用于将处理容器排气的制品和方法
【专利摘要】一种用于将处理容器(2)排气的装置，所述装置包括：分离单元(20)，其包括：用于将固体与在流体性固体分散体中存在的流体分离的流体渗透性分离器(26)，所述分离单元(20)具有接口组件(22)，所述接口组件用于以如下的方式附着到处理容器(2)的壁(8)：所述方式使得所述接口组件一般性地与所述壁结合形成基本上邻接的壁表面；以及清洁机构(50)，其与所述分离单元(20)流体连通并且适合于提取从来自所述处理容器的所述流体性固体分散体中分离的流体，并且适合于周期性地和/或连续地搅动在所述分离单元的表面上的所述固体，使得所述流体可以通过所述分离器。
【专利说明】用于将处理容器排气的制品和方法
[0001]优先权要求
[0002]本申请要求2012年I月19日提交的美国临时专利申请序列号61/588，313的权益，该美国临时专利申请的内容通过引用结合在此。
[0003]领域
[0004]本教导一般性地涉及用于与处理容器一起使用的排气装置，并且更具体地涉及使得将固体从流体性固体分散体分离并且保持处理容器中组分的恒定化学计量比的分离单元和清洁装置。
[0005]背景
[0006]本教导预计提供用于将处理容器排气的改进装置。一般性地，大部分排气装置包括将固体从流体流移除的设备，使得流体可以离开处理容器和/或排气，而不将任何固体保持在流体流中。当在流体流中存在湿气时存在一个问题。湿气可以导致固体积累在排气装置之上和/或之中，使得削弱和/或完全阻止排气。已经尝试的一个解决方案是使排气设备更大，使得移除固体的表面积增加，从而，即使固体积累在排气装置之上或之中也允许排气。这种解决方案可以允许流体通过排气设备的连续流动，同时将固体保持在排气设备中；然而，大量的固体在排气设备中的积累可以影响处理容器中组分的化学计量比并且影响最终的产物。此外，清洁该系统的频率高，以便获得有效的清洁，并且清洁之间的持续时间可以不利地影响处理容器中组分的化学计量比。其他解决方案尝试频繁地清洁排气设备以便强迫固体返回至处理容器中；然而，排气容器中固体的量可能足够低，使得清洁是低效的，并且处理容器中固体的化学计量比归因于排气容器中保留的固体仍受到影响。再另一个解决方案已经使用旋风器从流体性固体分散体移除固体。旋风器可以移除大部分粒子；然而，可以使一些更小的和/或轻重量粒子从旋风器排放出，影响系统中化学计量比和颗粒粒子的总质量。
[0007]这些的实例是在以下中公开的排气装置:美国专利号4，102，989和4，263，100 ;和美国专利申请号2004/0093682和2005/274094，其全部通过引用用于所有目的明确地结合在此。所需要的是，允许将流体和其他不需要的副产物从处理容器移除而不改变处理容器中固体的化学计量比的排气设备。需要的是将来自流体性固体分散体的基本上全部固体保持在处理容器中的分离单元。还需要的是分离单元，所述分离单元包括低捕获容量以使得将最小量的材料捕获在分离单元内。还需要的是分离单元，所述分离单元允许具有高效率的高频率清洁，使得在延长的时间期间内不将固体从处理容器中的过程移除。
[0008]概述
[0009]本教导的一个可能的实施方案包括:一种用于将处理容器排气的装置，所述装置包括:分离单元，所述分离单元包括用于将固体与在流体性固体分散体中存在的流体分离的流体渗透性分离器，所述分离单元具有接口组件，所述接口组件用于以如下的方式附着到处理容器的壁:所述方式使得所述接口组件一般性地与所述壁结合形成基本上邻接的壁表面；和清洁机构，所述清洁机构与所述分离单元流体连通，适合于提取从来自所述处理容器的所述流体性固体分散体中分离的所述流体，并且适合于周期性地和/或连续地搅动在所述分离单元的表面上的所述固体，使得所述流体可以通过所述分离器。
[0010]本教导的一个可能的实施方案包括:一种用于将固态处理容器排气的方法，所述方法包括:将多种固态颗粒反应成分在其中可以发生反应，不希望有的副产物可以形成，或两者的条件下混合，和将固态处理容器排气通过与处理容器的壁邻接的分离单元，使得保持多种固态颗粒反应成分的恒定化学计量比，并且将不希望有的副产物移除。
[0011]本文的教导通过提供允许不需要的副产物如挥发物的湿气的排气而不将固体从处理容器移除的排气装置，出乎意料地解决了这些问题中的一个或多个。本文的教导提供允许将流体和其他不需要的副产物从处理容器移除而不改变处理容器中固体的化学计量比的排气设备。本文的教导提供将来自流体性固体分散体的基本上所有固体保持在处理容器中的分离单元。本文的教导提供允许具有高效率的高频率清洁使得在延长的时间期间内不将固体从处理容器中的过程移除的分离单元。
[0012]附图简述
[0013]图1示例本文教导的排气装置的一个实施方案的分解图；
[0014]图2示例包括本文教导的排气装置的处理容器的一个实例；
[0015]图3示例正搅动的排气装置的一个实例；
