CN108448052A - 浆料制造装置及浆料制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种将含碱金属复合氧化物的浆料的碱成分在短时间内进行中和之后可靠地将剩余的碳酸气体进行脱气的浆料制造装置及浆料制造方法。本发明的浆料制造装置(1)具备：自转公转混合装置(10)，通过自转运动及公转运动混合制作浆料；以及气体注入机构(20)，使碳酸气体溶解于由自转公转混合装置(10)制作出的浆料中，气体注入机构(20)在密闭状态下加压注入碳酸气体以使碳酸气体溶解于浆料中。
Description
本申请主张基于2017年2月9日申请的日本专利申请第2017-22344号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。
技术领域
本发明涉及一种制造含碱金属复合氧化物的非水电解质二次电池的正极用浆料的浆料制造装置及浆料制造方法。
背景技术
电池的正极及负极是通过在集电体上涂布添加有活性物质及粘结剂(根据需要进一步添加有炭黑)的浆料而制成的。
用于制造负极的粘结剂以苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)系为代表的水系粘结剂为主流。另一方面，作为正极用粘结剂，使用聚偏二氟乙烯(PVDF)系的溶剂性粘结剂。这是因为丁二烯成分容易氧化降解。
在用作该正极用粘结剂的PVDF系粘结剂中，作为溶剂而使用有机溶剂的N-甲基吡咯啶酮(NMP)，其对环境的影响较大。因此，对环境影响较小的水系粘结剂受到关注。
在此，钴酸锂(LiCoO2)及三元系材料(LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2)等用于正极的锂复合氧化物含有作为合成未反应物质的氢氧化锂。如此，若针对这些活性物质使用水系粘结剂，则pH值会上升。若浆料成为pH值超过11的强碱性的浆料，则在涂敷工艺中铝集电体会腐蚀，在活性物质层与铝集电体的界面会产生氢气。该氢气会导致活性物质层发泡，会引起电极强度的降低或活性物质层的剥离、脱落，并且存在不容易得到均匀的电极的问题。
作为该问题的对策，开发有进行表面包覆以免活性物质与水接触的方法、使用耐碱性优异的不锈钢集电体的方法。
除此以外，作为防止铝集电体腐蚀的方法，有在浆料中添加酸而进行中和从而控制浆料的pH值的方法。此时，需要将pH值设为铝难以溶解的3～11的范围内。但是，若作为中和剂而使用盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸等无机酸，则会在添加时使活性物质溶解，并且，若过量地注入酸，则pH值会急剧降低，存在难以控制pH值的问题。
为了解决此问题，在专利文献1中公开了，除了上述中和剂以外，中和剂优选使用有机酸。通过使用甲酸、乙酸、草酸、丁酸等有机酸作为中和剂，能够在过量地注入酸时使pH值缓慢地降低，并且，在电极的干燥工序中有机酸会分解、蒸发而飞散，从而能够避免成形电极中残留有酸。
并且，在专利文献2中公开了，若使用碳酸锂来包覆正极活性物质粒子的表面，则能够抑制该正极活性物质粒子中OH单元的生成，被碳酸锂包覆的正极活性物质粒子难以与水分进行反应。
并且，在专利文献3中公开了，使锂-镍复合氧化物或锂-钴复合氧化物在干燥条件下与含酸性气体的气体接触，从而对正极活性物质进行中和处理的内容。
并且，在专利文献4中提出有一种正极复合材料的制造方法，其中，在将锂复合氧化物与导电助剂及粘结剂树脂中的至少一个进行混炼的混炼工序中，在碳酸气体气氛下进行混炼。
并且，在专利文献5中提出有，在将正极活性物质和增稠剂进行捏合而成的糊料中注入碳酸气体以使糊料的pH值成为7～11之后，将其涂布于集电体表面并进行干燥而制作正极板的方法。
并且，在专利文献6中提出有，在电极复合材料糊料中混入具有500μm以下的气泡直径的微泡以使糊料低密度化，并将该糊料涂布于电极集电体而形成电极复合材料层的方法。
其中，尤其根据专利文献3～6中记载的方法，由于将碳酸气体用作中和剂，因此，酸不会作为杂质而残留于电池内部，并且，在集电体与活性物质层的界面上不会形成非导体层，因此，具有能够提高导电性及电池特性的优点。
