JP2011020078A - 磁性不純物分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁性不純物が確実に捕集されて脱離し難く、流体の流れも妨げられ難いとともに、磁性不純物の捕集効率に優れる磁性不純物分離装置を提供すること。
【解決手段】流体（電極スラリー）中の磁性不純物を磁力によって除去する磁性不純物分離装置１において、流体が流通する流路９（配管２）内の壁面である捕集体３の外面に凹部７を形成し、該凹部７の側方に磁石４を配置して、磁石４の磁力により磁性不純物を凹部７内に吸着して捕集する構成とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、リチウム二次電池の製造工程における電極スラリー等の流体中に混入した磁性不純物を分離する装置に関する。

非水電解質二次電池として、現在は一般に正極にＬｉＣｏＯ_２を用いると共に、負極にリチウム金属やリチウム合金やリチウムの吸蔵・放出が可能な炭素材料を用い、また非水電解液として、エチレンカーボネートやジエチルカーボネート等の有機溶媒にＬｉＢＦ_４やＬｉＰＦ_６等のリチウム塩からなる電解質を溶解させたものが使用されている。

上記非水電解質二次電池の製造工程においては、粉体状の正負極活物質にポリフッ化ビニリデン等の結着材を混合するとともにｎ−メチルピロドリン等の有機溶媒に分散して正負極スラリーを調製し、この正負極スラリーを集電体上に塗布、乾燥した後、加圧処理して正負極を得るようにしているが、正負極活物質の粉砕工程やミキシング工程、加圧工程等で鉄粉等の金属粉が混入することがある。このようにして正負極活物質内に鉄粉等の磁性不純物が存在する場合には、電池内で正極中のＦｅ不純物が溶解して負極に移動することによる電圧低下、またＬｉが析出することによる充放電効率の低下や電圧低下が発生するものと考えられる。

そこで、特許文献１では、電池の製造工程において電極スラリーをコーティング装置に供給する流路の途上に棒状のマグネット体を配置し、この棒状マグネット体で電極スラリー中の磁性不純物を吸着して除去するようにした磁性不純物濾過装置を開示している。上記棒状マグネット体は、マグネットストレーナーとも称されるものであり、複数個の円柱状小マグネット体を対向側面が互いに異極となるように同軸上に並べ、これら小マグネット体の間にそれぞれ、これら小マグネット体と同径の複数個の円柱状鉄ロッドを挟んで全体として棒状（円筒状）に形成したものとなっており、このように構成することによって、全長に亘って小マグネット体を介して隣り合う鉄ロッド間で大きな磁力が生じ、各小マグネット体の端部の位置に磁性不純物がリング状に吸着して捕集されるようになっている。

また、特許文献２では、スラリーが流通する管路内部の対向する側壁に突起を設置し、管路内部の突起と側壁とで構成される角部に磁性異物を捕集させるようにした磁気分離装置を開示している。

また、特許文献３では、活物質の流路に沿って少なくとも一つの凹部を配置し、該凹部内に磁石を埋め込んで、磁性不純物を磁石により凹部に捕集するようにしたリチウム二次電池用活物質の製造装置を開示している。

特開２００４−２２３３３３号公報 特開２００６−３４１２０２号公報 特開２００９−３８０１３号公報

前記特許文献１では、棒状マグネット体の表面が平坦であるため、吸着した磁性不純物が電極スラリーの流れにより押し流されて脱離しやすく、したがって十分な捕集効率が得られ難いという問題がある。

これに対し、前記特許文献２では、管路内部の突起と側壁とで構成される角部は流れの速度が比較的緩やかであり、捕集された磁性異物が滞留して流されることがないと説明している。しかしながら、この構成によれば、突起を設けることで流路が複雑となり、スラリーのスムーズな流れが妨げられ、圧力損失や管路側壁の摩耗の促進が避け難いという問題がある。