[0016]图4示例一种排气装置和处理容器的截面图；
[0017]图5A示例排气装置的一个可能的构造的近视(close-up)截面图；并且
[0018]图5B示例多孔保护表面的近视放大图。
[0019]详述
[0020]本文给出的说明和示例意图使本领域其他技术人员熟悉本发明，其原理，以及其实际应用。本领域技术人员可以以多种形式采用和应用本发明，如可以最适合于实际使用的需要的。因此，如所给出的本发明的具体实施方案不意图作为教导的穷举或限制。教导的范围因此不应当参考以上说明确定，而是应当预期参考所附权利要求与这些权利要求所给出的等价物的完整范围一起确定。包括专利申请和出版物的所有文章和参考文献的公开内容通过引用用于全部目的结合在此。如将从以下权利要求发现的，其他组合也是可能的，其从而也通过弓I用结合至这篇所书写的说明书中。
[0021 ] 本文的教导包括一种用于将处理容器排气的装置。所述装置可以是使得将流体从处理容器移除，同时将固体基本上保持在处理容器内的任何装置。处理容器可以是保持颗粒成分(例如，固体)的任何类型的容器。处理容器可以是其中保持基本上恒定的化学计量比的任何处理容器。处理容器可以是其中引入颗粒成分以进行处理的任何处理容器。处理容器可以是处理用于制造的制品的组分的任何类型的容器。处理容器可以用于处理处于中间体或最终形式的颗粒材料。处理容器可以用于处理用于在制造以下各项的中使用的颗粒物质:针状莫来石、阳极、阴极、电池电极材料、用于陶瓷的粉末、粉末金属和合金、粉末聚合物、有机化学品、无机化学品，或它们的组合。优选地，处理容器可以是在用于电池的材料的制造中使用的任何处理容器。更优选地，处理容器可以是在用于锂离子电池的材料的制造中使用的任何处理容器。最优选地，处理容器可以是在锂离子电池的阳极或阴极的制造中使用的前体材料的制造中使用的任何处理容器。在处理过程中，处理容器可以是静态的，也可以移动。处理容器可以用于粉化和混合材料，诱导材料之内或之间的化学反应、排气和干燥材料、加热材料、预加热材料，或它们的组合。优选地，处理容器可以用于减小材料的平均粒径、混合材料、导致机械熔合，或它们的组合。更优选地，处理容器可以用于精炼颗粒材料。
[0022]处理容器可以是粉碎机、混合机、精炼机等，或它们的组合。优选地，处理容器可以是搅动介质磨机(例如，球磨机)。更优选地，处理容器可以是搅动介质磨机。最优选地，处理容器可以是包括介质如钢珠或陶瓷球的高能磨机。处理容器可以用于分批制造、连续制造，或两者。处理容器可以包括搅动介质。搅动介质可以是加入至处理容器辅助精炼固态颗粒反应成分的任何装置。例如，搅动介质可以是金属球、陶瓷球，或两者。介质可以在磨机中以使得介质以基本上平行于处理容器的端壁、排气设备，或两者运动的方式移动。优选地介质与端壁、排气设备，或两者之间的任何接触可以是相切的，使得端壁、排气设备，或两者上的力将较低。例如，介质可以不以直角接触端壁，排气设备，或两者。处理容器可以用于连续制造。处理容器可以用于煅烧。处理容器可以用于处理一种或多种组分。处理容器可以用于处理固体材料。在处理容器中处理的材料可以是一种或多种固态颗粒反应成分。优选地，处理容器可以包含多种固态颗粒反应成分。更优选地，固态颗粒反应成分是电池电极前体成分。再更优选地，固态颗粒反应成分是用于产生锂金属磷酸盐阴极材料的前体材料。固态颗粒反应成分可以含有要素如有机材料、无机材料、天然材料、合成材料、碳、锂、锰、铁、磷酸盐、锌、钴、铝、镍，或它们的混合物。处理容器可以包括一侧上的流体入口，以及在处理容器的相对侧上的如本文教导的排气设备，使得将排气流体引入至处理容器中。然而，流体入口可以在任何位置，使得处理容器保持惰性气氛，处理容器的化学计量比保持基本上恒定，或两者。排气流体可以是与清洁机构相同或不同的流体。流体入口可以引入排气流体，使得将处理容器保持在低压，使得将气体、水、不需要的蒸气，或它们的组合从处理容器通过排气设备移除。处理容器可以没有流体入口。处理容器可以与排气设备分开。优选地，排气设备可以集成至处理容器中。
[0023]排气设备和流体入口可以彼此结合使用，使得在处理容器内保持惰性气氛。排气设备可以包括分离单元和清洁机构。分离单元可以是将固体从流体性固体分散体分离的任何装置。分离器可以包括可以辅助将固体从流体性固体分散体分离的一个或多个部件。分离单元可以相对于处理容器的壁定位，使得它将固体从流体性固体分散体分离。分离单元可以与处理容器的壁相邻。分离单元的全部或一部分可以形成壁的一部分。分离单元的全部或一部分可以安置在处理容器的壁中，使得处理容器的壁和分离单元一般是邻接的。分离单元的全部或一部分可以与处理容器的壁邻接，使得在处理容器中保持化学计量比的固态颗粒反应成分。分离单元可以包括:用于附着到处理容器的接口组件；正向保护表面；分离器(例如，膜、过滤器等，或它们的组合)；背保护表面；隔体；连接适配器；一个或多个O形环、密封件、垫圈，或它们的组合。分离单元可以包括捕获容积。捕获容积可以是分离器可以保持的任何材料的最大容积。捕获容积可以在分离器的处理容器侧测量。例如，捕获容积可以是流体通过的分离器的面积加上正向多孔保护表面的厚度减去保护部件的总面积。