专利文献1：日本特开平9-180725号公报
专利文献2：日本特开2011-146152号公报
专利文献3：日本特开2012-3891号公报
专利文献4：国际公开第2013/136828号公报
专利文献5：日本专利第3232910号说明书
专利文献6：日本专利第5158453号说明书
非专利文献1：R.Rajasingam，L.Lioe，Q.T.Pham，E.P.Lucien，J.Supercrit.Fluids 31(2004)pp.227-234
非专利文献2：M.R.Bohloul，A.Vatani，S.M.Peyghambarzadeh，Fluid PhaseEquilibria 365(2014)pp.106-111
然而，上述专利文献中记载的防止铝集电体腐蚀的方法中，存在以下问题点。
在专利文献1中记载的方法中，通过中和而生成的盐的分子量大，因此存在电极能密度降低的问题。
并且，在专利文献2中记载的方法中记载有如下内容：涂布使用上述有机酸进行中和后的浆料之后，使其干燥，并将其作为正极活性物质层而使用于电池的情况下，源自所添加的酸的阴离子会溶出于电池的电解液中，可能会使电池的特性降低。
并且，在专利文献3中记载的方法中，需要将活性物质长时间静置于碳酸气体气氛中，并且，工序数会增加，因此存在制造前准备时间变长的问题。
并且，在专利文献4～6中记载的方法中，由于在碳酸气体气氛下对浆料进行混炼或向浆料中注入碳酸气体，因此，与专利文献3相比，制造前准备时间缩短，但是，例如，即便使用100％的碳酸气体，在常压的碳酸气体气氛下，仅少量的碳酸气体溶解于水，并且，在浆料的混炼中所产生的热量会导致溶剂的气体溶解度下降，因此，主要通过活性物质(固相)与碳酸气体(气相)的接触产生中和反应。由此，结束中和反应一般需要1个小时以上，缩短制造前准备时间有限。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种制造非水电解质二次电池的正极用浆料的浆料制造装置及浆料制造方法，其能够在短时间内对含碱金属复合氧化物的浆料的碱成分进行中和，然后能够可靠地将剩余的碳酸气体进行脱气。
用于实现上述目的的浆料制造装置的特征结构具有如下特点，
一种浆料制造装置，其制造含碱金属复合氧化物的非水电解质二次电池的正极用浆料，所述浆料制造装置具备：
自转公转混合装置，通过自转运动及公转运动混合制作浆料；以及
气体注入机构，使碳酸气体溶解于由所述自转公转混合装置制作出的所述浆料中，
所述气体注入机构在密闭状态下加压注入碳酸气体以使碳酸气体溶解于所述浆料中。
所述自转公转混合装置可以具备：混合容器，在内部对所述浆料进行混合；以及混合叶片，在所述混合容器的内部进行自转及公转。
所述自转公转混合装置可以具备：混合容器，在内部对所述浆料进行混合；以及自转公转机构，使所述混合容器进行自转及公转。
所述自转公转混合装置可以具备在内部对所述浆料进行混合的混合容器，
所述气体注入机构向所述混合容器的内部注入碳酸气体。
所述气体注入机构可以具备设置于所述自转公转混合装置的外部的密闭容器，并向所述密闭容器的内部注入碳酸气体。
在该情况下，所述碳酸气体的压力优选为0.13MPa以上且100MPa以下。更优选为0.2MPa以上且10MPa以下。
本发明能够很好地应用于含锂复合氧化物的非水电解质二次电池的正极用浆料的制造。
用于实现上述目的的浆料制造方法的特征如下：
一种浆料制造方法，其为制造含碱金属复合氧化物的非水电解质二次电池的正极用浆料的浆料制造方法，所述浆料制造方法具有如下工序：
自转公转混合工序，通过自转运动及公转运动混合并制造浆料；
气体注入工序，使碳酸气体溶解于通过所述自转公转混合工序制作出的所述浆料中；以及
脱气工序，对所述气体注入工序后的所述浆料中的碳酸气体进行脱气，
所述气体注入工序中，在密闭状态下加压注入碳酸气体以使碳酸气体溶解于所述浆料中。
用于实现上述目的的浆料制造装置的特征如下：
一种浆料制造装置，其制造含碱金属复合氧化物的非水电解质二次电池的正极用浆料，所述浆料制造装置具备：
自转公转混合装置，通过自转运动及公转运动混合制作浆料；以及
气体注入机构，使碳酸气体溶解于所述浆料的材料中，