一方、前記特許文献３では、磁性不純物を凹部に捕集するようにしているため、磁性不純物が流れにさらされず脱離し難い上に、前記特許文献２の突起の場合のようにスラリーの流れが妨げられるといったこともなく、したがって圧力損失や管路側壁の摩耗の促進といった問題も回避されているものと考えられる。しかしながら、この構成によれば、凹部内に磁石を埋め込むようにしているため、磁石の片面しか利用されず、したがってそのぶん磁性不純物の捕集効率に劣るという問題がある。

したがって、本発明は、磁性不純物が確実に捕集されて脱離し難く、流体の流れも妨げられ難いとともに、磁性不純物の捕集効率に優れる磁性不純物分離装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する為に、本発明に係る磁性不純物分離装置は、
流体中の磁性不純物を磁力によって除去する磁性不純物分離装置であって、
前記流体が流通する流路内の壁面に凹部が形成され、
前記凹部の側方または底方向に磁石が配置されていることを特徴とする。

本発明において、「流路内の壁面」とは、流路を構成する管等の内壁面や、該内壁面とは別体として流路内に配置された壁面等をいずれも含意する。
また、「凹部の側方」とは、凹部の凹入方向に対し直角または直角に近い角度をなす方向に沿って凹部の中心から外側へ向かう方向を意味し、例えば円柱形状をなして凹入する凹部の場合には、凹入方向である軸方向に対し直角または直角に近い角度をなす方向すなわち径方向または径方向に近い方向に沿って、凹部の軸心から外周側へ向かう方向のことである。
また、「凹部の底方向」とは、凹部の凹入方向に沿って、底部よりも外側へ向かう方向を意味し、したがって、「凹部の底方向に磁石が配置されている」とは、凹部内の底部に埋め込むように磁石が配置されている態様は含意しない。

上記構成によれば、流路内を流通する流体中の磁性不純物が、凹部の側方または底方向から磁石の磁力により吸引されて凹部内に捕集される。このとき、捕集された磁性不純物は凹部内にあって流体の流れにさらされないため脱離し難く、また、凹部内では流体が滞留するため磁性不純物が磁力により吸引されやすくなり、したがって捕集効率が向上する。

またこのとき、流路内の壁面に凹部を形成するようにしているため、突起を設けた場合のように流体の流れが妨げられるといったこともなく、したがって圧力損失や管路側壁の摩耗の促進といった問題も回避することができる。

さらにまたこのとき、磁石は凹部に隣接する一方側部が凹部の側方または底方向から磁性不純物を吸引するようになっているため、磁石の他方側部においても同様に凹部を形成する等して磁性不純物を吸引・捕集する構成とすることができ、換言すれば磁石の両面を利用することができる。したがってそのぶん、捕集面積も増大し、磁性不純物の捕集効率を良好とすることができる。

前記流体が流通する流路が管で構成され、該管の内壁面から間隔をおいて内側に捕集体が配置され、該捕集体が、異極同士が対向するように流体の流通方向に沿って配置された複数の磁石を備え、該捕集体の外面における磁石の間の位置に、外側から凹入する凹部が形成されていることが望ましい。
なおこの場合、凹部は、捕集体の外面における磁石の間の位置において外側から凹入する構成となっていれば、磁石の間に挟まれる位置まで凹入していなくともよい（換言すれば、凹部が外側から凹入している限り、その凹入端が磁石の外周の位置まで達しない程度に留まっていてもよい）。

上記構成によれば、異極同士が対向するように配置された複数の磁石の対向部における外縁部に凹部が形成されるため、磁石の磁力が強く働く部位が磁性不純物の捕集に効率的に利用されることとなる。

また、例えば、流路を構成する管の内壁面に凹部を形成するようにしてもよいが、上記のように管とは別体の捕集体を内側に配置して該捕集体の壁面に凹部を形成するようにしたほうが、装置を容易に構成することができ、また管の外周部に磁石の配置スペースを確保することも不要である。

