JP5521892B2 - Kneading apparatus and battery electrode manufacturing method using the same - Google Patents
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Description
本発明は、複数の材料をペースト状に混練する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for kneading a plurality of materials into a paste.
電池の電極を製造する一連の工程は、電極材料を混練してペーストを製造する工程、混練されたペーストを集電板に塗布する工程、ペーストを乾燥させる工程、プレスして所定の厚みに成形する工程等によって構成されている。
電池の電極材料(活物質、溶媒、導電補助材、バインダ等)を混練する過程において、ペーストの粘度が塗布性能に、各物質の混ざり具合が電池性能にそれぞれ影響を及ぼすことが知られており、これらの品質については厳重な管理が求められている。
A series of steps for manufacturing battery electrodes includes a step of kneading electrode materials to manufacture a paste, a step of applying the kneaded paste to a current collector plate, a step of drying the paste, and pressing to form a predetermined thickness It is comprised by the process to perform.
In the process of kneading battery electrode materials (active materials, solvents, conductive additives, binders, etc.), it is known that the viscosity of the paste affects the coating performance, and the mixing of each substance affects the battery performance. Strict management is required for these qualities.
特許文献1には、交流インピーダンス法を用いてペーストの導電性能を計測する方法が開示されている。ここでは、ペーストの導電性能、つまり電気的な抵抗を求めることによって、各物質の混ざり具合を判定している。
しかしながら、従来技術ではペーストの製造条件毎に試料を取り出して計測する必要がある。このため、最適な製造条件を求めるために、混練時間、混練速度等のパラメータを変えた多数の試料を準備する煩雑な作業が必要である点で不利である。また、連続的に計測することができず、離散的な抜き出し検査となるために、ペーストの経時変化及び運搬時の異物混入等の状態変化に対応できない点で不利であり、混練材料の無駄も生じてしまう。
However, in the prior art, it is necessary to take a sample and measure for each paste manufacturing condition. For this reason, it is disadvantageous in that a complicated operation of preparing a large number of samples in which parameters such as kneading time and kneading speed are changed in order to obtain optimum manufacturing conditions. In addition, since it cannot be continuously measured and becomes a discrete sampling inspection, it is disadvantageous in that it cannot cope with changes in the state of the paste over time and contamination with foreign matters during transportation, and waste of the kneaded material It will occur.
本発明は、連続的に品質計測を行いつつ、ペーストを混練する技術を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a technique for kneading a paste while continuously measuring quality.
本発明の第一態様に係る混練装置は、回転運動を利用して、複数の材料をペースト状に混練する混練装置であって、前記材料中に含まれる異物を除去する遠心分離層と、前記複数の材料を混練する混練層と、前記混練されたペーストの品質を計測する品質計測層と、を具備し、下方から順に前記遠心分離層、混練層、品質計測層を配置して、それぞれ接続するとともに、前記材料が遠心分離層、混練層、品質計測層の順に循環する。 The kneading apparatus according to the first aspect of the present invention is a kneading apparatus for kneading a plurality of materials in a paste form using a rotational motion, the centrifugal separation layer for removing foreign substances contained in the materials, A kneading layer for kneading a plurality of materials and a quality measuring layer for measuring the quality of the kneaded paste are arranged. At the same time, the material circulates in the order of the centrifugal separation layer, the kneading layer, and the quality measurement layer.
混練装置の一実施形態では、前記遠心分離層、混練層、及び品質計測層は、それぞれ円筒形状を有する外側円筒と、前記外側円筒と同軸に配置される内側円筒との間に形成される空間により構成され、前記外側円筒と内側円筒とは、軸を中心として相対的に回転可能である。 In one embodiment of the kneading apparatus, the centrifugal separation layer, the kneading layer, and the quality measurement layer are each formed by a space formed between an outer cylinder having a cylindrical shape and an inner cylinder arranged coaxially with the outer cylinder. The outer cylinder and the inner cylinder are relatively rotatable about an axis.