所述气体注入机构在密闭状态下加压注入碳酸气体以使碳酸气体溶解于所述浆料的材料中。
用于实现上述目的的浆料制造方法的特征如下：
一种浆料制造方法，其为制造含碱金属复合氧化物的非水电解质二次电池的正极用浆料的浆料制造方法，所述浆料制造方法具有：
自转公转混合工序，通过自转运动及公转运动混合制作浆料；
气体注入工序，使碳酸气体溶解于所述浆料的材料中；以及
脱气工序，对所述气体注入工序后的所述浆料中的碳酸气体进行脱气，
所述气体注入工序中，在密闭状态下加压注入碳酸气体以使碳酸气体溶解于所述浆料的材料中。
根据本发明的浆料制造装置及浆料制造方法，将加压状态的碳酸气体用作中和剂而能够在短时间内将含碱金属复合氧化物的浆料的碱成分进行中和，然后能够可靠地将剩余的碳酸气体进行脱气，由此，杂质不会残留在电池内部，并且在集电体与活性物质层的界面不会形成非导体层，能够提高导电性及电池特性，并且能够缩短非水电解质二次电池的正极的制造前准备时间。而且，由于自转公转混合装置通过自转运动及公转运动混合制作浆料，因此能够制造出高品质的浆料。
附图说明
图1是表示浆料制造装置的概要的立体图。
图2是表示混合叶片的自转和公转的动作的图。
图3是表示浆料制造装置的其他列子的图。
图4是表示浆料制造装置的其他列子的图。
图5是表示浆料制造装置的其他列子的图。
图6是表示浆料制造装置的其他列子的图。
图7是表示浆料制造装置的其他列子的图。
图中：1-浆料制造装置，10-自转公转混合装置，11-混合容器，12-混合叶片，12a-旋转轴，13-混合叶片，13a-旋转轴，14-驱动机构，15-移动机构，20-气体注入机构，30-自转公转混合装置，31-混合容器，32-自转公转机构，32a-自转轴，32b-公转轴，40-气体注入机构，41-密闭容器，42-气体供给部，100-壳体，200-壳体，S-浆料。
具体实施方式
(第1实施方式)
以下，对本实施方式所涉及的浆料制造装置及浆料制造方法进行说明。
＜非水电解质二次电池的正极用浆料的制造＞
碱金属复合氧化物中所含的碱金属的氢氧化物易溶于水，但作为中和剂的碳酸气体(二氧化碳)在常压下难溶于水。
例如，锂复合氧化物中所含的氢氧化锂易溶于水，但作为中和剂的碳酸气体(二氧化碳)在常压下难溶于水。
根据亨利定律可知，碳酸气体溶解于溶剂的量与压力成正比。即，若加压状态下使碳酸气体溶解于溶剂，则能够提高溶剂中的无机碳(二氧化碳、碳酸、碳酸根离子及重碳酸根离子)的浓度。
反应速度很大程度上依赖于反应物质的浓度及环境温度，因此，反应物质的浓度及环境温度越高，化学反应速度就越快。
本实施方式所涉及的浆料制造方法包括：气体注入工序，使碳酸气体溶解于通过自转公转混合工序制作出的浆料中；以及脱气工序，对气体注入工序后的浆料中的碳酸气体进行脱气。而且，在气体注入工序中，在密闭状态下加压注入碳酸气体以使碳酸气体溶解于浆料中。如此，在比常压高的压力下使碳酸气体溶解于电极浆料中，由此在浆料的溶剂中形成溶解无机碳，可获得碱成分被中和的电极浆料。
在此，根据非专利文献1，用作浆料的溶剂的有机溶剂(N-甲基吡咯烷酮(NMP))也能够溶解碳酸气体，因此，浆料的溶剂并不受特别限定。但考虑到减小对环境的影响及碳酸气体的溶解度，溶剂优选使用水。
作为将碳酸气体溶解于液体的方法，已知有气泡法、碳酸盐分解法、加压法等。
气泡法为向液体内以气泡的形式注入碳酸气体从而溶解碳酸气体的方法。气泡的体积越细微越能够有效地溶解碳酸气体，但是，若不加压，则饱和浓度较低，中和反应所需时间会变长。
碳酸盐分解法为用酸分解碳酸盐从而溶解碳酸气体的方法，但其需要有酸，因此不适于本实施方式。
加压法为在加压状态下使碳酸气体溶解于液体的方法。
在本实施方式中，使用上述碳酸气体溶解法中的加压法。在使用加压法的情况下，若基于亨利定律而提高压力，则能够得到高浓度的溶解无机碳。
将碳酸气体溶解于溶剂而得到的溶解无机碳用作中和剂的理由不仅在于上述的反应速度较快，还在于即使添加过量的中和剂pH值也不会变得低于3。
并且，如以下反应式，将碳酸气体溶解于溶剂发生中和反应而生成的盐为碱金属碳酸盐及碱金属碳酸氢盐，通过对溶解有碱金属碳酸盐及碱金属碳酸氢盐的浆料进行干燥，能够得到被碱金属碳酸盐包覆的电极。
第1中和反应：2AOH+H2CO3→A2CO3+2H2O