前記捕集体の凹部が、複数の磁石の対向部を包囲するように環状に延びる溝状の凹部となっていることが望ましい。

凹部としては、例えば局部的に穴状に凹入するものであってもよく、またこのような穴状の凹部を複数形成するようにしてもよいが、上記構成のように複数の磁石の対向部を包囲するように環状に延びる溝状の凹部とすると、磁石の磁力が強く働く部位がより多く利用され、より多くの捕集面積を効率的に確保することができる。

前記凹部の幅が、磁石の長さよりも小であることが望ましい。

本発明において、凹部の幅とは、凹部の開口部において流路内の流体の流通方向に拡がる幅を意味し、磁石の長さとは、磁石において流路内の流体の流通方向に延びる長さを意味する。

凹部の幅が過度に大となると、凹部の中央付近に働く磁力が弱くなって捕集効率が低下するため、上記のように凹部の幅が磁石の長さよりも小となっていることが望ましい。

前記磁石の長さが０．５〜１０ｃｍ（より好適には１〜５ｃｍ）であり、かつ、前記凹部の幅が０．５〜１０ｍｍ程度（より好適には２〜８ｍｍ程度）であることが望ましい。

凹部の幅が小であるほど、凹部内に働く磁力が大となるが、凹部の幅が過度に小となると磁性不純物の捕集および清掃が困難となり、捕集し得る磁性不純物の量も少なくなって捕集効率が低下するため、上記のように磁石の長さ０．５〜１０ｃｍ（より好適には１〜５ｃｍ）に対して凹部の幅を０．５ｍｍ以上（より好適には２ｍｍ以上）とすることが望ましい。一方、前述の通り、凹部の幅が過度に大となると、凹部の中央付近に働く磁力が弱くなるため、凹部の幅を磁石の長さよりも小とすることが望ましいが、さらには、上記のように、磁石の長さ０．５〜１０ｃｍ（より好適には１〜５ｃｍ）に対して凹部の幅を１０ｍｍ以下（より好適には８ｍｍ以下）とすることがより望ましい。さらに具体的には、例えば前記磁石の長さが１個あたり約２ｃｍであるとした場合、凹部の幅は２〜５ｍｍ程度であることが望ましい。

前記凹部の深さが、０．５〜５ｍｍ（より好適には０．５〜２ｍｍ）であることが望ましい。

前記凹部の深さが０．５ｍｍ以上であれば、凹部内に吸着された磁性不純物が流体の流れにさらされ難い、凹部で流体の滞留が起こって磁性不純物が吸着されやすくなる、といった本発明による効果を十分に得ることができる。一方、凹部の深さが５ｍｍ以下（より好適には２ｍｍ以下）であれば、流体の滞留による影響が過大となることがなく、一旦凹部の内奥まで入り込んだ流体が出てこなくなるといった問題も生じ難いため、凹部の深さから想定される程度の捕集効果を確保することができる。

少なくとも前記凹部の内面が、表面層により被覆されていることが望ましい。

例えば、凹部の内側壁を磁石で構成して該磁石が露出した構成としても、本発明の効果を得ることは可能であるが、上記のように少なくとも凹部の内面を表面層により被覆するようにすると、磁石の摩耗等による劣化を防止することができる。

前記表面層と磁石とが、互いに分離可能に配置されていることが望ましい。

上記構成によれば、表面層と磁石とを分離することによって、凹部内に捕集された磁性不純物に磁石の磁力が及び難いようにすることができ、これにより、凹部内に溜まった磁性不純物を容易に清掃することができる。

本発明によれば、正負極スラリー等の流体中の磁性不純物が確実に捕集されて脱離し難く、流体の流れも妨げられ難いとともに、磁性不純物の捕集効率に優れる磁性不純物分離装置が得られる。