[0024]接口组件可以是任何装置、零件，和/或组件，其可以将分离单元附着到另一个装置。接口组件可以是将分离单元附着到处理容器的任何装置。接口组件可以连接至处理单元的壁，使得接口组件和分离单元与壁一般是平面的，与壁一般是邻接的，或两者。接口组件可以通过可用于紧固的任何装置(例如，紧固件)附着到另一个组件(例如，清洁机构，处理容器的壁，或两者)。接口组件可以栓接、螺丝接合、胶合、模型配合、粘合连接、经由机械结合组件连接、干涉配合、螺纹并旋拧入其中或反之亦然、焊接，或它们的组合到另一个组件。优选地，将接口组件穿过孔放置在处理容器中并且之后栓接至处理容器。接口组件可以包括与处理容器的壁平行的部分。接口组件可以包括垂直于与处理容器的壁平行的所述部分的部分。接口组件可以没有任何从壁延伸出的部分。例如，接口组件可以粘合连接或模制至壁中的孔中，并且接口组件可以附着到孔中的清洁机构，使得整个接口组件安置在处理容器的壁中。接口组件可以包括进入处理容器的壁中的孔中的部分。接口组件可以是任何尺寸和形状，使得接口组件的至少一部分可以在处理容器壁内配合，保护分离单元，将分离单元附着到处理容器，或它们的组合。接口单元、壁中的孔、分离单元，或它们的组合可以依赖于处理容器的尺寸在尺寸上变化。接口单元、壁中的孔，或两者具有约2cm至约20cm，优选约3cm至约IOcm,并且更优选约4cm至6cm的开口。接口组件优选足够大使得将足够量的流体从处理容器排气，使得处理容器保持惰性气氛。与清洁机构组合的接口组件可以使得处理容器能够在每次使用的整个持续时间中保持惰性气氛。接口组件可以调节尺寸，使得可以基本上防止可以在处理容器中使用的任何搅动介质接触分离器。接口组件可以由可以在将分离单元附着到处理容器中使用的任何材料制成。接口组件可以由耐磨损、耐腐蚀、耐受来自磨料粒子、金属组件的冲击，或它们的组合的任何材料制成。接口组件可以由陶瓷、金属、塑料、橡胶、复合材料，或它们的组合制成。优选地，接口组件由不锈钢或淬硬钢制成。接口组件可以包括保护表面，使得保护接口组件、分离单元，或两者不受处理容器的组件影响。接口组件可以包括正向保护表面。
[0025]正向保护表面可以保护分离单元不受处理容器的组件影响。正向保护表面可以保护分离单元不受搅动介质影响。例如，如果使用搅动介质混合器，混合器可以包括可以遍及处理容器移动的搅动介质，并且正向保护表面可以保护分离单元不由搅动介质破坏。正向保护表面可以是倒角的。可以将正向保护表面在角部切割，使得处理容器中的组件与正向保护表面之间的任何接触不将材料从正向保护表面弯曲、破碎、移除，或它们的组合。正向保护表面的角度和/或曲线可以是任何角度和/或曲线，使得处理容器的组件与正向保护表面之间的任何接触是偏斜的并且不损坏、破碎、弯曲、移除接口组件的材料，或它们的组合。正向保护表面的倒角可以与处理容器的壁具有约15度至约90度，优选约20度至约80度，并且更优选约35度至约60度(即，约45度)的角度。正向保护表面可以是辐射式的或圆形的。正向保护表面可以是同时倒角的并且辐射式或曲面的。正向保护表面可以是辐射式或圆形的，使得处理容器的组件与正向保护表面之间的任何接触不将材料从正向保护表面破裂、弯曲、破碎、移除，或它们的组合。优选地，正向保护表面是包括一定半径的曲面。正向保护表面的半径可以是约0.1mm以上,约0.5mm以上,或优选约Imm以上。正向保护表面的半径可以为约3cm至约0.2mm之间，并且优选约2cm至约0.5mm之间。正向保护表面可以保护正向多孔保护表面不被处理容器的内含物的全部或一部分接触。
[0026]正向多孔保护表面可以是允许流体通过保护表面中的孔同时防止至少一些搅动介质通过保护多孔表面的任何表面。正向多孔保护表面可以防止处理容器的固体内含物的全部或一部分离开处理容器。优选地，多孔保护表面至少防止处理容器的搅动介质离开处理容器。正向多孔保护表面中孔的尺寸可以基于处理容器中的介质而变化。孔可以是任何形状和尺寸的。孔可以是任何形状和尺寸的，使得对保留材料足够强，以保护分离器不受处理容器的内含物影响。孔可以是圆形的、方形的、长的、短的、菱形的、长方形的、不规则的，或它们的组合。优选地，孔是垂直的缝。正向多孔保护表面可以充当加强部件。正向多孔保护表面可以是刚性的。优选地，正向多孔保护表面是挠性的，使得当施加压缩气体时，膜、正向保护表面或两者挠曲，使得将至少一些固体粒子从分离器移除和/或弄松。正向多孔保护表面可以是任何厚度，使得正向多孔保护表面在与搅动介质、压缩流体或两者接触的过程中弹性变形。正向保护表面、分离器或两者可以由于通过搅动介质、压缩流体或两者的接触而挠曲，使得将固体材料从分离器移除。正向多孔保护表面可以具有任何厚度，使得正向多孔保护表面保护分离器和正向多孔保护移动，从而将固体粒子从分离器移除和/或弄松。正向多孔保护表面可以具有约0.0Olmm以上，约0.05mm以上,优选约0.1mm以上，或更优选约0.2mm以上的厚度。正向多孔保护表面可以具有约Icm以下,约5mm以下，约Imm以下，或约0.5mm以下的厚度。正向多孔保护表面可以具有约Imm至约0.1mm之间并且优选约0.4mm至约0.2mm(即，约0.25mm)之间的厚度。多孔保护表面的厚度可以依赖于用于多孔保护表面的材料的材料特性而变化。例如，塑料多孔保护表面可以比钢多孔保护表面更厚。正向多孔保护表面可以包括保护分离器的保护部件。