第2中和反应：A2CO3+H2CO3→2AHCO3
例如，如以下反应式，当碱金属A为锂时，中和反应中生成的盐为碳酸锂及碳酸氢锂，通过对溶解有碳酸锂及碳酸氢锂的浆料进行干燥，能够得到被碳酸锂包覆的电极。
第1中和反应：2LiOH+H2CO3→Li2CO3+2H2O
第2中和反应：Li2CO3+H2CO3→2LiHCO3
被碳酸锂包覆的正极会提高电极的耐水性。
并且，在通过本实施方式的浆料的制造方法制造出的电极中，在活性物质层中包含通过中和而产生的盐(碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾中的任一个)。
若电极中不含有碱金属碳酸盐(碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾中的任一个)，则电解液会因充电过量而分解，产生易燃性的烃气或氢气，但是，在含有碱金属碳酸盐的电极中，若对电池进行过量充电，则在电解液或正极被分解之前生成碳酸气体。因此，能够利用碳酸气体使电池内压上升从而使搭载于电池的压力阀工作。此时放出的主要气体为安全的碳酸气体。
对浆料进行中和处理时，可以使用预先含有溶解无机碳的溶剂作为浆料的溶剂，也可以在对浆料进行混合时进行中和处理。还可以在对浆料的固体成分进行分散、混合之后，以加压状态向浆料添加碳酸气体而进行中和处理。
作为碳酸气体的使用量，添加使浆料的pH值成为4～11的量，优选添加使浆料的pH值成为5～10的量，进一步优选添加使浆料的pH值成为6～9的量。
对碳酸气体的压力而言，压力越高越能够得到高浓度的溶解无机碳，因此，虽然其压力只要为常压以上即可，并不受特别限定，但是，从中和反应速度的观点来看，将碳酸气体的压力设为0.13MPa以上，优选设为0.2MPa以上，进一步优选设为0.3MPa以上。
并且，超过100MPa的压力不仅会导致制造装置成为较大规模，而且中和处理后的浆料中的溶解无机碳的残留量会增多，会导致之后的脱气处理变得困难，因此，压力的上限设为100MPa以下，优选设为50MPa以下，进一步优选设为10MPa以下。
由于中和处理后的浆料中残留有溶解无机碳，因此需要进行脱气处理。
在此，若在不进行脱气处理的情况下进行电极涂敷工艺，则在干燥工序中，溶解无机碳会使活性物质层发泡，会形成过多的空隙，因此容易引起涂敷不均匀、电极剥离及脱落。
通过脱气处理，浆料中的溶解无机碳能够分离成中和后的浆料和碳酸气体。
在实用电池的电极浆料的脱气处理中，膜脱气为主流，但是，通过加压而形成于浆料中的无机碳是难以分离的。
因此，优选对已中和处理后的浆料进行搅拌，从而使浆料中的无机碳作为碳酸气体而脱气。在该情况下，优选一并进行减压脱气。
浆料中包含作为固体成分的活性物质及粘结剂，并且根据需要添加导电助剂。
活性物质只要为碱金属复合氧化物则并不受特别限制，若非水电解质二次电池为锂二次电池，则锂复合氧化物可例举出：钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、三元系材料(LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2)、富镍三元系材料(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)、镍-钴-铝酸锂(LiNi0.8Co0.15Al0.05O2)、磷酸铁锂(LiFePO4)、磷酸铁-锰锂(LiFe0.5Mn0.5PO4)、磷酸锰锂(LiMnPO4)、磷酸钴锂(LiCoPO4)、磷酸镍锂(LiNiPO4)、磷酸钒锂(Li3V2(PO4)3)、锂铁硅酸盐(Li2FeSiO4)、锂锰硅酸盐(Li2MnSiO4)、富锂固溶体系(Li2MnO3-LiNi0.33Mn0.33Co0.33O2)、尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4)、尖晶石型镍-锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4)、镍-铁-锰酸锂(LiNi0.33Fe0.33Mn0.33O2)等材料，而且可以单独使用这些材料中的1种，也可以并用2种以上。另外，上述活性物质中的元素比率稍有偏差也没有任何问题。并且，若非水电解质二次电池为钠二次电池，则可以将上述碱金属元素的锂替换为钠作为钠复合氧化物即可，若非水电解质二次电池为钾二次电池，则替换为钾即可。