本発明の磁性不純物分離装置を示す概略断面図である。 図１の磁石の斜視図である。 図１の要部拡大図である。 他の実施形態に係る磁性不純物分離装置を示す概略断面図である。 図４の磁石の斜視図である。 凹部の他の例を示す概略斜視図である。 凹部の他の例を示す概略斜視図である。 他の実施形態に係る磁性不純物分離装置を示す要部拡大断面図である。 他の実施形態に係る磁性不純物分離装置を示す概略断面図である。 他の実施形態に係る磁性不純物分離装置を示す概略断面図である。

以下、本発明を図面を参照しながら更に詳細に説明するが、本発明は以下の最良の形態になんら限定されるものではなく、その趣旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能なものである。

図１に示す磁性不純物分離装置１は、図の矢印Ａ１に示す方向（図１では右方向）に電極スラリーが流通する配管２の内部に捕集体（マグネットストレーナー）３が配置された構成となっている。捕集体３は、図２にも示す、円柱形状で長さＬ１＝約２ｃｍの複数個の磁石４を、異極同士が対向し合うように同軸上に一列に並置し、これら磁石４の間にそれぞれ、磁石４よりやや小径で円板状の鉄製のスペーサ５を介装し、外表面をステンレス製の外装体６で被覆するとともに両端を円錐状に先鋭化して電極スラリーが流通しやすい形状として、全体的に配管２の内径より小径の丸棒状に構成されたものとなっている。

外装体６には、各スペーサ５の外周の位置にそれぞれ、溝状の凹部７が形成されている。即ち、スペーサ５の外周面は、両側の磁石４の外周面よりも中心側へ凹入しており、外装体６が外側からこの凹入形状に追従するようにして中心側へ凹入し、これにより、スペーサ５の外周に沿って円環状に延びる溝状の凹部７が形成されている。さらに具体的には、図３に示すように、外装体６が、隣り合う２つの磁石４Ｌ、４Ｒのうちの一方の磁石４Ｌの外周面に沿って長さ方向（図３では右方向）に延び、該磁石４Ｌの端部で中心側へ折れて該磁石４Ｌの端面４１Ｌに沿って中心側へ延びて、スペーサ５の外周面の位置で折れて該スペーサ５の外周面に沿って再度長さ方向に延び、他方の磁石４Ｒの端面４１Ｒの位置で折れて該磁石４Ｒの端面４１Ｒに沿って外周面側へ延び、該端面４１Ｒの周縁で折れて該磁石４Ｒの外周面に沿って再度長さ方向に延びていて、全体として、磁石４Ｌ、４Ｒおよびスペーサ５の外形に沿って中心側へ断面矩形状に凹入して凹部７を形成しながら長さ方向に延びている。同図に示す凹部７の幅Ｗ１は約２ｍｍ、深さＤ１は約１ｍｍとなっている。

捕集体３は、図１に示すように、配管２の内部に同軸上に配置され固定されている。電極スラリーは、図１に矢印Ａ１で示すように、捕集体３の外周面と配管２の内面との間の流路９を流通していく。このとき、図３に示すように、電極スラリーが凹部７の位置を通過していく途上で、電極スラリー中の磁性不純物８が、磁石４Ｌ、４Ｒの磁力により吸引され、凹部７内に捕集される。

磁石４Ｌ、４Ｒの磁力は、端面４１Ｌ、４１Ｒの周縁部で強く働くため、この部分を覆う凹部７の側壁７Ｓに磁性不純物８が吸着されることとなる。吸着された磁性不純物８は、凹部７内にあるため電極スラリーの流れにさらされることがなく、したがって脱離し難い状態で凹部７の側壁７Ｓに吸着されて保持される。また、凹部７内では電極スラリーの滞留が生じ、磁性不純物８が磁石４Ｌ、４Ｒの磁力により凹部７の側壁７Ｓに吸着や保持されやすくなっている。

なお、捕集体３の両端部には凹部７は形成されていないが、両端部に配置された磁石４の磁力により、捕集体３の両端周縁に磁性不純物８がリング状（円環状）に吸着されて捕集される。

