급용기 내부에 보관되는 물질이 정형화된 움직임을 가질 경우, 특정 영역에 위치된 물질이 사용되지 못하고 공급용기에 고착화되는 문제가 발생하므로, 공급용기 내면에 배플을 형성하여 이러한 문제를 해결한 것이다.
그리고, 뭉침방지 스크류는 복수개의 스크류 단위체를 포함할 수 있으며, 복수개의 스크류 단위체는 서로 다른 경사를 가지게 배치되어, 공급용기 내부에 보관되는 물질이 보다 복잡한 움직임을 가지도록 할 수도 있다.
아울러, 본 발명은 공급용기를 뭉침방지 스크류와 반대 방향으로 회전시켜, 공급용기 내부에 보관되는 물질이 보다 원활하게 움직이도록 보조하는 역회전수단을 더 포함할 수 있다.
또한, 뭉침방지 스크류 표면에는 분말상의 물질 이송을 보조하고 뭉친 분말을 풀어주기 위한 스크류 돌기가 형성될 수 있다.
이때, 스크류 돌기는 뭉침방지 스크류의 상면과 하면 중 선택되는 어느 한면 이상에 형성될 수 있으므로, 형성 위치는 한정하지 않는다.
[실시예 3-1] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 혼합이송부는 복수로 형성되며, 직렬로 연통되는 것; 을 포함한다.
본 발명은 혼합이송부를 구체화 한다. 혼합이송부는 원통형상의 회전드럼을 복수로 형성하여 직렬로 배치되는 구조를 가진다. 즉, 2종의 전구체 소재 분발은 순차적인 회전드럼 이동을 통해 균질한 혼합비율을 얻을 수 있다.
균질한 혼합비율을 확보하기 위해 상기 복수의 회전드럼은 각각 상이한 방향으로 회전하며, 각각의 회전드럼은 상이한 속도로 회전할 수 있다. 각각의 회전드럼은 제어기에 의해 실시간으로 가변제어됨을 특징으로 한다.
회전드럼의 형상이 원통형상이므로, 상기 투입부 및 배출부의 형상은 원통형상으로 형성됨이 바람직하다. 투입부 및 회전드렴, 배출구 및 회전드럼, 회전드럼과 회전드럼 사이는 기밀장치(330)에 의해 실링되므로 각각의 움직임이 상이한 조건에서 전구체분말의 외부유츨을 방지할 수 있다.
[실시예 3-2] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 회전체 기밀장치(330)는 서로 인접한 회전드럼(310) 사이에 위치되는 실링수단(331), 서로 인접한 회전드럼(310) 사이의 거리가 멀어지는 것을 제한하고 상기 실링수단(331)을 압박 고정하는 기밀수단(332); 을 포함한다.
[실시예 3-3] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 3-2에 있어서, 상기 실링수단(331)은 두께방향 양측에 돌출 형성되는 돌출립(331A), 상기 회전드럼(310)은 상기 돌출립(331A)이 끼워지는 삽입홈(311), 상기 기밀수단(332)은 상기 돌출립(331A)이 끼워지며 끼워진 돌출립(331A)을 압박하는 압박홈(332-1); 을 포함한다.
[실시예 3-4] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 3-3에 있어서, 상기 회전드럼(310)은 외주면에 단차지게 형성되는 체결홈(312), 상기 기밀수단(332)은 상기 체결홈(312)에 끼워지는 체결립(332-2) 및 상기 체결립(332-2)을 상기 회전드럼(310)에 고정 결합하는 체결부재(332-3); 를 포함한다.
[실시예 3-5] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 3-4에 있어서, 상기 기밀수단(332)은 서로 인접한 한 쌍의 회전드럼(310) 중 어느 하나의 회전드럼(310)에 결합되며 절곡립(332A-1)이 형성되는 제1 기밀수단(332A), 다른 어느 하나의 회전드럼(310)에 결합되며 상기 절곡립(332A-1)과 맞물리는 맞춤립(332B-1)이 형성되는 제2 기밀수단(332B); 을 포함한다.
[실시예 3-6] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 3-5에 있어서, 상기 회전체 기밀장치(330)는 상기 제1 기밀수단(332A)과 상기 제2 기밀수단(332B)이 서로 맞물리는 접촉면에 형성되는 테프론 코팅층(333); 을 포함한다.
