KR20220034741A - 반응 챔버 내부에 보조 가스 흐름을 갖는 시스템 및 공정 - Google Patents

반응 챔버 내부에 보조 가스 흐름을 갖는 시스템 및 공정 Download PDF

Info

Publication number
KR20220034741A
KR20220034741A KR1020217043194A KR20217043194A KR20220034741A KR 20220034741 A KR20220034741 A KR 20220034741A KR 1020217043194 A KR1020217043194 A KR 1020217043194A KR 20217043194 A KR20217043194 A KR 20217043194A KR 20220034741 A KR20220034741 A KR 20220034741A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
chamber
temperature
reaction chamber
processing system
Prior art date
Application number
KR1020217043194A
Other languages
English (en)
Inventor
이안 왕
루 양
리앙-유 첸
Original Assignee
이줄르, 인크
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
Priority claimed from US16/914,458 external-priority patent/US11673112B2/en
Application filed by 이줄르, 인크 filed Critical 이줄르, 인크
Publication of KR20220034741A publication Critical patent/KR20220034741A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/26—Nozzle-type reactors, i.e. the distribution of the initial reactants within the reactor is effected by their introduction or injection through nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J10/00—Chemical processes in general for reacting liquid with gaseous media other than in the presence of solid particles, or apparatus specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0006—Controlling or regulating processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0006—Controlling or regulating processes
    • B01J19/0013—Controlling the temperature of the process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2405—Stationary reactors without moving elements inside provoking a turbulent flow of the reactants, such as in cyclones, or having a high Reynolds-number
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/001—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
    • B01J4/002—Nozzle-type elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/14—Methods for preparing oxides or hydroxides in general
    • C01B13/34—Methods for preparing oxides or hydroxides in general by oxidation or hydrolysis of sprayed or atomised solutions
    • 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
    • C01G53/50—Nickelates containing alkali metals, e.g. LiNiO2 containing manganese of the type [MnO2]n-, e.g. Li(NixMn1-x)O2, Li(MyNixMn1-x-y)O2
    • 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
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00076—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements inside the reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00121—Controlling the temperature by direct heating or cooling
    • B01J2219/00123—Controlling the temperature by direct heating or cooling adding a temperature modifying medium to the reactants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00132—Controlling the temperature using electric heating or cooling elements
    • B01J2219/00135—Electric resistance heaters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00157—Controlling the temperature by means of a burner
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/18—Details relating to the spatial orientation of the reactor
    • B01J2219/185—Details relating to the spatial orientation of the reactor vertical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/19—Details relating to the geometry of the reactor
    • B01J2219/194—Details relating to the geometry of the reactor round
    • B01J2219/1941—Details relating to the geometry of the reactor round circular or disk-shaped
    • B01J2219/1943—Details relating to the geometry of the reactor round circular or disk-shaped cylindrical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/19—Details relating to the geometry of the reactor
    • B01J2219/194—Details relating to the geometry of the reactor round
    • B01J2219/1941—Details relating to the geometry of the reactor round circular or disk-shaped
    • B01J2219/1946—Details relating to the geometry of the reactor round circular or disk-shaped conical
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/50—Agglomerated particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/40—Electric properties
    • 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)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

미립자 물질을 생산하는 처리 시스템 및 방법이 제공된다. 처리 시스템은하나 이상의 가스 라인에 연결되어 하나 이상의 가스를 처리 시스템으로 전달하는 시스템 유입구, 버퍼 챔버, 분산 챔버, 가열 조립체, 반응 챔버 및 미립자 물질을 처리 시스템 밖으로 전달하기 위한 시스템 유출구를 포함한다. 방법은 하나 이상의 가스를 시스템 유입구를 통해 처리 시스템의 버퍼 챔버로 전달하는 단계, 액체 혼합물을 하나 이상의 액적 스트림으로 하나 이상의 파워 제트 모듈을 사용하여 처리 시스템으로 분사하는 단계, 하나 이상의 가열된 가스의 흐름을 가열 조립체를 통해 전달하는 단계, 반응 혼합물을 형성하는 단계 및 반응 혼합물을 반응 온도에서 반응 챔버 내부의 생성물로 처리하는 단계를 포함한다.