[0027]保护部件可以是延伸穿过允许将流体性固体分散体排气的分离单元中的开口的任何部分。保护部件可以是保护分离器的任何尺寸和形状的。保护部件可以是允许流体通过正向保护表面至分离器的任何尺寸和形状的。优选地，保护部件由耐磨损的材料制成。保护部件、正向多孔保护表面或两者可以由金属、陶瓷、塑料、橡胶、复合材料，或它们的组合制成。保护部件可以是棒条。保护部件可以包括孔。保护部件可以是任何构造，使得保护部件至少防止搅动介质接触分离器。正向多孔保护表面可以加强接口组件、分离器、处理容器的壁，或它们的组合。优选地，正向多孔保护表面保护分离器不被处理容器的击打分离器的固体内含物损坏。更优选地，正向多孔保护表面保护分离器不由处理容器中的搅动介质损坏。
[0028]分离器可以是任何装置、零件、部件，或它们的组合，其将固体从流体性固体分散体分离。分离器可以是流体渗透性的，使得流体可以通过分离器并且可以防止固体离开处理容器。优选地，分离器可以从流体性固体分散体过滤固态颗粒反应成分。更优选地，分离器可以过滤具有约100微米以下，优选约10微米以下，更优选约I微米以下，或者甚至约
0.1微米以下的最大尺寸的固体粒子。例如，分离器可以从流体性固体分散体移除尘状粒子。分离器可以由将固体从流体性固体分散体分离的任何材料制成。优选地，分离器可以由将固体从流体性固体分散体有效地分离以使得处理容器的内含物的化学计量比不受到处理容器的排气影响的任何材料制成。分离器可以是膜。分离器可以由以下各项制成:纺织物或无纺织物、塑料、金属、有机材料、无机材料、聚合材料、合成材料、天然材料、复合材料、多孔陶瓷如针状莫来石、二氧化硅、金属氧化物、履行所述功能的泡沫，或它们的组合。优选地，分离器由挠性多孔膜材料制成。更优选地，分离器由聚四氟乙烯(PTFE)、玻璃纤维毡片、聚酯、聚酰胺、纤维素纤维，或它们的组合制成。分离器可以安置分离单元中的任何位置。优选地，分离器可以安置在正向多孔保护表面的后方并且与其接触，以确保对于固体的最小捕获容积。分离器可以位于后向多孔保护表面的前面。最优选地，分离器夹在正向多孔保护表面与后向多孔保护表面之间。
[0029]后向多孔保护表面可以是允许流体通过保护表面中的孔的任何表面。后向多孔保护表面可以防止处理容器的固体内含物的全部或一部分离开处理容器。优选地，后向多孔保护表面至少防止处理容器的搅动介质离开处理容器。后向多孔保护表面中孔的尺寸可以依赖于处理容器中的介质而变化。孔可以是任何形状和尺寸的。孔可以是任何形状和尺寸的，使得保持材料足够强，以保护分离器不受处理容器的内含物、清洁机构中的内含物或两者影响。孔可以是圆形的、方形的、长的、短的、菱形的、长方形的、不规则的，或它们的组合。优选地，孔是垂直的缝。后向多孔保护表面的孔可以是与正向保护表面的孔基本上相同的尺寸。优选地，后向多孔保护表面中的孔基本上与正向多孔保护表面中的孔对齐，使得最小化对流体性固体分散体的阻力。后向多孔保护表面的孔可以小于正向多孔保护表面的孔。后向多孔保护表面的孔可以大于正向多孔保护表面的孔。后向多孔保护表面可以充当加强部件。后向多孔保护表面可以加强接口组件、膜、处理容器的壁，或它们的组合。优选地，后向多孔保护表面保护膜不被处理容器、清洁机构或两者的固体内含物损坏。更优选地，后向多孔保护表面辅助保护分离器不被处理容器中的搅动介质损坏。后向多孔保护表面可以在压缩空气的施加过程中挠曲。优选地，后向多孔保护表面在压缩空气的施加过程中不挠曲。后向多孔保护表面可以辅助加强正向多孔保护表面不与处理容器的组件接触。