[실시예 3-7] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 3-6에 있어서, 상기 실링수단(331)은 길이방향으로 돌출 형성되는 수직립(331-1), 상기 수직립(331-1) 두께방향으로 돌출 형성되는 수평립(331-2); 을 포함한다.
[실시예 3-8] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 3-7에 있어서, 상기 수평립(331-2)은 상기 수직립(331-1)의 길이방향으로 복수게가 이격 배치되는 것; 을 포함한다.
[실시예 3-9] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 3-8에 있어서, 상기 회전체 기밀장치(330)는 상기 회전드럼(310) 상에 구비되며, 상기 실링수단(331)을 타고 공기가 회전드럼(310)의 중심부로 이동하게 공기를 경사진 형태로 방출하는 공기방출유닛(334); 을 포함한다.
본 발명은 도 10에 도시된 바와 같이 회전드럼(310) 사이에 실링수단(331)을 위치시키고, 기밀수단(332)이 실링수단(331)의 이탈을 방지하여, 실링수단(331)이 효과적으로 회전드럼(310) 사이에 형성된 이격공간을 실링할 수 있게 하였다.
이때, 실링수단(331)의 이탈 제한은 실링수단(332) 가장자리에 형성된 돌출립(331A)을 기밀수단(332)이 압박하는 형태로 이루어지며, 보다 효과적으로 실링수단(332)을 구속하기 위하여 회전드럼(310) 상에는 돌출립(331A)이 끼워지는 삽입홈(331)이 형성되고, 기밀수단(332)에는 돌출립(331A)이 끼워지는 압박홈(332-1)이 형성되는 것이 권장된다.
그리고, 회전드럼(310) 상에 움푹 파인 형태의 체결홈(312)이 형성되고, 기밀수단(332)에 형성된 체결립(332-2)이 체결홈(312)에 끼워진 상태로 회전드럼(310)에 결합되어, 기밀수단(332)이 회전드럼(310)에 보다 공고히 결합될 수 있다.
또한, 기밀수단(332)은 제1 기밀수단(332A)과 제2 기밀수단(332B)이 서로 맞물리는 형태로 이루어져, 한 쌍의 회전드럼(310) 사이의 거리가 벌어지는 것을 제한할 수 있으며, 이러한 이격거리 제한은 회전드럼(310) 사이의 거리가 벌어지며 실링수단(331)이 지정된 위치에서 이탈하는 것을 방지하는 효과가 있다.
이때, 서로 맞물리는 제1 기밀수단(332A)의 절곡립(332A-1)과 제2 기밀수단(332B)의 맞춤림(332B-1)은 서로 맞물리는 접촉면이 경사진 구조를 가져야 하며, 경사진 구조를 가지는 접촉면에는 저항을 낮추기 위한 테프론 코팅층(333)이 형성되어 마찰을 최소화 하는 것을 권장한다.
또한, 상기 실링수단(331)은 도 11에 도시된 바와 같이 내부면에 회전드럼(310) 중앙부로 연장 형성되는 수직립(331-1)과, 상기 수직립(331-1) 두께방향 양측으로 돌출 형성되는 수평립(331-2)을 포함할 수 있다.
상세히 설명하면, 회전드럼(310) 사이의 이격거리가 가변될 경우, 회전드럼(310) 사이로 혼합되는 분말상태의 물질이 유입될 수 있으므로, 수평립(331-2)을 통해 보다 효과적으로 분말상태의 물질이 유입되는 것을 방지한 것이다.
그리고, 수평립(331-12)으로 분말상태의 물질이 유입되는 것을 최소화 하더라도, 미소한 물질이 유입될 수 있으므로, 상기 회전드럼(310) 상에는 회전드럼(310) 사이에 형성된 이격공간으로 공기를 방출하여, 유입된 물질이 다시 회전드럼(310) 내부로 유입되게 하는 공기방출유닛(334)이 구비될 수 있다.
[실시예 4-1] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 회전드럼 내부에 위치하며, 돌출형성 된 이송돌기(320);를 포함한다.
[실시예 4-2] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 이송돌기에 형성되며, 원주방향을 기준으로 편향된 경사평면(321)이 형성된 것: 을 포함한다.
