KR20220021564A - Batch reator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배치 반응기에 관한 것이다. The present invention relates to a batch reactor.
일반적으로 이차 전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차 전지는 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.In general, a secondary battery refers to a battery capable of charging and discharging unlike a primary battery that cannot be charged, and such secondary batteries are widely used in high-tech electronic devices such as phones, notebook computers, and camcorders.
특히 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차 전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 이러한 이차 전지 중 높은 에너지 밀도와 전압을 가지며, 사이클 수명이 길고, 자기 방전율이 낮은 리튬 이차 전지가 상용화되어 널리 사용되고 있다.In particular, as technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing. Among these secondary batteries, a lithium secondary battery having a high energy density and voltage, a long cycle life, and a low self-discharge rate has been commercialized and widely used.
한편, 상기 리튬 이차 전지의 양극 활물질로는 리튬 전이금속 산화물이 이용되고 있다. 예를 들어, 상기 양극 활물질로는 작용 전압이 높고 용량 특성이 우수한 리튬코발트산화물, 약 200mAh/g의 높은 가역용량을 가지고 대용량의 전지 구현이 용이한 리튬니켈산화물, 니켈의 일부를 코발트로 치환한 리튬니켈코발트산화물, 니켈의 일부를 망간, 코발트 또는 알루미늄으로 치환한 리튬니켈코발트금속산화물, 열적 안정성이 우수하고 저렴한 리튬망간계산화물, 안정성이 우수한 리튬철인산화물 등이 이용되고 있다.Meanwhile, a lithium transition metal oxide is used as a cathode active material of the lithium secondary battery. For example, as the positive electrode active material, lithium cobalt oxide having a high operating voltage and excellent capacity characteristics, lithium nickel oxide having a high reversible capacity of about 200 mAh/g and easy to implement a large-capacity battery, and a part of nickel substituted with cobalt Lithium nickel cobalt oxide, lithium nickel cobalt metal oxide in which a part of nickel is substituted with manganese, cobalt or aluminum, lithium manganese oxide having excellent thermal stability and low cost, and lithium iron phosphate having excellent stability are used.
상기 양극 활물질은 양극 활물질 제조용 전구체와 리튬 원료물질을 혼합한 후, 반응기에 투입하여 고온에서 소성하는 방법을 통해 제조된다.The cathode active material is prepared by mixing a precursor for producing a cathode active material and a lithium raw material, then putting it into a reactor and calcining at a high temperature.
이때, 상기 반응기로 사용되는 종래의 배치 반응기는 외부 가열원을 이용하여 상기 배치 반응기에 열량을 공급하는 방식으로 반응물의 반응을 유도하였다. 그러나, 상술한 바와 같이 외부 가열원을 이용하는 경우에는 승온 속도를 빠르게 하는데 한계가 있고, 이에 따라, 반응물에 필요한 열량이 전달되기까지 장시간이 소요된다는 문제가 있다. 또한, 종래의 배치 반응기는 외부 가열원을 통해 가열된 열매체가 반응기를 순환하면서 반응기의 온도를 높이는 방식으로, 상기 열매체는 일반적으로 오일이 사용되는 바, 높일 수 있는 최고 온도가 350℃ 정도로, 이보다 높은 온도에서의 소성을 수행하기 어려운 문제가 있다.In this case, in the conventional batch reactor used as the reactor, the reaction of the reactants was induced by supplying heat to the batch reactor using an external heating source. However, as described above, when an external heating source is used, there is a limitation in speeding up the temperature increase rate, and accordingly, there is a problem that it takes a long time for the amount of heat required for the reactant to be transferred. In addition, in the conventional batch reactor, a heating medium heated through an external heating source circulates through the reactor to increase the temperature of the reactor, and the heating medium is generally oil used, and the highest temperature that can be raised is about 350° C. There is a problem in that it is difficult to perform firing at a high temperature.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 반응부 내부로 마이크로파를 공급하기 위한 가열부를 포함함으로써, 반응물의 직접적인 발열을 유도하여 소성 시간을 단축할 수 있으며, 설비의 소형화가 가능하고, 고온 반응에서도 이용이 가능한 배치 반응기를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was invented to solve the above problems, and the present invention includes a heating unit for supplying microwaves to the inside of the reaction unit, thereby inducing direct heat generation of the reactants, thereby shortening the firing time, and reducing the size of the equipment. An object of the present invention is to provide a batch reactor that can be used in high-temperature reactions.