[0030]正向多孔保护表面和后向多孔保护表面可以由相同的材料制成。正向多孔保护表面和后向多孔保护表面可以由不同的材料制成。正向多孔保护表面和后向多孔保护表面可以由保护分离器的任何材料制成。正向多孔保护表面和后向多孔保护表面可以由任何可以防止处理容器中的至少一些固体离开处理容器的材料制成。优选地，正向多孔保护表面和后向多孔保护表面可以由防止搅动介质损坏分离器、离开处理容器，或两者的任何材料制成。正向多孔保护表面和后向多孔保护表面可以由不由于与处理容器的内含物的重复接触破碎以形成颗粒物质，例如，薄片、碎屑、灰尘、破碎物，或它们的组合的任何材料制成。正向多孔保护表面、后向多孔保护表面，或两者可以由耐磨损、耐腐蚀或两者的材料制成。正向多孔保护表面和后向多孔保护表面可以由聚合材料、复合材料、金属、陶瓷、塑料、天然材料、合成材料，或它们的组合制成。优选地，正向多孔保护表面和后向多孔保护表面由不锈钢制成。正向多孔保护表面、后向多孔保护表面、分离器，或它们的组合可以通过摩擦配合或分离单元的另一个组件保持在分离单元中。正向多孔保护表面、后向多孔保护表面、分离器，或它们的组合可以包括用于将所述组件的一个或全部附着到接口组件的连接零件。分离单元可以包括用于保持正向多孔保护表面、后向多孔保护表面、分离器，或它们的组合在原位的隔体。
[0031]隔体可以辅助将正向多孔保护表面、后向多孔保护表面、分离器，或它们的组合保持在接口组件中。隔体可以将正向多孔保护表面、后向多孔保护表面、分离器，或它们的组合锁住在接口组件与连接适配器之间。隔体可以是可调节的，使得正向多孔保护表面、后向多孔保护表面、分离器，或它们的组合的尺寸可以依赖于处理容器的内含物变化。隔体可以是可压缩的以使得当将连接适配器附着到接口组件时，正向多孔保护表面、后向多孔保护表面、分离器，或它们的组合不被损坏。
[0032]连接适配器可以是将正向多孔保护表面、后向多孔保护表面、分离器、隔体，或它们的组合保持在接口组件中的任何装置。连接适配器可以是将分离单元附着到清洁机构的任何装置。连接适配器可以使用紧固件附着到接口组件。连接适配器可以包括凸式或凹式部分，使得连接适配器可以附着到接口组件相应的凸式或凹式部分。优选地，连接适配器和接口组件栓接在一起。连接适配器可以与隔离管形成密封件，使得隔离管内的流体保持与外部环境隔离。连接适配器可以是将分离单元附着到清洁机构的任何装置。
[0033]清洁机构可以位于分离单元附近。清洁机构可以是将固体从分离器移除的任何装置。清洁机构可以是基本上清洁分离器的任何装置。清洁机构可以产生力，并且该力可以影响分离器并将固体从分离器移除。清洁机构可以移动流体使其与分离器接触，使得流体将分离器上的固体移动、弄松或两者。清洁机构可以辅助将处理容器排气。例如，清洁机构可以将流体引入至处理容器中，从而在处理室中产生正压，使得迫使流体通过分离单元离开(back out of)处理容器并且离开排气口。清洁机构可以与分离单元流体连通。优选地，清洁机构可以在处理容器外部。清洁机构可以包括以下零件中一个或多个:隔离管、阀、压缩气体源、具有至少一个排放口的导管，或它们的组合。
[0034]清洁机构可以包括隔离管。清洁机构可以没有隔离管。清洁机构可以通过隔离管附着到分离单元。隔离管可以附着到连接适配器。隔离管可以是实心的。隔离管可以是挠曲的。隔离管可以包括可挠曲部分。隔离管可以缓冲来自清洁机构的振动，使得分离单元不经历来自清洁机构的振动。隔离管可以缓冲来自处理容器的振动以使得清洁机构不经历由处理容器产生的振动。隔离管可以包括排放口。隔离管优选可以在一端附着到分离单元并且在相反的一端附着到清洁机构。
[0035]清洁机构可以包括导管。导管可以是在排气上辅助处理单元的任何装置。导管可以是将清洁单元间接附着到分离单元并且允许将不需要的气体从处理单元排气的任何装置。清洁机构可以没有导管。导管可以附着到分离单元。优选地，导管附着到隔离管。导管可以包括第一端、第二端、一个或多个排放口，或它们的组合。导管可以防止流体在处理过程中，在将分离器清洁之后，或在那之间的时间扩散回处理容器中。导管可以包括止回阀、回流阻止器等，或它们的组合。优选地，导管包括至少一个排放口。排放口可以排放从处理容器提取的流体。排放口可以排放压缩气体。排放口可以允许将不希望有的副产物从处理单元移除，同时保持基本上恒定的化学计量比。排放口可以允许将湿气从处理容器移除。不希望有的副产物可以是水、溶剂、挥发物，或任何其他不需要的气态和/或挥发性副产物。排放口可以允许将处理容器保持接近于大气压力，基本上在大气压力，或两者。导管的第一端可以附着到分离单元。优选地，导管的第一端附着到隔离管。导管的第二端可以附着到阀，压缩气体源，或两者。
[0036]阀可以是防止流体、气体或固体至导管、隔离管或两者中的运动的任何阀。阀可以是电磁调节阀。阀可以是手动阀。优选地，阀是自动阀。阀可以是可以防止流体流动至导管中，从导管流出，或两者的任何阀。阀可以能够从打开至关闭迅速地循环，并且反之亦然。阀可以能够打开和关闭(即，可以清洁分离器)每分钟约5次以上，每分钟约10次以上，每分钟约15次以上，或每分钟约30次以上。阀可以以周期性方式操作。阀可以以连续方式操作。例如，阀当处理容器运行时可以保持打开，使得强迫压缩空气朝向处理容器。阀当打开时可以允许压缩气体离开压缩气体源，使得将来自处理容器的流体流动消除，并且压缩气体和流体移动回处理容器中。阀当关闭时可以防止压缩气体进入处理中。阀当关闭时可以允许来自处理容器的流体通过分离单元和排放口离开处理容器。优选地，阀连接至压缩气体源。