[실시예 4-3] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 4-2에 있어서, 상기 경사평면 대응면에 만곡면(322)이 형성된 것; 을 포함한다.
[실시예 4-4] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 4-2에 있어서, 상기 경사평면의 경사방향은 배출부 방향으로 형성되는 것; 을 포함한다.
[실시예 4-5] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 4-1에 있어서, 상기 이송돌기는 균일 또는 불균일 형태로 형성되는 것; 을 포함한다.
본 발명은 전구체 소재 분말의 원활한 교반을 위해 이송돌기를 제시한다. 상기 이송돌기는 회전드럼의 내측에 위치하며, 일정량의 전구체 분말을 이송시킨다.
즉, 회전드럼의 구동에 의해, 전구체가 드럼내벽을 따라 이송되나, 전구체 소재는 분말형태이므로 이송량의 제한이 있다. 이를 극복하기 위해 이송돌기를 회전드럼 내벽에 위치시킨다. 즉, 이송돌기에 의해 일정량의 전구체 분말을 이송하는 효과를 얻을 수 있다.
이송돌기 및 회전드럼의 회전에 따라 전구체 소재 분말은 원주방향으로만 회전될 것이다. 그러나 연속공정을 가능하게 하고자, 전구체 소재 분말의 순차적인 축방향 이송을 가능하게 하고자 이송돌기는 경사평면을 형성한다. 즉 경사평면은 축방향을 향해 일정한 각도로 편향되다. 즉, 경사평면은 전구체 소재 분말을 드럼의 회전방향 및 축방향으로 이송하는 효과를 얻을 수 있다.
[실시예 5-1] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 회전드럼 내부에 위치하며, 복수로 형성되는 노즐(351); 상기 노즐 중 일부에 가스를 분출하는 가스분출수단(360); 을 포함한다.
[실시예 5-2] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 5-1에 있어서, 상기 노즐은 회전드럼 내부에 균등간격으로 배치되는 것;을 포함하다.
[실시예 5-3] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 5-1에 있어서, 상기 노즐은 회전드럼의 회전방향으로 분출구가 평향되는 것;을 포함한다.
[실시예 5-4] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 5-1에 있어서, 상기 노즐은 회전방향에 변화에 따라 편향방향이 변동되는 것;을 포함한다.
[실시예 5-5] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 5-1에 있어서, 상기 노즐로 분출되는 분출압력은 회전위치에 따라 동일 또는 상이한 것;을 포함한다.
본 발명은 회전드럼 내부의 전구체혼합을 용이하게 하고자 하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로 회전드럼의 회전방향으로 전구체가 이송되며, 이송과정 중 전구체 분말들이 교반된다. 교반효과를 높이고자, 이중으로 교반에너지를 부여한다. 즉, 회전에 의한 교반에너지, 가스분출압에 의한 교반에너지가 부여된다. 노즐의 위치에 따라 가스분출압은 상이하게 발생될 수 있다. 또는 가스분출압이 불규측하게 작동될 수 있다. 이는 교반제어기(373)에 의해 이루어진다.
[실시예 5-6] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 5-1에 있어서, 상기 가스분출수단은 상기 회전드럼의 일부를 밀폐 수용하는 제1챔버(361); 상기 제1챔버와 연통되며, 압축된 가스를 공급하는 가스공급장치(370);를 포함한다.
[실시예 5-7] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 5-1에 있어서, 상기 가스분출수단은 상기 회전드럼의 일부 및 타부를 분리하여 밀폐수용하는 제1챔버(361) 및 제2챔버(362); 상기 제1챔버 및 제2챔버를 연통하는 순환관(381); 상기 순환관에 장착되며, 가스에 동력을 발생시키는 순환펌프(382);를 포함한다.
[실시예 5-8] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 5-7 및 실시예 5-8 에 있어서, 상기 제1침버 및/또는 제2챔버의 내부에 수용되며, 회전드럼과 접촉되는 경계판(363); 상기 경계판 및 회전드럼 사이에 위치하는 접촉실링(364);을 포함한다.
본 발명(실시예 5-6 내지 5-8)은 가스분출수단을 구체적으로 제시한다. 회전드럼은 제1챔버에 의해 하부부분이 수용되거나, 제1첨버에 의해 하부부분을 수용하며, 제2챔버에 의해 상부부분을 수용한다. 상기 제1챔버는 내부에는 일정한 가스압력을 유지할 수 있으므로 균일한 압력의가스압력을 회전드럼 내부로 공급할 수 있다.