［磁性不純物分離装置１による効果］
上記磁性不純物分離装置１は、流体である電極スラリー中の磁性不純物８を磁力によって除去する装置であって、電極スラリーが流通する流路９内の壁面すなわち流路９を構成する配管２の内壁面とは別体として流路９内に配置された捕集体３の外周面に凹部７が形成され、該凹部７の側方に磁石４が配置された構成となっている。

上記磁性不純物分離装置１の構成により、流路９（配管２）内を流通する電極スラリー中の磁性不純物８が、凹部７の側方から磁石４の磁力により吸引されて凹部７内に捕集される。このとき、捕集された磁性不純物８は凹部７内にあって電極スラリーの流れにさらされないため脱離し難く、また、凹部７内では電極スラリーが滞留するため磁性不純物８が磁力により吸引されやすくなっており、したがって捕集効率が向上している。

またこのとき、流路９内の壁面である捕集体３の外周面に凹部７を形成するようにしているため、突起を設けた場合のように電極スラリーの流れが妨げられるといったこともなく、したがって圧力損失や、捕集体３の外周面、配管２の内面等の摩耗の促進といった問題も回避されている。

さらにまたこのとき、磁石４は凹部７に隣接する一方側部（一方側端面）が凹部７の側方から磁性不純物８を吸引するようになっているため、磁石４の他方側部（他方側端面）においても同様に凹部７（または捕集体３の端部）で磁性不純物８を吸引・捕集し得る構成となっており、換言すれば磁石４の両面が利用されるようになっている。したがってそのぶん、捕集面積も増大しており、磁性不純物８の捕集効率も良好となっている。

また、上記磁性不純物分離装置１は、電極スラリーが流通する流路９が配管２で構成され、該配管２の内壁面から間隔をおいて内側に捕集体３が配置され、該捕集体３が、異極同士が対向するように電極スラリーの流通方向Ａ１に沿って配置された複数の磁石４を備え、該捕集体３の外面における磁石４の間の位置に、外側から凹入する凹部７が形成された構成となっている。

上記構成により、異極同士が対向するように配置された複数の磁石４の対向部における外縁部に凹部７が形成されているため、磁石４の磁力が強く働く部位が磁性不純物８の捕集に効率的に利用されるようになっている。

また、例えば、図４に示すように流路を構成する管の内壁面に凹部を形成するようにしてもよいが、これによれば磁石を管の外周に沿って円環状に成形したり複数配列したりする必要があること等から、上記磁性不純物分離装置１のように配管２とは別体の捕集体３を内側に配置して該捕集体３の外面に凹部７を形成するようにしたほうが、装置を容易に構成することができ、また配管２の外周部に磁石の配置スペースを確保することも不要となっている。

また、上記磁性不純物分離装置１においては、捕集体３の凹部７が、複数の磁石４の対向部を包囲するように環状に延びる溝状の凹部７となっている。

凹部としては、例えば局部的に穴状に凹入するものであってもよく、またこのような穴状の凹部を複数形成するようにしてもよいが、上記磁性不純物分離装置１においては複数の磁石４の対向部を包囲するように環状に延びる溝状の凹部７となっているので、磁石４の磁力が強く働く部位すなわち対向する端面の周縁部がより多く利用され、より多くの捕集面積が効率的に確保されている。

また、上記磁性不純物分離装置１においては、磁石４の長さＬ１が１個あたり約２ｃｍであるのに対し、凹部７の幅Ｗ１が約２ｍｍとなっている。

凹部の幅が過度に大となると、凹部の中央付近に働く磁力が弱くなって捕集効率が低下するため、上記磁性不純物分離装置１のように凹部７の幅Ｗ１が磁石４の長さＬ１＝約２ｃｍよりも小となっていることが望ましい。