Description

반응 챔버 내부에 보조 가스 흐름을 갖는 시스템 및 방법
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 2019년 6월 28일자로 출원된 미국 가특허 출원 일련 번호 제62/868,843의 이익을 주장한다. 상기 참조된 출원 전부는 본원에 참조에 의해 통합된다.
본 발명은 일반적으로 배터리 응용을 위한 물질의 제조에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 2차 전지에서 사용하기 위한 구조화된 캐소드(cathode) 또는 애노드(anode) 활성 물질을 제조하는 처리 시스템 및 방법에 관한 것이다.
높은 에너지 밀도, 높은 전력 성능, 고용량, 긴 수명, 낮은 비용 및 뛰어난 안전성의 측면에서 다양한 가전제품, 전기 차량 및 그리드 에너지 저장 응용에서 증가하는 수요를 충족시키기 위해 첨단 전기화학 배터리 셀의 개발에 많은 노력을 기울여 왔다. 대부분의 경우, 배터리는 공간 및 물질 자원을 절약하기 위해 소형화되고, 경량화되고 재충전(따라서 재사용)가능한 것이 바람직하다.
전기화학적 활성 배터리 셀에서, 캐소드 및 애노드는 전해질(electrolyte)에 침지되고 분리막(separator)에 의해 전자적으로 분리된다. 분리막은 전형적으로 전극으로부터 전해질로 방출되는 금속 이온이 분리막의 기공을 통해 확산되고 배터리 충전 및 방전 동안 캐소드와 애노드 사이를 이동할 수 있도록 다공성 폴리머 멤브레인(membrane) 물질로 이루어진다. 배터리 셀의 유형은 보통 그 캐소드 전극과 애노드 전극 사이에서 운반되는 금속 이온으로부터 명명된다. 다양한 재충전식 2차 전지(secondary battery), 예컨대 니켈 카드뮴 전지, 니켈-수소 합금 전지, 납축전지, 리튬 이온 전지, 및 리튬 이온 폴리머 전지 등은 수 년에 걸쳐 상업적으로 개발되어왔다. 상업적으로 이용되기 위해, 재충전식 2차 전지는 높은 에너지 밀도, 높은 전력 밀도 및 안전성이 요구된다. 그러나, 에너지 밀도와 전력 밀도 사이에는 트레이드 오프(trade-off)가 존재한다.
리튬 이온 전지는 1990년 초에 개발된 2차 전지이다. 다른 2차 전지와 비교하여, 그것은 높은 에너지 밀도, 긴 수명, 비 기억 효과, 낮은 자체-방전율 및 환경적으로 무해한 이점을 갖는다. 리튬 이온 전지는 빠르게 용인되었고 상업용 2차 전지 시장을 지배하였다. 그러나, 다양한 리튬 전지 물질을 상업적으로 제조하기 위한 비용은 다른 유형의 2차 전지보다 상당히 더 높다.
리튬 이온 전지에서, 전해질은 리튬 이온이 그 안에서 자유롭게 이동할 수 있도록 유기 용매(예를 들어, 에틸렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트, 및 디에틸 카보네이트)에 리튬염(예를 들어, LiPF6, LiBF4 또는 LiClO4)으로 주로 구성된다. 일반적으로, 알루미늄 포일(예를 들어, 15~20 ㎛의 두께) 및 구리 포일(예를 들어, 8~15 ㎛의 두께)은 각각, 캐소드 전극 및 애노드 전극의 집전체(current collector)로서 사용된다. 애노드의 경우, 미크론-크기의 흑연(약 330 mAh/g의 가역 용량을 가짐)은 종종 애노드 집전체 상에 코팅되는 활성 물질로서 사용된다. 흑연 물질은 종종 고체-상태 공정, 예컨대 산소 없는 극한의 온도에서의 분쇄 및 열분해(예를 들어, 대략 3000℃에서의 흑연화)로부터 제조된다. 활성 캐소드 물질에 관해 말하면, 상이한 결정 구조 및 용량의 다양한 고체 물질이 수 년에 걸쳐 개발되어왔다. 양호한 캐소드 활성 물질의 예는 나노미터- 또는 미크론-크기의 리튬 전이 금속 산화물 물질 및 리튬 이온 포스페이트 등을 포함한다.
캐소드 활성 물질은 리튬 이온 전지에서 가장 비싼 구성요소이고, 리튬 배터리 셀의 에너지 밀도, 수명, 제조 비용 및 안전성을 비교적 크게 좌우한다. 리튬 전지가 처음 상용화되었을 때, 리튬 코발트 산화물(LiCoO2) 물질은 캐소드 물질로서 사용되고 그것은 여전히 캐소드 활성 물질 시장에서 상당한 시장 점유율을 차지하고 있다. 그러나, 코발트는 독성이 있고 비싸다. 다른 리튬 전이 금속 산화물 물질, 예컨대 층상 구조 LiMeO2(여기서 금속 Me = Ni, Mn, Co 등이며; 예를 들어, 대략 140~150 mAh/g에서 그들의 가역적/실질적 용량을 갖는, LiNi0.33Mn0.33Co0.33O2), 스피넬 구조 LiMn2O4(대략 110~120 mAh/g에서 가역적/실질적 용량을 가짐), 및 올리빈-타입 리튬 금속 포스페이트(예를 들어, 대략 140~150 mAh/g에서 가역적/실질적 용량을 갖는, LiFePO4)가 최근에 활성 캐소드 물질로서 개발되고 있다. 캐소드 물질로서 사용될 때, 스피넬 구조 LiMn2O4 물질은 불충분한 배터리 수명을 나타내고 올리빈-타입 LiFePO4 물질은 에너지 밀도가 낮고 낮은 온도 성능이 좋지 않다. LiMeO2 물질에 관해 말하면, 그들의 전기화학적 성능이 더 양호하다고 할지라도, LiMeO2에 대한 이전 제조 공정이 대부분 응집체(agglomerate)를 수득할 수 있음으로써, 대부분의 LiMeO2 물질에 대한 전극 밀도는 LiCoO2와 비교하여 더 낮다. 임의의 경우에서, 배터리 응용을 위한 물질, 특별히 캐소드 활성 물질을 제조하기 위한 이전 공정은 대부분의 공정이 너무 많은 시간 및 에너지를 소비함에 따라 너무 비싸고, 여전히 종래 물질의 품질은 일관성이 없고 제조 수율이 낮다.
종래의 물질 제조 공정 예컨대 고체-상태 반응(예를 들어, 고체 전구체 혼합 및 그 다음 소성) 및 습식-화학 공정(예를 들어, 공침, 졸-겔, 또는 수열 반응 등을 통해 용액에서 전구체 처리, 및 그 다음 혼합 및 소성)은 나노- 및 미크론-구조적 물질을 생산할 시에 주목할 만한 문제가 있다. 원하는 입자 크기, 형태, 결정 구조, 입자 형상, 및 심지어 화학양론에서 균일한 고체 물질(즉, 입자 및 분말)을 일관되게 생산하는 것은 어렵다. 대부분의 종래의 고체-상태 반응은 완전 반응, 균질성, 및 입자 성장을 위해 긴 소성 시간(예를 들어, 4-20 시간) 및 추가적인 어닐링 공정을 필요로 한다. 예를 들어, 고체-상태 반응에 의해 제조되는 스피넬 구조 LiMn2O4 및 올리빈-타입 LiFePO4 물질은 적어도 수 시간의 소성(calcination)을 필요로 하고, (예를 들어, 24 시간 동안) 별도의 가열 후 어닐링 공정을 더하고, 여전히 품질 일관성이 좋지 않다. 고체-상태 반응의 하나의 본질적인 문제는 소성로(calcination furnace) 내부의 온도 및 화학물질(예컨대 O2) 구배의 존재이며, 이는 최종 생성물의 성능, 일관성 및 전체 품질을 제한한다.
반면에, 낮은 온도에서 수행되는 습식 화학 공정은 보통 더 빠른 화학 반응을 수반하지만, 별도의 높은 온도 소성 공정 및 심지어 추가적인 어닐링 공정이 그 후에 여전히 요구된다. 게다가, 습식 화학 공정에서 요구되는 화학 첨가제, 겔화제, 및 계면활성제는 (추가적인 화학물질을 구매하고 특정 공정 순서, 속도, pH, 및 온도를 조정할 시에) 물질 제조 비용에 추가될 것이고 생산된 활성 물질로서의 최종 조성(composition)을 방해할 수 있다(따라서, 원치 않는 화학물질을 제거하거나 생성물을 필터링할 시에 추가적인 단계를 종종 요구함). 더욱이, 습식 화학에 의해 생산되는 생성물 분말의 1차 입자의 크기는 매우 작고, 바람직하지 않은 큰 크기의 2차 입자로 응집하는 경향이 있으며, 따라서 에너지 패킹 밀도에 영향을 미친다. 또한, 생산된 바와 같은 분말 입자의 형태는 종종 바람직하지 않은 비정질 응집체, 다공성 응집체, 와이어(wire), 로드(rod), 플레이크 등을 나타낸다. 높은 패킹 밀도를 허용하는 균일한 입자 크기 및 형상이 바람직하다.
리튬 코발트 산화물(LiCoO2) 물질의 합성은 비교적 간단하고 리튬염(예를 들어, 수산화리튬(LiOH) 또는 탄산리튬(Li2CO3))과 원하는 입자 크기의 코발트 산화물(Co3O4)을 혼합하고 그 다음 리튬 금속이 코발트 산화물의 결정 구조로 확산되어 층상 결정 구조화 LiCoO2 분말의 적절한 최종 생성물을 형성하는지를 확인하기 위해 장시간 동안 매우 높은 온도에서(예를 들어, 900℃에서 20시간) 소성하는 것을 포함한다. Ni, Mn, 및 Co와 같은 전이 금속이 그들의 전이 금속 산화물 또는 염을 직접 혼합하고 반응(고체-상태 소성)시키는 경우 균일하게 혼합된 전이 금속층을 형성하기 위해 서로 잘 확산되지 않으므로 이러한 접근법은 LiMeO2에 대해 효과가 없다. 따라서, 종래의 LiMeO2 제조 공정은 최종 활성 캐소드 물질(예를 들어, 리튬 NiMnCo 전이 금속 산화물(LiMeO2))을 만들기 전에 전이 금속 수산화물 전구체 화합물(예를 들어, Me(OH)2, Me=Ni, Mn, Co 등)을 구매하거나 공침 습식 화학 공정으로부터 제조하는 것을 필요로 한다.
이러한 Ni(OH)2, Co(OH)2, 및 Mn(OH)2 전구체 화합물의 수용해도(water solubility)는 상이하고 그들은 통상적으로 상이한 농도에서 침전하므로, 이러한 전구체 화합물의 혼합 용액의 pH는 제어되어야 하고 암모니아(NH3) 또는 다른 첨가제는 니켈(Ni), 망간(Mn), 및 코발트(Co)가 함께 공-침전하여 미크론-크기의 니켈-망간-코발트 수산화물(NMC(OH)2) 2차 입자를 형성할 수 있도록 소량씩(small aliquot) 천천히 첨가되어야 한다. 그러한 공-침전된 NMC(OH)2 2차 입자는 종종 나노미터-크기의 1차 입자의 응집체이다. 따라서, NMC(OH)2 전구체 화합물로부터 이루어지는 최종 리튬 NMC 전이 금속 산화물(LiMeO2)도 또한 응집체이다. 이러한 응집체는 전극 칼렌더링(calendaring) 단계 동안 높은 압력 하에서 파손되고 집전체 포일 상으로 코팅되는 경향이 있다. 따라서, 이러한 리튬 NMC 전이 금속 산화물 물질이 캐소드 활성 물질로서 사용될 때, 상대적으로 낮은 압력을 칼렌더링 단계에서 사용해야 하고, 제조된 캐소드의 전극 밀도를 추가로 제한해야 한다.
LiMeO2 활성 캐소드 물질에 대한 종래의 제조 공정에서, 전구체 화합물 예컨대 수산화리튬(LiOH) 및 전이 금속 수산화물(Me(OH)2)은 고체-상태에서 균일하게 혼합되고 두꺼운 Al2O3 도가니(crucible)에 저장된다. 그 다음, 도가니는 900℃ 내지 950℃에 도달할 때까지 5-10℃/분 온도 램프 업(ramp up) 속도로 가열된 노(furnace)에 배치되고 10 시간 내지 20 시간 동안 소성된다. 전구체 화합물이 장시간 동안 높은 온도 하에서 가열되므로, 이웃하는 입자는 함께 소결되고, 따라서, 소성 후 분쇄 단계가 필요한 경우가 많다. 따라서, 원치 않는 크기의 입자는 분쇄 후에 선별되어야 하므로, 전체 수율을 더욱 낮춘다. 높은 온도 및 긴 반응 시간은 또한 리튬 금속의 증발을 초래하고, 전형적으로 최종 생성물이 정확한 리튬/전이 금속 비율을 갖도록 하기 위해서는 10%에 달하는 추가 양의 리튬 전구체 화합물이 소성 동안 첨가될 필요가 있다. 전반적으로, 그러한 다단계 일괄 제조 공정을 위한 공정 시간은 최대 일주일이 소요될 것이므로 그것은 매우 노동 집약적이고 에너지 소비적이다. 일괄 공정은 또한 실행간(run-to-run) 품질 일관성이 떨어지고 전체 수율이 낮은 불순물을 도입할 가능성을 증가시킨다.
따라서, 배터리 셀을 위한 고품질, 구조화된 활성 물질을 제조하기 위한 개선된 공정 및 시스템이 필요하다.
본 발명은 일반적으로 처리 시스템의 반응 챔버 내부에 보조 가스 흐름을 구비한 처리 시스템 및 그 상에서 액체 혼합물로부터 미립자 물질을 생산하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 바람직한 결정 구조, 크기 및 형태로 물질 입자(예를 들어, 활성 전극 물질 등)를 생산하기 위한 방법 및 처리 시스템에 관한 것이다.
일 실시예에서, 액체 혼합물로부터 미립자 물질을 생산하는 처리 시스템이 제공된다. 처리 시스템은 하나 이상의 가스 라인, 하나 이상의 가스 라인에 연결되어 하나 이상의 가스를 처리 시스템으로 전달하는 시스템 유입구, 및 액체 혼합물을 하나 이상의 액적 스트림으로 분사하고 하나 이상의 액적 스트림을 처리 시스템으로 분사하도록 조정되는 하나 이상의 파워 제트 모듈을 포함한다. 처리 시스템은 반응 혼합물을 생성물로 처리하도록 조정되는 반응 챔버, 및 가열 조립체를 더 포함한다.
일 양태에서, 가열 조립체는 하나 이상의 제2 가스 흐름을 반응 챔버로 전달하기 위해 반응 챔버의 챔버 벽의 개구에 연결되는 제2 가스 라인, 및 제2 가스 라인에 연결되고 반응 챔버 내부에 위치되는 가스 전달 요소를 포함한다. 다른 양태에서, 반응 혼합물은 하나 이상의 제1 가스 흐름, 하나 이상의 제2 가스 흐름, 및 하나 이상의 액적 스트림을 포함한다. 다른 양태에서, 처리 시스템은 하나 이상의 파워 제트 모듈에 연결되고 하나 이상의 액적 스트림을 하나 이상의 가스의 흐름과 함께 분산시키도록 조정되는 분산 챔버를 더 포함한다.
또 다른 양태에서, 처리 시스템은 시스템 유입구로부터 유동되는 하나 이상의 가스를 분산 챔버로 전달하도록 조정되는 버퍼 챔버를 더 포함한다. 다른 실시예에서, 버퍼 챔버는 하나 이상의 가스를 가스 흐름으로 전달하기 위해 그 안에 하나 이상의 채널을 갖는 가스 분배기를 더 포함한다. 다른 실시예에서, 가스 분배기는 버퍼 챔버의 챔버 벽의 내부 원주에 피팅되도록 형상화된다. 또 다른 양태에서, 처리 시스템은 분산 챔버 내부에서 0도 내지 약 180도 사이의 각도로 서로 유동되는 하나 이상의 가스 및 하나 이상의 액적 스트림을 더 포함한다. 일 실시예에서, 처리 시스템의 가스 전달 요소는 가스 흐름을 하나 이상의 파워 제트 모듈로부터 생산되는 하나 이상의 액적 스트림과 혼합하도록 조정되고, 가스 흐름 및 하나 이상의 액적 스트림은 반응 챔버 내부에서 0도 내지 약 180도 사이의 각도로 서로 유동된다.
다른 실시예에서, 처리 시스템은 생성물을 생산하기 위해 제공되고 하나 이상의 제1 가스 라인, 하나 이상의 제1 가스 라인에 연결되어 하나 이상의 제1 가스 흐름을 처리 시스템으로 전달하는 시스템 유입구, 액체 혼합물을 하나 이상의 액적 스트림으로 분사하고 하나 이상의 액적 스트림을 처리 시스템으로 분사하도록 조정되는 하나 이상의 파워 제트 모듈, 하나 이상의 파워 제트 모듈에 연결되고 하나 이상의 액적 스트림을 하나 이상의 제1 가스 흐름과 함께 가스-액체 혼합물로 분산시키도록 조정되는 분산 챔버 - 하나 이상의 제1 가스 흐름 및 하나 이상의 액적 스트림은 0도 내지 약 180도 사이의 분산각(α)으로 서로 유동됨 -, 반응 혼합물을 생성물로 처리하도록 조정되는 반응 챔버, 및 가열 조립체를 포함한다. 일 양태에서, 하나 이상의 제2 가스 흐름은 가스 전달 요소에 의해 전달되어반응 챔버 내부에서 0도 내지 약 180도 사이의 각도(β)로 서로 가스-액체 혼합물의 하나 이상의 흐름과 혼합된다.
다른 실시예에서, 액체 혼합물로부터 생성물을 생산하는 방법이 제공된다. 방법은 하나 이상의 제1 가스 흐름을 시스템 유입구를 통해 처리 시스템의 버퍼 챔버로 전달하는 단계, 하나 이상의 제2 가스 흐름을 가열 조립체를 통해 처리 시스템의 반응 챔버로 전달하는 단계, 액체 혼합물을 처리 시스템의 하나 이상의 파워 제트 모듈에 의해 하나 이상의 액적 스트림으로 분사하는 단계, 하나 이상의 액적 스트림을 하나 이상의 파워 제트 모듈을 통해 처리 시스템의 분산 챔버 내부에 유동시키는 단계, 및 하나 이상의 제1 가스 흐름, 하나 이상의 제2 가스 흐름, 및 하나 이상의 액적 스트림을 포함하는 반응 혼합물을 반응 챔버 내부에 형성하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 100℃ 내지 1400℃ 사이의 온도로 가열되는 하나 이상의 제2 가스 흐름을 사용하여 처리 시스템의 반응 챔버를 가열하는 단계; 및 반응 혼합물을 반응 챔버 내부의 생성물로 처리하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 인용된 특징이 상세히 이해될 수 있는 그러한 방식이도록, 위에 간략하게 요약된 본 발명의 보다 특정한 설명이 실시예를 참조하여 설명될 수 있으며, 그 중 일부는 첨부 도면에 예시된다. 그러나, 본 발명이 다른 동등하게 유효한 실시예를 인정할 수 있기 때문에, 첨부 도면은 본 발명의 전형적인 실시예만을 예시하고 따라서 그 범위의 제한으로 간주되지 않는다는 점이 주목된다.