상기 가스압력은 외부에서 얻어진 압력으로 공급될 수 있으며, 구체적으로 가스공급장치에서 얻어진 가스가 가스공급관을 통해 제1챔버 내부로 진입되며, 이는 공급제어밸브에 의해 가스압력이 제어된다. 상기 가스제어밸브는 공급제어장치에 의해 제어됨을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 회전드럼 내부의 가스를 순환하여 공급할 수 있다. 즉, 상부측의 노즐은 가스를 흡입하며, 하부측의 노즐은 가스를 공급한다.
이를 구현하기 위해, 회전드럼은 경계판에 의해 양분된다. 즉, 경계판 하부의 제1챔버는 가스를 공급하며, 경계판 상부의 제2챔버는 가스를 흡입한다.
흡입된 가스는 순환관을 통해 제2챔버에서 제1챔버로 이송된다. 순환관에는 순환펌프를 형성한다. 상기 순환펌프는 공급제어장치에 의해 제어되며, 이는 회전드럼의 회전속도 및 회전드럼 내부의 온도에 따라 제어됨을 특징으로 한다.
[실시예 6-1] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 투입부, 배출부 및 혼합이송부를 결합하는 결합수단(400);을 포함한다.
[실시예 6-2] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 결합수단은 상기 투입부, 배출부, 혼합이송부의 중심부를 관통하는 중심축(410);를 포함한다.
[실시예 6-3] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 결합수단은 상기 투입부, 배출부, 혼합이송부의 외부에 형성되어 일체로 고정하는 케이스(420);를 포함한다.
본 발명은 복수로 결합된 투입부, 이송혼합부, 배출부의 조립에 대한 것이다. 상기 투입부 및 배출부는 고정되며, 이송혼합부는 투입부 및 배출부 사이에서 회전한다. 또한 이송혼합부를 이루는 회전드럼은 복수로 형성되며, 각각의 회전드럼은 상이한 방향으로 회전될 수 있다. 따라서 복수의 구성이 일체화 되며, 고정 및 이동되는 과정에서 마찰을 최소화 하며, 일정한 결합력을 확보해야 된다.
이를 구현하기 위해, 본 발명은 투입부, 배출부, 혼합이송부(회전드럼 들)을 결합하는 결합수단을 제시한다.
하나의 실시예로서, 모든 구성은 하나의 중심축에 결합된다. 상기 중심축은 고정된 투입부 및 배출부 내부에 설치되어 완전하게 결합된다. 일정한 장력을 부여하여, 회전드럼 내부의 압력 및 회전력에 의해 분리되는 것을 방지할 수 있다.
또 다른 실시예로서, 하나의 케이스가 투입부, 배출부, 혼합이송부를 일체로 결합할 수 있다. 즉, 케이스는 체결부재로 역할을 수항한다.
또 다른 실시예로서, 투입부 및 배출부는 복수의 외부 지지축에 의해 고정되며, 이는 회전드럼 내부에서 전구체 분말과의 접촉을 방지하기 위함이다.
[실시예 7-1] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 회전드럼을 구동하는 구동수단(500);을 포함한다..
[실시예 7-2] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 7-1에 있어서, 상기 구동수단은 회전동력을 발생시키는 전동모터(511);를 포함한다.
[실시예 7-3] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 7-1에 있어서, 상기 전동모터의 회전력을 상기 회전드럼에 전달하는 동력전달수단(512);을 포함한다.
[실시예 7-4] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 7-1에 있어서, 상기 동력전달수단은 기어, 벨트, 체인, 로프 중 선택된 어느 하나로 형성되는 것;을 포함한다.
[실시예 7-5] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 7-1에 있어서, 상기 중심축은 전동모터에 의해 회전되며, 상기 투입부 및 배출부와 결합되는 위치에 베어링(521)이 결합되며, 상기 회전드럼과 결합되는 연결대(522)를 형성하는 것;을 포함한다.
[실시예 7-6] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 7-1에 있어서, 상기 회전드럼이 복수로 형성될 경우, 상기 구동수단은 각각 개별적으로 형성되는 것;
[실시예 7-7] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 7-1에 있어서, 상기 개별구동수단의 회전속도를 제어하는 드럼속도제어기(530);를 포함한다.
