CN103170261A - 混合分散装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有更高的分散能力的混合分散装置。该混合分散装置具备混合前旋转叶片（130）与混合后旋转叶片（150）。混合前旋转叶片（130）在流动性材料侧区域（E1）配置为能够旋转，将从径向内侧吸入的流动性材料朝隔板（120）的径向外侧的第一阶段混合区域（E3）输出，并且，将粉体侧区域（E2）的粉体材料朝第一阶段混合区域（E3）引导。混合后旋转叶片（150）配置于位于第一阶段混合区域（E3）的下游侧的与第一阶段混合区域（E3）在轴向上不同的第二阶段混合区域（E4），将从第一阶段混合区域（E3）流通到第二阶段混合区域（E4）的流动性材料及粉体材料的混合材料分散，并且朝径向外侧的排出口（113）输出。

Description

混合分散装置

技术领域

本发明涉及将流动性材料与粉体材料混合并分散的混合分散装置。

背景技术

近年来，锂离子二次电池适用于混合动力车与电动汽车等。锂离子二次电池的电极通过将活性物质材料的料浆涂敷于铝箔等基体材料并进行烧成而成形。该制造方法记载于例如日本特开2010－033786号公报（专利文献1）等。

活性物质材料的料浆通过将活性物质材料的粉末混合并分散于液体而制作。作为进行该液体与粉末的混合分散的装置，能够适用例如日本专利第4458536号公报（专利文献2）以及日本特开2011－52638号公报（专利文献3）所记载的装置。

专利文献1：日本特开2010－033786号公报

专利文献2：日本专利第4458536号公报

专利文献3：日本特开2011－52638号公报

发明内容

本发明的目的在于提供具有比现有的装置更高的分散能力的混合分散装置。

（技术方案1）本发明所涉及的混合分散装置将流动性材料与粉体材料混合并分散，所述混合分散装置具备：隔板，该隔板对所述流动性材料的吸入口侧的流动性材料侧区域与所述粉体材料的吸入口侧的粉体侧区域进行分隔；旋转叶片，该旋转叶片在所述流动性材料侧区域配置为能够旋转，将从径向内侧吸入的所述流动性材料朝所述隔板的径向外侧的第一阶段混合区域输出，并且，将所述粉体侧区域的所述粉体材料朝所述第一阶段混合区域引导；以及混合后旋转叶片，该混合后旋转叶片配置于位于第一阶段混合区域的下游侧的与第一阶段混合区域在轴向上不同的第二阶段混合区域，将从所述从第一阶段混合区域流通到所述第二阶段混合区域的所述流动性材料及所述粉体材料的混合材料分散，并且朝径向外侧的排出口输出。

（技术方案2）另外，所述混合分散装置可以具备：第一环状分散部件，该第一环状分散部件一体地设置于所述混合后旋转叶片的径向外侧；以及第二环状分散部件，该第二环状分散部件配置于所述混合后旋转叶片的径向外侧，配置为相对于所述第一环状分散部件能够相对旋转并且与所述第一环状分散部件在径向上相对，在所述第二环状分散部件与所述第一环状分散部件之间使所述混合材料分散。

（技术方案3）另外，所述混合分散装置可以具备整流板，该整流板在所述第一阶段混合区域与所述混合后旋转叶片之间的流路对所述混合材料的流通进行整流。

（技术方案1）在第一阶段混合区域中，以混合材料通过混合前旋转叶片朝径向外侧流通的方式作用。这里，第一阶段混合区域与第二阶段混合区域位于在轴向上不同的位置。因此，第一阶段混合区域的混合材料的流通方向产生变化以便朝第二阶段混合区域流通。通过流通方向的变化，而混合材料产生漩涡，混合材料被分散。因此，能够实现从排出口排出的流动性材料（混合材料）的均质化。

（技术方案2）能够利用第一环状分散部件与第二环状分散部件将由混合后旋转叶片输出的混合材料更有效地分散。

（技术方案3）混合后旋转叶片配置于位于第一阶段混合区域的下游侧的与第一阶段混合区域在轴向上不同的位置。因此，当混合材料从第一阶段混合区域朝混合后旋转叶片流通时，混合材料产生漩涡。即使产生了该漩涡，漩涡的产生也对分散有效，但是造成使朝流通方向的流通速度减低的原因。因此，通过设置有整流板而能够可靠地使混合材料朝混合后旋转叶片流通。