도 1a는 반응 챔버 내부에 보조 가스 흐름을 구비한 처리 시스템의 일 예의 일 실시예의 사시도이다.
도 1b는 반응 챔버 내부에 보조 가스 흐름을 구비한 처리 시스템의 다른 예의 다른 실시예의 횡단면도이다.
도 1c는 반응 챔버 내부에 보조 가스 흐름을 구비한 처리 시스템에 사용될 수 있는 장치의 횡단면도이다.
도 2a는 반응 챔버 내부에 보조 가스 흐름을 구비한 처리 시스템에 사용될 수 있는 상기 장치의 분산 챔버의 횡단면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 챔버 내부의 가스 흐름과 액적 스트림 사이의 각도를 예시한다.
도 3a는 반응 챔버 내부에 보조 가스 흐름을 구비한 처리 시스템에서 사용될 수 있는 상기 장치의 반응 챔버의 횡단면도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반응 챔버 내부의 가스-액체 혼합물과 가열된 가스 흐름 사이의 각도를 예시한다.
도 4는 미립자 물질을 생산하는 방법을 예시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 시스템에서 사용될 수 있는 상기 장치 내의 속도 벡터를 예시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 시스템에서 사용될 수 있는 상기 장치 내의 속도 스트림라인을 예시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 반응 챔버 내부에 보조 가스 흐름을 구비한 처리 시스템에서 사용될 수 있는 상기 장치의 온도 분포를 예시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 시스템에서 사용될 수 있는 상기 장치 내의 속도 스트림라인을 예시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 반응 챔버 내부에 보조 가스 흐름을 구비한 처리 시스템에서 사용될 수 있는 상기 장치의 온도 분포를 예시한다.
본 발명은 일반적으로 처리 시스템의 반응 챔버 내부에 보조 가스 흐름을 구비한 처리 시스템 및 그 상에서 액체 혼합물로부터 미립자 물질을 생산하는 방법을 제공한다. 처리 시스템은 미립자 물질을 생산하고, 물질 제조 시간 및 에너지를 절약하고, 종래의 활성 물질 제조 공정에서 알 수 있는 바와 같은 높은 제조 비용, 낮은 수율, 불충분한 품질 일관성, 낮은 전극 밀도, 낮은 에너지 밀도의 문제를 해결하기 위해 연속 공정을 수행할 시에 유용하다. 처리 시스템은 일반적으로 하나 이상의 가스를 하나 이상의 가스 라인을 통해 전달하기 위한 시스템 유입구, 버퍼 챔버, 하나 이상의 파워 제트 모듈에 결합되는 분산 챔버, 반응 챔버, 반응 챔버 내부의 가열 조립체, 및 미립자 물질을 처리 시스템 밖으로 전달하기 위한 시스템 유출구를 포함한다.
일 양태에서, 전구체 화합물, 예컨대 금속-함유 전구체는 상이한 금속 전구체의 비율(ratio)이 바람직한 비율로 조정 가능할 수 있고 여전히 전구체의 균일한 블렌딩(blending)을 수득할 수 있도록 액체 혼합물로 혼합된다. 그 다음, 액체 혼합물은 신속하게 가스와 혼합되어 가열된 가스와 균등하게 혼합되고 가스 상태로 연속적으로 처리될 가스-고체 혼합물을 형성하며, 그것에 의해 반응 챔버 내부에서 미립자 물질의 건조된 고체 입자로 반응된다.
다른 양태에서, 원하는 비율의 금속 전구체 화합물의 균일한 혼합물은 액체 혼합물로 혼합되고 분산 챔버로 분사되어 하나 이상의 가스(예를 들어, 캐리어 가스, 반응 가스, 산화 가스, 산소 가스 등)를 버퍼 챔버로부터 수용하며, 그것에 의해 반응 챔버로 진입하기 전에 분산 챔버 내에 가스-액체 혼합물의 액적을 형성한다.
일 실시예에서, 가스-액체 혼합물의 액적은 반응 챔버로 유동되어 가스-고체 혼합물로 처리되며, 여기서 가열된 공기 또는 가열된 가스는 가열된 가스가 다양한 반응, 예컨대 반응 챔버 내부의 건조 반응, 산화 반응, 가열 반응 등을 위한 가스원 및/또는 에너지원 둘 다로서 제공될 수 있도록 가열 조립체를 통해 반응 챔버 내부의 내부 챔버 공간으로 능동적으로 유동된다.
반응 챔버로부터의 반응 생성물(예를 들어, 입자, 배터리 산화물 물질, 미립자 물질 등)은 반응 챔버 밖으로 전달되어 냉각된다. 냉각 후, 반응 생성물은 원하는 결정 구조, 입자 크기, 및 형태를 구비한, 전구체 조성물의 산화된 형태의 고체 물질 입자 또는 미세 분말(예를 들어, 금속 산화물 물질, 예컨대 혼합된 금속 산화물 물질의 미세 분말)을 함유한다. 따라서, 고품질 및 일관된 활성 배터리 물질은 종래의 제조 공정으로부터 제조되는 물질보다 훨씬 더 적은 시간, 노동 및 감독으로 수득될 수 있다.
일 양태에서, 가열 조립체는 하나 이상의 가열된 가스(예를 들어, 100℃ 내지 1400℃ 사이의 온도로 가열됨)를 반응 챔버로 전달하기 위해 반응 챔버의 챔버 벽의 개구에 연결되는 가스 라인을 포함한다. 하나 이상의 가열된 가스는, 그러한 가스 흐름이 처리 시스템으로 진입하기 전에 가열될 때, 반응물(reactant)(예를 들어, 반응 혼합물, 가스-액체 혼합물, 액체 혼합물, 및 다른 혼합물 등)이 반응 챔버에서 반응하기 위한 에너지원의 역할을 할 수 있다. 가열 조립체는 하나 이상의 가열된 가스를 전달하여 반응 챔버의 진입 영역(entry region)에 도달하도록 가스 라인에 연결되고 반응 챔버 내부에 위치되는 가스 전달 요소를 더 포함하며 여기서 진입 영역은 분산 챔버에 연결된다. 또한, 반응 챔버는 미립자 물질을 처리 시스템 밖으로 전달하기 위한 시스템 유출구에 연결된다.
다른 양태에서, 하나 이상의 가스(예를 들어, 200℃ 내지 400℃ 사이의 온도에서의 캐리어 가스, 산소 가스, 불활성 가스, 질소 가스 등)의 흐름은 시스템 유입구로부터 처리 시스템으로 전달되고 액체 혼합물과 함께 가스-액체 혼합물을 형성하기 위한 가스원 및 가스-액체 혼합물을 반응 챔버로 전달하기 위한 운반 가스로서 제공된다. 가스는 또한 그러한 가스가 처리 시스템으로 진입하기 전에 20℃ 이상의 온도(예를 들어, 100℃ 내지 400℃ 사이)로 가열되는 경우 가스-액체 혼합물이 반응 챔버에서 반응하도록 에너지원의 역할을 할 수 있다.
또 다른 양태에서, 금속-함유 액체 혼합물일 수 있는 액체 혼합물은 분산 챔버에 연결되는 하나 이상의 파워 제트 모듈에 의해 액적 스트림으로 신속하게 분사되고 그 다음 처리 시스템의 분산 챔버로 분산된다. 액적 스트림은 가스와 연속적으로 혼합되어 반응 챔버로 유동되고 전달될 가스-액체 혼합물을 형성한다.
일 실시예에서, 반응 챔버 내부에서 하나 이상의 가열된 가스의 흐름은 그 안에 능동적으로 전달되고 가스-액체 혼합물은 반응 챔버의 내부 챔버 공간 내부에서 함께 혼합되어 반응 혼합물을 형성한다. 다른 실시예에서, 반응 챔버로 전달되는 가열된 가스의 하나 이상의 흐름은 원하는 반응 온도, 예컨대 100℃ 내지 1400℃ 사이의 온도, 예를 들어, 300℃ 내지 1000℃ 사이, 또는 400℃ 내지 800℃ 사이 등으로 가열된다. 또 다른 실시예에서, 처리 시스템의 반응 챔버는 100℃ 내지 1400℃ 사이의 온도로 가열되는 하나 이상의 가스를 사용함으로써 반응 온도로 가열될 수 있다. 반응 챔버 내의 반응 혼합물은 반응 챔버 내부의 반응 온도에서 반응 시간 동안 생성물로 처리되고 반응 챔버 밖으로 전달된다. 예로서, 반응 혼합물은 하나 이상의 액체, 하나 이상의 가스, 하나 이상의 액적 스트림 및 가열된 가스, 및 그 조합의 혼합물을 포함할 수 있다.
처리 시스템의 반응 챔버 내부에 보조 가스 흐름을 구비한 처리 시스템
도 1a는 액체 혼합물로부터 미립자 물질을 그 안에 생산하는 방법에 제공되는 처리 시스템(100)의 일 예시적 실시예의 사시도이다. 처리 시스템(100)은 일반적으로 시스템 유입구(102), 시스템 유출구(104), 반응 챔버(110), 및 가열 조립체(180)를 포함할 수 있다. 아래에 상세히 설명되는 바와 같은 가열 조립체(180)는 처리 시스템(100)의 반응 챔버(110) 내부에 보조 가스 흐름을 제공하도록 설계된다.
시스템 유입구(102)는 하나 이상의 가스, 예컨대 캐리어 가스 및 다른 가스를 가스 라인(106)을 통해 처리 시스템(100)으로 전달하기 위해 제공된다. 시스템 유출구(104)는 화학 용액의 액체 혼합물(예를 들어, 액체 배터리 반응물 화학 용액의 혼합물 등)과 같은 반응물이 생성물(예를 들어, 배터리 미립자 물질, 배터리 캐소드 물질, 배터리 애노드 물질 등)로 처리된 후 처리 시스템(100) 밖으로 미립자 물질을 전달하기 위해 반응 챔버(110)에 연결된다.
도 1a에 의해 예시되는 바와 같이, 처리 시스템(100)은 시스템 유입구(102)에 연결되고 시스템 유입구(102)로부터 수용되는 하나 이상의 가스 흐름(예를 들어, 도 1b에 도시된 바와 같은 하나 이상의 가스(F1))을 처리 시스템(100) 내부에서 유동하는 다수의 균일한 가스 흐름(예를 들어, 도 1b에 도시된 바와 같은 하나 이상의 가스 흐름(F2))으로 전환하기 위해 그 안에 하나 이상의 가스 분배기 또는 가스 분배 메커니즘(예를 들어, 하나 이상의 채널) 채널을 갖도록 조정되는 적어도 하나의 버퍼 챔버(130)를 더 포함할 수 있다. 버퍼 챔버(130) 내부에서 유동하는 하나 이상의 가스는 특히, 공기, 산소, 이산화탄소, 질소 가스, 수소 가스, 불활성 가스, 비활성 가스, 및 그 조합의 가스원으로부터 선택될 수 있다.
또한, 처리 시스템(100)은 또한 하나 이상의 파워 제트 모듈(예를 들어, 파워 제트 모듈(140A, 140B, 140C 등)에 결합되는 분산 챔버(120)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 파워 제트 모듈은 하나 이상의 화학 반응물을 수용하고, 화학 반응물을 하나 이상의 액체 혼합물로 혼합하고, 하나 이상의 액체 혼합물을 분산 챔버(120)로 분사하여, 그것에 의해 하나 이상의 액체 혼합물을 처리 시스템(100)의 분산 챔버(120)로 전달하기 위해 제공된다.
파워 제트 모듈(140A, 140B, 140C 등)은 분산 챔버의 일 부분에 부착되고 공기 압력을 이용하여 액체 혼합물을 분사하고 그것을 분산 챔버 내부에서 직접 작은 크기 액적을 함유하는 미스트로 변환할 수 있다. 대안적으로, 미스트는 분산 챔버(120) 외부에서 생성되고 분산 챔버(120) 내로 전달될 수 있다. 적절한 액적 크기는 사용되는 파워 제트 모듈, 액체 혼합 화합물, 분산 챔버(120) 온도, 가스 흐름 속도, 및 분산 챔버 내부의 체류 시간의 선택에 따라 조정될 수 있다. 일 예로서, 1/10 미크론 내지 1 밀리미터 사이의 액체 액적 크기를 갖는 미스트는 분산 챔버 내부에서 생산된다.
분산 챔버(120)에 결합될 수 있는 파워 제트 모듈의 수는 제한되지 않고, 맞춤형 설계 또는 요구 기반(need-based)에 따라 분산 챔버(120)에 결합되는 1개, 2개, 3개 또는 임의의 수의 파워 제트 모듈이 있을 수 있다. 일 양태에서, 2개 이상의 파워 제트 모듈은 분산 챔버(120)의 외주 주위에 위치된다. 각각의 파워 제트 모듈은 액체-혼합물을 하나 이상의 액적 스트림으로 분산 챔버(120)로 분사하도록 조정됨으로써 하나 이상의 액적 스트림은 버퍼 챔버(130)의 가스 분배 메커니즘의 하나 이상의 채널을 통과하는 하나 이상의 가스와 혼합되며, 그것에 의해 반응 챔버(110)로 전달될 분산 챔버(120) 내의 하나 이상의 가스-액체 혼합물을 형성한다.
일 실시예에서, 파워 제트 모듈(140A)은 분산 챔버(120)의 일 부분에 결합되어 분산 챔버 내에 직접 액체 혼합물의 미스트(예를 들어, 작은 크기 액적의 큰 집합)를 생산한다. 일반적으로, 파워 제트 모듈(140A)은 모노-크기 액적의 미스트를 생산할 수 있다. 다른 실시예에서, 분산 챔버(120)는 버퍼 챔버(130)로부터 다수의 균일한 가스 흐름을 수용하고 하나 이상의 파워 제트 모듈(140A, 140B 및 140C) 어레이로부터 분사되는 하나 이상의 액적 스트림과 함께 다수의 균일한 가스 흐름을 서로 분산시키기 위해 하나 이상의 파워 제트 모듈(140A, 140B 및 140C)에 연결된다.
또한, 일 실시예에서, 액체 혼합물은 2개 이상의 전구체 화합물로부터 제조되고 그 다음 액적으로 전환되며, 각각의 액적은 함께 균일하게 분포되는 2개 이상의 전구체를 가질 것이다. 그 다음, 액체 혼합물의 수분은 액적을 분산 챔버를 통해 통과시킴으로써 제거되고 가스의 흐름은 적절한 체류 시간 동안 분산 챔버 내에 미스트를 운반하기 위해 사용된다. 액체 혼합물 내의 전구체 화합물의 농도 및 액체 혼합물의 미스트의 액적 크기는 배터리 물질의 최종 생성물 입자의 화학적 조성, 입자 크기, 및 크기 분포를 제어하기 위해 조정될 수 있다는 것이 더 고려된다.
일 실시예에서, 처리 시스템(100)의 반응 챔버(110)는 가스-액체 혼합물의 하나 이상의 액적 스트림을 수용하고 하나 이상의 가열된 가스와 가스-액체 혼합물을 반응시킴으로써 분산 챔버(120)로부터 전달되는 하나 이상의 가스-액체 혼합물을 처리하여 가스-액체 혼합물을 최종 반응 생성물, 예를 들어, 배터리 미립자 물질, 산화된 금속 산화물 물질 등으로 산화시키고 가열시키기 위해 제공된다.
다른 실시예에서, 반응 챔버(110)는 가열 조립체(180)의 일 부분이 위치되는 가열 조립체(180)에 연결되는 가스 라인(186)으로부터의 가열된 가스를 반응 챔버(110)의 내부 챔버 공간으로 전달하기 위해 그 안에 보조 가스 흐름을 구비한 가열 조립체(180)에 연결된다. 가열 조립체(180)는 반응 챔버(110)의 챔버 벽(118) 상에 위치되는 개구(119)를 통해 반응 챔버(110)에 연결된다.
가열 조립체(180)는 반응 챔버(110)의 내부 챔버 공간 내에 가스 전달 요소(184)를 포함한다. 일 실시예에서, 가스 전달 요소(184)는 건조 가열 소스 및/또는 가스원을 반응 챔버(110) 내의 반응물에 제공하도록 설계된다. 가스 전달 요소(184)의 개구는 반응 챔버(110) 내부에서 분산 챔버(120)로부터 수용되는 가스-액체 혼합물을 처리하기 위해 분산 챔버(120)와 반응 챔버(110) 사이의 연결부(connection)에 인접하도록 위치된다는 것이 고려된다.
가열 조립체(180)의 가스 전달 요소(184)의 벽(188)은 가스 전달 요소(184)를 통해 유동될 가스 라인(186)으로부터 수용되는 가열된 가스의 가스 흐름이 반응 챔버(110)와 분산 챔버(120) 사이의 진입 영역에 도달하도록 채널링하기 위해 제공됨으로써 가열 조립체(180)의 가스 전달 요소(184)로부터 전달되는 가열된 가스가 그 다음 가열 조립체(180)의 가스 전달 요소(184) 밖으로 유동되어 반응 챔버(110)의 챔버 벽(118) 내의 내부 챔버 공간을 충진한다.
일 실시예에서, 가스 전달 요소(184)는 바람직하게는 반응 챔버(110) 내부에서 상향 위치된다. 다른 실시예에서, 가스 전달 요소(184)는 범위가 0도에서 90도에 이르는 지면에 대해 임의의 각도로 위치될 수 있다. 일 양태에서, 가스 전달 요소(184)는 지면에 대해 수직이다. 다른 양태에서, 가스 전달 요소(184)는 범위가 0도에서 90도에 이르는 지면에 대해 임의의 각도로 있을 수 있다.