본 발명은 회전드럼의 구동수단을 구체화 한다. 전구체 분말의 원활한 교반을 위해, 회전드럼은 일정한 속도로 회전되어야 한다.
일 실시예로서, 전동모터에 의해 회전력을 발생시키며, 상기 회전력은 동력전달 수단에 의해 드럼을 구동시킨다. 상기 동력전달수단은 기어, 벨트, 체인, 로프 중 선택된 어느 하나에 의해 가능하다. 이는 회전드럼의 외부에서 회전드럼의 회전력을 전달하는 구조이다.
다른 실시예로서, 회전드럼의 내부에서 회전드럼을 회전시릴 수 있다. 이는 하나의 중심축이 회전드럼 내부에 축방향으로 존재하며, 상기 중심축은 직과 직교된 방향으로 연장된 연결대에 의해 회전드럼과 결합되는 구조를 가진다. 즉, 중심축의 회전으로 드럼을 회전시키는 효과를 얻을 수 있다.
[실시예 8-1] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 혼합이송부 내부 온도 및 습도를 일정하게 유지하는 온습도조절수단(600);을 포함하는 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치.
[실시예 8-2] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 8-1에 있어서, 상기 온습도조절수단은 상기 혼합이송부 내부에 위치하며, 내부 온도를 측정하는 온도센서(610); 상기 혼합이송부와 접촉되며, 혼합이송부 온도를 가감하는 온도유지기(620); 상기 온도유지기의 작동을 제어하는 온도제어기(630); 를 포함한다.
[실시예 8-3] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 대한 발명이며, 실시예 8-1에 있어서, 상기 온도유지기는 펠티어소자로 형성되는 것;을 포함한다.
본 발명은 혼합과정 중 열에 의해 전구체 분말의 물성변화를 방지하기 위함이다. 이를 위해, 혼합드럼 내부는 일정한 온도를 실시간으로 유지해야 된다.
실시예로서, 혼합드럼 내부에 온도센서를 장착하며, 온도유지기에 의해 일정한 온도를 상승 및 하강하며, 온도제어기는 온도센서 신호를 계측하여, 온도유지기를 작동시켜 제어한다. 바람직하게는 텔티어 소자를 사용할 수 있으며, 또는 냉매, 온수를 사용하거나, 상수를 워터자켓에 순환시켜 온도를 유지할 수 있다. 외부온도에 대한 차단을 위해, 상기 혼합드럼 등은 단열재로 피복되어 열변화를 차단할 수 있다.
[실시예 9-1] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치를 이용한 양극재 제조방법에 대한 것이며, 제1전구체 소재 분말을 실시예 1-1의 양극재혼합장치 내부로 투입하는 제1투입단계(S110); 상기 제1투입단계 전, 제1전구체 소재 분말의 용량을 계량하는 제1계량단계(S120); 제2전구체 소재 분말을 실시예 1-1의 양극재혼합장치 내부로 투입하는 제2투입단계(S210); 상기 제2투입단계 전, 제2전구체 소재 분말의 용량을 계량하는 제2계량단계(S220); 상기 제1전구체 소재 분말 및 제2전구체 소재 분말을 실시예 1의 양극재혼합장치의 내부에서 혼합하는 혼합단계(S300); 상기 혼합단계 후, 가열로에 의해 상기 혼합된 제1전구체 및 제2전구체를 반응시키는 반응단계(S400); 상기 반응단계 후, 응결된 반응물질을 일정한 크기로 분쇄하는 분쇄단계(S500); 상기 분쇄단계 후, 미처리 응집물을 분리하는 필터단계(S600);를 포함하는 시계열적 절차로 이루어진다.
[실시예 9-2] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치를 이용한 양극재 제조방법에 대한 발명이며, 실시예 9-1에 있어서, 상기 반응단계는 밀폐된 반응챔버에서 건조공기에 의해 700 내지 900℃의 온도로 가열하는 가열단계(S410); 상기 가열단계 후, 일정한 온도로 유지하는 정온유지단계(S420); 상기 정온유지단계 후, 상온상태로 냉각하는 상온냉각단계(S430);를 포함한다.