[0037]压缩气体源可以是可以将固体从分离单元清除的任何气体源。优选地，压缩气体源可以是可以将固体从分离器清除而不损坏分离单元、与流体反应、与固体反应，或它们的组合的任何气体源。压缩气体可以是任何惰性气体、空气、氮，或它们的组合。压缩气体源的压力可以是足够的压力，使得可以将积累在分离器上的任何固体从分离器弄松、从分离器移除，或两者，从而可以将不希望有的副产物从处理容器移除。压缩气体可以能够以足以清洁分离器的压力提供气体，例如，低压力气体源。优选地，气体可以是高压气体源。压缩气体源的压力可以是足够的压力以防止固体在分离器上的积累，同时允许将不希望有的副产物从处理容器移除。压缩气体源的压力可以是足够的压力，以将来自处理容器的流体流动停止、反转或两者。压缩气体源的压力可以足以使得分离器、正向多孔保护表面或两者在压缩空气的施加过程中挠曲。压缩气体可以在约50KPa以上，约IOOKPa以上，约150KPa以上，约200KPa以上，优选约250KPa以上，更优选约300KPa以上，再更优选约350KPa以上，或最优选约400KPa以上的压力引入。压缩气体可以在约6500KPa以下，约5000KPa以下，约3500KPa以下，或约1725KPa以下的压力引入。压缩气体的压力可以与压缩气体施加的持续期间成反比。例如，如果以250KPa的压力施加压缩气体，持续期间可以为约100毫秒，并且如果约500KPa的压力施加压缩气体，持续期间可以是约40毫秒。压缩气体施加的持续期间可以是约2秒以下，约I秒以下，优选约700毫秒以下，更优选约400毫秒以下，或最优选约300毫秒以下，使得将一些压缩气体移动至与分离器接触，从而将分离器清洁。压缩气体施加的持续期间可以是约50毫秒以上，约100毫秒以上，或优选约200毫秒以上。优选地，压缩气体施加具有约I秒至约100毫秒之间并且优选约500毫秒至约200毫秒之间的持续期间。阀可以将压缩空气从压缩气体源引导至导管、隔离管、处理容器，或它们的组
由
口卞ο
[0038]清洁机构可以将处理容器连续地排气。清洁机构可以将处理容器间歇地排气。清洁机构可以将处理容器以每分钟约I次，优选每分钟约5次，更优选每分钟约15次的频率排气，使得将弄松和/或移除的固体再引入至处理容器的处理区域中。在排气的步骤的过程中，可以将分离器清洁，使得在整个过程始终保持基本上恒定化学计量比。在排气的步骤过程中，可以将不需要的处理副产物移除。
[0039]本教导可以包括一种用于将固态处理容器排气使得将固体从流体性固体分散体移除的方法。该方法可以包括将一种或多种固态颗粒反应成分在其中可以发生反应，不希望有的副产物可以形成或两者的条件下混合在一起。混合可以在研磨过程中进行，或者混合可以与研磨过程无关。可以性固态处理容器的排气，使得保持多种固态颗粒成分的恒定化学计量比并移除不希望有的副产物。可以通过将固态颗粒成分保持在固态处理容器(即，反应容器)内，保持化学计量比。可以通过频繁清洁分离器，保持化学计量比。可以通过移除导致固态颗粒成分附着至分离器的任何不需要的副产物如过量水、水蒸气或其他组分，或它们的组合，保持化学计量比。可以通过采用本文描述的一种或多种技术保持化学计量比。可以将不需要的副产物被动地从处理容器排气。例如，不需要的副产物可以在没有任何外部辅助的情况下排气，可以归因于气态反应产物的产生排气，可以归因于温度归因于摩擦导致的升高而排气，归因于温度归因于产物之间的反应导致的升高而排气，归因于处理容器的运动而排气，或它们的组合。在另一个实例中，归因于流体至处理容器的加入，外部热，温度的升高，或它们的组合，可以将不需要的副产物主动排气。处理容器可以归因于主动和被动条件两者排气。可以对流体渗透性分离器周期性地清除一种或多种固态颗粒反应成分。可以对流体渗透性分离器连续地清除一种或多种固态颗粒反应成分。可以使用清洁机构主动吹扫流体渗透性分离器，使得通过移除任何不需要的处理副产物而保持惰性环境。可以响应一种或多种监控变量上的变化将流体渗透性分离器主动吹扫。可以监控处理容器中的环境，使得一旦监控变量中的一个改变，就可以将处理容器主动吹扫，从而保持惰性环境。清洁机构可以监控处理容器中的湿度水平、压力水平、挥发物的量，或它们的组合。清洁机构可以对分离器施加力，使得将积累在分离器上的任何固体弄松、移除，或两者。力可以是通过移动清洁机构的震动，使得将振动送至分离单元。优选地，力是压缩空气，其向后通过至处理容器中，使得将任何积累的固体搅动并从分离器移除和/或弄松。清洁机构可以基本上防止任何坚固粒子聚集块在分离器上的形成。清洁机构可以通过周期性地、主动地、连续地,或它们的组合施加力至分离单元而这样做。