도 1b는 배터리 미립자 물질을 생산하기 위한 빠르고, 간단하고, 연속적이고, 저비용인 제조 공정을 수행하기 위해 사용될 수 있는 예시적 처리 시스템(200)의 횡단면도이다. 처리 시스템(200)은 하나 이상의 가스를 처리 시스템(200)으로 전달하기 위한 시스템 유입구(202), 시스템 유입구(202)에 연결되는 버퍼 챔버(230), 버퍼 챔버(230)에 연결되는 분산 챔버(220), 가열 조립체(280), 및 분산 챔버(220)에 연결되는 반응 챔버(210), 및 생성된 미립자 물질을 처리 시스템(200) 밖으로 전달하기 위해 반응 챔버(210)에 연결되는 시스템 유출구(204)를 포함한다.
시스템 유입구(202)는 하나 이상의 가스(F1)를 버퍼 챔버(230)로 전달하기 위해 제공된다. 하나 이상의 가스(F1)는 하나 이상의 가스(F1)를 다수의 균일한 가스 흐름(F2)으로 버퍼 챔버(230) 밖으로 및 분산 챔버(220) 안으로 지향하고 분포시키기 위해 버퍼 챔버(230)의 가스 분배기(232)를 통해 특정 가스 속도로 유동하도록 하향 가압된다. 가스 분배기(232)는 가스 흐름을 지향시키기 위해 원형 상(circular phase)으로 배열되는 하나 이상의 채널(234)을 가질 수 있으며, 예를 들어, 가스 분배기(232)의 채널(234)은 가스(F1)의 흐름이 다수의 균일한 가스 흐름(F2)으로 분포될 수 있도록 샤워 헤드 유사 방식으로 배열될 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 가스(F1)는 임의의 입자, 액적, 또는 오염물을 제거하기 위해 공기 필터를 통해 펌핑될 수 있고, 가스(F1)의 흐름 속도는 밸브 또는 다른 수단에 의해 조정될 수 있다. 일 실시예에서, 채널(234)로부터 나오는 다수의 균일한 가스 흐름(F2)의 흐름 속도는 하나 이상의 가스(F1)의 흐름 속도보다 더 높을 것이다. 추가적으로, 다수의 균일한 가스 흐름(F2)의 방향은 모여지고 통합될 것이다.
도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 버퍼 챔버(230)의 (도 1b의 파선 B-B'에 의해 구획되는) 횡단면도의 예이다. 버퍼 챔버(230)의 가스 분배기(232)는 버퍼 챔버(230)의 하단 부분에 위치되고 버퍼 챔버(230)의 챔버 벽(238)의 내부 측면 내에 다수의 채널(234)을 포함하고 시스템 유입구(202)로부터 수용되는 가스(F1)를 다수의 통합 가스 흐름(F2)으로 지향시키기 위해 제공된다. 가스 분배기(232)의 채널(234)은 하나 이상의 가스가 통합된 방향 및 원하는 균일한 흐름 속도로 통과할 수 있도록 한다.
하나 이상의 가스(F1)는 특히, 하나 이상의 캐리어 가스, 예를 들어, 공기, 산소, 이산화탄소, 질소 가스, 수소 가스, 불활성 가스, 비활성 가스, 및 그 조합일 수 있다. 하나 이상의 가스의 선택은 액적 스트림에 반응하지 않고 배터리 금속 전구체의 액적 스트림과 잘 혼합하는 하나 이상의 가스일 수 있다. 일부 경우에서, 액적 스트림 내의 화학물질은 가스(F1 및/또는 F2)의 온도 및 액적 스트림의 화학적 조성에 따라, 분산 챔버 내부의 혼합 및/또는 다른 반응 동안 어느 정도까지 가스(F1 및/또는 F2)에 반응할 수 있다. 게다가, 분산 챔버(220) 내의 완전 혼합된 액적 스트림 화합물의 가스-액체 혼합물의 체류 시간은 조정 가능하고, 하나 이상의 가스(F1 및 F2)의 흐름 속도, 및 액적 스트림이 분산 챔버 내에서 관류해야 하는 경로의 길이에 따라, 예를 들어, 1초 내지 1시간 사이일 수 있다.
일 실시예에서, 처리 시스템(200)의 분산 챔버(220)는 분산 챔버(220)의 챔버 벽(228)의 외주에 부착되는 하나 이상의 파워 제트 모듈(예컨대 파워 제트 모듈(240A, 240B 등))에 연결된다. 도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 (도 1b에 도시된 바와 같은 파선 A-A'에 의해 구획되는) 처리 시스템(200)에 구성되는 분산 챔버(220)의 횡단면도이다. 일 실시예에서, 하나 이상의 파워 제트 모듈(예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같은 4개의 파워 제트 모듈(240A, 240B, 240C, 240D), 또는 미도시된 더 많은 수의 파워 제트 모듈)의 어레이는 (또한 도 2a에 도시된 바와 같이) 대칭으로 또는 다른 방식으로 분산 챔버(220)의 챔버 벽(228)에 부착될 수 있다(예를 들어, 파워 제트 모듈은 적층, 삽입 등 또는 다른 방식으로 배열될 수 있다).
도 2a에서, 분산 챔버(220)의 챔버 벽(228) 상의 하나 이상의 개구(222A, 222B, 222C 및 222D)는 파워 제트 모듈(240A, 240B, 240C, 240D)에 각각 연결된다. 일 예에서, 파워 제트 모듈(240A, 240B, 240C, 240D)은 도 2a에 도시된 하나의 배열로 분산 챔버(220)의 챔버 벽(228)에 부착될 수 있다. 배열은 4개의 파워 제트 각각이 챔버 벽(228)의 동일한 수평 라인 상에서 서로 인접한 균등 거리로 챔버 벽(228)에 구성되는 것일 수 있다.
파워 제트 모듈(240A, 240B, 240C, 240D) 각각은 파워 제트 모듈(240A)에 공급되는 액체 혼합물을 하나 이상의 액적 스트림으로 분사하기 위한 파워 제트(242A, 242B, 242C, 242D) 각각을 포함한다. 파워 제트 모듈(240A, 240B, 240C, 240D) 각각은 파워 제트 모듈(240A, 240B, 240C, 240D)을 지지하기 위한 지지 프레임, 모듈 액추에이터(246A, 246B, 246C, 246D), 및 커넥터(245A, 245B, 245C, 245D) 각각을 더 포함할 수 있다. 모듈 액추에이터(246A, 246B, 246C, 246D) 각각은 파워 제트(242A, 242B, 242C, 242D) 각각으로부터 분산 챔버(220)로 분사되는 하나 이상의 액적 스트림(FA, FB, FC, FD) 각각을 작동시키고 주입하기 위해 그 자체의 지지 프레임의 내부 측면에 부착된다. 커넥터(245A, 245B, 245C, 245D) 각각은 모듈 액추에이터(246A, 246B, 246C, 246D) 및 파워 제트(242A, 242B, 242C, 242D) 각각을 연결하기 위해 제공된다.
일 예에서, 파워 제트(242A, 242B, 242C, 242D)는 액적 스트림(FA-D)을 분산 챔버(220)로 수평 주입하고 도 1b에 도시된 바와 같이 분산 챔버를 수평 및 측면으로 통과하기 위해 분산 챔버(220)의 측면 근처에 위치된다. 예를 들어, 분산 챔버(220)가 수평으로 위치되고(예를 들어, 튜브 분산 챔버 등) 파워 제트(242A, 242B, 242C, 242D)가 분산 챔버(220)의 일 단부 근처에 위치될 때, 분산 챔버(220)의 일 단부로부터 다른 단부를 통해 전달되는 미스트의 흐름은 그 체류 시간 동안 분산 챔버(220) 내의 경로를 통과할 수 있다.
다른 예에서, 파워 제트(242A, 242B, 242C, 242D)는 수직으로(예를 들어, 돔형 분산 챔버 등) 액적 스트림(FA, FB, FC, FD)을 분산 챔버(220)로 주입하고 분산 챔버를 수직 하향으로 통과하기 위해 분산 챔버(220)의 상단 근처에 위치된다. 대안적으로, 파워 제트(242A, 242B, 242C, 242D)는 액적 스트림을 (도 2b에서와 같이 표시될 수 있는) 상향으로 분산 챔버로 수직 주입하여 그 안에 생산되는 스트림의 체류 시간을 증가시키기 위해 분산 챔버(220)의 하단 근처에 위치될 수 있다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 액체 혼합물의 스트림을 제외하고, 분산 챔버(220)는 또한 버퍼 챔버(230)로부터 수용되는 가스의 흐름으로 충진된다. 가스 분배기(232)는 버퍼 챔버(230)의 단부 부분에 결합되고 다수의 균일한 가스 흐름(F2)을 분산 챔버(220)로 유동시키도록 조정된다. 다수의 균일한 가스 흐름(F2)의 흐름은, 분산 챔버(220) 내부의 액적 스트림의 형성과 동시에, 분산 챔버(220)로 전달되어 액적 스트림을 분산 챔버(220)를 통해 운반할 수 있고, 미스트로부터 수분을 제거하거나 제거하지 않을 수 있고, 액체 혼합물을 함유하는 방향을 갖는 가스-액체 혼합물(F3)의 하나 이상의 흐름을 형성한다. 또한, 다수의 균일한 가스 흐름(F2)의 흐름은 미스트의 형성 이전에 분산 챔버(220)로 전달되어 분산 챔버(220) 내부에 액적 스트림을 생성하기 이전에 분산 챔버(220)의 내부 볼륨을 충진하고 이를 온도(TD)로 예열할 수 있다.
일 예에서, 가스 분배기(232)는 다수의 균일한 가스 흐름(F2)을 분산 챔버(220)로 전달하여 분산 챔버(220)의 챔버 벽(228)에 부착되는 파워 제트 모듈(240A, 240B, 240C, 240D)에 의해 생성되는 액적 스트림과 혼합되도록 분산 챔버(220)의 상단 부분에 연결되는 버퍼 챔버(230)의 단부 부분에 연결된다. 일 실시예에서, 다수의 균일한 가스 흐름(F2)은 20℃ 내지 400℃ 사이의 온도로 예열되어 액적 스트림과 혼합되어 이로부터 수분을 제거한다. 다른 실시예에서, 다수의 균일한 가스 흐름(F2)은 예열되지 않고 분산 챔버(220) 내에 형성되는 가스-액체 혼합물이 가스와 균일하게 혼합되는 것을 보장하기 위해 사용된다.
다른 실시예에서, 파워 제트(242A, 242B, 242C, 242D) 각각은 다양한 구조로, 예를 들어, 서로 90도로 6개의 직사각형 면을 갖는 직육면체 구조, 일직선의 평행 측면 및 원형 또는 난형 섹션을 갖는 실린더 구조, 및/또는 그 조합으로 형상화된다. 또한, 파워 제트(242A, 242B, 242C, 242D) 각각은 파워 제트의 일 측면 상에 노즐 어레이를 구성할 수 있다. 일 실시예에서, 노즐 어레이는 측면 길이보다 더 긴 하단 폭을 갖는 파워 제트의 일 측면 상에 있고, 직사각형 형태를 형성하는 균등하게 배치된 오리피스로 구성된다. 다른 실시예에서, 노즐 어레이는 다른 패턴의 오리피스로 구성된다. 파워 제트 모듈의 다른 예는 2019년 6월 28일자로 출원된 발명의 명칭이 "Processing System and Method for Producing a Particulate Material"인 미국 출원 일련 번호 제16/457,885호, 그리고 또한 2019년 6월 28일자로 출원된 발명의 명칭이 "System with Power Jet Modules and Method thereof"인 미국 출원 일련 번호 제16/457,889호에 설명되고, 이러한 특허 출원 각각의 개시는 그 전체가 참조로 본원에 통합된다.
도 2b는 분산 챔버(220) 내부에서 액적 흐름 스트림(FA) 및 가스 흐름(F2)에 의해 형성되는 분산각(αA)의 일 예의 3D 사시도를 예시한다. 분산각(α)은 액적 흐름 스트림(FA, FB, FC, FD)의 방향과 가스 흐름(F2)의 방향 사이의 각도에 따라 측정된다. 일 예에서, 액체 혼합물의 액적 흐름 스트림(FA, FB, FC, FD)(예를 들어, 액적 스트림(FA)) 및 가스 흐름(예를 들어, 다수의 균일한 가스 흐름(F2))은 0도 내지 180도의 각도로 분산 챔버(220) 내부에서 서로 직면할 수 있다. 다른 예에서, 액적 흐름 스트림(FA) 및 가스 흐름(F2)의 공기 스트림은 직선, 나선, 엉킴(intertwined), 및/또는 다른 방식으로 유동될 수 있다.
일 실시예에서, 액적 흐름 스트림(FA) 및 가스 흐름(F2)은 αA 각도
Figure pct00001
로 구성되고 분산 챔버(220) 내부에서 하나 이상의 혼합된 흐름(예를 들어, 가스-액체 혼합물(F3)의 흐름)으로 병합될 수 있다(예를 들어, 병류(co-current)). 게다가, 액적 흐름 스트림(FA) 및 가스 흐름(F2)은 서로 지향되는 다양한 각도로 및/또는 챔버 본체의 둘레로 유동되어 분산 챔버(220) 내부의 나선, 엉킴, 및/또는 다른 공기 스트림의 형성을 촉진할 수 있다.
예를 들어, 분산 챔버(220) 내부에서 유동하는 가스의 흐름 및 액적 스트림의 흐름은 병류로서 유동하도록 구성될 수 있다. 병류 흐름의 장점은 특히, 더 짧은 체류 시간, 더 낮은 입자 건조 온도, 및 더 높은 입자 분리 효율이다. 다른 예로서, 액적 스트림 흐름(FA) 및 가스 흐름(F2)은 180도의 α 각도로 구성될 수 있고 역류(counter current)로서 유동된다. 역류의 장점은 특히, 더 긴 체류 시간 및 더 높은 입자 건조 온도이다. 대안적인 실시예에서, 분산 챔버(220)는 수평으로 위치될 수 있다.
일 예에서, 액적 스트림(FA, FB, FC, FD) 및 가스 흐름은 90도 미만의 α 각도로 구성되고 분산 챔버 내부에서 가스-액체 혼합물(F3)의 혼합 흐름으로 병합될 수 있다. 다른 실시예에서, 액적 스트림 흐름(FA) 및 가스 흐름(F2)은 90도의 α 각도로 구성되고 분산 챔버(220) 내부에서 하나 이상의 혼합 흐름(예를 들어, 가스-액체 혼합물의 흐름(F3))으로 병합된다. 게다가, 액적 흐름 스트림(FA) 및 가스 흐름(F2)은 서로 및/또는 챔버 본체의 둘레로 지향되는 다양한 각도에서 유동되어 분산 챔버(220) 내부에서 나선, 엉킴, 및/또는 다른 공기 스트림의 형성을 촉진할 수 있다.
도 1b를 다시 참조하면, 액체 혼합물의 액적 스트림(FA, FB, FC, FD)이 가스 흐름(F2)과 혼합되어 가스-액체 혼합물로 되면, 가스-액체 혼합물은 분산 챔버(220)를 통해 반응 챔버(210)로 전달된다. 처리 시스템(200)의 반응 챔버(210)는 분산 챔버(220)로부터 전달되는 가스-액체 혼합물(F3)의 하나 이상의 흐름을 수용하기 위해 분산 챔버(220)에 연결된다. 게다가, 반응 챔버(210)는 하나 이상의 가열된 가스(F6)를 반응 챔버(210) 내의 내부 챔버 공간으로 전달하기 위해 반응 챔버(210)의 챔버 벽(218) 상의 개구(219)를 통해 가열 조립체(280)에 연결된다.
가열 조립체(280)는 가스 라인(286)으로부터 전달되는 하나 이상의 가열된 가스(F6)의 흐름을 채널링하기 위해 벽(288)으로 둘러싸인 가스 전달 요소(284)를 포함한다. 가스 전달 요소(284)는 진입 영역(212)이 분산 챔버(220)에 인접하는 반응 챔버(210)의 진입 영역(212)에 도달하도록 하나 이상의 가열된 가스(F6)를 전달하기 위해 하나의 단부 및 반응 챔버(210)의 내부 챔버 공간으로 연장되는 다른 단부 상의 가스 라인(286)에 연결된다. 또한, 처리된 생성물 예컨대 산화물 입자, 미립자 물질 등은 출구 영역(214) 근처에 형성되고 반응 챔버(210)의 단부 근처에 위치되는 시스템 유출구(204)를 통해 처리 시스템(200) 밖으로 전달된다.
일 실시예에서, 가열된 가스(F6)의 하나 이상의 흐름은 가열 조립체(280)의 가스 전달 요소(284)를 통해 전달되어 반응 챔버(210) 내부에서 서로 비스듬히 분산 챔버(220)로부터 전달되는 가스-액체 혼합물(F3)의 하나 이상의 흐름과 혼합된다. 하나 이상의 가열된 가스(F6)의 흐름 및 가스-액체 혼합물(F3)의 하나 이상의 흐름의 각도는 0도와 180도 사이일 수 있다.
일 실시예에서, 하나 이상의 가스(F6)는 반응 챔버(210)의 챔버 벽(218)의 개구(219)를 통해 반응 챔버로 전달되기 전에 가열된다. 하나 이상의 가열된 가스(F6)의 흐름은 다른 히터들 중에서, 전기 파워 히터, 연료-연소 히터, 버너와 같은, 적절한 가열 메커니즘을 통과함으로써 가열될 수 있다. 또한, 하나 이상의 가열된 가스(F6)의 흐름은 100℃와 1400℃ 사이의 온도, 예컨대 300℃ 내지 1000℃ 사이, 또는 400℃ 내지 800℃ 사이 등으로 가열될 수 있으며 따라서 반응 챔버 내의 원하는 반응을 위한 가열 소스로서 충분한 에너지를 공급한다. 가열 조립체(280)의 벽(288)은 단열 물질, 예를 들어 스테인리스강으로 이루어지고 벽(288)으로 둘러싸인 공간 내의 높은 온도를 온도가 100℃ 초과, 예컨대 300℃ 이상, 500℃ 이상, 또는 1000℃ 이상, 예를 들어, 400℃ 내지 800℃ 사이 등일 수 있는 높은 온도에서 유지시킬 수 있다.