본 발명은 몸체; 상기 몸체 내부에 배치되며, 반응물을 수용하는 수용 공간을 포함하는 반응부; 상기 반응부 내부로 마이크로파를 공급하기 위한 가열부; 및 상기 반응부의 외부에 배치되는 단열부;를 포함하는 배치 반응기(batch reactor)를 제공한다.The present invention is a body; a reaction unit disposed inside the body and including an accommodating space for accommodating a reactant; a heating unit for supplying microwaves into the reaction unit; and a heat insulating unit disposed outside the reaction unit.
상기 배치 반응기는 상기 단열부의 외부에 배치되는 냉각부를 더 포함할 수 있다.The batch reactor may further include a cooling unit disposed outside the heat insulating unit.
상기 몸체는 내층과 외층으로 이루어진 이중 구조일 수 있다.The body may have a double structure including an inner layer and an outer layer.
상기 몸체는 바디부와 덮개부를 포함할 수 있다.The body may include a body portion and a cover portion.
상기 바디부와 상기 덮개부 사이에 기밀부가 더 포함될 수 있다.An airtight part may be further included between the body part and the cover part.
상기 반응부는 재질이 금속일 수 있다.The reaction part may be made of a metal.
상기 반응부는 탈착이 가능한 것일 수 있다.The reaction unit may be detachable.
상기 가열부는 마이크로파 발생 장치, 마이크로파를 반응기 내부 방향으로 전달하기 위한 도파관(waveguide) 및 마이크로파를 반응기 내부로 통과시키기 위한 세라믹 윈도우를 포함하는 것일 수 있다.The heating unit may include a microwave generator, a waveguide for transmitting microwaves toward the inside of the reactor, and a ceramic window for passing the microwaves into the reactor.
상기 마이크로파 발생 장치는 마그네트론일 수 있다.The microwave generating device may be a magnetron.
상기 냉각부는 냉각 유체가 흐를 수 있는 유로를 포함하는 것일 수 있다.The cooling unit may include a flow path through which a cooling fluid may flow.
상기 배치 반응기는 교반부를 더 포함할 수 있다.The batch reactor may further include a stirring unit.
상기 교반부는 임펠러 및 배플 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The stirring unit may include at least one selected from an impeller and a baffle.
상기 배치 반응기는 기체 유입부 및 기체 배출부를 더 포함할 수 있다.The batch reactor may further include a gas inlet and a gas outlet.
상기 배치 반응기는 회전이 가능한 것일 수 있다.The batch reactor may be rotatable.
상기 가열부는 배치 반응기가 회전하는 동안에 회전하지 않는 고정부를 관통하여 배치되는 것일 수 있다.The heating unit may be disposed through a fixed unit that does not rotate while the batch reactor is rotating.
상기 배치 반응기는 상기 고정부의 내부에 배치되는 냉각부를 더 포함할 수 있다.The batch reactor may further include a cooling unit disposed inside the fixing unit.
상기 배치 반응기는 전극 활물질 제조용 반응기일 수 있다.The batch reactor may be a reactor for preparing an electrode active material.
상기 배치 반응기는 건식 반응기일 수 있다.The batch reactor may be a dry reactor.