粘结剂可以单独使用下述通常使用的材料中的1种，也可以并用2种以上，例如，聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺、聚酰胺-酰亚胺(PAI)、芳酰胺、聚丙烯、聚丙烯酸盐、丙烯酸酯、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、聚氨酯、乙烯-乙酸乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(SEBS)、羧甲基纤维素(CMC)、纤维素硫酸盐、甲基纤维素醚、甲基乙基纤维素醚、乙基纤维素醚、低氮羟乙基纤维素二甲基二烯丙基氯化铵(聚季铵盐-4)、氯化-[2-羟基-3-(三甲基铵基)丙基]羟乙基纤维素(聚季铵盐-10)、氯化-[2-羟基-3-(十二烷基二甲基铵基)丙基]羟乙基纤维素(聚季铵盐-24)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯-乙烯醇、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、淀粉等材料。
导电助剂并不受特别限制，例如可以使用金属、碳材、导电性高分子、导电性玻璃等，但优选使用其中的碳材，具体而言，碳材例如可以使用乙炔黑(AB)、灶黑(KB)、气相生长碳纤维(VGCF)、碳纳米管(CNT)、石墨、硬碳、软碳、炉黑、石墨烯、玻璃碳、碳纳米角等，并且使用这些材料中的1种或2种以上均没有任何问题。
在正极的活性物质层中，例如，在将正极活性物质、粘结剂、导电物质的总计量设为100质量％的情况下，优选正极活性物质为60～99质量％，粘结剂为0.1～25质量％，导电物质为0.1～10质量％。更优选正极活性物质为80～95质量％，粘结剂为0.5～15质量％，导电物质为0.5～5质量％。
只要为上述正极活性物质层的组成，则可以得到充分的粘合力及导电性的改善效果。
中和剂只要为将碳酸气体溶解于浆料的溶剂中而得到的溶解无机碳则并并不受特别限定。即，使用空气等含碳酸气体的气体或从包括干冰在内的固体中产生的碳酸气体来生成溶解无机碳也无妨。但是，为了在较小的压力下有效地得到溶解无机碳，优选使用高浓度的碳酸气体。
使用如上得到的非水电解质二次电池的正极用浆料能够制造出非水电解质二次电池的正极，具体而言，能够制造出被碱金属碳酸盐包覆的非水电解质二次电池的正极，并且能够使用该正极而制造出非水电解质二次电池，而且，该非水电解质二次电池能够很好地用于电子设备。
＜浆料制造装置＞
使用本实施方式所涉及的浆料制造装置能够很好地进行上述的非水电解质二次电池的正极用浆料的制造。图1所示的浆料制造装置1具备自转公转混合装置10及内置于自转公转混合装置10内的气体注入机构20。
自转公转混合装置10是通过自转运动及公转运动混合制作浆料的装置，其具备混合容器11、两个混合叶片(即，混合叶片12及混合叶片13)、驱动机构14以及移动机构15。混合容器11为上部开口的圆筒状容器。混合叶片12及混合叶片13为具有开口部的板状的部件，其被驱动机构14驱动而在混合容器11的内部进行自转及公转。
驱动机构14是驱动混合叶片12及混合叶片13旋转的机构。详细而言，如图2所示，驱动机构14使混合叶片12的中心轴12a及混合叶片13的中心轴13a进行自转的同时使两者绕混合容器11的中心旋转移动。由此，混合叶片12及混合叶片13在混合容器11的内部一边进行自转一边进行公转。通过该混合叶片12及混合叶片13的运动，混合容器11的内部的浆料材料被混合，从而制作浆料。
移动机构15是使混合容器11上下移动的机构。在移动机构15使混合容器11向上方移动以与驱动机构14接触的情况下，混合容器11的上侧开口被驱动机构14的下表面封闭，浆料的材料成为密封在混合容器11内的状态。