凹部の幅が小であるほど、凹部内に働く磁力が大となるが、凹部の幅が過度に小となると磁性不純物の捕集および清掃が困難となり、捕集し得る磁性不純物の量も少なくなって捕集効率が低下するため、上記磁性不純物分離装置１のように磁石４の長さＬ１＝約２ｃｍに対して凹部７の幅Ｗ１を０．５ｍｍ以上（より好適には２ｍｍ以上）とすることが望ましい。一方、前述の通り、凹部の幅が過度に大となると、凹部の中央付近に働く磁力が弱くなるため、凹部７の幅Ｗ１を磁石４の長さＬ１＝約２ｃｍよりも小とすることが望ましいが、さらには、上記磁性不純物分離装置１のように磁石４の長さＬ１＝約２ｃｍに対して凹部７の幅Ｗ１を１０ｍｍ以下（より好適には８ｍｍ以下、さらに好適には５ｍｍ以下）とすることがより望ましい。

また、上記磁性不純物分離装置１においては、凹部７の深さＤ１が約１ｍｍとなっている。

上記磁性不純物分離装置１においては上述のように凹部７の深さＤ１が０．５ｍｍ以上となっているので、凹部７内に吸着された磁性不純物８が電極スラリーの流れにさらされ難い、凹部７で電極スラリーの滞留が起こって磁性不純物８が吸着されやすくなる、といった効果が十分に得られるようになっている。一方、凹部７の深さＤ１が５ｍｍ以下（さらには２ｍｍ以下）となっているので、電極スラリーの滞留による影響が過大となることがなく、一旦凹部７の内奥まで入り込んだ電極スラリーが出てこなくなるといった問題も生じ難くなっているため、凹部７の深さから想定される程度の捕集効果が確保されるようになっている。

リチウム二次電池の電極スラリー中には、小さいもので数μｍレベル、大きいものでは数百μｍレベルの磁性不純物粒子が混入する可能性があると考えられ、磁石４の長さＬ１＝約２ｃｍに対し、幅Ｗ１＝０．５ｍｍ以上、深さＤ１＝０．５ｍｍ以上の凹部７であれば、これらの磁性不純物粒子を十分に捕集することが可能である。

また、上記磁性不純物分離装置１は、凹部７の内面を含む捕集体３の外面が、表面層である外装体６により被覆された構成となっている。

例えば、凹部の内側壁を磁石で構成して該磁石が露出した構成としても、上記磁性不純物分離装置１と同様の効果を得ることは可能であるが、上記磁性不純物分離装置１のように少なくとも凹部７の内面が表面層（外装体６）により被覆された構成によれば、磁石４の摩耗等による劣化が防止される。

〔その他の事項〕
（１）上記磁性不純物分離装置１においては、配管２の内壁面から間隔をおいて内側に捕集体３が配置され、該捕集体３の外周面において磁石４の間の位置に凹部７が形成された構成となっているが、例えば図４に示すように、流路を構成する管の内壁面に凹部を形成するようにしてもよい。同図に示す磁性不純物分離装置１１においては、図の矢印Ａ２に示す方向（図４では右方向）に電極スラリーが流通する配管１２の外周部に、複数の磁石１３が、異極同士が対向し合うように同軸上に一列に並置され、これら磁石１３の間でそれぞれ、配管１２の内壁面が径方向に外側へ凹入し、これにより配管１２の内周に沿って円環状に延びる溝状の凹部１４が形成されている。磁石１３は、図５にも示すように、配管１２の外周部を包囲する長さＬ２＝約２ｃｍの円環状（やや短い円筒状）の形状を有するものとなっている。凹部１４は、複数の磁石１３の間に介在して該磁石１３の間隔を保持するスペーサとしての機能も併せて備えるものとなっており、幅Ｗ２は約２ｍｍ、深さＤ２は約１ｍｍとなっている。この磁性不純物分離装置１１の構成によっても、前記実施形態の磁性不純物分離装置１の場合と同様に、流体中の磁性不純物が確実に捕集されて脱離し難く、流体の流れも妨げられ難いとともに、磁性不純物の捕集効率に優れるという効果が得られる。