본 발명에 따른 배치 반응기를 이용하면, 마이크로파를 이용한 가열 방식으로 반응물의 직접적인 발열을 유도하여 단시간에 반응물의 소성을 완료할 수 있으며, 설비의 소형화가 가능하다는 장점이 있다.When the batch reactor according to the present invention is used, direct exotherm of the reactants can be induced by heating using microwaves, so that the calcination of the reactants can be completed in a short time, and there are advantages in that the equipment can be downsized.
또한, 본 발명에 따른 배치 반응기는 200℃ 이상의 고온, 예를 들어, 200℃ 내지 1000℃에서 수행되는 반응에도 이용될 수 있다는 장점이 있다.In addition, the batch reactor according to the present invention has the advantage that it can be used for a reaction performed at a high temperature of 200 °C or higher, for example, 200 °C to 1000 °C.
그리고, 본 발명에 따른 배치 반응기는 정밀한 온도 제어가 가능하다는 장점이 있다.And, the batch reactor according to the present invention has the advantage that precise temperature control is possible.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배치 반응기의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배치 반응기의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 배치 반응기의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 배치 반응기의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a batch reactor according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view of a batch reactor according to a second embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a batch reactor according to a third embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a batch reactor according to a fourth embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
[제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 배치 반응기][Batch reactors according to Examples 1 and 2]
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배치 반응기의 단면도이고, 도 2 는 본 발명의 제2 실시예에 따른 배치 반응기의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a batch reactor according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a batch reactor according to a second embodiment of the present invention.
본 발명의 제1 실시예에 따른 배치 반응기(100)는 도 1에 개시되어 있는 것과 같이, 몸체(110); 상기 몸체 내부에 배치되며, 반응물을 수용하는 수용 공간을 포함하는 반응부(120); 상기 반응부 내부로 마이크로파를 공급하기 위한 가열부(130); 및 상기 반응부의 외부에 배치되는 단열부(140)를 포함한다. A
그리고, 본 발명의 제2 실시예에 따른 배치 반응기(100)는 도 2에 개시되어 있는 것과 같이, 몸체(110); 상기 몸체 내부에 배치되며, 반응물을 수용하는 수용 공간을 포함하는 반응부(120); 상기 반응부 내부로 마이크로파를 공급하기 위한 가열부(130); 및 상기 반응부의 외부에 배치되는 단열부(140);에 추가적으로, 상기 단열부의 외부에 배치되는 냉각부(180)를 더 포함한다.And, as shown in Figure 2, the
몸체body
상기 몸체(110)는 내층(111)과 외층(112)으로 이루어진 이중 구조일 수 있다. 이 경우, 상기 단열부(140)와 상기 냉각부(180)는 상기 몸체의 내층과 외층 사이에 배치될 수 있다. The
상기 내층과 외층은 재질이 금속일 수 있다. 상기 금속은 경제성 및 가공성 등을 고려하여, 바람직하게는 스테인리스 스틸, 주철, 니켈, 몰리브데늄 및 고온 내식성 합금 중에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 상기 고온 내식성 합금은 예를 들어, 하스텔로이 (Hastelloy), 인코넬(Inconel) 등 일 수 있다.The inner layer and the outer layer may be made of a metal. The metal may be at least one selected from among stainless steel, cast iron, nickel, molybdenum and high-temperature corrosion-resistant alloy in consideration of economic efficiency and workability, etc., and the high-temperature corrosion-resistant alloy is, for example, Hastelloy , Inconel, etc. may be.