附图说明

图1是第一实施方式的混合分散装置的轴向剖视图。

图2是图1的A－A剖视图。

图3是图1的B－B剖视图。

图4是图1的C－C点划线的剖视图。

图5是图1的D－D剖视图。

图6是第二实施方式的混合分散装置的轴向剖视图。

图7是图6的E－E剖视图。

图8是图6的F－F剖视图。

图9是图6的G－G剖视图。

具体实施方式

＜第一实施方式＞

本实施方式的混合分散装置构成用于制造例如锂离子二次电池的电极（正极及负极）的装置。锂离子二次电池通过将活性物质材料的料浆涂敷于铝箔或铜箔等基体材料并进行烧成而成形。本实施方式的混合分散装置是制造活性物质材料的料浆的装置。具体而言，通过将活性物质的金属粉末混合并分散于水等液体而制作。以下，将混合分散有粉体材料后的料浆称为流动性混合材料，将混合有粉体材料前的液体称为流动性基体材料。流动性混合材料及流动性基体材料均具有流动性。然而，流动性混合材料与流动性基体材料相比形成为粘度较高。

参照图1~5对本实施方式的混合分散装置进行说明。混合分散装置将流动性基体材料从图1的下方吸入到壳体110内，将粉体材料从图1的上方吸入到壳体110内，在壳体110内，将流动性基体材料与粉体材料混合分散而生成流动性混合材料。并且，将生成的流动性混合材料从壳体110的外周面朝径向外侧排出。

如图1所示，该混合分散装置具备：装置主体100；收纳活性物质的粉体材料的粉体料斗20；以及驱动马达40。这里，粉体料斗20、驱动马达40被支撑于装置主体100的壳体110。

装置主体100具备壳体110、隔板120、混合前旋转叶片130、引导部件140、第二阶段混合区域旋转叶片150、整流板160、第一环状分散部件170以及第二环状分散部件180。

壳体110形成为中空圆盘状。在壳体110的下表面的中心形成有将流动性基体材料吸入的流动性材料用吸入口111。在壳体110的上表面的中心附近形成有粉体用吸入口112，该粉体用吸入口112能够装配有粉体料斗20的粉体材料的排出端，且从粉体料斗20吸入粉体材料。并且，在壳体110内，使从流动性材料用吸入口111吸入的流动性基体材料与从粉体用吸入口112吸入的粉体材料混合并分散，而生成流动性混合材料。进而，在壳体110的外周面的一部分形成有将在壳体110内生成的流动性混合材料排出的排出口113。

隔板120形成为圆盘状，其中心部固定于驱动马达40的旋转轴的端部。隔板120在壳体110内配置为能够绕其中心轴旋转。该隔板120将壳体110内的中心附近划分为上下两部分，分隔为位于下侧的流动性材料用吸入口111侧的区域E1（流动性材料侧区域）与位于上侧的粉体用吸入口112侧的区域E2（粉体侧区域）。此外，驱动马达40固定于装置主体100的上表面侧。

混合前旋转叶片130在隔板120的下表面中的径向外侧的位置沿周向设置有多个。也就是说，混合前旋转叶片130随着隔板120的旋转而旋转。混合前旋转叶片130作为将从位于径向内侧的流动性材料用吸入口111吸入的流动性基体材料朝径向外侧输出的泵叶片发挥功能。各混合前旋转叶片130形成为随着朝向径向外侧而朝与混合前旋转叶片130的旋转方向相反的方向位相偏移。在图2中，混合前旋转叶片130的旋转方向为右转，因此各混合前旋转叶片130的位相随着朝向径向外侧而偏向左转侧。