（２）上記磁性不純物分離装置１においては、少なくとも凹部７の内面が表面層である外装体６により被覆された構成となっているが、例えば、表面層と磁石とを互いに分離可能に配置するようにしてもよい。凹部内に捕集された磁性不純物は、磁石によって吸着された状態でも、粘着テープ等で除去するようにして清掃することもできるが、上記のように表面層と磁石とを互いに分離可能に配置するようにすれば、表面層と磁石とを分離することによって、凹部内に捕集された磁性不純物に磁石の磁力が及び難いようにすることができ、これにより、凹部内に溜まった磁性不純物をより容易に清掃することができる。

表面層と磁石とを互いに分離可能に配置するには、例えば、外装体を複数の分割体に分割構成し、これら分割体を互いに螺合させて閉塞するようにして着脱可能に構成したり、分割体同士をヒンジ式に開閉可能に構成したりすることにより、容易に磁石と分離し得るようにすることができる。あるいは、外装体を弾性を有する樹脂、ゴム等で成形し、外側へ引っ張るようにして磁石から分離し得る構成としてもよく、これによれば、上記のように外装体を着脱したり開閉したりすることなく磁石と分離し得るようにすることができる。

なお、配管１２の外周部に凹部１４が形成された前記図４に示す磁性不純物分離装置１１においても同様に、少なくとも凹部１４の内面を表面層で被覆するようにし、この表面層と磁石１３とを互いに分離可能に配置するようにしてもよい。

（３）上記磁性不純物分離装置１においては、上述の通り少なくとも凹部７の内面が表面層である外装体６により被覆された構成となっているが、例えば、少なくとも凹部の内側壁を磁石で構成して該磁石が露出した構成としてもよい。これによれば、磁石の摩耗等の問題はあるが、磁力を直接的に作用させることができる。

（４）上記磁性不純物分離装置１においては、凹部７が溝状のものとなっていたが、例えば図６に示すように外装体６の表面２１から丸穴状に凹入する凹部２２、図７に示すように外装体６の表面３１から角穴状に凹入する凹部３２等のように、任意の形状をなして局部的に凹入する穴状の凹部としてもよく、また、このような穴状の凹部を複数形成するようにしてもよい。

（５）上記磁性不純物分離装置１においては、スペーサ５が鉄製であるため、このスペーサ５自体も磁石４により磁化されて磁性不純物８を吸引し得るようになっているが、スペーサとしては、鉄、ニッケル等の強磁性体以外にも、弱磁性体よりなるものであってもよく、例えば樹脂等の任意の材質よりなるものであってもよい。さらには、前記図４に示す磁性不純物分離装置１１のようにスペーサを省略した構成とすることもでき、あるいは前記図１に示す磁性不純物分離装置１のように配管２の内側に捕集体３が配置された構成の場合にも同様に、例えば図８に模式的に示す捕集体４１のように、外装体４２の凹部４３が複数の磁石４４の間に入り込んで該磁石４４の間隔を保持するようにする、即ち凹部４３をスペーサとしても機能させるようにしてもよい。

（６）上記磁性不純物分離装置１においては、捕集体３における円錐状の両端部とその内側の磁石４との間の位置にはそれぞれ凹部７は形成されていないが、この部分にも凹部を形成するようにしてもよい。

（７）上記図１および図４に示す磁性不純物分離装置１、１１においては、凹部７、１４の側方に磁石４、１３が配置された構成となっているが、例えば図９および図１０に示すように、凹部の底方向に磁石が配置された構成としてもよい。