또한, 상기 몸체(110)는 바디부(113)와 덮개부(114)를 포함하는 것일 수 있다. 이 경우, 상기 바디부와 상기 덮개부 사이에는 기밀부(115)가 더 포함될 수 있다. 상기 기밀부는 상기 반응부(120)가 완전히 밀봉되도록 하여, 가열부(130)에서 공급되는 마이크로파가 반응기 외부로 빠져나가지 않도록 할 수 있다.In addition, the
반응부reaction part
상기 반응부(120)는 상기 몸체(110) 내부에 배치되며, 반응물을 수용하는 수용 공간을 포함한다.The
상기 반응부는 재질이 금속일 수 있다. 이 경우, 반응부 내부로 공급되는 마이크로파가 반응부 내부에서 무한정으로 반사되므로, 반응물로 흡수되는 마이크로파의 흡수율이 높아질 수 있다. 상기 금속은 경제성 및 가공성 등을 고려하여, 바람직하게는 스테인리스 스틸, 주철, 니켈, 몰리브데늄 및 고온 내식성 합금 중에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 상기 고온 내식성 합금은 예를 들어, 하스텔로이 (Hastelloy), 인코넬(Inconel) 등 일 수 있다.The reaction part may be made of a metal. In this case, since the microwaves supplied to the inside of the reaction unit are reflected indefinitely inside the reaction unit, the absorption rate of microwaves absorbed by the reactant may be increased. The metal may be at least one selected from among stainless steel, cast iron, nickel, molybdenum and high-temperature corrosion-resistant alloy in consideration of economic efficiency and workability, etc., and the high-temperature corrosion-resistant alloy is, for example, Hastelloy , Inconel, etc. may be.
상기 반응부는 탈착이 가능한 것일 수 있다. 즉, 상기 반응부는 교체형 반응 용기를 포함하는 것일 수 있다. 이 경우, 반응 용기에 문제가 생기면 반응 용기만 교체하여 사용할 수 있다는 이점이 있다.The reaction unit may be detachable. That is, the reaction unit may include a replaceable reaction vessel. In this case, if there is a problem in the reaction vessel, there is an advantage that only the reaction vessel can be replaced and used.
가열부heating part
상기 가열부(130)는 상기 반응부 내부로 마이크로파를 공급하기 위한 수단이다. 상기 가열부는 마이크로파를 이용하여 반응물을 직접 가열하는 방식으로, 상기 가열부를 포함하는 배치 반응기는 고온에서도, 예를 들어, 200℃ 내지 1000℃, 즉, 350℃ 보다 높은 온도에서도 구동이 가능하다. The
그리고, 본 발명에 따른 배치 반응기는 상기 가열부를 포함하여, 마이크로파를 이용한 가열 방식으로 반응물의 직접적인 발열을 유도하여 단시간에 반응물의 소성을 완료할 수 있으며, 설비의 소형화가 가능하다는 장점이 있다.In addition, the batch reactor according to the present invention, including the heating unit, induces direct heat generation of the reactants by a heating method using microwaves to complete the calcination of the reactants in a short time, and has the advantage that the equipment can be downsized.
상기 가열부는 마이크로파 발생 장치(131), 마이크로파를 반응기 내부 방향으로 전달하기 위한 도파관(waveguide)(132) 및 마이크로파를 반응기 내부로 통과시키기 위한 세라믹 윈도우(133)를 포함할 수 있다.The heating unit may include a
상기 마이크로파 발생 장치는 마그네트론일 수 있다.The microwave generating device may be a magnetron.
한편, 상기 몸체(110)가 바디부(113)와 덮개부(114)를 포함하는 경우, 상기 가열부는 상기 덮개부를 관통하여 배치될 수 있다. 이 경우, 상부에 위치한 마이크로파 발생 장치에서 발생한 마이크로파가 상기 도파관 및 상기 세라믹 윈도우를 통해 반응기 내부로 투입될 수 있고, 이에 따라 반응물이 상기 마이크로파를 흡수하여 가열될 수 있다.Meanwhile, when the
단열부insulation
상기 단열부(140)는 반응부의 열이 외부로 새어나가는 것을 방지하기 위한 수단이다.The
상기 단열부는 세라믹 재질로 이루어진 것일 수 있다. 이 경우, 상기 단열부는 내열성과 내부식성이 우수할 수 있다. 상기 세라믹 재질은 예를 들어 알루미나, 지르코니아, 뮬라이트, 및 쿼츠 등일 수 있다.The heat insulating part may be made of a ceramic material. In this case, the heat insulating part may be excellent in heat resistance and corrosion resistance. The ceramic material may be, for example, alumina, zirconia, mullite, or quartz.