引导部件140配置于隔板120的径向外侧（隔板120及混合前旋转叶片130的下游侧），并且固定于壳体110。引导部件140具有流动性材料用引导通路141，该流动性材料用引导通路141将从混合前旋转叶片130输出的流动性基体材料进一步朝径向外侧的第一阶段混合区域E3增速地输出。该流动性材料用引导通路141形成为随着朝向径向外侧而朝混合前旋转叶片130的旋转方向位相偏移。也就是说，通过混合前旋转叶片130与引导部件140的流动性材料用引导通路141而作为所谓的扩散泵发挥功能。该流动性材料用引导通路141形成为随着朝向径向外侧而流路截面积变小。通过将流动性材料用引导通路141的流路截面积朝下游减小，而能够将流动性基体材料更加高速化。

进而，引导部件140具有粉体用引导通路142，该粉体用引导通路142将粉体侧区域E2的粉体材料朝位于径向外侧的第一阶段混合区域E3引导。粉体用引导通路142至少在径向内侧经由隔板143相对于流动性材料用引导通路141独立地形成。然而，粉体用引导通路142的径向外侧与流动性材料用引导通路141的径向外侧连通。也就是说，随着位于流动性材料用引导通路141的径向外侧的第一阶段混合区域E3的流动性基体材料的流通，能够经由粉体用引导通路142将粉体侧区域E2的粉体材料朝第一阶段混合区域E3引导。

该粉体用引导通路142形成为朝与流动性材料用引导通路141相同的方向延伸，并且随着朝向径向外侧而朝混合前旋转叶片130的旋转方向位相偏移。进而，粉体用引导通路142形成为随着朝向径向外侧而流路截面积变小。这样，通过形成有流动性材料用引导通路141及粉体用引导通路142，而能够将粉体侧区域E2的粉体材料朝第一阶段混合区域E3更有效地引导。进而，通过将粉体用引导通路的流路截面积朝下游减小，而能够更易于将粉体材料朝第一阶段混合区域E3引导。

第二阶段混合区域旋转叶片150（混合后旋转叶片）配置于位于第一阶段混合区域E3的下游侧的与第一阶段混合区域E3在轴向上不同的第二阶段混合区域E4，且沿周向设置有多个。该第二阶段混合区域旋转叶片150一体地固定于混合前旋转叶片130。也就是说，第二阶段混合区域旋转叶片150随着混合前旋转叶片130的旋转而相对于壳体110旋转。这里，从第一阶段混合区域E3朝第二阶段混合区域E4的流路形成为朝径向内侧折返。另外，在第二阶段混合区域E4的径向外侧形成有排出口113。

也就是说，第二阶段混合区域旋转叶片150具有将第一阶段混合区域E3的流动性混合材料朝第二阶段混合区域E4吸入的功能。进而，第二阶段混合区域旋转叶片150具有将从第一阶段混合区域E3流通到第二阶段混合区域E4的流动性混合材料分散，并且将该流动性混合材料朝排出口113输出的功能。该第二阶段混合区域旋转叶片150形成为随着朝向径向外侧而朝与第二阶段混合区域旋转叶片150的旋转方向相反的方向位相偏移。在图5中，第二阶段混合区域旋转叶片150的旋转方向为右转，因此各第二阶段混合区域旋转叶片150的位相随着朝向径向外侧而偏向左转侧。

整流板160在第一阶段混合区域E3与第二阶段混合区域旋转叶片150之间的流路固定于壳体110，并且具有对流动性混合材料进行整流的功能。例如，整流板160形成为沿径向延伸的板状。

第一环状分散部件170形成为圆筒状，配置于第二阶段混合区域旋转叶片150的径向外侧，并且一体地固定于第二阶段混合区域旋转叶片150。也就是说，第一环状分散部件170随着第二阶段混合区域旋转叶片150的旋转而相对于壳体110旋转。该第一环状分散部件170以朝轴向上方（与流动性混合材料的流通方向正交的方向）突出的方式沿周向具有多个第一凸齿。

第二环状分散部件180形成为圆筒状，配置于第二阶段混合区域旋转叶片150的径向外侧，并且固定于壳体110。这里，第二环状部件180配置为与第一环状分散部件170的径向内侧相对，另外，以能够与第一环状分散部件170相对旋转的方式隔开间隔地配置。

该第二环状分散部件180以朝轴向下方（与第一环状分散部件170的第一凸齿的突出方向相反的方向）突出的方式，沿周向具有多个第二凸齿。通过第一环状分散部件170与第二环状分散部件180相对旋转，而将利用第二阶段混合区域旋转叶片150朝径向外侧输出的流动性混合材料混合并分散。

对以上说明的混合分散装置的作用进行说明。通过驱动马达40动作，隔板120、混合前旋转叶片130、第二阶段混合区域旋转叶片150以及第一环状分散部件170相对于壳体110旋转。另一方面，引导部件140、整流板160以及第二环状分散部件180相对于壳体110固定，因此不旋转。

通过使混合前旋转叶片130旋转，而利用混合前旋转叶片130与引导部件140产生作为扩散泵的作用，流动性基体材料从流动性材料用吸入口111被吸入到流动性材料侧区域E1。被吸入的流动性基体材料通过混合前旋转叶片130及流动性材料用引导通路141而被输出到第一阶段混合区域E3。此时，通过流动性基体材料从流动性材料侧区域E1朝第一阶段混合区域E3流通，而粉体材料从粉体用吸入口112被吸入到粉体侧区域E2。被吸入的粉体材料通过粉体用引导通路142而被引导至第一阶段混合区域E3。

并且，通过第二阶段混合区域旋转叶片150的泵作用而第一阶段混合区域E3的流动性混合材料朝第二阶段混合区域E4流通。这里，第二阶段混合区域旋转叶片150配置于位于第一阶段混合区域E3的下游侧的与第一阶段混合区域E3在轴向上不同的位置。因此，当流动性混合材料从第一阶段混合区域E3朝第二阶段混合区域旋转叶片150流通时，流动性混合材料产生漩涡。即使产生了该漩涡，漩涡的产生也对分散有效，但是造成使朝流通方向的流通速度减低的原因。然而，利用整流板160能够使流动性混合材料朝第二阶段混合区域E4流通。

进而，在第二阶段混合区域E4的下游侧配置有第一环状分散部件170与第二环状分散部件180。因此，利用第二阶段混合区域旋转叶片150朝径向外侧输出的流动性混合材料进一步被混合，并且通过利用各凸齿的剪切力而被分散。并且，被分散的流动性混合材料从排出口113排出。这样，生成流动性混合材料。

这样，通过利用混合前旋转叶片130与引导部件140的混合分散作用、利用第二阶段混合区域旋转叶片150的混合分散作用以及利用第一环状分散部件170与第二环状分散部件180的混合分散作用，而能够实现流动性混合材料的均质化。

＜第二实施方式＞

参照图6~9对本实施方式的混合分散装置进行说明。在本实施方式的混合分散装置中，与第一实施方式的混合分散装置相同的结构附上相同的符号，省略说明。

装置主体200具备壳体110、隔板120、混合前旋转叶片130、引导部件140、第一阶段混合区域旋转叶片210、第二阶段混合区域旋转叶片220、防逆流狭缝部件230。

第一阶段混合区域旋转叶片210在引导部件140的径向外侧沿周向设置有多个。该第一阶段混合区域旋转叶片210与混合前旋转叶片130一体地固定。也就是说，第一阶段混合区域旋转叶片210随着混合前旋转叶片130的旋转而相对于壳体110旋转。并且，第一阶段混合区域旋转叶片210将从引导部件140朝径向外侧输出的粉体材料及流动性基体材料进一步朝径向外侧的第一阶段混合区域E3输出。

第一阶段混合区域旋转叶片210形成为随着朝向径向外侧而朝与第一阶段混合区域旋转叶片210的旋转方向相反的方向位相偏移。在图7及图8中，第一阶段混合区域旋转叶片210的旋转方向为右转，因此各第一阶段混合区域旋转叶片210的位相随着朝向径向外侧而偏向左转侧。