气体注入机构20是使碳酸气体溶解于由自转公转混合装置10制作出的浆料中的机构。在本实施方式中，气体注入机构20内置于自转公转混合装置10内，将来自未图示的碳酸气体供给源的碳酸气体注入于密封的混合容器11的内部。即，气体注入机构20在密闭状态下将碳酸气体进行加压注入，从而使碳酸气体溶解于浆料中。基于气体注入机构20的碳酸气体的加压注入是如下进行的：将加压的碳酸气体注入至密闭状态的混合容器11的浆料上方的气相部分。另外，碳酸气体的注入也可以如下进行：将碳酸气体供给管的前端插入浆料中，从管向浆料的液相中喷出碳酸气体。
气体注入机构20向混合容器11中加压注入碳酸气体以使碳酸气体的压力成为0.13MPa以上且100MPa以下，，从而使碳酸气体溶解于浆料中。更加优选地，气体注入机构20使碳酸气体的压力成为0.2MPa以上且10MPa以下，从而使碳酸气体溶解于浆料中。
如以上所述，本实施方式所涉及的浆料制造装置1是一种制造含碱金属复合氧化物的非水电解质二次电池的正极用浆料的浆料制造装置，其具备：自转公转混合装置10，通过自转运动及公转运动混合制作浆料；以及气体注入机构20，使碳酸气体溶解于由自转公转混合装置10制作出的浆料中，气体注入机构20在密闭状态下加压注入碳酸气体以使碳酸气体溶解于浆料中。自转公转混合装置10具备：混合容器11，在其内部对浆料进行混合；以及混合叶片12及混合叶片13，在混合容器11的内部进行自转及公转。气体注入机构20向混合容器11的内部注入碳酸气体。
＜浆料制造方法＞
接着，对在图1所示的浆料制造装置1中进行的浆料制造方法进行说明。本实施方式所涉及的浆料制造方法是制造含碱金属复合氧化物的非水电解质二次电池的正极用浆料的浆料制造方法，其具有自转公转混合工序、气体注入工序以及脱气工序。
在自转公转混合工序中，使用上述自转公转混合装置10并通过自转运动及公转运动混合制作浆料。具体而言，首先将浆料的材料投入到自转公转混合装置10的混合容器11中。接着，移动机构15使混合容器11向上方移动以使其与驱动机构14接触从而密封混合容器11。接着使驱动机构14运转，以使混合叶片12及混合叶片13在混合容器11的内部进行自转及公转，从而对浆料进行混合。
在气体注入工序中，使碳酸气体溶解于通过自转公转混合工序制作出的浆料中。具体而言，使气体注入机构20运转，将碳酸气体加压注入于密闭状态的混合容器11的内部。被注入的碳酸气体溶解于浆料中而成为无机碳，浆料中的碱成分得到中和。
在脱气工序中，对气体注入工序后的浆料中的碳酸气体进行脱气。具体而言，解除对混合容器11的密封，通过驱动机构14使混合叶片12及混合叶片13进行自转及公转，对混合容器11内部的浆料进行搅拌。由此，浆料中的无机碳作为碳酸气体而被脱气。
(第2实施方式)
如图3所示，本实施方式的浆料制造装置1具备自转公转混合装置30及气体注入机构40。在以下的第2实施方式的说明中，对与第1实施方式相同的结构标注相同的符号，有时省略说明。
自转公转混合装置30具备：混合容器31，在其内部对浆料S进行混合；以及自转公转机构32，使混合容器31进行自转及公转。而且，气体注入机构40具备设置于自转公转混合装置30的外部的密闭容器41，并向密闭容器41的内部注入碳酸气体。
混合容器31是圆筒状的容器，并且以其圆筒的中心轴相对于铅垂方向倾斜的姿势保持于自转公转机构32。
如图3所示，自转公转机构32将混合容器31保持为倾斜的状态。而且，以马达作为驱动源，使混合容器31一边围绕自转轴32a进行自转旋转一边围绕公转轴32b进行公转旋转。自转轴32a与混合容器31的中心轴一致，其相对于铅垂方向倾斜。公转轴32b与铅垂方向一致。
气体注入机构40具备密闭容器41及气体供给部42。密闭容器41为设置于自转公转混合装置30的外部的容器，其内容纳有在自转公转混合装置30中制成的浆料S。气体供给部42向密闭容器41的内部加压注入加压状态的碳酸气体。
如以上所述，本实施方式所涉及的浆料制造装置1是一种制造含碱金属复合氧化物的非水电解质二次电池的正极用浆料的浆料制造装置，其具备：自转公转混合装置30，通过自转运动及公转运动混合制作浆料；以及气体注入机构40，使碳酸气体溶解于由自转公转混合装置30制作出的浆料中，气体注入机构40在密闭状态下加压注入碳酸气体以使碳酸气体溶解于浆料中。自转公转混合装置30具备：混合容器31，在其内部对浆料进行混合；以及自转公转机构32，使混合容器31进行自转及公转。气体注入机构40具备设置于自转公转混合装置30的外部的密闭容器41，并向密闭容器41的内部注入碳酸气体。