본 발명의 상기 가열단계, 정온유지단계, 상온냉각단계는 각각 1: 2: 1의 비율로 시간을 유지하는 것;을 특징으로 하며, 가열시간은 3시간 내지 4시간으로 형성되는 것;을 특징으로 한다. 또한, 상기 상온냉각단계는 반응챔버 내부에 열전도도가 높은 투입물을 삽입하여 냉각하는 것;을 포함하며, 상기 상온냉각단계는 로타리 챔버 내부에서 회전으로 냉각시키는 것;을 특징으로 한다.
[실시예 9-3] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치를 이용한 양극재 제조방법에 대한 발명이며, 실시예 9-1에 있어서, 상기 소재혼합단계는 상기 제1소재 및 상기 제2소재가 믹서챔버 내부로 투입되는 혼합물 투입단계(S310); 상기 혼합물 투입단계 후, 믹서챔버에서 블레이드로 혼합하는 교반단계(S320);를 포함한다.
[실시예 9-4] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치를 이용한 양극재 제조방법에 대한 발명이며, 실시예 9-1에 있어서, 상기 반응단계 후, 응결물 외면을 코팅하는 코팅단계(S450);를 포함한다.
상기 코팅제는 알루미나, 지르콘옥사이드, 카본, 이산화염소 중 선택된 어느 하나로 형성되는 것;을 특징으로 하며, 상기 코팅단계는 코팅반응기에 응결물을 투입하는 응결물투입단계(S451); 상기 응결물투입단계 중 코팅재료를 투입하는 코팅재료 투입단계(S452); 상기 코팅재료투입단계 후, 코팅반응기를 가열하는 코팅가열단계(S453); 상기 코팅제투입단계 후, 코팅반응기를 가압하는 코팅가압단계(S454); 상기 코팅재료투입단계 후, 코팅반응기에 실란계 반응가스를 주입하는 코팅가스주입단계(S455);를 포함한다.
상기 코팅가스주입단계 후, 실란계 가스를 열분해 하여, H2 및 Si를 생성하며, 상기 열분해로 생성된 Si가 응결물 외면에 코팅되는 것을 특징으로 한다. 상기 열분해온도는 350-550℃인 것을 특징으로 하며, 코팅가열단계의 가열온도는 650-850℃이다. 상기 실란계 가스는 SiH4, SiH3Cl, SiH2Cl2, SiHCl3로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것이며, 상기 실란계 가스를 주입양은 상기 전구체분말 100 중량부에 대하여 1-5 중량부인 것을 특징으로 한다.
[실시예 9-5] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치를 이용한 양극재 제조방법에 대한 발명이며, 실시예 9-1에 있어서, 상기 반응단계 후, 응결물을 세척하여 과도하게 투입된 리튬을 제거하는 세척단계(S460); 상기 세척단계 후, 응결물에 수분을 제거하는 탈수단계(S470); 상기 탈수단계 후, 응결물에 수분을 진공건조로 증발시키는 건조단계(S480);의 시계열적 단계를 포함한다.
[실시예 9-6] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치를 이용한 양극재 제조방법에 대한 발명이며, 실시예 9-1에 있어서, 상기 제2소재계량단계 전, 상기 첨가물을 밀에 의해 분쇄하는 첨가물 분쇄단계(S901);를 포함한다.
[실시예 9-7] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치를 이용한 양극재 제조방법에 대한 발명이며, 실시예 9-1에 있어서, 상기 상기 화합물 분쇄단계는 결합된 화합물 미립자를 분리하는 제1분쇄단계(S510); 상기 제1분쇄단계 후, 일정한 크기로 분쇄하는 제2분쇄단계(S520); 를 포함한다.
[실시예 9-8] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치를 이용한 양극재 제조방법에 대한 발명이며, 실시예 9-7에 있어서, 상기 제2분쇄단계 후, 일정크기 이하의 분말을 분리하는 미분제거단계(S530);를 포함하는 시계열적 단계로 이루어진다.
[실시예 9-9] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치를 이용한 양극재 제조방법에 대한 발명이며, 실시예 9-1에 있어서, 상기 필터단계는 화합결합이 안된 물질을 자력으로 탈철하는 탈철단계(S610); 를 포함한다.