냉각부cooling unit
상기 냉각부(180)는 반응부의 온도를 정밀하게 제어하기 위한 수단이다. 즉, 본 발명에 따른 배치 반응기는 상기 냉각부(180)를 포함함으로써, 정밀한 온도 제어가 가능할 수 있다. 구체적으로, 배치 반응기가 상기 냉각부를 포함하는 경우, 상대적으로 낮은 온도 영역, 예를 들어, 200℃ 내지 500℃의 영역에서 정밀한 온도 제어가 가능할 수 있다.The
한편, 배치 반응기가 상기 단열부 및 상기 냉각부를 동시에 포함하는 경우, 승온 속도 및/또는 냉각 속도를 모두 제어할 수 있고, 결과적으로, 온도 변화 속도에 따라 발생할 수 있는 부반응을 방지할 수 있다.On the other hand, when the batch reactor includes the heat insulating part and the cooling part at the same time, both the temperature increase rate and/or the cooling rate can be controlled, and as a result, side reactions that may occur depending on the temperature change rate can be prevented.
그리고, 배치 반응기에 상기 냉각부가 포함되는 경우, 냉각부에 인접한 기밀부(115')의 소재는 냉각부에 인접하지 않은 기밀부(115)의 소재보다 다양할 수 있다. 예를 들어, 상기 냉각부에 인접하지 않은 기밀부(115)의 소재는 고온 내구성이 우수한 소재인 것이 바람직하나, 상기 냉각부에 인접한 기밀부(115')의 소재는 고온 내구성이 우수하지 않아도 되므로, 경제성 측면에서 유리할 수 있다.And, when the cooling unit is included in the batch reactor, the material of the
상기 냉각부(180)는 냉각 유체가 흐를 수 있는 유로를 포함할 수 있다. 상기 냉각부(180)는 냉각 효율을 높이기 위해서, 상기 몸체(110)에 일정한 간격으로 배열될 수 있다. 상기 냉각부(180)는 금속관일 수 있다. 즉, 상기 냉각부는 상기 몸체에 일정한 간격으로 배열된 금속관일 수 있다.The
상기 냉각 유체로는 물, 오일, 질소, 냉매 가스 등 냉각에 사용될 수 있는 일반적으로 알려진 유체가 사용될 수 있다.As the cooling fluid, a generally known fluid that can be used for cooling, such as water, oil, nitrogen, and refrigerant gas, may be used.
배치 반응기batch reactor
상기 배치 반응기는 교반부(150)를 더 포함할 수 있다. 상기 교반부는 반응물이 마이크로파와 균일하게 접촉될 수 있게 하고, 반응물의 조성을 균일하게 하기 위한 수단이다. The batch reactor may further include a stirring
상기 교반부는 임펠러(151) 및 베플 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다. 이 경우, 상기 임펠러 및/또는 베플에 의해 반응물의 교반이 이루어질 수 있다. 상기 임펠러와 상기 베플이 교반부에 동시에 포함되는 경우에는 반응물의 교반 효율이 더욱 증대될 수 있다. 상기 베플은 반응부의 내측면에 배치될 수 있다.The stirring unit may include at least one selected from the
상기 교반부가 임펠러를 포함하고, 상기 몸체(110)가 바디부(113)와 덮개부(114)를 포함하는 경우, 상기 임펠러를 포함하는 교반부는 상기 덮개부를 관통하여 배치될 수 있다. When the stirring unit includes the impeller, and the
상기 배치 반응기(100)는 기체 유입부(160)와 기체 배출부(170)를 더 포함할 수 있다.The
상기 기체 유입부(160)는 반응에 필요한 기체 또는 반응의 분위기 조성을 위한 기체를 넣어주는 부분이고, 상기 기체 배출부(170)는 투입된 기체와 반응물 사이의 반응으로 인해 발생되는 기체 또는 열처리된 반응물로부터 발생되는 기체가 배출되는 부분이다. The
상기 기체 유입부로 넣어주는 기체의 종류로는 예를 들어, 공기, 산소, 질소, 헬륨 등이 있으며, 반응물 및 반응 조건에 따라 다른 종류의 기체가 사용될 수 있다.The type of gas introduced into the gas inlet includes, for example, air, oxygen, nitrogen, helium, and the like, and other types of gas may be used according to reactants and reaction conditions.