＜浆料制造方法＞
接着，对在如图3所示的浆料制造装置1中进行的浆料制造方法进行说明。本实施方式所涉及的浆料制造方法是一种制造含碱金属复合氧化物的非水电解质二次电池的正极用浆料的浆料制造方法，其具有自转公转混合工序、气体注入工序及脱气工序。
在自转公转混合工序中，使用上述自转公转混合装置30并通过自转运动及公转运动混合制作浆料。具体而言，首先将浆料的材料投入到自转公转混合装置30的混合容器31。接着，使自转公转机构32运转，以使混合容器31进行自转及公转，从而对浆料S进行混合。制成的浆料S输送至气体注入机构40的密闭容器41。
在气体注入工序中，使碳酸气体溶解于通过自转公转混合工序制作出的浆料S中。具体而言，使气体注入机构40的气体供给部42运转，将碳酸气体加压注入于密闭容器41的内部。被注入的碳酸气体溶解于浆料S中而成为无机碳，浆料S中的碱成分得到中和。气体注入工序结束后，浆料S再次被输送至自转公转混合装置30的混合容器31。
在脱气工序中，对气体注入工序后的浆料S中的碳酸气体进行脱气。具体而言，使自转公转机构32运转，以使混合容器31进行自转及公转，从而对浆料S进行搅拌。由此，浆料S中的无机碳作为碳酸气体而被脱气。
(其他实施方式)(1)在上述第1实施方式(通过进行自转及公转的旋转叶片进行混合)中，气体注入机构20内置于自转公转混合装置10内，将碳酸气体加压注入浆料中的过程是在自转公转混合装置10的混合容器11中进行的。但是，也可以像第2实施方式那样在自转公转混合装置10的外部进行对浆料的碳酸气体的加压注入。
(2)在上述第2实施方式(通过进行自转及公转的容器进行混合)中，气体注入机构40设置于自转公转混合装置30的外部，将碳酸气体加压注入浆料中的过程是在自转公转混合装置30的外部的密闭容器41中进行的。但是，气体注入机构40也可以构成为，将气体注入机构40内置于自转公转混合装置30内，并向自转公转混合装置30的混合容器31内加压注入碳酸气体。
(3)在上述第1实施方式及第2实施方式中，向通过自转公转混合装置10或自转公转混合装置30而制成的浆料中加压注入了碳酸气体。但是，也可以在制作浆料之前的工序中加压注入碳酸气体。例如，也可以将碳酸气体加压注入于水中而生成碳酸水，并将其与浆料材料进行混合。还可以将浆料材料与水进行混合，并将碳酸气体加压注入之后，进行在自转公转混合装置10(或自转公转混合装置30)中的自转公转混合工序。即，气体注入机构20(40)在密闭状态下加压注入碳酸气体以使碳酸气体溶解于浆料材料中。
在第2实施方式中，想要在制作浆料之前的工序中加压注入碳酸气体，则准备多个混合容器31，并将浆料材料投入其中，向浆料材料加压注入碳酸气体。将这些多个混合容器31依次设置于自转公转混合装置30上并进行混合处理。根据这样的方式，能够有效地制作出浆料。
(4)也可以在利用自转公转混合装置10或自转公转混合装置30进行浆料的混合的同时将碳酸气体进行加压注入。在该情况下，可以认为气体注入机构20(40)是向使用自转公转混合装置10(30)制作出的浆料中加压注入碳酸气体的，也可以认为是向浆料材料中加压注入碳酸气体的。并且，还可以认为，在浆料制造装置1中，一边在自转公转混合装置10(30)中进行浆料的混合及制作，一边利用气体注入机构20(40)向浆料中加压注入碳酸气体。
(5)如图4所示，也可以将第1实施方式的自转公转混合装置10的整体用壳体100覆盖并密封，并向壳体100的内部导入碳酸气体而进行加压，由此进行对浆料的碳酸气体的加压注入。在该情况下，混合容器11并未设为密闭结构，壳体100的内部的碳酸气体与混合容器11的内部的浆料接触。
(6)如图5所示，也可以将第2实施方式所涉及的浆料制造装置1的混合容器31设为密闭结构，从气体供给部42向混合容器31供给碳酸气体。即，混合容器31也可以兼作气体注入机构40的密闭容器41。
(7)如图6所示，也可以将第2实施方式所涉及的自转公转混合装置30的箱体设为密闭结构，从气体供给部42向其内部供给碳酸气体。在该情况下，混合容器31并未设为密闭结构，自转公转混合装置30的内部的碳酸气体与混合容器31的内部的浆料接触。