다른 실시예에서, 가스-액체 혼합물(F3) 및 가열된 가스(F6)는 반응 챔버(210) 내부의 진입 영역(212) 근처 및 분산 챔버(220)에 인접하여 서로 충돌할 수 있다. 일 예에서, 가열 조립체(280)의 가스 전달 요소(284)는 반응 챔버 내부의 위치로 연장될 수 있으며, 여기서 가스-액체 혼합물(F3)의 하나 이상의 흐름은 가스-액체 혼합물(F3)의 하나 이상의 흐름에 충분한 열 에너지를 공급하기 위해 하나 이상의 가열된 가스(F6)의 흐름과 충분히 충돌하여 반응 혼합물(F7)을 형성하며, 그것에 의해 반응 챔버(210) 내에서 빠르고 충분한 시간 및 방식으로 연속적으로 원하는 반응을 시작한다. 예를 들어, 가스 전달 요소(284)는 바람직하게는 반응 챔버(210) 내부의 진입 영역(212)에 가까이 위치되며 여기서 진입 영역(212)은 분산 챔버(220)에 인접한다.
일 실시예에서, 가스 전달 요소(284)는 바람직하게는 하나 이상의 가열된 가스(F6)를 진입 영역(212)에 전달하기 위해 반응 챔버(210) 내부에서 상향 위치된다. 다른 실시예에서, 가스 전달 요소(284)는 범위가 0도에서 90도에 이르는 반응 챔버(210)의 챔버 본체에 대해 임의의 각도로 위치될 수 있다. 일 예에서, 반응 챔버(210)의 챔버 본체는 지면에 수직이다. 다른 예에서, 반응 챔버(210)의 챔버 본체는 범위가 0도에서 90도에 이르는 지면에 대해 임의의 각도로 위치될 수 있다.
도 3a는 가열된 가스 흐름을 보조하고 이를 전달하기 위해 그 안에 가열 조립체(280)를 갖는 반응 챔버(210)의 (도 1b에서 파선 C-C'에 의해 도시된 바와 같은) 횡단면도이다. 가열 조립체(280)의 가스 전달 요소(284)의 벽(288)으로 둘러싸인 채널의 형상은 (도 1b에 도시된 바와 같이) 원형 또는 다른 형상(예를 들어, 타원형, 직사각형, 정사각형 등)일 수 있다. 가열 조립체(280)의 가스 전달 요소(284)의 직경은 가스 전달 요소(284)의 벽(288)의 직경 대 반응 챔버(210)의 (챔버 벽(218)으로 둘러싸인) 챔버 본체의 직경의 비율이 1:10 내지 약 1:1 사이에 있을 수 있도록 가변될 수 있다.
도 3b는 반응 챔버(210) 내부에서 가스-액체 혼합물(F3)의 흐름 및 하나 이상의 가열된 가스(F6)의 흐름의 분산각(dispersion angle)의 3D 사시도를 예시한다. 반응 챔버(210) 내부에서, 하나 이상의 가열된 가스(F6)의 흐름은 가스 전달 요소(284)를 통해 전달되어 각도(β)(예를 들어, βA)로 서로 가스-액체 혼합물(F3)의 흐름과 혼합된다. 각도(β)는 가열된 가스 흐름(F6)의 방향 및 가스-액체 혼합물(F3)의 흐름의 방향에 의해 형성되는 각도에 따라 결정된다. 가스-액체 혼합물(F3)의 흐름 및 하나 이상의 가스 혼합물의 흐름(예를 들어, 하나 이상의 가열된 가스(F6)의 흐름)은 0도 내지 180도의 각도로 반응 챔버(210) 내부에서 서로 충돌할 수 있다. 게다가, 가스-액체 혼합물(F3)의 흐름 및 하나 이상의 가열된 가스(F6)의 흐름의 스트림은 직선, 나선, 엉킴, 및/또는 다른 방식으로 유동될 수 있다.
일 실시예에서, 하나 이상의 가열된 가스(F6)의 흐름 및 가스-액체 혼합물(F3)의 흐름은 βA 각도
Figure pct00002
로 구성되고 반응 챔버 내부에서 반응 시간의 지속기간 동안 반응 혼합물(F7)에 병합될 수 있다(예를 들어, 병류). 게다가, 하나 이상의 가열된 가스(F6)의 흐름 및 가스-액체 혼합물(F3)의 흐름은 서로 지향되는 다양한 각도로 및/또는 챔버 본체의 둘레로 유동되어 반응 챔버(210) 내부에서 나선, 엉킴, 및/또는 다른 공기 스트림의 형성을 촉진할 수 있다. 일 실시예에서, 하나 이상의 가열된 가스(F6)의 흐름 및 가스-액체 혼합물(F3)의 흐름은 90도 미만의 βA 각도로 구성되고 반응 챔버 내부에서 혼합된 흐름으로 병합될 수 있다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 가열된 가스(F6)의 흐름 및 가스-액체 혼합물(F3)의 흐름은 90도의 β 각도로 구성되고 반응 챔버 내부에서 반응 혼합물(F7)로 병합될 수 있다. 게다가, 하나 이상의 가열된 가스(F6)의 흐름 및 가스-액체 혼합물(F3)의 흐름은 서로 지향되는 다양한 각도로 및/또는 챔버 본체의 둘레로 유동되어 반응 챔버(210) 내부에서 나선, 엉킴, 및/또는 다른 공기 스트림의 형성을 촉진할 수 있다.
예를 들어, 반응 챔버(210) 내의 가스(F6)의 흐름 및 가스-액체 혼합물(F3)의 흐름은 병류로서 유동되고 하나 이상의 흐름 반응 혼합물(F7)로 병합될 수 있다. 다른 예에서, 반응 챔버(210) 내부에서 유동하는 하나 이상의 가열된 가스(F6)의 흐름 및 가스-액체 혼합물(F3)의 흐름은 (예를 들어, 180도의 β 각도로) 역류로서 유동하도록 구성되고 하나 이상의 흐름 반응 혼합물(F7)로 병합될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 반응 챔버(210)는 수직으로, 수평으로, 또는 비스듬히 위치될 수 있다.
도 1b를 다시 참조하면, 처리 시스템(200)은 처리 시스템(200)의 자동 제어를 위해 CPU(340)를 구비하는 전자 제어 유닛(300)에 연결된다. 예를 들어, 파워 제트 모듈(240A, 240B, 240C, 240D) 각각은 원하는 양의 액체 혼합 화합물을 저장하는 액체 소스(310)에 연결되고, 또한 액체 소스(310)로부터 파워 제트(242A, 242B, 242C, 242D) 각각으로 액체 혼합 화합물의 전달을 지시하고 제어하기 위한 전자 제어 유닛(300)에 연결된다. 일 구성에서, 액체 소스(310) 내의 액체 혼합물은 펌프에 의해 액체 소스(310)로부터 파워 제트(242A, 242B, 242C, 242D) 각각으로 펌핑될 수 있다. 펌프에 의한 액체 혼합물의 펌핑은 예를 들어, 처리 시스템(200)의 양호한 공정 처리량을 달성하기 위해 (예를 들어, 계량된 밸브 또는 다른 수단에 의해 조정되는) 원하는 전달 속도로 연속적으로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 분산 챔버(220)로 분사되는 액적 스트림(예를 들어, FA, FB 등)의 흐름은 서로 분산각(α)(예를 들어, αA, αB 등)으로 다수의 균일한 가스 흐름(F2)과 함께 분산되어 가스-액체 혼합물(F3)의 하나 이상의 흐름으로 형성된다. 가스 흐름(F2)은 하나 이상의 가스(예를 들어, 공기, 산소 가스, 질소 가스, 불활성 가스 등)를 포함하는 캐리어 가스로서 기능하고 다수의 균일한 가스 흐름(F2) 및 액적 스트림(FA)을 함유하는 가스-액체 혼합물(F3)의 하나 이상의 흐름으로 형성함으로써 액적 스트림(FA 및 FB)의 흐름을 분산 챔버(220)로 그리고 최종적으로 반응 챔버(210)로 운반한다.
일 실시예에서, 가스 흐름(F1 및 F2)은 20℃ 내지 400℃ 사이의 온도로 유지될 수 있다. 일 양태에서, F2 의 온도는 20℃ 내지 100℃ 사이로 유지된다. 다른 양태에서, F2의 온도는 20℃ 내지 200℃ 사이로 유지된다. 또 다른 양태에서, F2의 온도는 25℃ 내지 400℃ 사이로 유지된다. 게다가, 분산 챔버(220)는 20℃ 내지 400℃ 사이, 예컨대 30℃ 내지 100℃ 사이, 또는 50℃ 내지 200℃ 사이의 온도(TD)로 유지될 수 있다.
가스-액체 혼합물(F3) 및 하나 이상의 가열된 가스(F6)의 흐름은 함께 혼합되어 반응 챔버(210) 내부에 반응 시간의 지속기간 동안 반응 혼합물(F7)을 형성한다. 반응 혼합물(F7)은 (가스 흐름(F1, F2) 및 액적 스트림(FA, FB, FC, FD 등) 및 가열된 가스(F6)의 하나 이상의 흐름을 함유하는) 가스-액체 혼합물(F3)을 포함할 수 있다. 처리 시스템(200)의 반응 챔버(210)는 100℃ 내지 1400℃ 사이의 온도를 갖는 하나 이상의 가열된 가스(F6)를 사용함으로써 100℃ 내지 1400℃ 사이의 반응 온도(TR)로 유지될 수 있다. 일 실시예에서, 온도(TR)는 온도(TD)보다 더 높다.
다른 실시예에서, 가스 흐름(F6)은 건조 온도 또는 산화 온도로 가열되어 가스-액체 혼합물(F3)과 혼합되고 가스-액체 혼합물(F3)로부터 수분을 제거한다. 2개 이상의 액체 혼합물의 완전-혼합된 가스-액체 혼합물(F3)로부터 구형 고체 입자를 수득하도록 설계된다. 대조적으로, 종래의 고체-상태 제조 공정은 2개 이상의 화합물의 고체 혼합물을 혼합하거나 밀링하는 것을 수반하여, 2개 이상의 화합물의 불균일한 혼합을 야기한다.
반응 챔버(210) 내부의 반응 혼합물(F7)은 생성물(예를 들어, 하나 이상의 가열된 가스 및/또는 다른 기상(gas-phase) 부산물, 또는 폐기물 등과 혼합되는 산화된 반응 혼합물의 가스-고체 혼합물)로 처리되고 출구 영역(214) 근처에 축적되어 반응 챔버(210) 내부의 반응 시간의 지속기간 후에 시스템 유출구(204)를 통해 처리 시스템(200) 밖으로 전달된다. 반응 챔버(210) 밖으로 전달되는 생성물은 원하는 결정 구조, 입자 크기, 및 형태를 갖는, 산화된 형태의 액체 혼합물 조성물의 고체 물질 입자 또는 미세 분말(예를 들어, 금속 산화물 물질, 예컨대 혼합된 금속 산화물 물질의 미세 분말)을 함유한다.
선택적으로, 일 실시예에서, 처리 시스템(200)은 반응 챔버(210)의 단부에서 시스템 유출구(204)에 연결되고 처리된 생성물의 흐름을 수집하고 처리된 생성물을 고체 입자 및 폐기물로 분리하도록 조정되는 분리막을 더 포함한다. 적절한 분리막의 예는 특히, 사이클론, 정전 분리막, 정전 집진기, 중력 분리막, 관성 분리막, 멤브레인 분리막, 유동층, 분류기, 전기체, 임팩터, 입자 수집기, 침출 분리막, 세광기, 공기 분류기, 침출 분류기, 및 그 조합을 포함한다.
생성물은 배터리 응용을 위한 이들의 특성(예를 들어, 비용량, 전력 성능, 미립자 충전 사이클 성능 등), 입자 크기, 형태, 결정 구조 등에 대한 추가 분석을 위해 더 사용될 준비가 된, 원하는 크기, 형태, 및 결정 구조의 최종 고체 입자를 수득하기 위해 냉각될 수 있다. 예를 들어, 생성물은 균일한 형태 및 원하는 결정 구조를 갖는 그 안정된 에너지 상태를 형성하는 과정을 방해하거나 파괴하는 것을 피하기 위해 상온으로 느리게 냉각될 수 있다. 따라서, 높은 품질 및 일관된 활성 미립자 물질은 종래의 제조 공정으로부터 제조되는 물질보다 훨씬 더 적은 시간, 노동, 및 감독으로 수득될 수 있다.
처리 시스템의 반응 챔버 내부에 보조 가스 흐름을 구비한 처리 시스템 상의 액체 혼합물로부터 미립자 물질을 생산하는 방법.
도 4는 액체 혼합물로부터 생성물을 생산하는 방법(400)을 예시한다. 단계(410)에서, 온도(TR)를 갖는 하나 이상의 가열된 가스는 가열 조립체를 통해 처리 시스템의 반응 챔버로 유동된다. 예를 들어, 가열 조립체(280)는 가스 라인(286) 및 하나 이상의 가열된 가스를 반응 챔버(210)로 전달하기 위해 반응 챔버(210)의 챔버 벽(218) 상의 개구(219)에 연결되도록 제공된다. 가스 라인(206)으로부터의 가열된 가스는 가열 조립체(280)의 가스 전달 요소(284) 내의 벽(288)을 통해 채널링된다. 일 예에서, 가스 전달 요소(284)는 분산 챔버에 인접한 반응 챔버(210)의 진입 영역(212)에 도달하도록 위치된다. 일 실시예에서, 가스 전달 요소(284)는 바람직하게는 반응 챔버(210) 내부에 상향 위치된다. 다른 실시예에서, 가스 전달 요소(284)는 범위가 0도에서 90도에 이르는 지면에 대한 임의의 각도로 위치될 수 있다.
하나 이상의 가열된 가스의 흐름은 원하는 반응 온도, 예컨대 100℃ 내지 1400℃ 사이의 온도로 가열되고, 반응 챔버로 유동되어 체류 기간 동안 가스-액체 혼합물을 반응 혼합물로 건조시키고/시키거나 반응시키기 위한 에너지원의 역할을 한다. 이미 가열된 유동 공기 또는 가스의 장점은 특히, 더 빠른 열 전달, (특히 고온 범위에서의) 균일한 온도 분포, 및 확장 용이성이다. 체류 시간은 가스-액체 혼합물의 하나 이상의 흐름의 완전 반응을 수행하는 임의의 체류 시간, 예컨대 1초 내지 10시간 사이, 또는 더 긴 체류 시간일 수 있다.
하나 이상의 가열된 가스의 예시적 가스 흐름은 공기, 산소, 이산화탄소, 산화 가스, 질소 가스, 불활성 가스, 비활성 가스, 및 그 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 하나 이상의 액체 혼합물로부터 산화물 물질을 형성하는 것과 같은 반응 챔버(210) 내부의 산화 반응을 위해, 산화 가스는 가스 흐름으로서 사용될 수 있다. 반응 챔버 내부의 환원 반응을 위해, 환원 가스는 가열된 가스로서 사용될 수 있다. 또한, 가열된 가스는 가스-액체 혼합물을 형성하기 위한 가스원으로서 사용될 수 있다.
단계(420)에서, 선택적으로, 하나 이상의 가스는 시스템 유입구를 통해 처리 시스템의 버퍼 챔버로 전달된다. 하나 이상의 가스는 특히, 예를 들어, 공기, 산소, 이산화탄소, 질소 가스, 수소 가스, 불활성 가스, 비활성 가스, 및 그 조합일 수 있다.
단계(430)에서, 액체 혼합물은 처리 시스템의 하나 이상의 파워 제트 모듈에 의해 하나 이상의 액적 스트림으로 분사된다. 액체 혼합물은 2개 이상의 전구체로부터 형성된다. 일반적으로, 액체 형태의 전구체 화합물은 원하는 농도의 액체 혼합물로 직접 제조될 수 있다. 고체 형태의 전구체 화합물은 적절한 용매(예를 들어, 물, 알코올, 이소프로판올, 또는 임의의 다른 유기 또는 무기 용매, 및 그 조합)에서 용해 또는 분산되어 수용액, 슬러리, 겔, 에어로졸 또는 임의의 다른 적절한 액체 형태의 액체 혼합물을 형성할 수 있다. 예를 들어, 바람직한 몰비(molar ratio)의 2개 이상의 고체 전구체는 적절한 양의 용매를 갖는 용기 내로 적합한 양의 2개 이상의 고체 전구체를 측정하고 제조함으로써 액체 혼합물로 제조될 수 있다. 용매 내의 전구체의 용해도에 따라, pH, 온도, 및 기계적 교반 및 혼합은 전구체 화합물이 완전히 용해되고/되거나 균등하게 분산되는 액체 혼합물을 수득하기 위해 조정될 수 있다.
일 예에서, 2개 이상의 금속-함유 전구체는 혼합된 금속 산화물 물질의 최종 반응 생성물을 수득하기 위해 액체 혼합물로 혼합된다. 예시적 금속-함유 전구체는 특히, 금속염, 리튬-함유 화합물, 코발트-함유 화합물, 망간-함유 화합물, 니켈-함유 화합물, 황산 리튬(Li2SO4), 질산 리튬(LiNO3), 탄산 리튬(Li2CO3), 리튬 아세테이트(LiCH2COO), 수산화리튬(LiOH), 포름산 리튬(LiCHO2), 염화 리튬(LiCl), 황산 코발트(CoSO4), 질산 코발트(Co(NO3)2), 탄산 코발트(CoCO3), 코발트 아세테이트(Co(CH2COO)2), 코발트 수산화물(Co(OH)2), 포름산 코발트(Co(CHO2)2), 염화 코발트(CoCl2), 황산 망간(MnSO4), 질산 망간(Mn(NO3)2), 탄산 망간(MnCO3), 망간 아세테이트(Mn(CH2COO)2), 망간 수산화물(Mn(OH)2), 포름산 망간(Mn(CHO2)2), 염화 망간(MnCl2), 황산 니켈(NiSO4), 질산 니켈(Ni(NO3)2), 탄산 니켈(NiCO3), 니켈 아세테이트(Ni(CH2COO)2), 니켈 수산화물(Ni(OH)2), 포름산 니켈(Ni(CHO2)2), 염화 니켈(NiCl2), 알루미늄(Al)-함유 화합물, 티타늄(Ti)-함유 화합물, 나트륨(Na)-함유 화합물, 칼륨(K)-함유 화합물, 루비듐(Rb)-함유 화합물, 바나듐(V)-함유 화합물, 세슘(Cs)-함유 화합물, 크롬(Cr)-함유 화합물, 구리(Cu)-함유 화합물, 마그네슘(Mg)-함유 화합물, 철(Fe)-함유 화합물, 및 그 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
