JP2015076278A - Device for producing slurry for electrode - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電極用スラリーの製造装置に関する。 The present invention relates to an electrode slurry manufacturing apparatus.
従来、蓄電装置の電極を製造する技術として、例えば、粉体状のリチウム遷移金属複合酸化物と、バインダと、導電助剤と、を溶媒で希釈してスラリーを調製し、このスラリーを金属上に塗布・乾燥することにより、二次電池の正極を製造する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の技術では、遷移金属化合物等を噴霧乾燥した後に、リチウム化合物を添加混合し、混合物を焼成し、その後解砕及び分級して、粉体状のリチウム遷移金属複合酸化物を製造する。 Conventionally, as a technique for manufacturing an electrode of a power storage device, for example, a powdery lithium transition metal composite oxide, a binder, and a conductive additive are diluted with a solvent to prepare a slurry, and the slurry is coated on a metal. A technique for producing a positive electrode of a secondary battery by applying and drying the film on the substrate is known (for example, see Patent Document 1). In the technique described in Patent Document 1, after spray-drying a transition metal compound or the like, a lithium compound is added and mixed, the mixture is fired, and then pulverized and classified to obtain a powdered lithium transition metal composite oxide. To manufacture.
ところで、リチウム遷移金属複合酸化物等の粉体材料の各種物性値には、ロット毎のばらつきがある。したがって、粉体材料と、バインダ等のペースト材料とを混合し、溶媒で希釈することにより調製されるスラリーの粘度にも、粉体材料の物性値のばらつきに起因するばらつきが生じる場合があった。スラリーの粘度にばらつきが生じると、このスラリーを用いて得られる蓄電装置の品質にもばらつきが生じるおそれがある。調製されたスラリーの粘度を実測して、実測された粘度に基づいて希釈量を調節することによってスラリーの粘度を微調整することも可能ではあるが、この場合には人件費及び加工時間が増加するという問題がある。 By the way, various physical property values of powder materials such as lithium transition metal composite oxides vary from lot to lot. Therefore, the viscosity of the slurry prepared by mixing the powder material and a paste material such as a binder and diluting with a solvent may also vary due to variations in the physical properties of the powder material. . When the viscosity of the slurry varies, the quality of the power storage device obtained using the slurry may also vary. Although it is possible to finely adjust the viscosity of the slurry by actually measuring the viscosity of the prepared slurry and adjusting the dilution amount based on the measured viscosity, this increases labor costs and processing time. There is a problem of doing.
本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、電極用スラリーの粘度を簡便に目標値に合わせることができる電極用スラリーの製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus for producing an electrode slurry that can easily adjust the viscosity of the electrode slurry to a target value.
上記課題の解決のため、本発明の電極用スラリーの製造装置は、粉体材料及びペースト材料を含む原材料並びに溶媒を用いて電極用スラリーを製造する、電極用スラリーの製造装置であって、粉体材料のロット毎の粉体材料の密度、DBP(ジブチルフタレート)吸油量及びペースト材料のロット毎のペースト材料の粘度の少なくともいずれか一の入力を受け付ける入力受付部と、電極用スラリーの粘度の目標値を予め保持し、入力受付部により入力が受け付けられた粉体材料の密度、DBP吸油量及びペースト材料の粘度の少なくともいずれか一に基づいて、電極用スラリーの粘度を目標値とするための溶媒による原材料の希釈量を算出する算出部と、算出部により算出された希釈量の溶媒で原材料を希釈することにより電極用スラリーを調製する調製部と、を備える。 In order to solve the above-mentioned problems, an electrode slurry manufacturing apparatus according to the present invention is an electrode slurry manufacturing apparatus that manufactures an electrode slurry using a raw material including a powder material and a paste material and a solvent. An input receiving unit for receiving at least one of the density of the powder material for each lot of the body material, the DBP (dibutyl phthalate) oil absorption amount, and the viscosity of the paste material for each lot of the paste material; and the viscosity of the slurry for the electrode To hold the target value in advance and set the viscosity of the electrode slurry to the target value based on at least one of the density of the powder material, the DBP oil absorption amount, and the viscosity of the paste material that has been input by the input receiving unit. A calculation unit that calculates the dilution amount of the raw material with the solvent of the electrode, and the electrode slurry by diluting the raw material with the solvent of the dilution amount calculated by the calculation unit Comprising a Seisuru preparation unit.
本発明によれば、ロット毎の粉体材料の密度、DBP吸油量及びロット毎のペースト材料の粘度の少なくともいずれか一に基づいて、電極用スラリーの粘度を目標値とするための希釈量が算出部により算出され、この希釈量の溶媒で原材料が希釈されて電極用スラリーが調製される。したがって、ロット毎の粉体材料の密度、DBP吸油量及びロット毎のペースト材料の粘度がばらついたとしても、調製される電極用スラリーの粘度を常に目標値に合わせることが可能になる。希釈量の算出は、算出部により自動的に実行されるので、調製されたスラリーの粘度を実測する必要がなくなり、スラリーの粘度を簡便に微調整することができる。 According to the present invention, based on at least one of the density of the powder material for each lot, the DBP oil absorption amount, and the viscosity of the paste material for each lot, the dilution amount for setting the viscosity of the electrode slurry to the target value is Calculated by the calculation unit, the raw material is diluted with the diluted amount of the solvent to prepare an electrode slurry. Therefore, even if the density of the powder material for each lot, the DBP oil absorption amount, and the viscosity of the paste material for each lot vary, it is possible to always adjust the viscosity of the prepared electrode slurry to the target value. Since the calculation of the dilution amount is automatically executed by the calculation unit, it is not necessary to actually measure the viscosity of the prepared slurry, and the viscosity of the slurry can be easily finely adjusted.
入力受付部は、粉体材料のロット毎の粉体材料の密度、DBP吸油量及びペースト材料のロット毎のペースト材料の粘度の少なくともいずれか一を表す情報コードを読み取る読取部を備えていることが好ましい。この場合、入力受付部への情報の入力がより簡便なものとなり、利便性を向上できる。 The input receiving unit includes a reading unit that reads an information code representing at least one of the density of the powder material for each lot of the powder material, the DBP oil absorption, and the viscosity of the paste material for each lot of the paste material. Is preferred. In this case, the input of information to the input receiving unit becomes simpler and the convenience can be improved.
入力受付部が受け付ける粉体材料の密度がタップ密度であることが好ましい。タップ密度は、スラリーの粘度に特に強く影響するパラメータである。したがって、粉体材料の密度としてタップ密度を用いることにより、調製される電極用スラリーの粘度をより精度良く目標値に合わせることができる。 It is preferable that the density of the powder material received by the input receiving unit is a tap density. The tap density is a parameter that particularly strongly affects the viscosity of the slurry. Therefore, by using the tap density as the density of the powder material, the viscosity of the prepared electrode slurry can be adjusted to the target value with higher accuracy.
本発明によれば、電極用スラリーの粘度を簡便に目標値に合わせることができる。 According to the present invention, the viscosity of the electrode slurry can be easily adjusted to the target value.
以下、図面を参照しながら、本発明に係る電極用スラリーの製造装置の好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of an electrode slurry manufacturing apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施形態に係る電極用スラリーSLの製造装置1の構成を示す模式図である。同図に示される製造装置1は、粉体材料P及びペースト材料Bを含む原材料並びに溶媒Sを用いて電極用スラリーSLを製造する装置である。製造装置1により製造される電極用スラリーSLは、例えばアルミニウムや銅などの金属箔の表面に塗工されることにより、二次電池等の蓄電装置の電極を製造するために用いられる。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an apparatus 1 for producing an electrode slurry SL according to an embodiment of the present invention. The manufacturing apparatus 1 shown in the figure is an apparatus for manufacturing an electrode slurry SL using a raw material including a powder material P and a paste material B and a solvent S. The electrode slurry SL manufactured by the manufacturing apparatus 1 is used to manufacture an electrode of a power storage device such as a secondary battery by being coated on the surface of a metal foil such as aluminum or copper.
粉体材料Pは、例えば活物質である。活物質は、正極活物質及び負極活物質のいずれであってもよい。粉体材料Pには、例えばカーボンブラック、アセチレンブラック等の導電助剤が含まれていてもよい。正極活物質としては、例えば複合酸化物、金属リチウム、硫黄等が挙げられる。複合酸化物は、マンガン、ニッケル、コバルト、鉄及びアルミニウムの少なくとも1つとリチウムとを含む。 The powder material P is, for example, an active material. The active material may be either a positive electrode active material or a negative electrode active material. The powder material P may contain a conductive additive such as carbon black and acetylene black. Examples of the positive electrode active material include composite oxide, metallic lithium, and sulfur. The composite oxide includes at least one of manganese, nickel, cobalt, iron, and aluminum and lithium.
負極活物質としては、例えば黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、ソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、Si、SiOxのようなシリコン系材料、Sn、SnOxのようなスズ系材料、ホウ素添加炭素等が挙げられる。 Examples of the negative electrode active material include graphite, highly oriented graphite, carbon such as mesocarbon microbeads, hard carbon, and soft carbon, alkali metals such as lithium and sodium, metal compounds, silicon-based materials such as Si and SiOx, Sn , Sn-based materials such as SnOx, boron-added carbon and the like.
ペースト材料Bは、例えばバインダである。バインダとしては、例えばPVdF(ポリフッ化ビニリデン)、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、SBR(スチレン・ブタジエンゴム)、NBR(ニトリル・ブタジエンゴム)、CMC(カルボキシメチルセルロース)、ポリアクリル酸、ポリアミドイミド、ポリイミド等が挙げられる。溶媒Sは、例えばNMP(N−メチルピロリドン)、メタノール、メチルイソブチルケトン等の有機溶剤であってもよく、水であってもよい。 The paste material B is, for example, a binder. Examples of the binder include PVdF (polyvinylidene fluoride), PTFE (polytetrafluoroethylene), SBR (styrene / butadiene rubber), NBR (nitrile / butadiene rubber), CMC (carboxymethylcellulose), polyacrylic acid, polyamideimide, and polyimide. Etc. The solvent S may be an organic solvent such as NMP (N-methylpyrrolidone), methanol, methyl isobutyl ketone, or water.
図1に示される製造装置1は、原材料の密度、DBP吸油量及び粘度の少なくともいずれか一の入力を受け付ける入力受付部11と、入力受付部により入力が受け付けられた情報に基づいて原材料の希釈量を算出する算出部13と、算出部13により算出された希釈量の溶媒Sで原材料を希釈する希釈部20と、を備えている。
The manufacturing apparatus 1 illustrated in FIG. 1 includes an
入力受付部11は、ロット毎の粉体材料Pの密度、DBP吸油量及びロット毎のペースト材料Bの粘度の少なくともいずれか一の入力を受け付ける部分である。入力受付部11は、例えば、ロット毎の粉体材料Pの密度、DBP吸油量及びロット毎のペースト材料Bの粘度の少なくともいずれか一を表す情報コードCを読み取る読取部12を備えている。読取部12は、例えば、画像情報を取得するためのスキャナやカメラ等の画像取得部、及び取得された画像情報をデコードして、情報コードCに含まれる粉体材料Pの密度、DBP吸油量又はペースト材料Bの粘度を読み出す情報読出部等によって構成されている。情報コードCとしては、例えばQRコード(登録商標)やバーコードが用いられ得る。情報コードCは、例えば、粉体材料P又はペースト材料Bのロット毎の納入仕様書DS等に印刷されている。
The
入力受付部11が受け付ける粉体材料Pの密度は、例えばタップ密度である。タップ密度を測定する際のタップの回数は、特に限定されないが、例えば250回である。また、粉体材料Pの密度として、粉体材料Pを容器に入れた後にタップを行わない状態で体積を測定して得られるかさ密度を用いてもよい。この他、粉体材料Pの密度として、粉体材料Pが不溶性を示す液体の中に粉体材料Pを投入し、液体の液面の上昇に基づいて粉体材料Pの体積を算出し、液体中に投入された粉体材料Pの質量を上記算出された体積で除算して得られる密度を用いてもよい。
The density of the powder material P received by the
算出部13は、溶媒Sによる原材料の希釈量を算出する部分である。算出部13は、電極用スラリーSLの粘度の目標値を不図示のメモリ等の記憶部に予め保持している。そして、算出部13は、入力受付部11により入力が受け付けられた粉体材料Pの密度、DBP吸油量及びペースト材料Bの粘度の少なくともいずれか一に基づいて、希釈量を算出する。算出部13は、物理的には、例えばマイクロプロセッサ及びメモリ等によって構成することができる。希釈量の具体的な算出方法は後述する。
The
希釈部20は、算出部13により算出された希釈量の溶媒Sで原材料を希釈することにより電極用スラリーSLを調製する部分である。希釈部20は、例えば溶媒貯留槽21、粉体材料貯留槽22、ペースト材料貯留槽23、混合槽24、弁25A〜25C及び制御部27を備えている。溶媒貯留槽21は、溶媒Sを貯留する容器である。粉体材料貯留槽22は、粉体材料Pを貯留する容器である。ペースト材料貯留槽23は、ペースト材料Bを貯留する容器である。混合槽24は、粉体材料貯留槽22に貯留された粉体材料Pとペースト材料貯留槽23に貯留されたペースト材料Bとを混合し、溶媒貯留槽21に貯留された溶媒Sを加えて希釈するための容器である。
The
弁25A〜25Cは、溶媒貯留槽21、粉体材料貯留槽22及びペースト材料貯留槽23から混合槽24に至る配管26A〜26C上にそれぞれ設けられている。弁25A〜25Cが開閉されることにより、溶媒貯留槽21、粉体材料貯留槽22及びペースト材料貯留槽23から配管26A〜26Cを経由して混合槽24へ供給される溶媒S、粉体材料P及びペースト材料Bの供給量が調整される。
The valves 25 </ b> A to 25 </ b> C are respectively provided on pipes 26 </ b> A to 26 </ b> C extending from the
制御部27は、算出部13により算出された希釈量に応じて、弁25A〜25Cの開閉を制御する部分である。制御部27は、混合槽24へ供給される溶媒S、粉体材料P及びペースト材料Bの全ての量を可変とするように弁25A〜25Cを制御してもよい。あるいは、制御部27は、溶媒Sの量のみを希釈量に応じて可変とするように弁25Aを制御し、粉体材料P及びペースト材料Bの量については粉体材料Pの密度、DBP吸油量及びペースト材料Bの粘度によらず一定とするように弁25B及び25Cを制御しようにしてもよい。
The
以上のように構成される製造装置1は、次のように動作する。まず、入力受付部11の読取部12が、粉体材料P及びペースト材料Bの少なくとも一方のロット毎の納入仕様書DSに印刷された情報コードCを読み取る。入力受付部11は、情報コードCをデコードして、粉体材料Pのロットの密度、DBP吸油量及びペースト材料Bのロットの粘度の少なくともいずれか一の情報を読み出す。入力受付部11は、読み出されたタップ密度、DBP吸油量又は粘度の情報を算出部13に出力する。
The manufacturing apparatus 1 configured as described above operates as follows. First, the
算出部13は、入力受付部11により読み出された粉体材料Pのロットの密度、DBP吸油量及びペースト材料Bのロットの粘度の少なくともいずれか一に基づいて、希釈量を算出する。希釈部20の制御部27は、算出部13により算出された希釈量に基づいて弁25A〜25Cを開閉する。弁25A〜25Cの開閉に応じて、溶媒貯留槽21、粉体材料貯留槽22及びペースト材料貯留槽23から、それぞれ溶媒S、粉体材料P及びペースト材料Bが、混合槽24に供給される。混合槽24では、粉体材料P及びペースト材料Bが混合され、さらに溶媒Sで希釈されることにより、電極用スラリーSLが製造される。製造された電極用スラリーSLは、混合槽24から後段へ排出される。
The
以上説明したように、本実施形態の製造装置1によれば、ロット毎の粉体材料Pの密度、DBP吸油量及びロット毎のペースト材料Bの粘度の少なくともいずれか一に基づいて、電極用スラリーSLの粘度を目標値とするための希釈量が算出部13により算出され、この希釈量の溶媒Sで原材料が希釈されて電極用スラリーSLが調製される。したがって、ロット毎の粉体材料Pの密度、DBP吸油量及びロット毎のペースト材料Bの粘度がばらついたとしても、調製される電極用スラリーSLの粘度を常に目標値に合わせることが可能になる。希釈量の算出は、算出部13により自動的に実行されるので、調製された電極用スラリーSLの粘度を実測する必要がなくなり、電極用スラリーSLの粘度を簡便に微調整することができる。
As described above, according to the manufacturing apparatus 1 of the present embodiment, based on at least one of the density of the powder material P for each lot, the DBP oil absorption amount, and the viscosity of the paste material B for each lot, A dilution amount for setting the viscosity of the slurry SL to the target value is calculated by the
また、入力受付部11は、ロット毎の粉体材料Pの密度、DBP吸油量及びロット毎のペースト材料Bの粘度の少なくともいずれか一を表す情報コードCを読み取る読取部12を備えている。この構成により、入力受付部11への情報の入力がより簡便なものとなり、利便性が向上されている。
The
また、入力受付部11が受け付ける粉体材料Pの密度がタップ密度である場合には、タップ密度は、電極用スラリーSLの粘度に特に強く影響するパラメータであるため、粉体材料Pの密度としてタップ密度を用いることにより、調製される電極用スラリーSLの粘度をより精度良く目標値に合わせることができる。
When the density of the powder material P received by the
(希釈量の算出方法の例)
算出部13による希釈量の算出方法の一つの実施例について説明する。本実施例では、製造装置1により製造される電極用スラリーSLは、正極スラリーである。粉体材料Pは、活物質であるニッケルコバルトマンガン酸リチウムと、導電助剤であるカーボンブラックとを含む。ペースト材料Bは、バインダであるPVdFを含む。溶媒Sは、NMP(N−メチルピロリドン)を含む。
(Example of how to calculate dilution amount)
An embodiment of a method for calculating the dilution amount by the
希釈量の算出に先立ち、粉体材料Pのタップ密度と、当該タップ密度を有する粉体材料Pをペースト材料Bと混合して得られる所定固形分率のスラリーの粘度との関係を予め調べておく。図2は、粉体材料Pのタップ密度と所定固形分率(70重量%)のスラリーの粘度との関係の一例である。横軸は、粉体材料Pのタップ密度(単位:g/cm3)である。縦軸は、所定固形分率(70重量%)のスラリーの粘度(単位:cP)である。図2において、ペースト材料Bの粘度は、1000cPで固定とされている。図2上の5つの点は、粉体材料Pのタップ密度を5通りに変化させて所定固形分率(70重量%)となるように希釈したスラリーの粘度を実測し、結果をプロットしたものである。図2の直線は、5通りの実測値から得られた、粉体材料Pのタップ密度と所定固形分率のスラリーの粘度との関係を示す近似直線を示す。粉体材料Pのタップ密度をxとし、所定固形分率のスラリーの粘度をyとすれば、y=−11650x+32881と近似される。
Prior to calculating the dilution amount, the relationship between the tap density of the powder material P and the viscosity of the slurry having a predetermined solid content ratio obtained by mixing the powder material P having the tap density with the paste material B is examined in advance. deep. FIG. 2 is an example of the relationship between the tap density of the powder material P and the viscosity of the slurry having a predetermined solid content (70% by weight). The horizontal axis represents the tap density (unit: g / cm 3 ) of the powder material P. The vertical axis represents the viscosity (unit: cP) of a slurry having a predetermined solid content (70% by weight). In FIG. 2, the viscosity of the paste material B is fixed at 1000 cP. The five points on FIG. 2 are plots of the results obtained by actually measuring the viscosity of the slurry diluted with the tap density of the powder material P in five ways to obtain a predetermined solid content (70% by weight). It is. The straight line in FIG. 2 is an approximate straight line showing the relationship between the tap density of the powder material P and the viscosity of the slurry having a predetermined solid content ratio, which is obtained from five actually measured values. If the tap density of the powder material P is x and the viscosity of the slurry having a predetermined solid content is y, it can be approximated as y = -
同様に、希釈量の算出に先立ち、ペースト材料Bの粘度と、当該粘度を有するペースト材料Bを粉体材料Pと混合して得られる所定固形分率のスラリーとの粘度の関係を予め調べておく。図3は、ペースト材料Bの粘度と所定固形分率(70重量%)のスラリーの粘度との関係の一例である。横軸は、ペースト材料Bの粘度(単位:cP)である。縦軸は、所定固形分率(70重量%)のスラリーの粘度(単位:cP)である。図3において、粉体材料Pのタップ密度は、2.3g/cm3で固定とされている。図3上の5つの点は、ペースト材料Bの粘度を5通りに変化させて所定固形分率(70重量%)となるように希釈したスラリーの粘度を実測し、結果をプロットしたものである。図3の直線は、5通りの実測値から得られた、ペースト材料Bの粘度と所定固形分率のスラリーの粘度との関係を示す近似直線を示す。ペースト材料Bの粘度をxとし、所定固形分率のスラリーの粘度をyとすれば、y=3.183x+2842.1と近似される。 Similarly, prior to the calculation of the dilution amount, the relationship between the viscosity of the paste material B and the viscosity of the slurry having a predetermined solid content obtained by mixing the paste material B having the viscosity with the powder material P is examined in advance. deep. FIG. 3 is an example of the relationship between the viscosity of the paste material B and the viscosity of the slurry having a predetermined solid content (70% by weight). The horizontal axis represents the viscosity (unit: cP) of the paste material B. The vertical axis represents the viscosity (unit: cP) of a slurry having a predetermined solid content (70% by weight). In FIG. 3, the tap density of the powder material P is fixed at 2.3 g / cm 3 . The five points on FIG. 3 are obtained by actually measuring the viscosity of the slurry diluted so that the paste material B has a predetermined solid content (70% by weight) by changing the viscosity of the paste material B in five ways, and plotting the results. . The straight line of FIG. 3 shows the approximate straight line which shows the relationship between the viscosity of the paste material B and the viscosity of the slurry of a predetermined solid content rate obtained from five kinds of measured values. If the viscosity of the paste material B is x and the viscosity of the slurry having a predetermined solid content is y, it is approximated as y = 3.183x + 2842.1.
これらの関係を統合すると、粉体材料Pのタップ密度及びペースト材料Bの粘度に基づいて所定固形分率のスラリーの粘度を計算するための式が、次の式(1)のように得られる。
η1=−α(ρA−ρA0)+β(ηB−ηB0)+η0 ・・・(1)
When these relationships are integrated, an equation for calculating the viscosity of the slurry having a predetermined solid content ratio based on the tap density of the powder material P and the viscosity of the paste material B is obtained as the following equation (1). .
η 1 = −α (ρ A −ρ A0 ) + β (η B −η B0 ) + η 0 (1)
式(1)において、η1は所定固形分率のスラリーの粘度、η0は所定固形分率のスラリーの粘度の中央値、αは粉体材料Pのタップ密度にかかる係数、βはペースト材料Bの粘度にかかる係数、ρAはロット毎の粉体材料Pのタップ密度、ρA0は粉体材料Pのタップ密度の中央値、ηBはロット毎のペースト材料Bの粘度、ηB0はペースト材料Bの粘度の中央値である。上述した実施例の場合、例えばη0=6056、α=11650、β=3.183、ρA0=2.3、ηB0=1000とすれば、所定固形分率のスラリーの粘度η1を粉体材料Pのタップ密度ρA及びペースト材料Bの粘度ηBに基づいて計算することができる。 In Formula (1), η 1 is the viscosity of the slurry having a predetermined solid content rate, η 0 is the median value of the viscosity of the slurry having the predetermined solid content rate, α is a coefficient related to the tap density of the powder material P, and β is the paste material Coefficient of viscosity of B, ρ A is the tap density of the powder material P for each lot, ρ A0 is the median value of the tap density of the powder material P, η B is the viscosity of the paste material B for each lot, η B0 is This is the median viscosity of the paste material B. In the case of the above-described embodiment, for example, if η 0 = 6056, α = 1650, β = 3.183, ρ A0 = 2.3, and η B0 = 1000, the viscosity η 1 of the slurry having a predetermined solid content is reduced to the powder. It can be calculated based on the tap density ρ A of the body material P and the viscosity η B of the paste material B.
算出部13は、このようにして所定固形分率のスラリーの粘度η1を計算し、次いで、粘度η1の所定固形分率のスラリーを希釈して最終的に得られる電極用スラリーSLの粘度を目標値とすることができる溶媒の希釈量を計算する。
The
図4は、所定固形分率(70重量%)のスラリーの粘度と目標粘度(5000cP)での固形分率との関係の一例である。横軸は、所定固形分率(70重量%)のスラリーの粘度である。縦軸は、目標粘度(5000cP)での固形分率である。図4上の10の点は、図2及び図3でプロットした所定固形分率(70重量%)となるように希釈したスラリーを目標粘度(5000cP)とするために必要な固形分率を実測し、結果をプロットしたものである。図4の直線は、10通りの実測値から得られた、所定固形分率(70重量%)のスラリーの粘度と目標粘度(5000cP)での固形分率との関係を示す近似直線を示す。所定固形分率(70重量%)のスラリーの粘度をxとし、目標粘度(5000cP)での固形分率をyとすれば、y=−0.00096x+74.95122と近似される。 FIG. 4 is an example of the relationship between the viscosity of a slurry having a predetermined solid content rate (70 wt%) and the solid content rate at a target viscosity (5000 cP). The horizontal axis represents the viscosity of the slurry having a predetermined solid content (70% by weight). The vertical axis represents the solid content ratio at the target viscosity (5000 cP). The 10 points on FIG. 4 indicate the solid content required to obtain the target viscosity (5000 cP) for the slurry diluted to the predetermined solid content (70 wt%) plotted in FIGS. 2 and 3. The results are plotted. The straight line in FIG. 4 is an approximate straight line showing the relationship between the viscosity of a slurry having a predetermined solid content rate (70 wt%) and the solid content rate at a target viscosity (5000 cP), obtained from 10 actually measured values. When the viscosity of the slurry having a predetermined solid content (70 wt%) is x and the solid content at the target viscosity (5000 cP) is y, y = −0.00096x + 74.95122 is approximated.
この結果から、目標粘度の電極用スラリーを得るために必要な固形分率を所定固形分率のスラリーの粘度η1に基づいて計算するための式が、次の式(2)のように得られる。
M=−γ(η1−η)+M1 ・・・(2)
From this result, an equation for calculating the solid fraction necessary for obtaining the electrode slurry having the target viscosity based on the viscosity η 1 of the slurry having the predetermined solid fraction is obtained as the following equation (2). It is done.
M = −γ (η 1 −η) + M 1 (2)
式(2)において、Mは、目標粘度の電極用スラリーを得るために必要な固形分率、M1は所定固形分率のスラリーの固形分率、η1は所定固形分率のスラリーの粘度、ηは最終的に得る電極用スラリーSLの目標粘度、γは粘度にかかる係数である。上述した実施例の場合、例えばM1=70、η=5000、γ=0.00096とすれば、目標粘度の電極用スラリーを得るために必要な固形分率を所定固形分率のスラリーの粘度η1に基づいて計算することができる。 In the formula (2), M is a solid content rate required to obtain an electrode slurry having a target viscosity, M 1 is a solid content rate of a slurry having a predetermined solid content rate, and η 1 is a viscosity of the slurry having a predetermined solid content rate. , Η is a target viscosity of the electrode slurry SL finally obtained, and γ is a coefficient related to the viscosity. In the case of the above-described embodiment, for example, if M 1 = 70, η = 5000, and γ = 0.00096, the solid fraction required to obtain the electrode slurry with the target viscosity is the viscosity of the slurry with a predetermined solid fraction. It can be calculated based on η 1 .
このような方法により、算出部13は、粉体材料Pのタップ密度ρA及びペースト材料Bの粘度ηBに基づいて、溶媒Sの希釈量(固形分率)を計算することができる。
By such a method, the
(希釈量の算出方法の別の例)
上記実施例ではペースト材料Bのロットの粘度である粉体材料Pのタップ密度に基づいて希釈量を算出したが、粉体材料Pの密度を用いる代わりに、密度と相関を示す他の指標を用いても良い。例えば、DBP吸油量を用いることができる。DBP吸油量は、タップ密度に対して負の相関を有する物性値である。
(Another example of how to calculate the dilution amount)
In the above embodiment, the dilution amount is calculated based on the tap density of the powder material P, which is the viscosity of the lot of the paste material B. However, instead of using the density of the powder material P, another index indicating a correlation with the density is used. It may be used. For example, DBP oil absorption can be used. The DBP oil absorption is a physical property value having a negative correlation with the tap density.
以下、算出部13による希釈量の算出方法の別の例について説明する。本実施例では、製造装置1により製造される電極用スラリーSLは、負極スラリーである。粉体材料Pは、活物質である天然黒鉛を含む。ペースト材料Bは、増粘剤であるCMC水溶液を含む。溶媒Sは、水を含む。電極用スラリーSLの材料としては、上述の粉体材料P、ペースト材料B及び溶媒Sに加えて、液体としての性状を示すSBRが用いられる。
Hereinafter, another example of the calculation method of the dilution amount by the
希釈量の算出に先立ち、粉体材料PのDBP吸油量と、当該DBP吸油量を有する粉体材料Pをペースト材料Bと混合して得られる所定固形分率のスラリーの粘度との関係を予め調べておく。図5は、粉体材料PのDBP吸油量と所定固形分率(60重量%)のスラリーの粘度との関係の一例である。横軸は、粉体材料PのDBP吸油量(単位:ml/100g)である。縦軸は、所定固形分率(60重量%)のスラリーの粘度(単位:cP)である。図5において、ペースト材料Bの粘度は、3700cPで固定とされている。図5上の5つの点は、粉体材料PのDBP吸油量を5通りに変化させて所定固形分率(60重量%)となるように希釈したスラリーの粘度を実測し、結果をプロットしたものである。図5の直線は、5通りの実測値から得られた、粉体材料PのDBP吸油量と所定固形分率のスラリーの粘度との関係を示す近似直線を示す。粉体材料PのDBP吸油量をxとし、所定固形分率のスラリーの粘度をyとすれば、y=134.82x−1223.5と近似される。 Prior to the calculation of the dilution amount, the relationship between the DBP oil absorption amount of the powder material P and the viscosity of the slurry having a predetermined solid content ratio obtained by mixing the powder material P having the DBP oil absorption amount with the paste material B is previously determined. Check it out. FIG. 5 is an example of the relationship between the DBP oil absorption amount of the powder material P and the viscosity of the slurry having a predetermined solid content rate (60 wt%). The horizontal axis represents the DBP oil absorption (unit: ml / 100 g) of the powder material P. The vertical axis represents the viscosity (unit: cP) of a slurry having a predetermined solid content (60% by weight). In FIG. 5, the viscosity of the paste material B is fixed at 3700 cP. The five points on FIG. 5 are obtained by plotting the viscosity of the slurry diluted to a predetermined solid content (60 wt%) by changing the DBP oil absorption amount of the powder material P in five ways. Is. The straight line in FIG. 5 is an approximate straight line showing the relationship between the DBP oil absorption amount of the powder material P and the viscosity of the slurry having a predetermined solid content, obtained from five actual measurement values. If the DBP oil absorption amount of the powder material P is x and the viscosity of the slurry having a predetermined solid content is y, it is approximated as y = 134.82x-1223.5.
同様に、希釈量の算出に先立ち、ペースト材料Bの粘度と、当該粘度を有するペースト材料Bを粉体材料Pと混合して得られる所定固形分率のスラリーとの粘度の関係を予め調べておく。図6は、ペースト材料Bの粘度と所定固形分率(60重量%)のスラリーの粘度との関係の一例である。横軸は、ペースト材料Bの粘度(cP)である。縦軸は、所定固形分率(60重量%)のスラリーの粘度(cP)である。図6において、粉体材料PのDBP吸油量は、54ml/100gで固定とされている。図6上の5つの点は、ペースト材料Bの粘度を5通りに変化させて所定固形分率(60重量%)となるように希釈したスラリーの粘度を実測し、結果をプロットしたものである。図6の直線は、5通りの実測値から得られた、ペースト材料Bの粘度と所定固形分率のスラリーの粘度との関係を示す近似直線を示す。ペースト材料Bの粘度をxとし、所定固形分率のスラリーの粘度をyとすれば、y=1.8395x−826.67と近似される。 Similarly, prior to the calculation of the dilution amount, the relationship between the viscosity of the paste material B and the viscosity of the slurry having a predetermined solid content obtained by mixing the paste material B having the viscosity with the powder material P is examined in advance. deep. FIG. 6 is an example of the relationship between the viscosity of the paste material B and the viscosity of the slurry having a predetermined solid content (60% by weight). The horizontal axis represents the viscosity (cP) of the paste material B. The vertical axis represents the viscosity (cP) of the slurry having a predetermined solid content (60% by weight). In FIG. 6, the DBP oil absorption amount of the powder material P is fixed at 54 ml / 100 g. The five points on FIG. 6 are obtained by plotting the results obtained by actually measuring the viscosity of the slurry diluted to have a predetermined solid content (60 wt%) by changing the viscosity of the paste material B in five ways. . The straight line of FIG. 6 shows the approximate straight line which shows the relationship between the viscosity of the paste material B and the viscosity of the slurry of a predetermined solid content rate obtained from five kinds of measured values. If the viscosity of the paste material B is x and the viscosity of the slurry having a predetermined solid content is y, it is approximated as y = 1.8395x−826.67.
これらの関係を統合すると、粉体材料PのDBP吸油量及びペースト材料Bの粘度に基づいて所定固形分率のスラリーの粘度を計算するための式が、次の式(3)のように得られる。
η1=α(VA−VA0)+β(ηB−ηB0)+η0 ・・・(3)
When these relationships are integrated, an equation for calculating the viscosity of the slurry having a predetermined solid content based on the DBP oil absorption amount of the powder material P and the viscosity of the paste material B is obtained as the following equation (3). It is done.
η 1 = α (V A −V A0 ) + β (η B −η B0 ) + η 0 (3)
式(3)において、η1は所定固形分率のスラリーの粘度、η0は所定固形分率のスラリーの粘度の中央値、αは粉体材料PのDBP吸油量にかかる係数、βはペースト材料Bの粘度にかかる係数、VAはロット毎の粉体材料PのDBP吸油量、VA0は粉体材料PのDBP吸油量の中央値、ηBはロット毎のペースト材料Bの粘度、ηB0はペースト材料Bの粘度の中央値である。上述した実施例の場合、例えばη0=6018、α=135、β=1.84、VA0=54、ηB0=3700とすれば、所定固形分率のスラリーの粘度η1を粉体材料PのDBP吸油量VA及びペースト材料Bの粘度ηBに基づいて計算することができる。 In Formula (3), η 1 is the viscosity of the slurry having a predetermined solid content rate, η 0 is the median value of the viscosity of the slurry having the predetermined solid content rate, α is a coefficient related to the DBP oil absorption amount of the powder material P, and β is the paste Coefficient related to viscosity of material B, VA is DBP oil absorption amount of powder material P for each lot, V A0 is median value of DBP oil absorption amount of powder material P, η B is viscosity of paste material B for each lot, η B0 is the median value of the viscosity of the paste material B. In the case of the above-described embodiment, for example, if η 0 = 6018, α = 135, β = 1.84, V A0 = 54, η B0 = 3700, the viscosity η 1 of the slurry having a predetermined solid content is set to the powder material. It can be calculated based on the DBP oil absorption VA of P and the viscosity η B of the paste material B.
算出部13は、このようにして所定固形分率のスラリーの粘度η1を計算し、次いで、粘度η1の所定固形分率のスラリーを希釈して最終的に得られる電極用スラリーSLの粘度を目標値とすることができる溶媒の希釈量を計算する。
The
図7は、所定固形分率(60重量%)のスラリーの粘度と目標粘度(4000cP)での固形分率との関係の一例である。横軸は、所定固形分率(60重量%)のスラリーの粘度である。縦軸は、目標粘度(4000cP)での固形分率である。図7上の10の点は、図5及び図6でプロットした所定固形分率(60重量%)となるように希釈したスラリーを目標粘度(4000cP)とするために必要な固形分率を実測し、結果をプロットしたものである。図7の直線は、10通りの実測値から得られた、所定固形分率(60重量%)のスラリーの粘度と目標粘度(4000cP)での固形分率との関係を示す近似直線を示す。所定固形分率(60重量%)のスラリーの粘度をxとし、目標粘度(4000cP)での固形分率をyとすれば、y=−0.00066x+62.54694と近似される。 FIG. 7 is an example of the relationship between the viscosity of a slurry having a predetermined solid content rate (60 wt%) and the solid content rate at a target viscosity (4000 cP). The horizontal axis represents the viscosity of the slurry having a predetermined solid content (60% by weight). The vertical axis represents the solid content rate at the target viscosity (4000 cP). The 10 points on FIG. 7 indicate the solid content rate required to obtain the target viscosity (4000 cP) for the slurry diluted to the predetermined solid content rate (60 wt%) plotted in FIGS. 5 and 6. The results are plotted. The straight line in FIG. 7 is an approximate straight line showing the relationship between the viscosity of a slurry having a predetermined solid content rate (60 wt%) and the solid content rate at a target viscosity (4000 cP), which is obtained from 10 actually measured values. If the viscosity of the slurry having a predetermined solid content (60% by weight) is x and the solid content at the target viscosity (4000 cP) is y, then y = −0.00066x + 625.4694.
この結果から、目標粘度の電極用スラリーを得るために必要な固形分率を所定固形分率のスラリーの粘度η1に基づいて計算するための式が、次の式(4)のように得られる。
M=−γ(η1−η)+M1 ・・・(4)
From this result, an equation for calculating the solid content necessary for obtaining the electrode slurry having the target viscosity based on the viscosity η 1 of the slurry having the predetermined solid content is obtained as the following equation (4). It is done.
M = −γ (η 1 −η) + M 1 (4)
式(4)において、Mは、目標粘度の電極用スラリーを得るために必要な固形分率、M1は所定固形分率のスラリーの固形分率、η1は所定固形分率のスラリーの粘度、ηは最終的に得る電極用スラリーSLの目標粘度、γは粘度にかかる係数である。上述した実施例の場合、例えばM1=60、η=4000、γ=0.00066とすれば、目標粘度の電極用スラリーを得るために必要な固形分率を所定固形分率のスラリーの粘度η1に基づいて計算することができる。 In the formula (4), M is a solid fraction necessary for obtaining a slurry for an electrode having a target viscosity, M 1 is a solid fraction of a slurry having a predetermined solid fraction, and η 1 is a viscosity of the slurry having a predetermined solid fraction. , Η is a target viscosity of the electrode slurry SL finally obtained, and γ is a coefficient related to the viscosity. In the case of the above-described embodiment, for example, if M 1 = 60, η = 4000, and γ = 0.00066, the solid content rate required to obtain the electrode slurry with the target viscosity is the viscosity of the slurry with the predetermined solid content rate. It can be calculated based on η 1 .
このような方法により、算出部13は、粉体材料PのDBP吸油量VA及びペースト材料Bの粘度ηBに基づいて、溶媒Sの希釈量(固形分率)を計算することができる。
By such a method, the
(変形例)
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、入力受付部11に、読取部12に代えてキーボード等の入力装置を設け、作業者が入力装置を用いて粉体材料Pの密度又はペースト材料Bの粘度を入力することとしてもよい。
(Modification)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the
また、入力受付部11が受け付ける粉体材料Pの密度又はペースト材料Bの粘度は、粉体材料P又はペースト材料Bの製造者が提供するロット毎の情報であってもよいし、製造装置1を使用して電極用スラリーSLを製造する作業者が測定するようにしてもよい。
Further, the density of the powder material P or the viscosity of the paste material B received by the
図8を参照して、粉体材料Pの密度の測定方法の一例を説明する。図8は、粉体材料Pの密度の実測工程を示す模式図である。 An example of a method for measuring the density of the powder material P will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic diagram showing an actual measurement process of the density of the powder material P.
この方法では、作業者がロットから粉体材料Pの一部を抜き取り、粉体材料Pが不溶性を示す液体Lに、抜き取られた粉体材料Pを投入する。粉体材料Pが液体Lに投入されると、液体Lの液面は、元の液面F1から、新たな液面F2まで上昇する。この液面の上昇に基づき、粉体材料Pの体積を計算する。液体Lに投入された粉体材料Pの質量を上記計算された体積で除算することにより、粉体材料Pの密度を計算することができる。 In this method, an operator extracts a part of the powder material P from the lot, and puts the extracted powder material P into the liquid L in which the powder material P is insoluble. When the powder material P is introduced into the liquid L, the liquid level of the liquid L rises from the original liquid level F1 to a new liquid level F2. Based on the rise in the liquid level, the volume of the powder material P is calculated. By dividing the mass of the powder material P charged in the liquid L by the calculated volume, the density of the powder material P can be calculated.
1…製造装置、11…入力受付部、12…読取部、13…算出部、20…希釈部、B…ペースト材料、C…情報コード、P…粉体材料、S…溶媒、SL…電極用スラリー。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Manufacturing apparatus, 11 ... Input reception part, 12 ... Reading part, 13 ... Calculation part, 20 ... Dilution part, B ... Paste material, C ... Information code, P ... Powder material, S ... Solvent, SL ... For electrodes slurry.
Claims (3)
前記粉体材料のロット毎の前記粉体材料の密度、DBP吸油量及び前記ペースト材料のロット毎の前記ペースト材料の粘度の少なくともいずれか一の入力を受け付ける入力受付部と、
前記電極用スラリーの粘度の目標値を予め保持し、前記入力受付部により入力が受け付けられた前記粉体材料の密度、DBP吸油量及び前記ペースト材料の粘度の少なくともいずれか一に基づいて、前記電極用スラリーの粘度を前記目標値とするための前記溶媒による前記原材料の希釈量を算出する算出部と、
前記算出部により算出された前記希釈量の前記溶媒で前記原材料を希釈することにより前記電極用スラリーを調製する希釈部と、
を備える、電極用スラリーの製造装置。 An apparatus for producing a slurry for an electrode that produces a slurry for an electrode using a raw material and a solvent including a powder material and a paste material,
An input receiving unit that receives at least one of the density of the powder material for each lot of the powder material, the DBP oil absorption amount, and the viscosity of the paste material for each lot of the paste material;
Preliminarily holding a target value of the viscosity of the electrode slurry, based on at least one of the density of the powder material, the DBP oil absorption amount, and the viscosity of the paste material received by the input receiving unit, A calculation unit for calculating a dilution amount of the raw material with the solvent for setting the viscosity of the electrode slurry to the target value;
A dilution unit for preparing the electrode slurry by diluting the raw material with the solvent in the amount of dilution calculated by the calculation unit;
An apparatus for producing an electrode slurry.
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