(8)如图7所示，也可以将第2实施方式所涉及的自转公转混合装置30的整体用壳体200覆盖并密封，从气体供给部42向壳体200的内部导入碳酸气体而进行加压，由此进行对浆料的碳酸气体的加压注入。在该情况下，混合容器31并未设为密闭结构，壳体200的内部的碳酸气体与混合容器31的内部的浆料接触。
另外，上述实施方式(包括其他实施方式，以下相同)中公开的结构在不产生矛盾的情况下能够与其他实施方式所公开的结构组合使用，并且，本说明书中公开的实施方式为示例，本发明的实施方式并不限定于此，在不脱离本发明的目的的范围内可进行适当修改。
Claims (11)
1.一种浆料制造装置，其制造含碱金属复合氧化物的非水电解质二次电池的正极用浆料，所述浆料制造装置的特征在于，具备：
自转公转混合装置，通过自转运动及公转运动混合制作浆料；以及
气体注入机构，使碳酸气体溶解于由所述自转公转混合装置制作出的所述浆料中，
所述气体注入机构在密闭状态下加压注入碳酸气体以使碳酸气体溶解于所述浆料中。
2.根据权利要求1所述的浆料制造装置，其特征在于，
所述自转公转混合装置具备：混合容器，在内部对所述浆料进行混合；以及混合叶片，在所述混合容器的内部进行自转及公转。
3.根据权利要求1所述的浆料制造装置，其特征在于，
所述自转公转混合装置具备：混合容器，在内部对所述浆料进行混合；以及自转公转机构，使所述混合容器进行自转及公转。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的浆料制造装置，其特征在于，
所述自转公转混合装置具备在内部对所述浆料进行混合的混合容器，
所述气体注入机构向所述混合容器的内部注入碳酸气体。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的浆料制造装置，其特征在于，
所述气体注入机构具备设置于所述自转公转混合装置的外部的密闭容器，并向所述密闭容器的内部注入碳酸气体。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的浆料制造装置，其特征在于，
所述气体注入机构使碳酸气体的压力成为0.13MPa以上且100MPa以下，从而使碳酸气体溶解于所述浆料中。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的浆料制造装置，其特征在于，
所述气体注入机构使碳酸气体的压力成为0.2MPa以上且10MPa以下，从而使碳酸气体溶解于所述浆料中。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的浆料制造装置，其特征在于，
所述浆料含有锂复合氧化物。
9.一种浆料制造方法，其为制造含碱金属复合氧化物的非水电解质二次电池的正极用浆料的浆料制造方法，所述浆料制造方法的特征在于，具有如下工序：
自转公转混合工序，通过自转运动及公转运动混合制作浆料；
气体注入工序，使碳酸气体溶解于通过所述自转公转混合工序制作出的所述浆料中；以及
脱气工序，对所述气体注入工序后的所述浆料中的碳酸气体进行脱气，
在所述气体注入工序中，在密闭状态下加压注入碳酸气体以使碳酸气体溶解于所述浆料中。
10.一种浆料制造装置，其制造含碱金属复合氧化物的非水电解质二次电池的正极用浆料，所述浆料制造装置的特征在于，具备：
自转公转混合装置，通过自转运动及公转运动混合制作浆料；以及
气体注入机构，使碳酸气体溶解于所述浆料的材料中，
所述气体注入机构在密闭状态下加压注入碳酸气体以使碳酸气体溶解于所述浆料的材料中。
11.一种浆料制造方法，其为制造含碱金属复合氧化物的非水电解质二次电池的正极用浆料的浆料制造方法，所述浆料制造方法的特征在于，具有如下工序：
自转公转混合工序，通过自转运动及公转运动混合制作浆料；
气体注入工序，使碳酸气体溶解于所述浆料的材料中；以及
脱气工序，对所述气体注入工序后的所述浆料中的碳酸气体进行脱气，
在所述气体注入工序中，在密闭状态下加压注入碳酸气体以使碳酸气体溶解于所述浆料的材料中。
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