상기 기체 유입부로 넣어주는 기체의 양은 반응물의 양과 반응부의 내부 분압 조건에 따라 적절히 선택될 수 있으며, 예를 들어, 수십 ml/분 내지 수 L/분 정도일 수 있다.The amount of gas introduced into the gas inlet may be appropriately selected depending on the amount of reactants and the internal partial pressure conditions of the reaction unit, and may be, for example, about several tens of ml/min to several L/min.
상기 배치 반응기는 전극 활물질 제조용 반응기일 수 있다. 예를 들어, 상기 배치 반응기의 반응부에 양극 활물질 제조용 전구체(ex. 금속 수산화물)와 리튬 원료물질(ex. 탄산리튬, 수산화리튬)을 투입하고, 상기 가열부를 통해 반응부 내부로 마이크로파를 공급함으로써, 상기 양극 활물질 제조용 전구체와 상기 리튬 원료물질을 고온에서 소성시켜 전극 활물질을 제조하는데 상기 배치 반응기를 이용할 수 있다.The batch reactor may be a reactor for preparing an electrode active material. For example, by introducing a precursor (ex. metal hydroxide) and a lithium raw material (ex. lithium carbonate, lithium hydroxide) for producing a positive electrode active material into the reaction unit of the batch reactor, and supplying microwaves into the reaction unit through the heating unit , The batch reactor may be used to prepare the electrode active material by sintering the precursor for producing the cathode active material and the lithium raw material at a high temperature.
또한, 상기 배치 반응기는 건식 반응기일 수 있다. 즉, 상기 배치 반응기는 분말 소성용 고온 반응기일 수 있다.In addition, the batch reactor may be a dry reactor. That is, the batch reactor may be a high-temperature reactor for firing powder.
상기와 같은 구조를 가지는 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 배치 반응기(100)는 마이크로파를 이용한 가열 방식으로 반응물의 직접적인 발열을 유도하여 단시간에 소성을 완료할 수 있으며, 설비의 소형화가 가능하다는 장점이 있다. 또한, 상기 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 배치 반응기는 200℃ 이상의 고온, 예를 들어, 200℃ 내지 1000℃에서 수행되는 반응에도 이용될 수 있다는 장점이 있다.The
이하, 본 발명의 다른 실시예를 설명함에 있어 앞에서 설명한 실시예와 동일한 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.Hereinafter, in describing another embodiment of the present invention, the same reference numerals are used for components having the same functions as those of the embodiment described above, and overlapping descriptions will be omitted.
[제3 실시예 및 제4 실시예에 따른 배치 반응기][Batch reactors according to Examples 3 and 4]
이하에서는 본 발명의 제3 실시예 및 제4 실시예에 따른 배치 반응기를 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 배치 반응기의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 배치 반응기의 단면도이다.Hereinafter, batch reactors according to the third and fourth embodiments of the present invention will be described. 3 is a cross-sectional view of a batch reactor according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view of a batch reactor according to a fourth embodiment of the present invention.