[0040]图1示例用于将处理容器2排气的分离单元20和清洁机构50的分解图。接口组件22将分离单元20连接至处理容器的壁8。密封70位于接口组件22与壁8之间。接口组件22容纳正向多孔保护表面40、分离器26和后向多孔保护表面28。隔体位于后向多孔保护表面28与连接适配器32之间，使得当接口组件22与连接适配器32连接时，正向多孔保护表面40、分离器26和后向多孔保护表面28保持在适当位置。密封件70位于接口组件22与连接适配器32之间，使得全部流体固体分散剂行进通过分离单元20。分离单元20经由连接器34连接至清洁机构50。连接适配器34连接至隔离管52。隔离管52连接至具有第一端52和第二端66以及在它们之间的排气口 64的导管60。导管60连接至连接器34，其直接附着到清洁机构50的阀54。
[0041]图2示例排气过程中的处理容器2。处理容器2包括多种固态颗粒反应成分4和研磨介质6。研磨介质6研磨和/或精炼固态颗粒反应成分4导致不需要的副产物,其应当从处理容器2排气而不移除任何固态颗粒反应成分4。处理容器2的一个壁8包括分离单元20。清洁机构50在与处理容器2相反的一侧上连接至分离单元20。如所示，分离单元20的正面与处理容器2的一个壁8共平面。清洁机构50包括隔离管52、导管60、阀54和压缩气体源56。清洁机构50经由附着到导管60的第一端62的隔离管52附着到分离单元20。导管60包括在第一端62与第二端66之间的排气口 64。阀65在关闭位置并且阀65阻挡压缩气体源56，使得将不需要的处理副产物通过排气口 64在箭头68的方向上排气。如所示，将固态颗粒反应成分4通过分离单元20从流体性固体分散体分离，使得将固态颗粒反应成分4保持在处理容器2内，并且将不需要的处理副产物在箭头68的方向上排气。
[0042]图3示例分离单元20的清洁或吹扫过程中的处理容器2。阀54是打开的，并且压缩气体源56释放压缩气体58朝向并通过分离单元20进入处理容器2中。压缩气体58将固态颗粒反应成分4从分离单元20的分离器(未显示)清除回处理容器2中，使得固态颗粒反应成分的化学计量比不受影响。压缩气体56进一步通过排气口 64，从而将任何不需要的处理副产物推出系统。
[0043]图4示例处理容器2的壁8的截面图，其中分离单元20形成壁8的一部分并且分离单元附着到清洁机构50。清洁机构50经由隔离管52附着到分离单元。隔离管52是挠性的，使得来自处理容器2和清洁机构的振动不转化至其他相应的装置。隔离管52在第一端62附着到导管60。如所示的导管60包括一个排气口 64。导管60在第二端66处附着到阀54。阀54允许将压缩气体58从压缩气体源(未显示)释放至清洁机构50、分离单元20中，并且至处理容器2中。[0044]图5A示例分离单元20的截面图。分离单元20包括使用紧固件(未显示)附着到处理容器2的壁8的接口组件22。接口组件22的正面如所示与壁8的正面共平面。接口组件22包括正向保护表面24，并且如所示的正向保护表面24是倒角的。正向多孔保护表面40、分离器26、后向多孔保护表面28和隔体30夹在接口组件22与连接适配器32之间。如所示，接口组件22与连接适配器32经由紧固件(未显示)附着到壁8。分离单元20包括在壁8与接口组件22之间和在接口组件22与连接适配器32之间的密封件70。图5B示例正向多孔保护表面40的前视图。正向多孔保护表面40包括在保护部件44之间具有孔42的保护部件44。
[0045]本文列举的任何数值包括从下限值至上限值以一个单位的增量的所有值，条件是在任何下限值与任何上限值之间存在至少2个单位的分离。作为实例，所陈述的是，工艺变量的组分或值的量，如例如，温度、压力、时间等为，例如，I至90，优选20至80，更优选30至70，所预期的是在本说明书中明确列举如15至85，22至68，43至51，30至32等的值。对于小于一的值，一个单位被适当地认为是0.0001，0.001，0.01或0.1。这些仅是所具体预期的一个实例并且所列举的最小值与最大值之间的数值的所有可能组合被认为是以相似的方式明确地在本申请中陈述。
[0046]除非另外指出，所有范围包括两个端点和端点之间的所有数字。与范围结合使用"约"或"大约"适用于范围的两端。因此，"约20至30"预期覆盖"约20至约30"，至少包括所说明的端点在内。
[0047]包括专利申请和公开的所有文章和参考文献的公开内容通过引用用于所有目的结合在此。描述组合的术语"基本上由...构成"应当包括所确定的要素、成分、组件或步骤，以及不物质上影响组合的基本和新特性的这些其他的要素、成分、组件或步骤。在本文用来描述要素、成分、组件或步骤的组合的术语"包括"或"包括"的使用还预期基本上由所述要素、成分、组件或步骤组成的实施方案。在本文通过使用术语“可以”，所预期的是包括“可以”的任何所述的属性是任选的。
[0048]多个要素、成分、组件或步骤可以由单个集成的要素、成分、组件或步骤提供。备选地，单个集成的要素、成分、组件或步骤可以分为分开的多个要素、成分、组件或步骤。用来描述要素、成分、组件或步骤的"一个"或"一种"的公开内容不预期排除另外的要素、成分、组件或步骤。