이론에 얽매이고 싶지 않지만, 2개 이상의 상이한 금속을 갖는 산화물 물질을 제조하기 위해, 모든 요구된 금속 요소는 2개 이상의 상이한 금속이 원하는 비율로 균일하게 혼합될 수 있도록 각각의 금속 요소의 소스로서 2개 이상의 금속-함유 전구체 화합물을 사용하여 액체 혼합물로(예를 들어, 용액, 슬러리, 또는 겔 혼합물로) 먼저 혼합된다는 점이 고려된다. 예로서, 수용액, 슬러리, 또는 겔의 액체 혼합물을 제조하기 위해, 높은 수용성을 갖는 하나 이상의 금속염이 사용될 수 있다. 예를 들어, 금속 질화염, 금속 황산염, 금속 염화물, 금속 아세테이트, 금속 포름산염이 사용될 수 있다. 유기 용매, 예컨대 알코올, 이소프로판올 등은 낮은 수용성을 갖는 금속-함유 전구체를 용해하거나 분산시키기 위해 사용될 수 있다. 일부 경우에서, 액체 혼합물의 pH 값은 하나 이상의 전구체 화합물의 용해도를 증가시키기 위해 조정될 수 있다. 선택적으로, 화학 첨가제, 겔화제, 및 계면활성제, 예컨대 암모니아, EDTA 등은 선택된 용매에서 전구체 화합물을 분해하거나 분산시키는 것을 돕기 위해 액체 혼합물에 첨가될 수 있다.
하나 이상의 액적 스트림의 원하는 크기는 파워 제트 모듈 내의 액체 전달/주입 채널의 크기를 조정함으로써 조정될 수 있다. 범위가 수 나노미터에서 수 백 마이크로미터에 이르는 하나 이상의 액적 스트림의 크기가 생성될 수 있다. 적절한 액적 크기는 사용되는 미스트 발생기, 액체 혼합 화합물, 분산 챔버의 온도, 가스의 흐름 속도, 및 분산 챔버 내부의 체류 시간의 선택에 따라 조정될 수 있다. 예로서, 10분의 1 미크론과 1 밀리미터 사이의 액체 액적 크기를 갖는 미스트가 분산 챔버 내부에서 생성된다.
단계(440)에서, 하나 이상의 액적 스트림은 하나 이상의 파워 제트 모듈을 통해 처리 시스템의 분산 챔버로 분사되고 유동된다. 일 구성에서, 하나 이상의 파워 제트 모듈은 원하는 양의 액체 혼합 화합물을 저장하는 액체 소스 및 액체 소스로부터 파워 제트로의 액체 혼합 화합물의 전달을 지시하고 제어하기 위한 전자 제어 유닛에 연결된다.
다른 구성에서, 액체 소스 내의 액체 혼합물은 액체 소스로부터 파워 제트로 펌프에 의해 펌핑될 수 있다. 펌프에 의한 액체 혼합물의 펌핑은, 예를 들어, 처리 시스템(100)의 양호한 공정 처리량을 달성하기 위해 (예를 들어, 계량된 밸브 또는 다른 수단에 의해 조정되는) 원하는 전달 속도로 연속적으로 구성될 수 있다. 다른 구성에서, 파워 제트는 분산 챔버의 외부에 위치되고 그로부터 생성되는 스트림은 챔버 유입구를 통해 분산 챔버에 전달된다.
일 실시예에서, 하나 이상의 파워 제트 모듈은 액체 혼합물을 하나 이상의 액적 스트림으로 분사하고 하나 이상의 액적 스트림을 처리 시스템으로 분사하도록 조정된다. 다른 실시예에서, 분산 챔버로 분사되는 액적 스트림은 서로 분산각(α)으로 하나 이상의 가스의 흐름과 함께 분산되고 하나 이상의 가스의 가스 흐름 및 액적 스트림을 함유하는 가스-액체 혼합물의 하나 이상의 흐름을 형성한다. 하나 이상의 가스 및 하나 이상의 액적 스트림은 0도 내지 약 180도 사이의 분산각(α)으로 서로 유동된다.
단계(450)에서, 하나 이상의 가스는 처리 시스템의 분산 챔버 내부의 온도(TD)에서 가스-액체 혼합물로 하나 이상의 액적 스트림과 함께 분산된다. 일 양태에서, 온도(TD)는 20℃ 내지 400℃ 사이에 유지된다. 하나 이상의 액적 스트림은 하나 이상의 가스를 연속적이고/이거나 조정 가능하고, 가변 가능한 흐름 속도로 유동시킴으로써 분산 챔버 내에서 혼합된다. 동시에, 액체 혼합물로부터 분사되는 액적 스트림은, 분산 챔버 내의 경로를 통해, 완전-혼합된 가스-액체 혼합물로서, 가스에 의해 운반되고, 더 많은 가스가 안으로 유동됨에 따라, 가스-액체 혼합물은 분산 챔버 밖으로 전달되고 분산 챔버에 연결되는 반응 챔버로 연속적으로 전달된다.
단계(460)에서, 가열 조립체에 의해 제공되는 하나 이상의 가열된 가스 및 분산 챔버로부터 제공되는 가스와 액적 스트림의 가스-액체 혼합물로부터 반응 혼합물이 반응 챔버 내부에 형성됨으로써 반응 혼합물은 반응 챔버 내부의 반응 온도에서 생성물로 처리된다.
일 실시예에서, 처리 시스템(100, 200) 내에서 유동되는 다양한 가스는 가열되고 가열된 가스의 열 에너지는 처리 시스템 내부에서 건조, 반응, 산화, 환원, 및/또는 다른 반응을 수행하기 위한 에너지원으로서 제공될 수 있다. 가스는 적절한 가열 메커니즘, 예컨대 전기 파워 히터, 연료-연소 히터 등을 통과함으로써 20℃ 이상, 예컨대 100℃ 이상, 또는 40℃ 이상, 예를 들어, 100℃ 내지 1000℃ 사이, 400℃ 내지 900℃ 사이 등의 온도로 가열될 수 있다. 대안적으로, 처리 시스템 내부의 가열, 건조, 및/또는 다른 반응은 챔버를 직접 가열하거나 처리 시스템의 각각의 부분을 직접 가열함으로써, 예컨대 반응 챔버 또는 분산 챔버의 챔버 본체를 가열함으로써 수행될 수 있다.
가열 소스로서 가열된 가스를 사용하는 장점은 특히, 빠른 열 전달, 높은 온도 균일성, 및 확장 용이성이다. 반응 챔버는 임의의 챔버, 밀폐된 챔버 본체를 갖는 노(furnace), 예컨대 돔형 세라믹 챔버, 석영 챔버, 튜브 챔버 등일 수 있다. 선택적으로, 챔버 본체는 챔버 내의 건조 및/또는 다른 반응 동안 열 손실을 방지하기 위해 단열 물질(예를 들어, 세라믹 등)로 이루어진다.
하나 이상의 가스 및 하나 이상의 액적 스트림으로부터 형성되는 가스-액체 혼합물은 반응 챔버로 전달되어 반응이 일어난다. 반응 챔버 내의 가스-액체 혼합물의 반응은 산화, 환원, 분해, 결합 반응, 상-변환, 재결정, 단일 변위 반응, 이중 변위 반응, 연소, 이성질화, 및 그 조합 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 가스-액체 혼합물의 하나 이상의 흐름은 산화될 수 있으며, 예컨대 액체 혼합 화합물을 산화물 물질로 산화시킨다. 대안적으로, 반응 혼합물의 원하는 결정 구조는 반응 챔버 내의 가스-액체 혼합물의 하나 이상의 흐름의 반응으로부터 수득된다.
본 발명의 일 실시예는 사용되는 하나 이상의 가스가 가스-액체 혼합물로 액적 스트림과 잘 혼합되고 액적 스트림에 반응하는 것 없이 가스-액체 혼합물을 처리하는 가스일 수 있다는 것을 제공한다. 그러나, 일부 경우에서, 액적 스트림 내의 화학물질은 액적 스트림의 온도 및 화학적 조성에 따라, 챔버 내부의 처리 및/또는 다른 반응 동안 어느 정도까지 가스에 및/또는 서로 반응할 수 있다. 게다가, 처리 시스템의 각각의 챔버 내의 완전 혼합된 액적 스트림 화합물의 가스-액체 혼합물의 체류 시간은 조정 가능하고, 예를 들어, 하나 이상의 가스의 흐름 속도, 및 액적 스트림이 분산 챔버 내에서 관류해야 하는 경로의 길이에 따라, 1초 내지 1시간 사이에 있을 수 있다.
일 실시예에서, 가스-액체 혼합물 및 하나 이상의 가열된 가스는 반응 챔버 내부에서 서로 충돌할 수 있다. 가스-액체 혼합물 및 하나 이상의 가열된 가스의 흐름은 함께 혼합되어 반응 챔버 내부의 반응 시간의 지속기간 동안 반응 혼합물을 형성하며 여기서 반응 혼합물은 가스 흐름, 액적 스트림 및 가열된 가스를 포함한다. 다른 실시예에서, 처리 시스템의 반응 챔버는 100℃ 내지 1400℃ 사이의 온도로 가열되는 하나 이상의 가열된 가스를 사용함으로써 반응 온도(TR)로 가열될 수 있다. 일 양태에서, 하나 이상의 가열된 가스는 가스 전달 요소에 의해 전달되어 반응 챔버 내부에서 0도 내지 약 180도 사이의 각도(β)로 서로 가스-액체 혼합물의 하나 이상의 흐름과 혼합된다.
예: 처리 시스템의 반응 챔버 내부의 보조 가스 흐름: 실험은 처리 시스템을 사용하여 수행되고 가스 흐름은 가열 조립체를 통해 처리 시스템의 반응 챔버로 전달되고 하나 이상의 가스 흐름의 경로가 추적되고 측정된다.
도 5는 처리 시스템으로 전달되는 하나 이상의 가열된 가스의 속도 벡터를 예시하는 실험의 결과의 단면도이다. 이러한 예에서, 800℃의 온도로 추정되는 하나 이상의 가열된 가스는 13.28 m/s의 속도로 반응 챔버의 챔버 벽 상의 개구(582)를 통해 처리 시스템으로 전달되고 시스템 유출구(584)로부터 처리 시스템 밖으로 전달된다. 다수의 화살표에 의해 표현되는 바와 같은 다수의 벡터(502, 504, 506, 508, 510, 512, 514, 516, 518, 520, 522)는 가열된 가스(F6)를 시뮬레이션하기 위해 벡터의 위치 각각에서 가스 흐름의 방향 및 가스 흐름의 크기를 나타낸다. 특정 위치에서의 가스 흐름의 방향은 벡터(502 내지 522)의 방향으로서 도시되고, 가스 흐름의 속도의 크기는 벡터(502 내지 522)의 두께로서 도시된다.
도 6은 하나 이상의 가열된 가스가 반응 챔버로 전달된 후 등속선(equal velocity line)의 분포를 예시하는 실험의 결과의 단면도이다. 이러한 예에서, 900℃의 온도로 추정되는 가열된 가스(F6)의 흐름은 1 m/s 이상의 속도, 예컨대 약 10 m/s 이상, 약 30 m/s 이상의 속도로 반응 챔버의 챔버 벽의 개구(682)를 통해 반응 챔버로 전달되고 시스템 유출구(684)로부터 처리 시스템 밖으로 전달된다. 도 6에서, 각각의 라인은 동일한 속도를 갖는 포인트를 연결함으로써 형성되고, 각각의 라인(602, 604, 606, 608, 610, 612, 614, 616, 618, 620, 622, 624)은 표시된 시간에서 동일한 또는 동등한 속도를 갖는 라인 상의 각각의 포인트를 표현하고, 각각의 라인의 속도는 0.1 m/s 이상일 수 있고, 범위가 0.5 m/s 내지 2.0 m/s, 또는 0.1 m/s 내지 5 m/s, 또는 0.1 m/s 내지 10 m/s에 이를 수 있다. 예를 들어, 약 13 m/s의 입력 스피드에서, 각각의 라인의 속도는 8 m/s 내지 20 m/s 범위가 될 수 있다. 또한, 도 6에서, 다수의 라인(602, 604, 606, 608, 610, 612, 614, 616, 618, 620, 622, 624)은 반응 챔버 내부에 액체의 액적을 운반하는 가스의 흐름의 증가된 비행 시간을 나타내고 그 안에서 화학 반응 프로세스를 돕기 위해 반응기 챔버 내부에 루프를 형성하며, 그것에 의해 반응 챔버 내부에 균일한 입자를 형성한다. 예를 들어, 라인(602)의 속도 및 측정된 Vs1 m/s의 스피드의 비율은 1:15 내지 약 1:4 사이에 있을 수 있다. 게다가, 라인(602), 라인(612), 라인(614), 라인(616) 및 라인(622)은 동일한 또는 유사한 속도를 가질 수 있다. 라인(608)의 속도 및 측정된 Vs1 m/s의 스피드의 비율은 1:8 내지 약 1:3 사이에 있을 수 있다. 게다가, 라인(608) 및 라인(610)은 동일한 또는 유사한 속도를 갖는다. 라인(618)의 속도 및 측정된 Vs1 m/s의 스피드의 비율은 1:6 내지 약 1:2 사이에 있을 수 있다. 라인(624)의 속도 및 Vs1 m/s의 스피드의 비율은 1:1 내지 약 1:1.2 사이에 있을 수 있다. 게다가, 라인(604) 및 라인(606), 그리고 라인(624)은 동일한 또는 유사한 속도를 갖는다.
도 7은 하나 이상의 가열된 가스가 반응 챔버로 전달된 후 등온선(equal temperature line)의 분포를 예시하는 실험의 결과의 단면도이다. 이러한 예에서, 800℃의 온도로 추정되는 가열된 가스(F6)의 흐름은 13.28 m/s의 스피드로 개구(782)를 통해 가스 유입구 흐름 속도가 800 CFM(ft3/min)인 반응 챔버로 전달되고 시스템 유출구(784)로부터 반응 챔버 밖으로 전달된다. 도 7에서, 각각의 라인은 동일한 속도를 갖는 포인트를 연결함으로써 형성되고, 각각의 라인(702, 704, 706, 708, 710, 712, 714, 716, 718)은 라인 상의 각각의 포인트가 표시된 시간에서 동일한 또는 동등한 온도를 갖는 것을 표현하며, 이는 균일한 입자를 형성하는 것을 돕는다. 도 7의 온도는 50℃ 정도에서 900℃ 정도의 범위에 이를 수 있다. 도 7에서, 이웃한 라인 사이의 공간 내의 각각의 포인트의 온도는 0℃ 정도에서 20℃ 정도의 범위에 이른다. 라인(702) 상의 온도는 720℃를 나타내고, 라인(704)은 540℃를 나타내고, 라인(706) 상의 온도는 580℃를 나타내고, 라인(708)은 600℃를 나타내고, 라인(710) 상의 온도는 540℃를 나타내고, 라인(712) 상의 온도는 580℃를 나타내고, 라인(714) 상의 온도는 600℃를 나타내고, 라인(716) 상의 온도는 620℃를 나타내고, 라인(718) 상의 온도는 640℃를 나타낸다.
도 8은 하나 이상의 가열된 가스가 반응 챔버로 전달된 후 등속선의 분포를 예시하는 실험의 결과의 단면도이다. 이러한 예에서, 800℃ 온도로 추정되는 가열된 가스(F6)의 흐름은 5.8 m/s의 스피드로 개구(882)를 통해 가스 유입구 흐름 속도가 800 CFM(ft3/min)인 반응 챔버로 전달되고 시스템 유출구(884)로부터 반응 챔버 밖으로 전달된다. 도 8에서, 각각의 라인은 동일한 속도를 갖는 포인트를 연결함으로써 형성되고, 각각의 라인(802, 804, 806, 808, 810, 812, 814, 816)은 표시된 시간에서 동일한 또는 동등한 속도를 갖는 라인 상의 각각의 포인트를 표현하며, 이는 균일한 입자를 형성하는 것을 돕는다. 도 8에서, 라인(802, 804, 806, 808, 810, 812, 814, 816) 상의 속도는 루프를 형성하고 동일한 라인 상의 모든 포인트는 동일한 속도를 가지며 여기서 라인의 속도 및 반응 챔버의 챔버 벽의 개구(882)를 통해 측정되는 Vs2 m/s의 스피드의 비율은 1:200 내지 1:4 사이에 있을 수 있다. 예를 들어, 라인(802), 라인(804), 및 라인(808)은 동일한 또는 유사한 속도를 갖는다. 라인(808)의 속도 및 측정된 Vs2 m/s의 스피드의 비율은 1:100 내지 약 1:40 사이에 있을 수 있다. 라인(810)의 속도 및 Vs2 m/s의 스피드의 비율은 1:60 내지 약 1:20 사이에 있을 수 있다. 게다가, 라인(810) 및 라인(812)은 동일한 또는 유사한 속도를 갖는다. 라인(814)의 속도 및 Vs2 m/s의 스피드의 비율은 1:25 내지 약 1:10 사이에 있을 수 있다. 라인(816)의 속도 및 Vs2 m/s의 스피드의 비율은 1:8 내지 약 1:4 사이에 있을 수 있다.
도 9는 하나 이상의 가열된 가스가 반응 챔버로 전달된 후 등온선의 분포를 예시하는 실험의 결과의 단면도이다. 이러한 예에서, 800℃ 온도로 추정되는 가열된 가스(F6)의 흐름은 5.8 m/s의 스피드로 개구(982)를 통해 가스 유입구 흐름 속도가 350 CFM(ft3/min)인 반응 챔버로 전달되고 시스템 유출구(984)로부터 반응 챔버 밖으로 전달된다. 도 9에서, 각각의 라인은 동일한 속도를 갖는 포인트를 연결함으로써 형성되고, 각각의 라인(902, 904, 906, 908, 910, 912, 914, 916)은 표시된 시간에서 동일한 또는 동등한 온도를 갖는 라인 상의 각각의 포인트를 표현하며, 이는 균일한 입자를 형성하는 것을 돕는다. 도 9의 온도는 50℃ 정도에서 900℃ 정도의 범위일 수 있다. 도 9에서, 이웃한 라인 사이의 공간 내의 각각의 포인트의 온도는 0℃ 정도에서 12℃ 정도 범위에 이른다. 라인(902) 상의 온도는 680℃를 표현하고, 라인(904)은 620℃를 나타내고, 라인(906) 상의 온도는 560℃를 나타내고, 라인(908) 상의 온도는 560℃를 나타내고, 라인(910) 상의 온도는 584℃를 나타내고, 라인(912) 상의 온도는 584℃를 나타내고, 라인(914) 상의 온도는 620℃를 나타낸다.
전술한 내용은 본 발명의 실시예에 관한 것이지만, 본 발명의 다른 및 추가 실시예는 그 기본 범위를 벗어나지 않고 고안될 수 있고, 그 범위는 이어지는 청구범위에 의해 결정된다.

Claims (23)

  1. 생성물을 생산하는 처리 시스템에 있어서,
    하나 이상의 제1 가스 라인;
    상기 하나 이상의 제1 가스 라인에 연결되어 하나 이상의 제1 가스 흐름을 상기 처리 시스템으로 전달하는 시스템 유입구;
    액체 혼합물을 하나 이상의 액적 스트림으로 분사하고 상기 하나 이상의 액적 스트림을 상기 처리 시스템으로 분사하도록 조정되는 하나 이상의 파워 제트 모듈;
    반응 혼합물을 상기 생성물로 처리하도록 조정되는 반응 챔버; 및
    가열 조립체로서,
    하나 이상의 제2 가스 흐름을 상기 반응 챔버로 전달하기 위해 상기 반응 챔버의 챔버 벽의 개구에 연결되는 제2 가스 라인; 및
    상기 제2 가스 라인에 연결되고 상기 반응 챔버 내부에 위치되는 가스 전달 요소를 포함하는, 상기 가열 조립체를 포함하며, 상기 반응 혼합물은:
    상기 하나 이상의 제1 가스 흐름;
    상기 하나 이상의 제2 가스 흐름; 및
    상기 하나 이상의 액적 스트림을 포함하는, 처리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열 조립체의 상기 가스 전달 요소는 상기 반응 챔버 내부에 상향 위치되는, 처리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 파워 제트 모듈에 연결되고 상기 하나 이상의 액적 스트림을 상기 하나 이상의 제1 가스 흐름과 함께 가스-액체 혼합물로 분산시키도록 조정되는 분산 챔버를 더 포함하는, 처리 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 가스 흐름 및 상기 하나 이상의 액적 스트림은 0도 내지 약 180도 사이의 분산각(α)으로 서로 유동되는, 처리 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 가스 전달 요소는 상기 반응 챔버의 진입 영역에 도달하기 위해 상기 반응 챔버 내부에 위치되며 상기 진입 영역은 상기 처리 시스템의 상기 분산 챔버에 연결되는, 처리 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제2 가스 흐름은 상기 가스 전달 요소에 의해 전달되어 상기 반응 챔버 내부에서 0도 내지 약 180도 사이의 각도(β)로 서로 상기 가스-액체 혼합물의 하나 이상의 흐름과 혼합되는, 처리 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 분산각(β)은 180도인, 처리 시스템.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 시스템 유입구로부터 유동되는 상기 하나 이상의 제1 가스 흐름을 상기 분산 챔버로 전달하도록 조정되는 버퍼 챔버를 더 포함하는, 처리 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 버퍼 챔버는 상기 하나 이상의 제1 가스 흐름을 하나 이상의 균일한 가스 흐름으로 전달하기 위해 그 안에 하나 이상의 채널을 갖는 가스 분배기를 포함하고, 상기 가스 분배기는 상기 버퍼 챔버의 챔버 벽의 내부 원주에 피팅되도록 형상화되는, 처리 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 처리 시스템은 전자 제어 센터를 더 포함하는, 처리 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 가스 라인을 통해 전달되는 상기 하나 이상의 제1 가스 흐름은 제1 온도에 유지되고, 상기 가열 조립체의 상기 가스 전달 요소를 통해 전달되는 상기 하나 이상의 제2 가스 흐름은 제2 온도에 유지되고, 상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 더 높은, 처리 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 온도는 20℃ 내지 400℃ 사이의 온도에 유지되는, 처리 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2 온도는 100℃ 내지 1400℃ 사이의 온도로 유지되는, 처리 시스템.
  14. 생성물을 생산하는 처리 시스템에 있어서,
    하나 이상의 제1 가스 라인;
    상기 하나 이상의 제1 가스 라인에 연결되어 하나 이상의 제1 가스 흐름을 상기 처리 시스템으로 전달하는 시스템 유입구;
    액체 혼합물을 하나 이상의 액적 스트림으로 분사하고 상기 하나 이상의 액적 스트림을 상기 처리 시스템으로 분사하도록 조정되는 하나 이상의 파워 제트 모듈;
    상기 하나 이상의 파워 제트 모듈에 연결되고 상기 하나 이상의 액적 스트림을 상기 하나 이상의 제1 가스 흐름과 함께 가스-액체 혼합물로 분산시키도록 조정되는 분산 챔버로서, 상기 하나 이상의 제1 가스 흐름 및 상기 하나 이상의 액적 스트림은 0도 내지 약180도 사이의 분산각(α)으로 서로 유동되는, 상기 분산 챔버;
    반응 혼합물을 상기 생성물로 처리하도록 조정되는 반응 챔버; 및
    가열 조립체로서,
    하나 이상의 제2 가스 흐름을 상기 반응 챔버로 전달하기 위해 상기 반응 챔버의 챔버 벽의 개구에 연결되는 제2 가스 라인; 및
    상기 제2 가스 라인에 연결되고 상기 반응 챔버 내부에 위치되는 가스 전달 요소를 포함하는, 상기 가열 조립체를 포함하며,
    상기 반응 혼합물은 상기 하나 이상의 제1 가스 흐름, 상기 하나 이상의 제2 가스 흐름, 및 상기 하나 이상의 액적 스트림을 포함하고,
    상기 하나 이상의 제2 가스 흐름은 상기 가스 전달 요소에 의해 전달되어 상기 반응 챔버 내부에서 0도 내지 약 180도 사이의 각도(β)로 서로 상기 가스-액체 혼합물의 하나 이상의 흐름과 혼합되는, 처리 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 가열 조립체의 상기 가스 전달 요소는 상기 반응 챔버 내부에 상향 위치되는, 처리 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 가스 라인을 통해 전달되는 상기 하나 이상의 제1 가스 흐름은 제1 온도로 유지되고, 상기 가열 조립체의 상기 가스 전달 요소를 통해 전달되는 상기 하나 이상의 제2 가스 흐름은 제2 온도로 유지되고, 상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 더 높은, 처리 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 온도는 20℃ 내지 400℃ 사이의 온도로 유지되는, 처리 시스템.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제2 온도는 100℃ 내지 1400℃ 사이의 온도로 유지되는, 처리 시스템.
  19. 액체 혼합물로부터 생성물을 생산하는 방법에 있어서,
    하나 이상의 제1 가스 흐름을 시스템 유입구를 통해 처리 시스템의 버퍼 챔버로 전달하는 단계;
    하나 이상의 제2 가스 흐름을 가열 조립체를 통해 상기 처리 시스템의 반응 챔버로 전달하는 단계로서, 상기 가열 조립체는:
    하나 이상의 제2 가스 흐름을 상기 반응 챔버로 전달하기 위해 상기 반응 챔버의 챔버 벽의 개구에 연결되는 제2 가스 라인; 및
    상기 제2 가스 라인에 연결되고 상기 반응 챔버 내부에 위치되는 가스 전달 요소를 포함하는, 상기 단계;
    상기 액체 혼합물을 상기 처리 시스템의 하나 이상의 파워 제트 모듈에 의해 하나 이상의 액적 스트림으로 분사하는 단계;
    상기 하나 이상의 액적 스트림을 상기 하나 이상의 파워 제트 모듈을 통해 상기 처리 시스템의 분산 챔버 내부로 유동시키는 단계; 및
    상기 하나 이상의 제1 가스 흐름, 상기 하나 이상의 제2 가스 흐름, 및 상기 하나 이상의 액적 스트림을 포함하는 반응 혼합물을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 가스 라인을 통해 전달되는 상기 하나 이상의 제1 가스 흐름은 제1 온도로 유지되고, 상기 가열 조립체의 상기 가스 전달 요소를 통해 전달되는 상기 하나 이상의 제2 가스 흐름은 제2 온도로 유지되고, 상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 더 높은, 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    100℃ 내지 1400℃ 사이의 온도로 가열되는 상기 하나 이상의 제2 가스 흐름을 사용하여 상기 처리 시스템의 상기 반응 챔버를 가열하는 단계; 및 상기 반응 혼합물을 상기 반응 온도 내부의 상기 생성물로 처리하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 가스 전달 요소는 상기 반응 챔버의 진입 영역에 도달하기 위해 상기 반응 챔버 내부에 위치되어 상기 하나 이상의 제2 가스 흐름을 상기 진입 영역으로 전달하고, 상기 진입 영역은 상기 분산 챔버에 연결되는, 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제1 가스 라인을 통해 전달되는 상기 하나 이상의 제1 가스 흐름은 제1 온도로 유지되고, 상기 가열 조립체의 상기 가스 전달 요소를 통해 전달되는 상기 하나 이상의 제2 가스 흐름은 제2 온도로 유지되고, 상기 제2 온도는 상기 제1 온도보다 더 높은, 방법.
KR1020217043194A 2019-06-28 2020-06-29 반응 챔버 내부에 보조 가스 흐름을 갖는 시스템 및 공정 KR20220034741A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962868843P 2019-06-28 2019-06-28
US62/868,843 2019-06-28
US16/914,458 2020-06-28
US16/914,458 US11673112B2 (en) 2020-06-28 2020-06-28 System and process with assisted gas flow inside a reaction chamber
PCT/US2020/040038 WO2020264464A1 (en) 2019-06-28 2020-06-29 Assisted gas flow inside a reaction chamber of a processing system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220034741A true KR20220034741A (ko) 2022-03-18

Family

ID=74059631

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217043194A KR20220034741A (ko) 2019-06-28 2020-06-29 반응 챔버 내부에 보조 가스 흐름을 갖는 시스템 및 공정

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20240075451A1 (ko)
EP (1) EP4142928A4 (ko)
JP (2) JP7417299B2 (ko)
KR (1) KR20220034741A (ko)
CN (1) CN114025874A (ko)
TW (2) TWI748537B (ko)
WO (1) WO2020264464A1 (ko)

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19847161A1 (de) * 1998-10-14 2000-04-20 Degussa Mittels Aerosol dotiertes pyrogen hergestelltes Siliciumdioxid
US6489408B2 (en) * 2000-11-30 2002-12-03 Univation Technologies, Llc Polymerization process
AT411900B (de) 2001-04-25 2004-07-26 Andritz Ag Maschf Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von metalloxiden
JP2003229124A (ja) 2002-01-31 2003-08-15 Hitachi Metals Ltd 非水系リチウム二次電池用正極活物質とその製造方法及びそれを用いた非水系リチウム二次電池
JP4155116B2 (ja) 2002-06-10 2008-09-24 セイコーエプソン株式会社 トナーの製造方法、トナーおよびトナー製造装置
JP4555199B2 (ja) 2005-09-20 2010-09-29 中外炉工業株式会社 粉体製造装置
WO2009039281A2 (en) 2007-09-19 2009-03-26 Amgen Inc. Particle drying apparatus and methods for forming dry particles
CN101396647B (zh) * 2007-09-29 2011-03-16 中科合成油技术有限公司 用于费-托合成的气-液-固三相悬浮床反应器及其应用
CN201482483U (zh) * 2009-07-29 2010-05-26 江苏新河农用化工有限公司 一种新型间苯二甲腈汽化器
KR101450857B1 (ko) * 2012-01-06 2014-10-15 주식회사 포스코 리튬 함유 용액 내 용존 물질의 추출 방법 및 이를 이용한 시스템
US9650309B2 (en) * 2012-04-12 2017-05-16 Iowa State University Research Foundation, Inc. Stability of gas atomized reactive powders through multiple step in-situ passivation
JP2014113529A (ja) 2012-12-07 2014-06-26 Furukawa Electric Co Ltd:The 微粒子製造装置及び微粒子製造方法
CN103962058A (zh) * 2013-01-30 2014-08-06 中国石油化工股份有限公司 预混合器、径向固定床反应器和丁烯氧化脱氢反应系统
WO2014159118A1 (en) * 2013-03-14 2014-10-02 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for synthesis of battery-active materials
US10076737B2 (en) * 2013-05-06 2018-09-18 Liang-Yuh Chen Method for preparing a material of a battery cell
JP6519840B2 (ja) 2014-03-14 2019-05-29 株式会社リコー 粒子製造装置及び粒子製造方法
CN105990569B (zh) * 2015-02-13 2018-10-30 中科派思储能技术有限公司 一种硫碳复合粉体材料的制备方法及粉体材料和应用
DE102015206843A1 (de) * 2015-04-16 2016-10-20 Hte Gmbh The High Throughput Experimentation Company Vorrichtung und Verfahren zum Versprühen von Flüssigkeiten und der Erzeugung von Feinstnebel

Also Published As

Publication number Publication date
CN114025874A (zh) 2022-02-08
TW202206373A (zh) 2022-02-16
TWI748537B (zh) 2021-12-01
EP4142928A4 (en) 2023-05-24
JP2022543985A (ja) 2022-10-17
WO2020264464A8 (en) 2022-02-03
JP7417299B2 (ja) 2024-01-18
WO2020264464A1 (en) 2020-12-30
US20240075451A1 (en) 2024-03-07
TW202306889A (zh) 2023-02-16
JP2024050543A (ja) 2024-04-10
TWI785881B (zh) 2022-12-01
EP4142928A1 (en) 2023-03-08
TW202112650A (zh) 2021-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11484856B2 (en) Method of preparing a material of a battery cell
US11975300B2 (en) Processing system and method for producing a particulate material
US20230253541A1 (en) System with Power Jet Modules and Method thereof
US11673112B2 (en) System and process with assisted gas flow inside a reaction chamber
KR20220034741A (ko) 반응 챔버 내부에 보조 가스 흐름을 갖는 시스템 및 공정
TWI836684B (zh) 一種具有輔助氣體流的處理系統與生產電池材料的方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal