JP2012069517A - Manufacturing method of cathode material powder for fine lithium secondary battery - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing cathode material powder for fine lithium secondary batteries which can prevent the breakage of a mesh screen which is used to classify cathode material powder for source lithium secondary batteries.SOLUTION: A classifier used in a manufacturing method of cathode material powder for source lithium secondary batteries includes a cylindrical mesh screen for screening base powder and a rotor which rotates coaxially with the mesh screen. The rotor has a blade 44 for dispersing the base material provided along the rotation axis thereof. The blade 44 is provided with a tip-curved surface 441 whose corners along the longer direction formed with an opposite face 44x to the mesh screen and a side face 44y and corners on the front and rear sides of rotation have been chamfered and an end-curved surface 442 whose two corners formed with an opposite face 44x to the mesh screen and an end face 44z have been chamfered, allowing shock load on the mesh screen to be reduced.

Description

本発明は、微細リチウム二次電池用正極材粉末の製造方法に関し、詳しくは粗粉末を含む原料リチウム二次電池用正極材粉末からメッシュスクリーンにより大きさに応じて分級することにより、微細リチウム二次電池用正極材粉末を製造する方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a positive electrode material powder for a fine lithium secondary battery, and more specifically, by classifying the positive electrode material powder for a raw material lithium secondary battery containing a coarse powder according to the size using a mesh screen. The present invention relates to a method for producing a positive electrode powder for a secondary battery.

微細リチウム二次電池用正極材粉末は、リチウム二次電池の正極材料となり、凝集による粗粉末を含有しない微細な粉末であり、その製造方法として、凝集による粗粉末を含有する原料リチウム二次電池用正極材粉末から、分級装置により粗粉末を除去する方法が知られている(特許文献1,2)。   The positive electrode material powder for a fine lithium secondary battery is a fine powder that becomes a positive electrode material for a lithium secondary battery and does not contain coarse powder due to aggregation, and as a manufacturing method thereof, a raw material lithium secondary battery containing coarse powder due to aggregation A method of removing coarse powder from a positive electrode material powder using a classifier is known (Patent Documents 1 and 2).

特許文献1には、原料を混合し、造粒し、焼成し、必要に応じて解砕して原料リチウム二次電池用正極材粉末を得、高速回転するブレードにより粉末をメッシュスクリーンに押し当て通過させることで篩い分ける分級装置を用いて、原料リチウム二次電池用正極材粉末を分級処理することにより微細リチウム二次電池用正極材粉末を製造する方法が記載されている。   In Patent Document 1, raw materials are mixed, granulated, fired, and pulverized as necessary to obtain a positive electrode powder for a raw material lithium secondary battery, and the powder is pressed against a mesh screen with a blade that rotates at high speed. A method for producing a positive electrode material powder for a fine lithium secondary battery by classifying the positive electrode powder for a raw material lithium secondary battery by using a classifier that sifts by passing is described.

また、特許文献2には、メッシュスクリーンとして、内径が125mm、有効長さが200mm、目開きが45μmのポリエステル製のスクリーンが用いられた分級装置が記載されている。このメッシュスクリーンの内部を、長さが200mmの3枚の羽根(ブレード)が1400rpmの回転速度で回転して原料リチウム二次電池用正極材粉末を分級する。特許文献2では、このような分級装置における課題として、ブレードにより粉末をメッシュスクリーンに押し当てる際に、ブレードがメッシュスクリーンを破損させてしまうことがあり、特に、正極材料に使用される粉末などではメッシュスクリーンを通過する際の抵抗が大きいために更に負荷が増大して破損しやすい状態となることを挙げている。   Patent Document 2 describes a classification device using a polyester screen having an inner diameter of 125 mm, an effective length of 200 mm, and an opening of 45 μm as a mesh screen. Inside this mesh screen, three blades (blades) having a length of 200 mm rotate at a rotational speed of 1400 rpm to classify the positive electrode material powder for a lithium secondary battery. In Patent Document 2, as a problem in such a classification apparatus, when the powder is pressed against the mesh screen by the blade, the blade may damage the mesh screen. Particularly, in the powder used for the positive electrode material, etc. It is mentioned that since the resistance at the time of passing through the mesh screen is large, the load is further increased and is easily damaged.

そこで、特許文献2に記載の分級装置では、ローターの外周部に相当するブレードとして、長辺部の先端および後端が面取りされた形状のものを採用している。このブレードは、ブレードの長辺部の後端の面取り部分において、メッシュスクリーンとの間に形成される隙間を前方に向かうに従い漸次狭くしているため、当該隙間に捕捉された原料粉末をブレードによるメッシュスクリーンへの押付けにより移動させながら漸次透過させることができる。これにより、一塊となりやすい性質を有する正極材料であっても、メッシュスクリーンの後端取付部分に対する衝撃負荷が軽減でき、メッシュスクリーンの破損の低減を図っている。   Therefore, in the classification device described in Patent Document 2, a blade corresponding to the outer peripheral portion of the rotor has a shape in which the front end and the rear end of the long side portion are chamfered. Since this blade gradually narrows the gap formed between the blade and the mesh screen in the chamfered portion at the rear end of the long side of the blade as it goes forward, the raw material powder captured in the gap is reduced by the blade. It can be transmitted gradually while being moved by being pressed against the mesh screen. Thereby, even if it is a positive electrode material which has a property which is easy to become a lump, the impact load with respect to the rear-end attachment part of a mesh screen can be reduced, and the failure | damage of a mesh screen is reduced.

特開2006−278031号公報JP 2006-278031 A 特開2010−64049号公報JP 2010-64049 A

しかし、特許文献2に記載された両端が面取りされたブレードであってもメッシュスクリーンへの衝撃負荷の軽減は十分ではなく、メッシュスクリーンの破損を防止することができないことがある。   However, even if the blade is chamfered at both ends described in Patent Document 2, the impact load on the mesh screen is not sufficiently reduced, and the mesh screen may not be damaged.

そこで本発明は、原料リチウム二次電池用正極材粉末を分級するメッシュスクリーンの破損を防止することができる微細リチウム二次電池用正極材粉末の製造方法を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the manufacturing method of the positive electrode material powder for fine lithium secondary batteries which can prevent the failure | damage of the mesh screen which classifies the positive electrode material powder for raw material lithium secondary batteries.

本発明の微細リチウム二次電池用正極材粉末の製造方法は、粗粉末を含有する原料リチウム二次電池用正極材粉末から前記粗粉末を除去して微細リチウム二次電池用正極材粉末を製造する方法であり、以下の供給ステップ、分散ステップおよび分別ステップを含むことを特徴とする。
供給ステップ:前記原料リチウム二次電池用正極材粉末を篩い分ける円筒状のメッシュスクリーンと、前記メッシュスクリーンと同軸心で回転するローターとを備え、前記ローターに、長尺板状に形成されたブレード本体の先部が前記メッシュスクリーンに向けられていると共に、前記ローターの回転軸に沿って配置され、前記ブレード本体の先部に、長手方向に沿った回転前方側の角部を面取りした先部面取り面が設けられ、かつ長手方向の端部のそれぞれの角部を面取りした端部面取り面が設けられたブレードが設けられた分級装置に前記原料リチウム二次電池用正極材粉末を供給するステップ。
分級ステップ:前記ブレードにより、前記メッシュスクリーンの内側面で前記原料リチウム二次電池用正極材粉末を分散させるステップ。
分別ステップ:前記メッシュスクリーンにより、前記メッシュスクリーンの目開きより粒径が小さい微粉末と、大きい粗粉末とに分別するステップ。
The method for producing a positive electrode material powder for a fine lithium secondary battery according to the present invention produces a positive electrode material powder for a fine lithium secondary battery by removing the coarse powder from the raw material positive electrode powder for the lithium secondary battery containing the coarse powder. The method includes the following supply step, distribution step, and fractionation step.
Supply step: a blade having a cylindrical mesh screen for screening the raw material lithium secondary battery positive electrode powder and a rotor rotating coaxially with the mesh screen, the rotor being formed in a long plate shape The front part of the main body is directed to the mesh screen, is disposed along the rotation axis of the rotor, and the front part of the blade main body is chamfered at the corner on the front side of the rotation along the longitudinal direction. Supplying the positive electrode material powder for a raw material lithium secondary battery to a classifier provided with a chamfered surface and a blade provided with an end chamfered surface chamfered at each corner in the longitudinal direction .
Classification step: a step of dispersing the positive electrode material powder for a raw material lithium secondary battery on the inner surface of the mesh screen by the blade.
Separation step: a step of separating, by the mesh screen, fine powder having a particle size smaller than the mesh screen and coarse powder.

本発明に係る分級装置には、メッシュスクリーン内で回転するブレードに、端部面取り面と先部面取り面とが設けられている。この端部面取り面によりメッシュスクリーンとブレードの両端部との間に原料リチウム二次電池用正極材粉末がスムーズに入り込み、メッシュスクリーンの目開きより粒径が小さい微粉末はメッシュスクリーンを通過し、大きい粗粉末はメッシュスクリーンとブレードとの間から抜け、排出方向へ搬送される。また、回転前方側の角部を面取りした先部面取り面によりブレードの端部以外でも原料粉末がスムーズにメッシュスクリーンとブレードとの間に入り込み分級される。従って、ローターの回転によるメッシュスクリーンへの衝撃負荷を軽減することで、メッシュスクリーンの破損の防止を図りつつ、原料粉末を効率よく分級することができる。
なお、本明細書では、メッシュスクリーンの目開きより粒径が小さく、分級により得られる微細リチウム二次電池用正極材粉末を「微粉末」、粒径が大きくメッシュスクリーンを通過できない粉末を「粗粉末」と称する。また、粒径が大きい粗粉末には、粒径が大きいものだけでなく、凝集により粒径が大きくなったものも含まれる。微粉末は、粗粉末を含まないが、粒径が小さければ、互いに凝集していてもよい。
In the classifying apparatus according to the present invention, an end chamfered surface and a tip chamfered surface are provided on a blade that rotates within a mesh screen. By this end chamfered surface, the raw material lithium secondary battery positive electrode powder smoothly enters between the mesh screen and both ends of the blade, fine powder having a particle size smaller than the mesh screen mesh passes through the mesh screen, Large coarse powder comes out between the mesh screen and the blade and is conveyed in the discharge direction. In addition, the raw material powder smoothly enters between the mesh screen and the blade other than the end portion of the blade by the chamfered surface of the tip portion chamfered on the front side of the rotation, and is classified. Therefore, by reducing the impact load on the mesh screen due to the rotation of the rotor, the raw material powder can be classified efficiently while preventing the mesh screen from being damaged.
In the present specification, the positive electrode material powder for fine lithium secondary batteries obtained by classification is smaller than the mesh screen opening, and “fine powder” is used as the positive electrode material powder for fine lithium secondary batteries. It is called “powder”. In addition, the coarse powder having a large particle size includes not only a particle having a large particle size but also a particle having a large particle size due to aggregation. The fine powder does not contain a coarse powder, but may be aggregated with each other as long as the particle size is small.

なお、前記先部面取り面は、回転後方側の角部にも形成されているのが望ましい。先部面取り面が回転後方側の角部に設けられていると、メッシュスクリーンとブレードとの間に入り込み、粒径がメッシュスクリーンの目開きより大きいために分級されなかった粗粉末をスムーズに排出することができる。   In addition, it is desirable that the chamfered surface of the front part is also formed at a corner on the rear side of the rotation. If the front chamfered surface is provided at the corner on the rear side of the rotation, it will enter between the mesh screen and the blade, and the coarse powder that has not been classified because the particle size is larger than the mesh screen openings will be discharged smoothly. can do.

前記先部面取り面を、湾曲面(以下、先部湾曲面と称す。)とするのが望ましい。先部面取り面が湾曲面であれば、滑らかな曲面により原料粉末をメッシュスクリーンへ押し付けることができるので、メッシュスクリーンとの衝撃負荷を更に軽減することができる。ここで、「湾曲面」とは、連続した曲面により形成されていればよく、曲率が一定でないものも含まれる。   The front chamfered surface is preferably a curved surface (hereinafter referred to as a front curved surface). If the tip chamfered surface is a curved surface, the raw material powder can be pressed against the mesh screen by a smooth curved surface, so that the impact load with the mesh screen can be further reduced. Here, the “curved surface” only needs to be formed by a continuous curved surface, and includes a curved surface whose curvature is not constant.

前記先部湾曲面が、回転方向における厚みをTとしたときに、前記メッシュスクリーンと対向した対向面と側面とが半径T/2の円弧面により均等に切除されて凸状円弧面に形成されていることで、前方側の円弧面と後方側の円弧面とが繋がった一つの円弧面となり、メッシュスクリーンへの衝撃負荷の軽減を図りつつ、先部湾曲面を容易に形成することができる。なお、「円弧面」とは、正円(真円)の一部部分を切り取った曲線を有する曲面を意味する。   When the thickness in the rotation direction is T, the front curved surface is formed into a convex arcuate surface by equally cutting away the opposing surface and side surface facing the mesh screen by an arcuate surface having a radius of T / 2. Therefore, the front arc surface and the rear arc surface are connected to each other, and the front curved surface can be easily formed while reducing the impact load on the mesh screen. . The “arc surface” means a curved surface having a curve obtained by cutting off a part of a perfect circle (perfect circle).

また、前記端部面取り面を、湾曲面(以下、端部湾曲面と称す。)とするのが望ましい。端部面取り面が湾曲面であれば、滑らかな曲面により原料粉末をメッシュスクリーンへ押し付けることができるので、メッシュスクリーンとの衝撃負荷を更に軽減することができる。ここで、前記端部湾曲面を、回転半径方向における長さをLとしたときに、前記メッシュスクリーンと対向した対向面と端面とが半径Lの円弧面により均等に切除されて凸状円弧面に形成することができる。   The end chamfered surface is preferably a curved surface (hereinafter referred to as an end curved surface). If the end chamfered surface is a curved surface, the raw material powder can be pressed against the mesh screen by a smooth curved surface, so that the impact load with the mesh screen can be further reduced. Here, when the length of the end curved surface is L in the rotational radius direction, the opposing surface and the end surface facing the mesh screen are evenly cut by the arc surface of the radius L, and the convex arc surface Can be formed.

本発明の製造方法では、原料リチウム二次電池用正極材粉末をメッシュスクリーン内で分散するブレードに、先部面取り面と端部面取り面とが設けられているので、ローターの回転によるメッシュスクリーンへの衝撃負荷を軽減することができる。よって、本発明によれば、メッシュスクリーンの破損の防止を図りつつ、原料粉末を効率よく分級することができる。   In the manufacturing method of the present invention, the blade that disperses the positive electrode material powder for the raw material lithium secondary battery in the mesh screen is provided with the front chamfered surface and the end chamfered surface. Can reduce the impact load. Therefore, according to the present invention, the raw material powder can be efficiently classified while preventing the mesh screen from being damaged.

本発明の実施の形態に係る分級装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the classification apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1に示す分級装置のブレードを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the braid | blade of the classification device shown in FIG. 図2に示すブレードの長手方向視した図である。It is the figure which looked at the longitudinal direction of the braid | blade shown in FIG. 図2に示すブレードの側面視した図である。FIG. 3 is a side view of the blade shown in FIG. 2. 図2に示すブレードの先部湾曲面を説明するための一部拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view for explaining a tip curved surface of the blade shown in FIG. 2. 図2に示すブレードの端部湾曲面を説明するための一部拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view for explaining an end curved surface of the blade shown in FIG. 2. 図2に示すブレードの変形例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the modification of the braid | blade shown in FIG. 図5に示すブレードの先部湾曲面の変形例を示す一部拡大図である。FIG. 6 is a partially enlarged view showing a modified example of the tip curved surface of the blade shown in FIG. 5. 図6に示すブレードの端部湾曲面の変形例を示す一部拡大図である。It is a partially expanded view which shows the modification of the edge part curved surface of the braid | blade shown in FIG.

本発明の実施の形態に係る分級装置を図面に基づいて説明する。
図1に示す分級装置10は、原料リチウム二次電池用正極材料(以下、単に「原料粉末」と称する場合がある。)を供給して、凝集して固まった原料粉末を破砕しながら分級して所定の大きさの粉末を得るものである。
原料粉末として供給される原料リチウム二次電池用正極材料としては、Ni、Mn、Co、Feの一種以上の遷移金属とLiとを含む複合金属酸化物、リン酸塩、硫酸塩、ホウ酸塩およびケイ酸塩並びにこれらの混合物などが使用できる。
原料リチウム二次電池用正極材料としては、次の式で表される複合金属酸化物であることが好ましい。
LixMO2
ここで、Mは、Ni、Mn、CoおよびFeからなる群より選ばれる1種以上の元素であり、xは0.9以上1.3以下である。Mは、前記群から選ばれる2種以上の元素であることが好ましく、この場合のMの組み合わせとしては、(1)NiおよびMnの組み合わせ、(2)NiおよびCoの組み合わせ、(3)Ni、MnおよびCoの組み合わせ、(4)Ni、MnおよびFeの組み合わせ、(5)Ni、Mn、CoおよびFeの組み合わせが挙げられる。これらの中でも、Mが(3)Ni、MnおよびCoの組み合わせ、(4)Ni、MnおよびFeの組み合わせ、(5)Ni、Mn、CoおよびFeの組み合わせであることが、より好ましい。
原料リチウム二次電池用正極材料粉末は、BET比表面積が2m2/g以上30m2/g以下であることが好ましい。BET比表面積がこの範囲にあることにより、分級工程の収率および原料粉末の操作容易性を両立することができる。原料リチウム二次電池用正極材料粉末のBET比表面積は、3m2/g以上であることがより好ましく、5m2/g以上であることがさらに好ましい。また、原料リチウム二次電池用正極材料粉末のBET比表面積は、15m2/g以下であることがより好ましい。粉末のBET比表面積は、例えば、粉末約1gを窒素雰囲気中150℃で15分間乾燥した後、マイクロメリティックス社製「フローソーブIII2310」を用いて測定できる。
A classification device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
A classifying apparatus 10 shown in FIG. 1 supplies a positive electrode material for a raw material lithium secondary battery (hereinafter, may be simply referred to as “raw material powder”), and classifies the raw material powder that has been agglomerated and solidified while being crushed. Thus, a powder having a predetermined size is obtained.
As a positive electrode material for a raw material lithium secondary battery supplied as a raw material powder, a composite metal oxide, phosphate, sulfate, borate containing at least one transition metal of Ni, Mn, Co, Fe and Li And silicates and mixtures thereof.
The positive electrode material for a raw material lithium secondary battery is preferably a composite metal oxide represented by the following formula.
Li x MO 2
Here, M is one or more elements selected from the group consisting of Ni, Mn, Co, and Fe, and x is 0.9 or more and 1.3 or less. M is preferably two or more elements selected from the above group. In this case, combinations of M include (1) a combination of Ni and Mn, (2) a combination of Ni and Co, and (3) Ni , Mn and Co, (4) Ni, Mn and Fe, and (5) Ni, Mn, Co and Fe. Among these, it is more preferable that M is (3) a combination of Ni, Mn and Co, (4) a combination of Ni, Mn and Fe, and (5) a combination of Ni, Mn, Co and Fe.
The positive electrode material powder for a raw material lithium secondary battery preferably has a BET specific surface area of 2 m 2 / g or more and 30 m 2 / g or less. When the BET specific surface area is in this range, both the yield of the classification step and the ease of operation of the raw material powder can be achieved. The BET specific surface area of the positive electrode material powder for a raw material lithium secondary battery is more preferably 3 m 2 / g or more, and further preferably 5 m 2 / g or more. Further, the BET specific surface area of the raw material positive electrode material powder for a lithium secondary battery is more preferably 15 m 2 / g or less. The BET specific surface area of the powder can be measured, for example, by drying about 1 g of the powder in a nitrogen atmosphere at 150 ° C. for 15 minutes, and then using “Flowsorb III 2310” manufactured by Micromeritics.

分級装置10は、筐体20と、メッシュスクリーン30と、ローター40と、モーター50とを備えている。   The classification device 10 includes a housing 20, a mesh screen 30, a rotor 40, and a motor 50.

筐体20は、原料粉末を分級する本体部21と、原料粉末が供給される供給部22と、分級された微粉末が排出される第1排出部23と、原料粉末から微粉末が分級されることで選別された粗粉末が排出される第2排出部24とを備えている。   The casing 20 includes a main body part 21 for classifying the raw material powder, a supply part 22 to which the raw material powder is supplied, a first discharge part 23 for discharging the classified fine powder, and the fine powder is classified from the raw material powder. And a second discharge unit 24 for discharging the coarse powder selected.

本体部21は、円筒形状に形成され、内部にメッシュスクリーン30とローター40とが配置されている。
供給部22は、本体部21の一側に設けられている。供給部22は、円筒形状に形成されて同軸心で本体部21と連接され、供給された原料粉末を本体部21内へ案内するための空間が内部に形成された連結部22aと、連結部22aの上部に連接された漏斗状の供給口22bとにより形成されている。
The main body 21 is formed in a cylindrical shape, and the mesh screen 30 and the rotor 40 are disposed therein.
The supply unit 22 is provided on one side of the main body unit 21. The supply part 22 is formed in a cylindrical shape, is coaxially connected to the main body part 21, and has a connection part 22a in which a space for guiding the supplied raw material powder into the main body part 21 is formed. It is formed by a funnel-shaped supply port 22b connected to the upper part of 22a.

第1排出部23は、本体部21の下部に上端が連接された漏斗状の取出口である。
第2排出部24は、本体部21の他側に連接され、下端の開口に向かうに従って徐々に細くなるように形成された連結部24aと、連結部24aの下端に連接された排出管24bとから形成されている。
The first discharge part 23 is a funnel-shaped outlet having an upper end connected to the lower part of the main body part 21.
The second discharge part 24 is connected to the other side of the main body part 21, and is connected to a connection part 24a formed so as to gradually become thinner toward the opening at the lower end, and a discharge pipe 24b connected to the lower end of the connection part 24a. Formed from.

メッシュスクリーン30は、原料粉末を分級するためのネット状の篩いである。メッシュスクリーン30は、円筒形状に形成され、本体部21と同軸心に配置されている。メッシュスクリーン30は、金属製とすることもできるが、メッシュスクリーンからの金属微粉を微粉末(微細リチウム二次電池用正極材粉末)に混入させないために、ナイロン(登録商標)、ポリエステル、ポリアリレート等の樹脂製とするのが望ましい。   The mesh screen 30 is a net-like sieve for classifying the raw material powder. The mesh screen 30 is formed in a cylindrical shape and is arranged coaxially with the main body portion 21. The mesh screen 30 can be made of metal, but nylon (registered trademark), polyester, polyarylate are used in order to prevent the metal fine powder from the mesh screen from being mixed into the fine powder (positive electrode powder for fine lithium secondary battery). It is desirable to use resin such as.

ローター40は、モーター50の駆動シャフト(図示せず)に連結され、供給部22の連結部22aと本体部21との同軸心に挿通させて配置されている。
ローター40は、モーター50からの回転駆動を伝達する回転軸41と、螺旋状に回転軸41に巻回され、原料粉末を本体部21へ移動させる搬送スクリュー42と、回転軸41からメッシュスクリーン30へ向かって放射状に配置された支持部43と、支持部43の先端に配置されたブレード44とを備えている。
The rotor 40 is connected to a drive shaft (not shown) of the motor 50, and is disposed so as to be inserted through the coaxial center of the connecting portion 22 a of the supply portion 22 and the main body portion 21.
The rotor 40 includes a rotating shaft 41 that transmits rotational driving from the motor 50, a conveying screw 42 that is spirally wound around the rotating shaft 41 and moves the raw material powder to the main body 21, and the mesh screen 30 from the rotating shaft 41. A support portion 43 that is arranged radially toward the front and a blade 44 that is arranged at the tip of the support portion 43 are provided.

ブレード44は、長尺板状に形成され、ローター40の回転軸41に沿って配置され、メッシュスクリーン30の内側面で回転することで原料粉末を分散させる機能を備えている。本実施の形態に係る分級装置10では、回転軸41の周囲に120°ごとに支持部43が設けられているため、ブレード44は、メッシュスクリーン30内に3本設けられている。ここで、ブレード44について、図2から図5に基づいて詳細に説明する。   The blade 44 is formed in a long plate shape, is disposed along the rotation shaft 41 of the rotor 40, and has a function of dispersing the raw material powder by rotating on the inner surface of the mesh screen 30. In the classifying device 10 according to the present embodiment, the support portion 43 is provided around the rotation shaft 41 every 120 °, and therefore, three blades 44 are provided in the mesh screen 30. Here, the blade 44 will be described in detail with reference to FIGS.

図2から図4に示すように、ブレード44は、先部440がメッシュスクリーン30に向けられたブレード本体44aと、ブレード本体44aを支持部43(図1参照)に連結するためにブレード本体44aの基部に設けられた脚部44bとが一体的に形成されたものである。ブレード本体44aは、本実施の形態では、長手方向の長さが約210cm、回転方向の厚みTが約0.5cm、回転半径方向の長さLが約2cmに形成され、メッシュスクリーン30側に対向する面(以下、この面を対向面と称す。)が全体的に丸みを帯びた曲面に形成されている。なお、このブレード44における長さや厚みは、処理量や装置規模に応じて適宜調整することができ、長手方向の長さは、例えば10〜300cmの範囲、回転半径方向の長さLは例えば1〜5cmの範囲、回転方向の厚みTは例えば0.1〜1cmの範囲であってもよい。   As shown in FIGS. 2 to 4, the blade 44 includes a blade body 44a having a tip 440 directed to the mesh screen 30, and a blade body 44a for connecting the blade body 44a to the support portion 43 (see FIG. 1). The leg portion 44b provided at the base portion is integrally formed. In the present embodiment, the blade body 44a has a longitudinal length of about 210 cm, a rotational thickness T of about 0.5 cm, and a rotational radial length L of about 2 cm. Opposing surfaces (hereinafter, this surface is referred to as an opposing surface) are formed as rounded curved surfaces as a whole. The length and thickness of the blade 44 can be adjusted as appropriate according to the amount of processing and the scale of the apparatus. The length in the longitudinal direction is, for example, in the range of 10 to 300 cm, and the length L in the rotational radius direction is, for example, 1. The range of ˜5 cm and the thickness T in the rotational direction may be, for example, a range of 0.1 to 1 cm.

詳細には、ブレード44の先部440には、メッシュスクリーン30との対向面44xと側面44yとによる長手方向に沿った角部C1であって回転方向F1の前方側の角部C1を面取りした先部面取り面が設けられている。本実施の形態では、前方側の角部C1だけでなく、後方側の角部C2にも先部面取り面が設けられており、角度C1,C2の面取りした先部面取り面を、曲面とした先部湾曲面441としている。
この先部湾曲面441は、図5に示すように、回転方向F1における厚みをTとしたときに、角部C1,C2の面取りについて、対向面44xと側面44yとがT/2の半径の円弧面で均等に切除されて凸状円弧面に形成されている。両方の角部C1,C2をT/2の半径の円弧面で均等に切除することで、先部湾曲面441は、前方側の円弧面と後方側の円弧面とが繋がった一つの円弧面となっている。本実施の形態の先部湾曲面441を、半径T/2の円弧面としているが、角部C1,C2が面取りされていれば効果が得られるので、半径がT/50以上の円弧面とすることも可能である。
Specifically, the tip portion 440 of the blade 44 is chamfered with a corner portion C1 along the longitudinal direction of the facing surface 44x and the side surface 44y facing the mesh screen 30 and on the front side in the rotational direction F1. A tip chamfer is provided. In the present embodiment, not only the front corner C1 but also the rear corner C2 is provided with a front chamfered surface, and the front chamfered surfaces chamfered at angles C1 and C2 are curved surfaces. The tip curved surface 441 is used.
As shown in FIG. 5, when the thickness in the rotation direction F1 is T, the tip curved surface 441 is an arc having a radius of T / 2 between the opposing surface 44x and the side surface 44y with respect to the chamfering of the corner portions C1 and C2. The surface is cut out evenly to form a convex arc surface. By cutting both corners C1 and C2 equally with a circular arc surface having a radius of T / 2, the leading curved surface 441 is a single circular arc surface in which the circular arc surface on the front side and the circular arc surface on the rear side are connected. It has become. Although the tip curved surface 441 of the present embodiment is an arc surface having a radius T / 2, an effect can be obtained if the corners C1 and C2 are chamfered. It is also possible to do.

また、ブレード44の先部440には、メッシュスクリーン30との対向面44xと端面44zとによる両角部C3を面取りした端部面取り面が設けられている。本実施の形態では、この端部面取り面を曲面とした端部湾曲面442としている。この端部湾曲面442は、先部湾曲面441(対向面44xの円弧面)が連続的に端部の先端まで延設されていることで、対向面44x側から見た端部の輪郭が円弧状に形成されている。
この端部湾曲面442は、図6に示すように、回転半径方向F1における長さをLとしたときに、角部C3の面取りについて、対向面44xと端面44zとがLの半径の円弧面で均等に切除されて凸状円弧面に形成されている。本実施の形態の端部湾曲面442を、半径Lの円弧面としているが、角部C3が面取りされていれば効果が得られるので、半径がL/50以上の円弧面とすることも可能である。
Further, the tip portion 440 of the blade 44 is provided with an end chamfered surface in which both corner portions C3 are chamfered by the facing surface 44x facing the mesh screen 30 and the end surface 44z. In the present embodiment, this end chamfered surface is an end curved surface 442 having a curved surface. The end curved surface 442 has a tip curved surface 441 (a circular arc surface of the opposing surface 44x) continuously extending to the tip of the end portion, so that the end contour seen from the opposing surface 44x side has a contour. It is formed in an arc shape.
As shown in FIG. 6, the end curved surface 442 is an arcuate surface having a radius of L between the opposing surface 44x and the end surface 44z with respect to the chamfered corner C3 when the length in the rotational radius direction F1 is L. And is formed into a convex arcuate surface. Although the end curved surface 442 of the present embodiment is an arc surface having a radius L, an effect can be obtained if the corner portion C3 is chamfered, and thus an arc surface having a radius of L / 50 or more is also possible. It is.

以上のように構成された本発明の実施の形態に係る分級装置を用いた微細リチウム二次電池用正極材粉末の製造方法について、図面に基づいて説明する。
原料粉末が、原料供給装置(図示せず)により供給部22の供給口22bに所定量ほど供給される。原料は、供給口22bから連結部22aへ落下する。連結部22a内では、モーター50の回転駆動により回転する回転軸41が回転しているため、落下した原料粉末は、ローター40の回転軸41に設けられた搬送スクリュー42により本体部21内へ搬送される。
A method for producing a positive electrode material powder for a fine lithium secondary battery using the classifier according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to the drawings.
A predetermined amount of raw material powder is supplied to the supply port 22b of the supply unit 22 by a raw material supply device (not shown). The raw material falls from the supply port 22b to the connecting portion 22a. Since the rotating shaft 41 rotated by the rotation drive of the motor 50 is rotating in the connecting portion 22a, the dropped raw material powder is conveyed into the main body portion 21 by the conveying screw 42 provided on the rotating shaft 41 of the rotor 40. Is done.

本体部21では、ローター40の回転により原料粉末が撹拌され、飛散させることで、凝集した原料粉末を細かく粉砕する。また、ローター40は、原料粉末を細かく粉砕しながらメッシュスクリーン30へ分散させる。   In the main body 21, the raw material powder is stirred and scattered by the rotation of the rotor 40, thereby finely pulverizing the aggregated raw material powder. Further, the rotor 40 disperses the raw material powder into the mesh screen 30 while finely pulverizing the raw material powder.

一方、ブレード44は、ローター40の回転軸41の回転により、メッシュスクリーン30の内周面に沿って回転しつつ、メッシュスクリーン30に原料粉末を押し付ける。このとき、ブレード44の両端部に位置した原料は、メッシュスクリーン30とブレード44の端部との間に挟まれる。ブレード44の両端部には、端部湾曲面442が設けられているので、メッシュスクリーン30の目開きより粒径の大きい粗粉末と小さい微粉末とが混在していても、また凝集して塊となっていても、メッシュスクリーン30と端部湾曲面442との間にスムーズに入り込ませることができる。そして、微粉末はメッシュスクリーンを通過し、大きい粗粉末はメッシュスクリーンとブレードとの間から抜け、排出方向である第2排出部24へ搬送される。   On the other hand, the blade 44 presses the raw material powder against the mesh screen 30 while rotating along the inner peripheral surface of the mesh screen 30 by the rotation of the rotating shaft 41 of the rotor 40. At this time, the raw materials located at both ends of the blade 44 are sandwiched between the mesh screen 30 and the end of the blade 44. Since the end curved surfaces 442 are provided at both ends of the blade 44, even if coarse powder having a particle size larger than that of the mesh screen 30 and fine powder having a smaller particle size are mixed, they are also aggregated and lump. Even if it becomes, it can be made to enter smoothly between the mesh screen 30 and the end curved surface 442. Then, the fine powder passes through the mesh screen, and the large coarse powder passes through between the mesh screen and the blade and is conveyed to the second discharge unit 24 which is the discharge direction.

また、ブレード44には、先部湾曲面441が設けられているため、ブレード44の端部同士の間に位置した原料粉末は、まず回転前方側の先部湾曲面441側から入り込む。
メッシュスクリーン30との隙間を徐々に狭くする先部湾曲面441により、原料粉末が徐々にメッシュスクリーン30に押し付けられて、凝集した原料を破砕しつつ、微粉末をメッシュスクリーン30に通過させて分級する。また、粗粉末はメッシュスクリーン30を通過せずに、メッシュスクリーンとブレードとの間から抜ける。粗粉末がブレード44の回転後方側から抜けるときに、ブレード44の回転後方側にも、先部湾曲面441が設けられ、隙間が徐々に広くなることにより、粗粉末がスムーズに抜け出せることができる。
In addition, since the blade 44 is provided with the tip curved surface 441, the raw material powder positioned between the ends of the blade 44 first enters from the tip curved surface 441 side on the rotation front side.
The raw material powder is gradually pressed against the mesh screen 30 by the curved front surface 441 that gradually narrows the gap with the mesh screen 30, and the agglomerated raw material is crushed while the fine powder is passed through the mesh screen 30 for classification. To do. Further, the coarse powder does not pass through the mesh screen 30 and falls out between the mesh screen and the blade. When the coarse powder escapes from the rotation rear side of the blade 44, the front curved surface 441 is also provided on the rotation rear side of the blade 44, and the gap is gradually widened so that the coarse powder can be smoothly removed. .

このように、ブレード44に先部湾曲面441と端部湾曲面442とを設けることにより、原料粉末をスムーズにメッシュスクリーン30との間に入り込ませ、排出することができる。
また、先部湾曲面441と端部湾曲面442とが設けられていることにより、ブレード44とメッシュスクリーン30との間隔が最も狭くなる部分の面積を、面取りしない場合と比較して小さくすることができる。従って、メッシュスクリーン30に対する衝撃負荷を軽減することができる。
As described above, by providing the blade 44 with the tip curved surface 441 and the end curved surface 442, the raw material powder can smoothly enter the mesh screen 30 and be discharged.
In addition, by providing the tip curved surface 441 and the end curved surface 442, the area of the portion where the distance between the blade 44 and the mesh screen 30 is the smallest is reduced compared to the case where chamfering is not performed. Can do. Therefore, the impact load on the mesh screen 30 can be reduced.

このように、分級装置10は、先部湾曲面441と端部湾曲面442とが設けられたブレード44を備えたことにより、ブレード44とメッシュスクリーン30との間にスムーズに原料粉末を位置させることができ、メッシュスクリーン30への衝撃負荷を軽減することができるので、メッシュスクリーンの破損を防止することができる。従って、メッシュスクリーン30の破損による作業停止の頻度を軽減することができるので、作業効率を向上させることができる。   As described above, the classifying device 10 includes the blade 44 provided with the tip curved surface 441 and the end curved surface 442, so that the raw material powder is smoothly positioned between the blade 44 and the mesh screen 30. Since the impact load on the mesh screen 30 can be reduced, the mesh screen can be prevented from being damaged. Therefore, since the frequency of work stoppage due to breakage of the mesh screen 30 can be reduced, work efficiency can be improved.

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本実施の形態では、端部湾曲面442が先部に向かうに従って徐々に細くなるように、端部の先部の輪郭が円弧状に形成されているが、図7に示すように直線的に形成されていてもよい。また角部C3(図4参照)が面取りされていればよいので、端部湾曲面442の一部は平坦面でもよい。
更に、先部湾曲面441と端部湾曲面442は所定の半径を有する円弧面としたが、ブレード44の対向面44xとメッシュスクリーン30との間の隙間が、回転前方側の角部C1では徐々に小さく、回転後方側の角部C2では徐々に大きくなるような平面や曲面(湾曲面)であれば、どのようなものとしてもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not limited to the said embodiment. For example, in the present embodiment, the contour of the tip of the end is formed in an arc shape so that the end curved surface 442 gradually becomes narrower toward the tip, but a straight line as shown in FIG. It may be formed automatically. Moreover, since the corner | angular part C3 (refer FIG. 4) should just be chamfered, a part of end curved surface 442 may be a flat surface.
Further, although the tip curved surface 441 and the end curved surface 442 are arcuate surfaces having a predetermined radius, the gap between the facing surface 44x of the blade 44 and the mesh screen 30 is not at the corner C1 on the rotation front side. Any plane or curved surface (curved surface) that gradually decreases and gradually increases at the corner C2 on the rear side of the rotation may be used.

例えば、図8(A)に示すブレード451では、回転前方側にメッシュスクリーン30との隙間が徐々に狭くなる平担面による面取り面451aが設けられている。図8(B)に示すブレード452では、図8(A)に示す面取り面451aを曲面とした面取り面452aが設けられている。
図8(C)に示すブレード453では、回転前方側に平担面による面取り面453aが設けられているだけでなく、回転後方側にも平担面による面取り面453bが設けられている。この面取り面453aと面取り面453bとの接続位置は、回転方向F1の中心位置としている。
図8(D)に示すブレード454では、図8(C)に示すブレード453の平担面による面取り面453a,453bを曲面とした面取り面454a,454bが設けられている。
図8(E)に示すブレード455は、図8(C)示すブレード453の変形例である。ブレード455は、面取り面455aと面取り面455bとの接続位置がブレード455の回転方向F1の中心位置でなく、後方に少しずれた位置となっている。
図8(F)に示すブレード456は、図8(E)に示す面取り面455a,455bを曲面とした面取り面456a,456bが設けられている。
図8(G)に示すブレード457は、図8(E)示すブレード455の変形例である。ブレード457は、平担面による面取り面457aと面取り面457bとの接続位置がブレード457の回転方向F1の中心位置でなく、前方に少しずれた位置となっている。
図8(H)に示すブレード458は、図8(G)に示す面取り面457a,457bを曲面とした面取り面458a,458bが設けられている。
このように先部面取り面は、平坦面としたり、真円一部部分を切り取った曲線を有する円弧面としたりすることができる。また、曲率が変化する湾曲面とすることもできる。
For example, the blade 451 shown in FIG. 8A is provided with a chamfered surface 451a by a flat surface on which the gap with the mesh screen 30 is gradually narrowed on the front side of the rotation. A blade 452 shown in FIG. 8B is provided with a chamfered surface 452a having a chamfered surface 451a shown in FIG. 8A as a curved surface.
In the blade 453 shown in FIG. 8C, not only a chamfered surface 453a is provided on the front side of the rotation but also a chamfered surface 453b is provided on the rear side of the rotation. The connection position between the chamfered surface 453a and the chamfered surface 453b is the center position in the rotation direction F1.
The blade 454 shown in FIG. 8D is provided with chamfered surfaces 454a and 454b in which the chamfered surfaces 453a and 453b of the flat surface of the blade 453 shown in FIG. 8C are curved.
A blade 455 illustrated in FIG. 8E is a modification of the blade 453 illustrated in FIG. In the blade 455, the connection position between the chamfered surface 455a and the chamfered surface 455b is not the center position in the rotation direction F1 of the blade 455, but is slightly shifted backward.
The blade 456 illustrated in FIG. 8F is provided with chamfered surfaces 456a and 456b having curved surfaces as the chamfered surfaces 455a and 455b illustrated in FIG.
A blade 457 shown in FIG. 8G is a modification of the blade 455 shown in FIG. In the blade 457, the connection position between the chamfered surface 457a and the chamfered surface 457b by the flat surface is not the center position in the rotation direction F1 of the blade 457, but is slightly shifted forward.
A blade 458 shown in FIG. 8H is provided with chamfered surfaces 458a and 458b having curved surfaces as the chamfered surfaces 457a and 457b shown in FIG. 8G.
Thus, the front chamfered surface can be a flat surface or an arc surface having a curve obtained by cutting a part of a perfect circle. Moreover, it can also be set as the curved surface from which a curvature changes.

また、図9(A)に示すブレード461では、先端部に向かうに従ってメッシュスクリーン30との隙間が徐々に広くなる平面による面取り面461aが形成されている。また、図9(B)に示すブレード462では、曲率の小さい端部湾曲面462aが形成されている。更に、図9(C)に示すブレード463では、先端部に向かうに従って徐々に曲率が小さくなるような端部湾曲面463aが形成されている。
このように、端部面取り面においても、平坦面としたり、真円一部部分を切り取った曲線を有する円弧面としたりすることができる。また、曲率が変化する湾曲面とすることもできる。
Further, in the blade 461 shown in FIG. 9A, a chamfered surface 461a is formed by a flat surface in which the gap with the mesh screen 30 gradually increases toward the tip. In the blade 462 shown in FIG. 9B, an end curved surface 462a having a small curvature is formed. Further, in the blade 463 shown in FIG. 9C, an end curved surface 463a is formed so that the curvature gradually decreases toward the tip.
As described above, the end chamfered surface can also be a flat surface or an arc surface having a curve obtained by cutting off a part of a perfect circle. Moreover, it can also be set as the curved surface from which a curvature changes.

本発明の微細リチウム二次電池用正極材粉末の製造方法は、凝集による粗粉末を含有する原料リチウム二次電池用正極材粉末から、これを分級して微細リチウム二次電池用正極材粉末を得るのに好適である。   The method for producing a positive electrode material powder for a fine lithium secondary battery according to the present invention is obtained by classifying the positive electrode material powder for a fine lithium secondary battery from a raw material positive electrode powder for a lithium secondary battery containing coarse powder by aggregation. It is suitable to obtain.

10 分級装置
20 筐体
21 本体部
22 供給部
22a 連結部
22b 供給口
23 第1排出部
24 第2排出部
24a 連結部
24b 排出管
30 メッシュスクリーン
40 ローター
41 回転軸
42 搬送スクリュー
43 支持部
44 ブレード
44a ブレード本体
44b 脚部
440 先部
441 先部湾曲面
442 端部湾曲面
44x 対向面
44y 側面
44z 端面
451〜458 ブレード
451a〜458a,453b〜458b 面取り面
461〜463 ブレード
461a 面取り面
462a,463a 端部湾曲面
50 モーター
C1〜C3 角部
F1 回転方向
F2 回転半径方向
L 長さ
T 厚み
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Classifier 20 Case 21 Main-body part 22 Supply part 22a Connection part 22b Supply port 23 1st discharge part 24 2nd discharge part 24a Connection part 24b Discharge pipe 30 Mesh screen 40 Rotor 41 Rotating shaft 42 Conveyance screw 43 Support part 44 Blade 44a Blade body 44b Leg portion 440 Tip portion 441 Tip curve surface 442 End curve surface 44x Opposing surface 44y Side surface 44z End surface 451-458 Blades 451a-458a, 453b-458b Chamfer surface 461-463 Blade 461a Chamfer surface 462a 46 Curved surface 50 Motor C1 to C3 Corner F1 Rotating direction F2 Rotating radial direction L Length T Thickness

Claims (6)

粗粉末を含有する原料リチウム二次電池用正極材粉末から前記粗粉末を除去して微細リチウム二次電池用正極材粉末を製造する方法であり、以下の供給ステップ、分散ステップおよび分別ステップを含むことを特徴とする微細リチウム二次電池用正極材粉末の製造方法。
供給ステップ:前記原料リチウム二次電池用正極材粉末を篩い分ける円筒状のメッシュスクリーンと、前記メッシュスクリーンと同軸心で回転するローターとを備え、前記ローターに、長尺板状に形成されたブレード本体の先部が前記メッシュスクリーンに向けられていると共に、前記ローターの回転軸に沿って配置され、前記ブレード本体の先部に、長手方向に沿った回転前方側の角部を面取りした先部面取り面が設けられ、かつ長手方向の端部のそれぞれの角部を面取りした端部面取り面が設けられたブレードが設けられた分級装置に前記原料リチウム二次電池用正極材粉末を供給するステップ。
分級ステップ:前記ブレードにより、前記メッシュスクリーンの内側面で前記原料リチウム二次電池用正極材粉末を分散させるステップ。
分別ステップ:前記メッシュスクリーンにより、前記メッシュスクリーンの目開きより粒径が小さい微粉末と、大きい粗粉末とに分別するステップ。
A method for producing a positive electrode powder for a fine lithium secondary battery by removing the coarse powder from a raw material positive electrode powder for a lithium secondary battery containing the coarse powder, including the following supply step, dispersion step and fractionation step The manufacturing method of the positive electrode material powder for fine lithium secondary batteries characterized by the above-mentioned.
Supply step: a blade having a cylindrical mesh screen for screening the raw material lithium secondary battery positive electrode powder and a rotor rotating coaxially with the mesh screen, the rotor being formed in a long plate shape The front part of the main body is directed to the mesh screen, is disposed along the rotation axis of the rotor, and the front part of the blade main body is chamfered at the corner on the front side of the rotation along the longitudinal direction. Supplying the positive electrode material powder for a raw material lithium secondary battery to a classifier provided with a chamfered surface and a blade provided with an end chamfered surface chamfered at each corner in the longitudinal direction .
Classification step: a step of dispersing the positive electrode material powder for a raw material lithium secondary battery on the inner surface of the mesh screen by the blade.
Separation step: a step of separating, by the mesh screen, fine powder having a particle size smaller than the mesh screen and coarse powder.
前記ブレード本体の先部面取り面は、回転後方側の角部にも形成されている請求項1記載の微細リチウム二次電池用正極材粉末の製造方法。   2. The method for producing a positive electrode material powder for a fine lithium secondary battery according to claim 1, wherein the front chamfered surface of the blade body is also formed at a corner portion on the rear side of the rotation. 前記ブレード本体の先部面取り面は、湾曲面(以下、先部湾曲面と称す。)に形成されている請求項1または2記載の微細リチウム二次電池用正極材粉末の製造方法。   The manufacturing method of the positive electrode material powder for fine lithium secondary batteries of Claim 1 or 2 with which the front part chamfering surface of the said blade main body is formed in the curved surface (henceforth a front part curved surface). 前記ブレード本体の先部湾曲面は、回転方向における厚みをTとしたときに、前記メッシュスクリーンと対向した対向面と側面とが半径T/2の円弧面により均等に切除されて凸状円弧面に形成されている請求項3記載の微細リチウム二次電池用正極材粉末の製造方法。   The tip curved surface of the blade body has a convex arcuate surface when the thickness in the rotational direction is T and the opposing surface and side surface facing the mesh screen are equally cut by an arcuate surface having a radius of T / 2. The manufacturing method of the positive electrode material powder for fine lithium secondary batteries of Claim 3 currently formed in this. 前記ブレード本体の端部面取り面は、湾曲面(以下、端部湾曲面と称す。)に形成されている請求項1から4のいずれかの項に記載の微細リチウム二次電池用正極材粉末の製造方法。   The positive electrode material powder for a fine lithium secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein an end chamfered surface of the blade body is formed into a curved surface (hereinafter referred to as an end curved surface). Manufacturing method. 前記端部湾曲面は、回転半径方向における長さをLとしたときに、前記メッシュスクリーンと対向した対向面と端面とが半径Lの円弧面により均等に切除されて凸状円弧面に形成されている請求項5記載の微細リチウム二次電池用正極材粉末の製造方法。   The end curved surface is formed into a convex arcuate surface, with the opposing surface and the end surface facing the mesh screen being evenly cut by an arcuate surface of radius L, where L is the length in the rotational radius direction. The manufacturing method of the positive electrode material powder for fine lithium secondary batteries of Claim 5.
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