상기 제3 실시예 및 제4 실시예에 따른 배치 반응기는 회전이 가능한 배치 반응기일 수 있다. 구체적으로, 상기 상기 제3 실시예 및 제4 실시예에 따른 배치 반응기는 몸체(110)가 회전이 가능한 배치 반응기(100)일 수 있다. 즉, 상기 제3 실시예 및 제4 실시예에 따른 배치 반응기는 가열부(130)가 고정된 부분이고, 몸체(110)가 회전이 가능한 배치 반응기(100)일 수 있다.The batch reactors according to the third and fourth embodiments may be rotatable batch reactors. Specifically, the batch reactor according to the third and fourth embodiments may be a
본 발명의 제3 실시예에 따른 배치 반응기(100)는 도 3에 개시되어 있는 것과 같이, 몸체(110); 상기 몸체 내부에 배치되며, 반응물을 수용하는 수용 공간을 포함하는 반응부(120); 상기 반응부 내부로 마이크로파를 공급하기 위한 가열부(130); 및 상기 반응부의 외부에 배치되는 단열부(140);를 포함한다. 상기 가열부는 상기 배치 반응기가 회전하는 동안에 회전하지 않는, 고정 부분(stationary part)인 고정부(190)를 관통하여 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 가열부는 상기 몸체가 회전하는 동안에 회전하지 않는 고정부(190)를 관통하여 배치될 수 있다.A
본 발명의 제4 실시예에 따른 배치 반응기(100)는 도 4에 개시되어 있는 것과 같이, 몸체(110); 상기 몸체 내부에 배치되며, 반응물을 수용하는 수용 공간을 포함하는 반응부(120); 고정부(190)를 관통하여 배치되고, 상기 반응부 내부로 마이크로파를 공급하기 위한 가열부(130); 및 상기 반응부의 외부에 배치되는 단열부(140);에 추가적으로, 상기 고정부(190) 내부에 배치되는 냉각부(180)를 더 포함한다.A
상기 제3 실시예 및 제4 실시예에 따른 배치 반응기(100)는 반응부의 내측면에 베플(152)을 포함하는 교반부를 포함하여, 몸체(110)의 회전과 베플(152)을 포함하는 교반부에 의해 반응물의 교반이 이루어질 수 있다.The
상기와 같은 구조를 가지는 본 발명의 제3 실시예 및 제4 실시예에 따른 배치 반응기(100) 또한, 마이크로파를 이용한 가열 방식으로 반응물의 직접적인 발열을 유도하여 단시간에 소성을 완료할 수 있으며, 설비의 소형화가 가능하다는 장점이 있다. 그리고, 상기 제3 실시예 및 제4 실시예에 따른 배치 반응기 또한, 200℃ 이상의 고온, 예를 들어, 200℃ 내지 1000℃에서 수행되는 반응에도 이용될 수 있다는 장점이 있다. 특히, 상기 제3 실시예 및 제4 실시예에 따른 배치 반응기는 상기 단열부를 포함하여, 500℃ 내지 1000℃에서 수행되는 반응에도 이용될 수 있다는 장점이 있다.The
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 이차전지 제조장치 및 이차전지 제조방법은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 실시가 가능하다고 할 것이다. Although the present invention has been described in detail through specific examples, this is intended to specifically describe the present invention, and the secondary battery manufacturing apparatus and secondary battery manufacturing method according to the present invention are not limited thereto. It will be said that various implementations are possible by those of ordinary skill in the art within the technical spirit of the present invention.
또한, 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다. In addition, the specific protection scope of the invention will become clear by the appended claims.
100: 배치 반응기
110: 몸체
111: 내층
112: 외층
113: 바디부
114: 덮개부
115, 115': 기밀부
120: 반응부
130: 가열부
131: 마이크로파 발생 장치
132: 도파관
133: 세라믹 윈도우
140: 단열부
150: 교반부
151: 임펠러
152: 베플
160: 기체 유입부
170: 기체 배출부
180: 냉각부
190: 고정부100: batch reactor
110: body
111: inner layer
112: outer layer
113: body part
114: cover part
115, 115': confidential
120: reaction unit
130: heating unit
131: microwave generator
132: waveguide
133: ceramic window
140: insulation
150: stirring unit
151: impeller
152: baffle
160: gas inlet
170: gas discharge unit
180: cooling unit
190: fixed part
Claims (18)
상기 몸체 내부에 배치되며, 반응물을 수용하는 수용 공간을 포함하는 반응부;
상기 반응부 내부로 마이크로파를 공급하기 위한 가열부; 및
상기 반응부의 외부에 배치되는 단열부;를 포함하는 배치 반응기(batch reactor).
body;
a reaction unit disposed inside the body and including an accommodating space for accommodating a reactant;
a heating unit for supplying microwaves into the reaction unit; and
A batch reactor comprising a; a heat insulating part disposed outside the reaction part.