【权利要求】
1.一种制品，所述制品包括: a.分离单元20，所述分离单元20包括用于将固体与在流体性固体分散体中存在的流体分离的流体渗透性分离器26，所述分离单元20具有接口组件22，所述接口组件22用于以如下的方式附着到处理容器2的壁8:所述方式使得所述接口组件20 —般性地与所述壁8结合形成基本上邻接的壁表面，和 b.清洁机构50，所述清洁机构50与所述分离单元20流体连通，并且适合于提取从来自所述处理容器的所述流体性固体分散体中分离的所述流体，并且适合于周期性地和/或连续地搅动在所述分离单元20的表面上的所述固体，使得所述流体可以通过所述分离器。
2.权利要求1所述的制品，其中所述处理容器适合用于处理至少一种固体材料。
3.权利要求1至2中任一项所述的制品，其中将积累在所述分离单元的表面上的固体移去、弄松，或两者。
4.权利要求1至3中任一项所述的制品，其中所述分离单元20—般是平面的并且一般与所述壁是邻接的。
5.权利要求1至4中任一项所述的制品，其中所述分离单元包括正向多孔保护表面24。
6.根据在前权利要求中任一项所述的制品，其中所述正向多孔保护表面24是挠性的，使得所述正向多孔保护表面在清洁过程中挠曲。
7.根据在前权利要求中任一项所述的制品，其中所述清洁机构50在所述容器2外部，并且所述清洁机构50被安置与所述分离单元20相邻并且在距离所述处理容器比距离所述分离单元远的位置。
8.根据在前权利要求中任一项所述的制品，其中所述清洁机构包括:具有与阀54连接的出口的压缩气体源，通过所述出口放出所述压缩流体。
9.根据在前权利要求中任一项所述的制品，其中所述清洁机构包括具有第一端62、第二端66和至少一个排放口 64的导管60。
10.权利要求9所述的制品，其中所述第一端与所述分离单元连接，并且将所述第二端与所述压缩空气源连接。
11.根据在前权利要求中任一项所述的制品，其中所述流体渗透性分离器是接口组件的一部分，并且夹在正向多孔保护表面和任选的后部支撑体之间。
12.权利要求11所述的制品，其中所述正向多孔保护表面包括倒角的和/或辐射式的表面。
13.根据在前权利要求中任一项所述的制品，其中所述处理容器是搅动介质磨机。
14.一种制备电池电极材料的方法，所述方法使用容器，所述容器包括根据在前权利要求中任一项所述的制品，其中将所述处理容器以大于每分钟一次，优选每分钟约5次，或者更优选每分钟约15次的频率排气， 使得将弄松和/或移除的固体再引入所述处理容器的处理区域中。
15.权利要求14所述的方法，所述方法包括在所述处理过程始终保持基本上恒定化学计量比并且也移除不需要的处理副产物的步骤。
16.—种方法,所述方法包括: a.将多种固态颗粒反应成分在其中反应可以发生，不希望有的副产物可以形成，或两者的条件下混合，和 b.将固态处理容器排气通过与所述处理容器的壁邻接的分离单元，使得保持所述多种固态颗粒反应成分的恒定化学计量比，并且移除不希望有的副产物。
17.权利要求16所述的方法，其中排气包括通过位于分离单元中的流体渗透性分离器分离所述流体。
18.根据在前权利要求中任一项所述的方法，其中周期性地清除所述流体渗透性分离器的所述多种固态颗粒反应成分。
19.根据在前权利要求中任一项所述的方法，其中使用清洁机构主动清洁所述流体渗透性分离器，使得通过移除任何不需要的处理副产物保持惰性环境。
20.根据在前权利要求中任一项所述的方法，其中清洁所述分离器的步骤包括施加力至所述分离单元以搅动积累在其上的固体。
21.根据在前权利要求中任一项所述的方法，其中将所述固态处理容器排气包括:通过周期性地施加力至所述分离单元防止任何坚固粒子聚集块的形成的步骤。
22.根据在前权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种固态颗粒反应成分是电池电极前体。
23.根据在前权利要求中任一项所述的方法，其中所述多种固态颗粒反应物成分是包括用于产生锂金属磷酸 盐阴极材料的成分的阴极材料。
24.根据在前权利要求中任一项所述的方法，其中所移除的所述不希望有的副产物的显著部分是水。
25.根据在前权利要求中任一项所述的方法，其中混合包括搅动型介质混合器。
26.根据在前权利要求中任一项所述的方法，其中混合步骤包括搅动研磨介质。
27.在前权利要求中任一项所述的方法，其中在操作过程中将所述处理容器用排气流体吹扫。
28.使用权利要求1至15中任一项所述的制品以进行权利要求15至27中任一项所述的步骤。
【文档编号】B01D46/00GK104023816SQ201280065537
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2012年8月9日 优先权日:2012年1月19日
【发明者】于新迪, 詹姆斯·F·科克, 吉姆·M·小格赖德 申请人:陶氏环球技术有限责任公司