[실시예 9-10] 본 발명은 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치를 이용한 양극재 제조방법에 대한 발명이며, 실시예 9-1에 있어서, 상기 탈철단계 후, 이물질을 분리하는 이물제거단계 (S620);를 포함하는 시계열적 단계를 포함한다.
[실시예 10-1] 본 발명은 리튬이온이차전지 양극재에 대한 발명이며, 상기 제조방법의 단계로 제조된 리튬이온 이차전지 양극재에 대한 것이다.
100 : 투입부 110 : 투입구
120 : 공급용기 121 : 제1공급용기
122 : 제2공급용기 123 : 배플
130 : 정량공급장치 140 : 용량계측장치
150 : 회전력 전달 바 160 : 뭉침방지 스크류
161: 상부면 162 : 하부면
170 : 유연부 180 : 가열부
190 : 수분 배출부
200 : 배출부 210 : 배출구
300 : 혼합이송부 310 : 회전드럼
311 : 삽입홈 312 : 체결홈
320 : 이송돌기 321 : 경사평면
322 : 만곡면 330 : 회전체 기밀장치
331 : 실링수단 331A : 돌출립
332 :기밀수단 332-1 : 압박홈
332-2 : 체결립 332-3 : 체결부재
332A : 제1 기밀수단 332A-1 : 절곡립
332B : 제2 기밀수단 332B-1 : 맞춤립
333 : 테프론 코팅층
351 : 노즐 360 : 가스분출수단
361 : 제1챔버 362 : 제2챔버
363 : 경계판 364 : 접촉실링
370 : 가스공급장치 373 : 교반제어기
381 : 순환관 382 : 순환펌프
400 : 결합수단
410 : 중심축 420 : 케이스
500 : 구동수단 511 : 전동모터
512 : 동력전달수단 521 : 베어링
522 : 연결대 530 : 드럼속도제어기
600 : 온습도조절수단 610 : 온도센서
620 : 온도유지기 630 : 온도제어기

Claims (8)

  1. 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치에 있어서,
    일측이 개방된 형태이며, 타측 상부에 투입구(110)가 형성된 투입부(100);
    일측이 개방된 형태이며, 타측 하부에 배출구(210)가 형성된 배출부(200);
    상기 투입부 및 배출부의 개방위치에 결합되며, 복수개의 회전드럼(310)으로 형성된 혼합이송부(300);
    서로 인접한 상기 회전드럼(310) 사이의 공간을 실링하는 회전체 기밀장치(330);
    상기 회전드럼 내부에 위치하며, 복수로 형성되는 노즐(351);
    상기 노즐 중 일부에 가스를 분출하는 가스분출수단(360);
    상기 노즐은 회전드럼 내부에 균등간격으로 배치되는 것;
    상기 회전체 기밀장치(330)는 서로 인접한 회전드럼(310) 사이에 위치되는 실링수단(331), 서로 인접한 회전드럼(310) 사이의 거리가 멀어지는 것을 제한하고 상기 실링수단(331)을 압박 고정하는 기밀수단(332);
    상기 실링수단(331)은 두께방향 양측에 돌출 형성되는 돌출립(331A), 상기 회전드럼(310)은 상기 돌출립(331A)이 끼워지는 삽입홈(311), 상기 기밀수단(332)은 상기 돌출립(331A)이 끼워지며 끼워진 돌출립(331A)을 압박하는 압박홈(332-1);
    상기 회전드럼(310)은 외주면에 단차지게 형성되는 체결홈(312), 상기 기밀수단(332)은 상기 체결홈(312)에 끼워지는 체결립(332-2) 및 상기 체결립(332-2)을 상기 회전드럼(310)에 고정 결합하는 체결부재(332-3);
    상기 기밀수단(332)은 서로 인접한 한 쌍의 회전드럼(310) 중 어느 하나의 회전드럼(310)에 결합되며 절곡립(332A-1)이 형성되는 제1 기밀수단(332A), 다른 어느 하나의 회전드럼(310)에 결합되며 상기 절곡립(332A-1)과 맞물리는 맞춤립(332B-1)이 형성되는 제2 기밀수단(332B);
    상기 회전체 기밀장치(330)는 상기 제1 기밀수단(332A)과 상기 제2 기밀수단(332B)이 서로 맞물리는 접촉면에 형성되는 테프론 코팅층(333); 을 포함하고,
    상기 투입부(100), 배출부(200) 및 혼합이송부(300)를 결합하는 결합수단(400); 을 포함하는 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 투입구(110)는 복수로 형성되며, 각각의 투입구(110)와 연통되는 공급용기(120);
    상기 공급용기(120)는 NCM 분말을 공급하는 제1공급용기(121);
    수산화리튬 또는 탄산리튬이 공급되는 제2공급용기(122); 를 포함하는 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 혼합이송부(300)는 복수로 형성되며, 직렬로 연통되는 것; 을 포함하는 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 회전드럼 내부에 위치하며, 돌출형성 된 이송돌기(320); 를 포함하는 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 혼합이송부(300) 내부 온도 및 습도를 일정하게 유지하는 온습도조절수단(600);을 포함하는 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
KR1020210024321A 2020-11-06 2021-02-23 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치, 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치를 이용한 양극재 제조방법, 리튬이온 이차전지 양극재 KR102547744B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200147626 2020-11-06
KR20200147626 2020-11-06

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220061810A KR20220061810A (ko) 2022-05-13
KR102547744B1 true KR102547744B1 (ko) 2023-06-26

Family

ID=81583206

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210024321A KR102547744B1 (ko) 2020-11-06 2021-02-23 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치, 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치를 이용한 양극재 제조방법, 리튬이온 이차전지 양극재

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102547744B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102169707B1 (ko) * 2020-06-18 2020-10-26 이원희 전구체 혼합장치 및 이를 이용한 이차전지 양극재 혼합방법, 이차전지 양극재

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110278276A1 (en) 2009-01-27 2011-11-17 Basf Se Process and apparatus for continuous purification of a solid mixture by fractional sublimation/desublimation
KR101580451B1 (ko) 2009-04-23 2015-12-28 주식회사 동진쎄미켐 연속식 혼합 장치를 이용한 화학 조성물 제조 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102169707B1 (ko) * 2020-06-18 2020-10-26 이원희 전구체 혼합장치 및 이를 이용한 이차전지 양극재 혼합방법, 이차전지 양극재

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220061810A (ko) 2022-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102169707B1 (ko) 전구체 혼합장치 및 이를 이용한 이차전지 양극재 혼합방법, 이차전지 양극재
JP5316403B2 (ja) 粉体混練方法および装置、並びに粉体塊成方法
US10201797B2 (en) Reaction device for mixing and manufacturing method using the reaction device
KR102069468B1 (ko) 전구체 건조장치 및 건조방법
CN215463571U (zh) 高速混合机
US20160200005A1 (en) Method of operating a temperature-controlled thermokinetic mixer for regenerating vulcanized rubber
KR102547744B1 (ko) 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치, 회전체 기밀장치가 포함된 양극재혼합장치를 이용한 양극재 제조방법, 리튬이온 이차전지 양극재
KR102547741B1 (ko) 정량공급장치가 포함된 양극재혼합장치, 정량공급장치가 포함된 양극재 혼합장치를 이용한 양극재 제조방법, 리튬이온 이차전지 양극재
US5275484A (en) Apparatus for continuously processing liquids and/or solids including mixing, drying or reacting
CN101846445A (zh) 一种钛白粉烘干机及钛白粉连续生产设备
KR101399057B1 (ko) 고상-액상 물질의 혼합용 반응장치
JP4637178B2 (ja) 赤外線を用いた粉末材料の造粒及び／又は乾燥方法及び装置
CN101747389B (zh) 粉末状结晶麦芽糖醇的制备方法
CN211476568U (zh) 物料混料干燥装置
CN113816809A (zh) 一种复合肥料的制备方法
JP4653076B2 (ja) バルク粒状物質の高密度化
CN206911336U (zh) 固液反应罐
CN220589996U (zh) 一种燃烧合成设备
CN219441869U (zh) 一种粉碎装置及氟化钡制备设备
CN216224248U (zh) 一种用于复合摩擦制动材料的混料及制粒装置
CN112090554B (zh) 一种石墨烯浆料专用高剪切研磨分散系统
CN217698777U (zh) 一种月饼馅料的双螺旋搅拌机
CN113459322B (zh) 一种制胶连续生产线
CN220110886U (zh) 一种搅拌装置
CN219816247U (zh) 一种污水脱氮载体制料装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant