JP3596264B2 - 電池用活物質ペーストの製造方法と製造装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池用活物質ペーストの製造方法とそれに用いる製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電池の極板塗工のためのペースト製造については、界面活性剤および消泡剤を添加した増粘剤溶液に、活物質、導電剤および結着剤を添加した後、混練する方法（特開昭６３−２３６２５８号公報）や、活物質、導電剤および増粘剤を予め乾式混合し、その後、この混合物に希釈剤および結着剤を別個に、あるいは一緒に加えて混練する方法（特開平１−３２０６７号公報）が報告されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法では、ペースト中に残存する気泡により、塗工後の電池極板にピンホールや、ひび、われが発生した。また、ペースト中に含まれる練り残しの活物質、導電剤および結着剤が凝集塊となるために、塗布時に塗工スジによる不良部分が発生して、良好な塗膜が得られないことが問題であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決するもので、開孔部を多数有する逆円錐状のプレートと前記プレートと一定の間隙を保持して設置される回転羽根を備えた容器内に活物質を主材料とする活物質ペーストを投入し、前記回転羽根を回転させて前記プレートの開孔部から活物質ペースト中の凝集塊を破砕、分散させると共に、ペースト中に残存する気泡を除去する電池用活物質ペーストの製造方法と前記製造装置に関するものである。
【０００５】
前記方法においては、前記製造装置の前記プレートの開孔部の孔径は、１００〜５００μｍであることが好ましい。
前記方法においては、前記製造装置の前記プレートと前記回転羽根との間隙は、０．５〜２．０ｍｍであることが好ましい。
【０００６】
また、前記方法においては、減圧ポンプを備えた前記製造装置により減圧下で電池用活物質ペーストの分散処理を行うことが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図１に、開孔部を有する逆円錐状のプレート６と、前記プレートとの間に一定の間隙を保持して設置されたた回転羽根５を有する電池用活物質ペーストの製造装置を示す。あらかじめ、活物質を主とする電池用活物質ペーストの材料を、例えば万能ミキサを用いて混練する。その混練されたペースト１を、投入口３に供給する。供給されたペースト１は、モーター２によって回転する回転羽根５の遠心力によって前記プレート６に衝突し、前記プレート６の孔より排出される。このとき、回転羽根５と前記プレート６との間に発生する剪断作用により、ペースト１に含まれる練り残しの活物質を主材料とする電池用活物質ペーストの凝集塊は、破砕され、分散される。同時に、ペースト１に含まれる気泡も、回転羽根５と前記プレート６との間に発生する剪断作用と、減圧ポンプ４による減圧効果によって除去される。このようにして分散・脱泡されたペースト８は、捕集タンク９に捕集される。捕集されたペースト８は、排出ポンプ７によって排出されるため、連続的な分散・脱泡処理が可能である。その結果、生産性が著しく向上する。
【０００８】
このとき、前記プレート６は、例えば円錐状のある孔径を持ったパンチング材からなり、孔径は１００〜５００μｍが好ましい。孔径が１００μｍ以下では、ペースト１が孔を通過するのに時間を要し、生産性が低下する。さらに、電池用活物質ペーストの過剰な粉砕による繊維化や再凝集が生じるため不適当である。また孔径が５００μｍ以上では、凝集塊を十分分散化できない。さらに、前記プレート６の材質は、発明の主旨を越えない限り、実施例に限定されるものではない。
【０００９】
また、前記プレート６と回転羽根５との間隙は０．５〜２．０ｍｍが好ましい。間隙が０．５ｍｍ以下では、間隙が狭すぎるため、前記プレート６と回転羽根５との剪断作用によって、過剰な粒子破壊や破砕化が生じ、処理能力の低下が見られた。２．０ｍｍ以上では遠心力の効果が生かせないため不適当である。
【００１０】
【実施例】
以下に具体例をあげ、本発明をさらに詳しく説明するが、発明の主旨を越えない限り、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００１１】
本発明をリチウム二次電池の正極合剤ペーストの製造方法を実施例として説明する。
【００１２】
（実施例１）
正極活物質としてＬｉＣｏＯ２粉末を５０重量部、導電剤としてアセチレンブラックを１．５重量部、結着剤としてポリテトラフルオロエチレン５０重量部水溶液を７重量部、そして増粘剤としてカルボキシメチルセルロース１重量部水溶液を４１．５重量部配合して、万能ミキサにより１８０分間混練し、ペーストを作製した。
【００１３】
得られたペーストを、図１に示す電池用活物質ペースト製造装置の投入口３に満たし、回転羽根５の回転数を１５００ｒｐｍ、捕集タンク９内の圧力を減圧ポンプ４を用いて４０ｔｏｒｒとし、連続的に分散処理を行った。このとき、開孔部を有する逆円錐状のプレート６は、孔径が２００μｍのステンレス性のものを採用した。また、前記プレート６と回転羽根５との間隙は、１．０ｍｍに設定した。前記により調整されたペーストを、厚さ２０μｍのアルミニウム箔上に、ダイコーターを用いて塗布し、乾燥して正極極板を作製した。ダイコーターによる塗布は、乾燥温度１２０℃、塗布速度は１５ｍ／分で行った。
【００１４】
（実施例２）
実施例１において、減圧ポンプ４を使用せず、常圧下で分散処理を行った。減圧ポンプ４を使用しない以外は、実施例１と同様に正極活物質ペーストおよび正極極板を作製した。
【００１５】
（実施例３）
実施例１において、回転羽根５を使用せず、真空状態で気泡の破砕を行った。回転羽根５を使用しない以外は、実施例１と同様に正極ペーストおよび正極極板を作製した。
【００１６】
（実施例４）
実施例１において、前記プレート６の孔径を１００μｍに設定した。前記プレート６の孔径以外は、実施例１と同様に正極活物質ペーストおよび正極極板を作製した。
【００１７】
（実施例５）
実施例１において、前記プレート６の孔径を５００μｍに設定した。前記プレート６の孔径以外は、実施例１と同様に正極活物質ペーストおよび正極極板を作製した。
【００１８】
（実施例６）
実施例１において、前記プレート６と回転羽根５との間隙を０．５ｍｍに設定した。前記プレート６と回転羽根５との間隙以外は、実施例１と同様に正極活物質ペーストおよび正極極板を作製した。
【００１９】
（実施例７）
実施例１において、前記プレート６と回転羽根５との間隙を２．０ｍｍに設定した。前記プレート６と回転羽根５との間隙以外は、実施例１と同様に正極活物質ペーストおよび正極極板を作製した。
【００２０】
（比較例）実施例１において、凝集塊を破砕、分散させると共に、ペースト中に残存する気泡を除去する前記製造装置を使用しない以外は、実施例１と同様に正極活物質ペーストおよび正極極板を作製した。
【００２１】
上記実施例および比較例で得られた正極極板を下記に示すように評価した。
１）正極極板１０００ｃｍ２の表面に存在する結着剤凝集塊の数を、目視により計数した。その数を示す。
２）正極極板１０００ｃｍ２の表面に存在するＬｉＣｏＯ２およびアセチレンブラック（カーボン）の凝集塊の数を、目視により計数した。その数を示す。
３）正極極板１０００ｃｍ２の表面に存在するピンホールの数を、目視により計数した。その数を示す。
上記結果を（表１）に示す。（表１）に示した計数の結果より、減圧下で練合を行うと、ピンホールが激減することが示された。また、開孔部を有する逆円錐状プレート６と回転羽根５との間隙や前記プレートの開孔部の孔径を適正な大きさにしなければ、この製造方法の効果を充分に発揮できないことが示された。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【発明の効果】
本発明の活物質ペーストの製造方法によれば、活物質を主とする電池用活物質ペーストの材料を混練した後、本発明による電池用活物質ペーストの製造方法と製造装置を用いることによって、電池用活物質ペーストの凝集塊を破砕、分散させると共に、ペースト中に残存する気泡を除去することができる。そのため、該ペーストを集電板上に塗布、乾燥すれば、ピンホール、ひび、われ、塗工スジおよび凝集塊のない良好な塗膜が得られ、極板製造の歩留まりが向上する。また連続的に処理ができるため、生産性が格段に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の活物質ペーストの製造方法で使用する製造装置の例を示す断面図
【符号の説明】
１ ペースト
２ モーター
３ 投入口
４ 減圧ポンプ
５ 回転羽根
６ 開孔部を有する逆円錐状のプレート
７ 排出ポンプ
８ 処理されたペースト
９ 捕集タンク
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池用活物質ペーストの製造方法とそれに用いる製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電池の極板塗工のためのペースト製造については、界面活性剤および消泡剤を添加した増粘剤溶液に、活物質、導電剤および結着剤を添加した後、混練する方法（特開昭６３−２３６２５８号公報）や、活物質、導電剤および増粘剤を予め乾式混合し、その後、この混合物に希釈剤および結着剤を別個に、あるいは一緒に加えて混練する方法（特開平１−３２０６７号公報）が報告されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の方法では、ペースト中に残存する気泡により、塗工後の電池極板にピンホールや、ひび、われが発生した。また、ペースト中に含まれる練り残しの活物質、導電剤および結着剤が凝集塊となるために、塗布時に塗工スジによる不良部分が発生して、良好な塗膜が得られないことが問題であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決するもので、開孔部を多数有する逆円錐状のプレートと前記プレートと一定の間隙を保持して設置される回転羽根を備えた容器内に活物質を主材料とする活物質ペーストを投入し、前記回転羽根を回転させて前記プレートの開孔部から活物質ペースト中の凝集塊を破砕、分散させると共に、ペースト中に残存する気泡を除去する電池用活物質ペーストの製造方法と前記製造装置に関するものである。
【０００５】
前記方法においては、前記製造装置の前記プレートの開孔部の孔径は、１００〜５００μｍであることが好ましい。
前記方法においては、前記製造装置の前記プレートと前記回転羽根との間隙は、０．５〜２．０ｍｍであることが好ましい。
【０００６】
また、前記方法においては、減圧ポンプを備えた前記製造装置により減圧下で電池用活物質ペーストの分散処理を行うことが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図１に、開孔部を有する逆円錐状のプレート６と、前記プレートとの間に一定の間隙を保持して設置されたた回転羽根５を有する電池用活物質ペーストの製造装置を示す。あらかじめ、活物質を主とする電池用活物質ペーストの材料を、例えば万能ミキサを用いて混練する。その混練されたペースト１を、投入口３に供給する。供給されたペースト１は、モーター２によって回転する回転羽根５の遠心力によって前記プレート６に衝突し、前記プレート６の孔より排出される。このとき、回転羽根５と前記プレート６との間に発生する剪断作用により、ペースト１に含まれる練り残しの活物質を主材料とする電池用活物質ペーストの凝集塊は、破砕され、分散される。同時に、ペースト１に含まれる気泡も、回転羽根５と前記プレート６との間に発生する剪断作用と、減圧ポンプ４による減圧効果によって除去される。このようにして分散・脱泡されたペースト８は、捕集タンク９に捕集される。捕集されたペースト８は、排出ポンプ７によって排出されるため、連続的な分散・脱泡処理が可能である。その結果、生産性が著しく向上する。
【０００８】
このとき、前記プレート６は、例えば円錐状のある孔径を持ったパンチング材からなり、孔径は１００〜５００μｍが好ましい。孔径が１００μｍ以下では、ペースト１が孔を通過するのに時間を要し、生産性が低下する。さらに、電池用活物質ペーストの過剰な粉砕による繊維化や再凝集が生じるため不適当である。また孔径が５００μｍ以上では、凝集塊を十分分散化できない。さらに、前記プレート６の材質は、発明の主旨を越えない限り、実施例に限定されるものではない。
【０００９】
また、前記プレート６と回転羽根５との間隙は０．５〜２．０ｍｍが好ましい。間隙が０．５ｍｍ以下では、間隙が狭すぎるため、前記プレート６と回転羽根５との剪断作用によって、過剰な粒子破壊や破砕化が生じ、処理能力の低下が見られた。２．０ｍｍ以上では遠心力の効果が生かせないため不適当である。
【００１０】
【実施例】
以下に具体例をあげ、本発明をさらに詳しく説明するが、発明の主旨を越えない限り、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００１１】
本発明をリチウム二次電池の正極合剤ペーストの製造方法を実施例として説明する。
【００１２】
（実施例１）
正極活物質としてＬｉＣｏＯ２粉末を５０重量部、導電剤としてアセチレンブラックを１．５重量部、結着剤としてポリテトラフルオロエチレン５０重量部水溶液を７重量部、そして増粘剤としてカルボキシメチルセルロース１重量部水溶液を４１．５重量部配合して、万能ミキサにより１８０分間混練し、ペーストを作製した。
【００１３】
得られたペーストを、図１に示す電池用活物質ペースト製造装置の投入口３に満たし、回転羽根５の回転数を１５００ｒｐｍ、捕集タンク９内の圧力を減圧ポンプ４を用いて４０ｔｏｒｒとし、連続的に分散処理を行った。このとき、開孔部を有する逆円錐状のプレート６は、孔径が２００μｍのステンレス性のものを採用した。また、前記プレート６と回転羽根５との間隙は、１．０ｍｍに設定した。前記により調整されたペーストを、厚さ２０μｍのアルミニウム箔上に、ダイコーターを用いて塗布し、乾燥して正極極板を作製した。ダイコーターによる塗布は、乾燥温度１２０℃、塗布速度は１５ｍ／分で行った。
【００１４】
（実施例２）
実施例１において、減圧ポンプ４を使用せず、常圧下で分散処理を行った。減圧ポンプ４を使用しない以外は、実施例１と同様に正極活物質ペーストおよび正極極板を作製した。
【００１５】
（実施例３）
実施例１において、回転羽根５を使用せず、真空状態で気泡の破砕を行った。回転羽根５を使用しない以外は、実施例１と同様に正極ペーストおよび正極極板を作製した。
【００１６】
（実施例４）
実施例１において、前記プレート６の孔径を１００μｍに設定した。前記プレート６の孔径以外は、実施例１と同様に正極活物質ペーストおよび正極極板を作製した。
【００１７】
（実施例５）
実施例１において、前記プレート６の孔径を５００μｍに設定した。前記プレート６の孔径以外は、実施例１と同様に正極活物質ペーストおよび正極極板を作製した。
【００１８】
（実施例６）
実施例１において、前記プレート６と回転羽根５との間隙を０．５ｍｍに設定した。前記プレート６と回転羽根５との間隙以外は、実施例１と同様に正極活物質ペーストおよび正極極板を作製した。
【００１９】
（実施例７）
実施例１において、前記プレート６と回転羽根５との間隙を２．０ｍｍに設定した。前記プレート６と回転羽根５との間隙以外は、実施例１と同様に正極活物質ペーストおよび正極極板を作製した。
【００２０】
（比較例）実施例１において、凝集塊を破砕、分散させると共に、ペースト中に残存する気泡を除去する前記製造装置を使用しない以外は、実施例１と同様に正極活物質ペーストおよび正極極板を作製した。
【００２１】
上記実施例および比較例で得られた正極極板を下記に示すように評価した。
１）正極極板１０００ｃｍ２の表面に存在する結着剤凝集塊の数を、目視により計数した。その数を示す。
２）正極極板１０００ｃｍ２の表面に存在するＬｉＣｏＯ２およびアセチレンブラック（カーボン）の凝集塊の数を、目視により計数した。その数を示す。
３）正極極板１０００ｃｍ２の表面に存在するピンホールの数を、目視により計数した。その数を示す。
上記結果を（表１）に示す。（表１）に示した計数の結果より、減圧下で練合を行うと、ピンホールが激減することが示された。また、開孔部を有する逆円錐状プレート６と回転羽根５との間隙や前記プレートの開孔部の孔径を適正な大きさにしなければ、この製造方法の効果を充分に発揮できないことが示された。
【００２２】
【表１】
【発明の効果】
本発明の活物質ペーストの製造方法によれば、活物質を主とする電池用活物質ペーストの材料を混練した後、本発明による電池用活物質ペーストの製造方法と製造装置を用いることによって、電池用活物質ペーストの凝集塊を破砕、分散させると共に、ペースト中に残存する気泡を除去することができる。そのため、該ペーストを集電板上に塗布、乾燥すれば、ピンホール、ひび、われ、塗工スジおよび凝集塊のない良好な塗膜が得られ、極板製造の歩留まりが向上する。また連続的に処理ができるため、生産性が格段に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の活物質ペーストの製造方法で使用する製造装置の例を示す断面図
【符号の説明】
１ ペースト
２ モーター
３ 投入口
４ 減圧ポンプ
５ 回転羽根
６ 開孔部を有する逆円錐状のプレート
７ 排出ポンプ
８ 処理されたペースト
９ 捕集タンク
Claims (8)
- 開孔部を多数有する逆円錐状のプレートと前記プレートと一定の間隙を保持して設置される回転羽根を備えた容器内に活物質を主材料とする活物質ペーストを投入し、前記回転羽根を回転させて前記プレートの開孔部から活物質ペースト中の凝集塊を破砕、分散させると共に、ペースト中に残存する気泡を除去する電池用活物質ペーストの製造方法。
- プレートの開孔部の孔径が１００〜５００μｍであることを特徴とした請求項１記載の電池用活物質ペーストの製造方法。
- プレートと回転羽根との間隙が０．５〜２．０ｍｍであることを特徴とした請求項１記載の電池用活物質ペーストの製造方法。
- 減圧下で行うことを特徴とする請求項１記載の電池用活物質ペーストの製造方法。
- 活物質を主材料とする電池用活物質ペーストを収容する容器と、この容器内に開孔部を多数有する逆円錐状のプレートと前記プレートと一定の間隙を保持して設置される回転羽根とが備えられており、前記プレートと前記回転羽根との間で活物質ペースト中の凝集塊を破砕、分散させると共に、ペースト中に残存する気泡を除去するための電池用活物質ペーストの製造装置。
- プレートの開孔部の孔径が１００〜５００μｍであることを特徴とした請求項５記載の電池用活物質ペーストの製造装置。
- プレートと回転羽根との間隙が０．５〜２．０ｍｍであることを特徴とした請求項５記載の電池用活物質ペーストの製造装置。
- 減圧ポンプを備えたことを特徴とした請求項５記載の電池用活物質ペーストの製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35707697A JP3596264B2 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 電池用活物質ペーストの製造方法と製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35707697A JP3596264B2 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 電池用活物質ペーストの製造方法と製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11185735A JPH11185735A (ja) | 1999-07-09 |
| JP3596264B2 true JP3596264B2 (ja) | 2004-12-02 |
Family
ID=18452267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35707697A Expired - Fee Related JP3596264B2 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 電池用活物質ペーストの製造方法と製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3596264B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220135771A (ko) * | 2021-03-31 | 2022-10-07 | 김옥태 | 이차 전지용 슬러리 코팅장치 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4654501B2 (ja) * | 2000-10-04 | 2011-03-23 | パナソニック株式会社 | 非水系二次電池 |
| JP4658493B2 (ja) * | 2004-02-27 | 2011-03-23 | 三菱重工業株式会社 | 塗工機 |
| JP4377904B2 (ja) | 2006-10-31 | 2009-12-02 | 株式会社東芝 | 電極の製造方法及び非水電解質電池の製造方法 |
-
1997
- 1997-12-25 JP JP35707697A patent/JP3596264B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220135771A (ko) * | 2021-03-31 | 2022-10-07 | 김옥태 | 이차 전지용 슬러리 코팅장치 |
| KR102579182B1 (ko) | 2021-03-31 | 2023-09-18 | 김옥태 | 이차 전지용 슬러리 코팅장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11185735A (ja) | 1999-07-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040628 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040706 |
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