図９に示す磁性不純物分離装置５１においては、捕集体５３における、外装体５６および該外装体５６に形成された凹部５７の構成は前記図１に示す磁性不純物分離装置１における外装体６および凹部７の構成と同様となっているが、磁石５４が、スペーサ５５と同じく、凹部５７の位置における外装体５６の内径にほぼ等しい程度の外径を有するものとなっていて、全体的として、スペーサ５５と同一の外径を保持しながら、一方端から他方端まで凹凸なく平坦に延びる丸棒状に構成されている。また、スペーサ５５の厚さは凹部５７の幅よりもやや小さく、両側の磁石５４の端部が凹部５７の底方向にまで延びている。

図１０に示す磁性不純物分離装置６１においては、配管６２および凹部６４の構成は前記図４に示す磁性不純物分離装置１１における配管１２および凹部１４の構成と同様となっているが、磁石６３は、隣り合う凹部６４の間隔よりもやや大きい長さならびに凹部６４の位置における配管６２の外径にほぼ等しい程度の内径を有するものとなっており、凹部６４の幅よりもやや小さい厚さを有するスペーサ（図示せず）を介して、凹部６４の外周の位置で隣の磁石６３と接するように並置され、したがって磁石６３の端部が凹部６４の底方向にまで延びるように配置されている。

上記図９および図１０に示す磁性不純物分離装置５１、６１の構成においては、いずれも、磁石５４、６３が凹部５７、６４の側方ではなく底方向に配置されているが、磁石５４、６３の端面の周縁で働く強い磁力によって磁性不純物が凹部５７、６４内に吸着されるようになっており、したがって、凹部７、１４の側方に磁石４、１３が配置された前記図１および図４に示す磁性不純物分離装置１、１１の場合と同様に、流体中の磁性不純物が確実に捕集されて脱離し難く、流体の流れも妨げられ難いとともに、磁性不純物の捕集効率に優れるという効果が得られる。

なお、上記図９および図１０に示す磁性不純物分離装置５１、６１と同様の構成において、例えばスペーサの厚さが凹部の幅よりも大きく、磁石の端部が凹部の底方向にまで延びていない配置となっていた場合でも、凹部に磁力を及ぼし得る範囲内に磁石が配置されていれば、磁石が凹部の底方向（または側方）に配置されている場合と同等に機能し得るものとなる。

本発明は、例えばリチウム二次電池の製造工程における電極スラリー中の磁性不純物の除去等に好適に適用することができる。

１ 磁性不純物分離装置
２ 配管
３ 捕集体（マグネットストレーナー）
４ 磁石
７ 凹部
９ 流路

Claims (8)

1. 流体中の磁性不純物を磁力によって除去する磁性不純物分離装置であって、
   前記流体が流通する流路内の壁面に凹部が形成され、
   前記凹部の側方または底方向に磁石が配置されていることを特徴とする磁性不純物分離装置。
2. 前記流体が流通する流路が管で構成され、該管の内壁面から間隔をおいて内側に捕集体が配置され、該捕集体が、異極同士が対向するように流体の流通方向に沿って配置された複数の磁石を備え、該捕集体の外面における磁石の間の位置に、外側から凹入する凹部が形成されている、請求項１に記載の磁性不純物分離装置。
3. 前記捕集体の凹部が、複数の磁石の対向部を包囲するように環状に延びる溝状の凹部となっている、請求項１または請求項２に記載の磁性不純物分離装置。
4. 前記凹部の幅が、磁石の長さよりも小である、請求項１から請求項３のいずれかに記載の磁性不純物分離装置。
5. 前記磁石の長さが０．５〜１０ｃｍであり、かつ、前記凹部の幅が０．５〜１０ｍｍ程度である、請求項４に記載の磁性不純物分離装置。
6. 前記凹部の深さが、０．５〜５ｍｍである、請求項１から請求項５のいずれかに記載の磁性不純物分離装置。
7. 少なくとも前記凹部の内面が、表面層により被覆されている、請求項１から請求項６のいずれかに記載の磁性不純物分離装置。
8. 前記表面層と磁石とが、互いに分離可能に配置されている、請求項７に記載の磁性不純物分離装置。

Images