상기 단열부의 외부에 배치되는 냉각부를 더 포함하는 배치 반응기.
The method according to claim 1,
A batch reactor further comprising a cooling unit disposed outside the heat insulating unit.
상기 몸체는 내층과 외층으로 이루어진 이중 구조인 배치 반응기.
The method according to claim 1,
The body is a batch reactor having a double structure consisting of an inner layer and an outer layer.
상기 몸체는 바디부와 덮개부를 포함하는 배치 반응기.
The method according to claim 1,
The body is a batch reactor comprising a body portion and a cover portion.
상기 바디부와 상기 덮개부 사이에 기밀부를 더 포함하는 배치 반응기.
5. The method according to claim 4,
A batch reactor further comprising an airtight portion between the body portion and the cover portion.
상기 반응부는 재질이 금속인 배치 반응기.
The method according to claim 1,
The reaction part is a batch reactor made of a metal.
상기 반응부는 탈착이 가능한 것인 배치 반응기.
The method according to claim 1,
The reaction unit is a batch reactor capable of desorption.
상기 가열부는 마이크로파 발생 장치, 마이크로파를 반응기 내부 방향으로 전달하기 위한 도파관(waveguide) 및 마이크로파를 반응기 내부로 통과시키기 위한 세라믹 윈도우를 포함하는 것인 배치 반응기.
The method according to claim 1,
wherein the heating unit includes a microwave generating device, a waveguide for transmitting microwaves toward the inside of the reactor, and a ceramic window for passing the microwaves into the reactor.
상기 마이크로파 발생 장치는 마그네트론인 배치 반응기.
9. The method of claim 8,
The microwave generating device is a magnetron batch reactor.
상기 냉각부는 냉각 유체가 흐를 수 있는 유로를 포함하는 것인 배치 반응기.
3. The method according to claim 2,
The cooling unit is a batch reactor comprising a flow path through which a cooling fluid can flow.
교반부를 더 포함하는 배치 반응기.
The method according to claim 1,
A batch reactor further comprising a stirring unit.
상기 교반부는 임펠러 및 배플 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인 배치 반응기.
12. The method of claim 11,
The agitation unit is a batch reactor comprising at least one selected from an impeller and a baffle.
기체 유입부 및 기체 배출부를 더 포함하는 배치 반응기.
The method according to claim 1,
A batch reactor further comprising a gas inlet and a gas outlet.
상기 배치 반응기는 회전이 가능한 것인 배치 반응기.
The method according to claim 1,
The batch reactor is a batch reactor that is capable of rotation.
상기 가열부는 배치 반응기가 회전하는 동안에 회전하지 않는 고정부를 관통하여 배치되는 것인 배치 반응기.
The method according to claim 1,
The heating unit is a batch reactor disposed through a fixed portion that does not rotate while the batch reactor is rotating.
상기 고정부의 내부에 배치되는 냉각부를 더 포함하는 배치 반응기.
16. The method of claim 15,
A batch reactor further comprising a cooling unit disposed inside the fixing unit.
상기 배치 반응기는 전극 활물질 제조용 반응기인 배치 반응기.
The method according to claim 1,
The batch reactor is a batch reactor that is a reactor for producing an electrode active material.
상기 배치 반응기는 건식 반응기인 배치 반응기.The method according to claim 1,
The batch reactor is a dry reactor.
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