第二阶段混合区域旋转叶片220（混合后旋转叶片）配置于位于第一阶段混合区域E3的下游侧的与第一阶段混合区域E3在轴向上不同的第二阶段混合区域E4，且沿周向设置有多个。该第二阶段混合区域旋转叶片220一体地固定于混合前旋转叶片130。也就是说，第二阶段混合区域旋转叶片220随着混合前旋转叶片130的旋转而相对于壳体110旋转。这里，从第一阶段混合区域E3朝第二阶段混合区域E4的流路沿着轴向，并且在第二阶段混合区域E4的径向外侧形成有排出口113。

并且，第二阶段混合区域旋转叶片220在第二阶段混合区域E4配置于径向内侧。该第二阶段混合区域旋转叶片220形成为呈放射状（沿径向）延伸。因此，通过第二阶段混合区域旋转叶片220的径向外侧边缘以对从第一阶段混合区域E3朝第二阶段混合区域E4移动的流动性混合材料进行搅拌从而产生漩涡的方式作用。基于该作用，流动性混合材料被进一步分散。然后，第二阶段混合区域旋转叶片220通过作为输出机发挥作用而将被分散的流动性混合材料朝排出口113输出。

如图7及图8所示，防逆流狭缝部件230配置于第一阶段混合区域E3与第二阶段混合区域E4的边界，并且具有朝径向外侧突出的多个凸齿。也就是说，在沿周向相邻的凸齿之间形成有狭缝。该防逆流狭缝部件230与第一阶段混合区域旋转叶片210一体地固定，并且与第一阶段混合区域旋转叶片210一起旋转。

该防逆流狭缝部件230具有如下功能：当流动性混合材料在第二阶段混合区域E4产生了漩涡时，使该流动性混合材料不朝第一级混合区域E3逆流，而使该流动性混合材料可靠地朝排出口113流通。进而，该防逆流狭缝部件230也具有使从第一阶段混合区域E3朝第二阶段混合区域E4流通的流动性混合材料分散的功能。因此，利用防逆流狭缝部件230能够更有效地将被分散的流动性混合材料可靠地从排出口113排出。

附图标记说明：

20…粉体料斗；40…驱动马达；110…壳体；111…流动性材料用吸入口；112…粉体用吸入口；113…排出口；120…隔板；130…混合前旋转叶片；140…引导部件；150…第二阶段混合区域旋转叶片（混合后旋转叶片）；160…整流板；170…第一环状分散部件；180…第二环状分散部件；210…第一阶段混合区域旋转叶片；220…第二阶段混合区域旋转叶片（混合后旋转叶片）；E1…流动性材料侧区域；E2…粉体侧区域；E3…第一阶段混合区域；E4…第二阶段混合区域。

Claims (3)

1.一种混合分散装置，将流动性材料与粉体材料混合并分散，其特征在于，具备：

隔板，该隔板对所述流动性材料的吸入口侧的流动性材料侧区域与所述粉体材料的吸入口侧的粉体侧区域进行分隔；

混合前旋转叶片，该混合前旋转叶片在所述流动性材料侧区域配置为能够旋转，将从径向内侧吸入的所述流动性材料朝所述隔板的径向外侧的第一阶段混合区域输出，并且，将所述粉体侧区域的所述粉体材料朝所述第一阶段混合区域引导；以及

混合后旋转叶片，该混合后旋转叶片配置于位于第一阶段混合区域的下游侧的与第一阶段混合区域在轴向上不同的第二阶段混合区域，将从所述从第一阶段混合区域流通到所述第二阶段混合区域的所述流动性材料及所述粉体材料的混合材料分散，并且朝径向外侧的排出口输出。

2.根据权利要求1所述的混合分散装置，其特征在于，

所述混合分散装置具备：

第一环状分散部件，该第一环状分散部件一体地设置于所述混合后旋转叶片的径向外侧；以及

第二环状分散部件，该第二环状分散部件配置于所述混合后旋转叶片的径向外侧，配置为相对于所述第一环状分散部件能够相对旋转并且与所述第一环状分散部件在径向上相对，在所述第二环状分散部件与所述第一环状分散部件之间使所述混合材料分散。

3.根据权利要求2所述的混合分散装置，其特征在于，

所述混合分散装置具备整流板，该整流板在所述第一阶段混合区域与所述混合后旋转叶片之间的流路对所述混合材料的流通进行整流。

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