前記遠心分離層は、前記混練層との接続部に前記異物を捕集する異物ポケットを具備することが好ましい。 The centrifugal separation layer preferably includes a foreign matter pocket for collecting the foreign matter at a connection portion with the kneading layer.
前記遠心分離層、混練層、及び品質計測層は、それぞれ独立して回転運動可能であることが好ましい。 It is preferable that the centrifugal separation layer, the kneading layer, and the quality measurement layer can independently rotate.
前記品質計測層と遠心分離層との接続部に、前記ペーストを一時的に貯溜するペースト保持空間を具備することが好ましい。 It is preferable that a paste holding space for temporarily storing the paste is provided at a connection portion between the quality measurement layer and the centrifugal separation layer.
本発明の第二の態様に係る電池電極の製造方法は、第一の態様に係る混練装置を用いて電池の電極材料を混練する工程を含み、当該混練工程によって製造された電極材料が塗工された集電板を具備する電池の正極及び負極を製造するものである。 The battery electrode manufacturing method according to the second aspect of the present invention includes a step of kneading the battery electrode material using the kneading apparatus according to the first aspect, and the electrode material manufactured by the kneading step is coated. A positive electrode and a negative electrode of a battery including the current collector plate are manufactured.
本発明によれば、連続的に品質計測を行いつつ、ペーストを混練する技術を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique which knead | mixes a paste can be provided, measuring quality continuously.
以下、図面を参照して、本発明の混練装置の一実施形態である混練装置1について説明する。混練装置1は、溶媒を含む複数の材料をペースト状に混練する装置である。
例えば、溶媒、活物質、バインダ、導電補助材を含むリチウムイオン二次電池の電極材料を所定の粘度及び所定の電気抵抗値を有する混練物(製品)に混練する。
Hereinafter, a
For example, an electrode material of a lithium ion secondary battery including a solvent, an active material, a binder, and a conductive auxiliary material is kneaded into a kneaded product (product) having a predetermined viscosity and a predetermined electric resistance value.
図1に示すように、混練装置1は三層構造を有し、下方から順に遠心分離層2、混練層3、品質計測層4が配置され、かつ、それぞれ接続されて構成される。
遠心分離層2では、材料に遠心力を付与することにより材料中に含まれる物質のうち、密度の大きい異物を分離して除去する。混練層3では、材料にせん断力を付与することにより混練してペースト状にする。品質計測層4では、混練層3にて混練された材料(以下、ペースト)の品質を計測する。混練装置1内に投入される材料は、遠心分離層2→混練層3→品質計測層4の順に下方から上方へ運ばれ、再度、品質計測層4から遠心分離層2に循環されてこのサイクルを繰り返す。
As shown in FIG. 1, the
The
以下、図2及び図3を参照して、混練装置1の具体的な装置構成について説明する。
図2に示すように、混練装置1は、外側円筒10、内側円筒20、回転駆動装置30、計測装置40を具備する。外側円筒10と内側円筒20とによって形成される内部空間に材料を投入し、回転駆動装置30によって内側円筒20を外側円筒10に対して相対的に回転駆動することによって、材料及びペーストに遠心力及び表面張力を作用させて下方から上方へ運搬する。この際、計測装置40によって、混練されたペーストの粘度及び電気抵抗値を計測する。
Hereinafter, with reference to FIG.2 and FIG.3, the specific apparatus structure of the
As shown in FIG. 2, the
外側円筒10は、所定の強度及び略一定の厚みを有する有底円筒であり、下方から順に内径が小さくなる円筒形状を有する。より詳細には、下方から順に大径、中径、小径の三段階の内径を有する下段円筒11、中段円筒12、上段円筒13が垂直方向に積層された形状であり、径が変化する二つの部位に平坦部となる段差部11a・12aがそれぞれ形成されている。段差部11a・12aは水平な内側面として形成される。
The
外側円筒10の上端面の中央部には、混練装置1によって混練される材料を投入する投入口14が形成され、下端面の中央部には、混練後の材料を排出する排出口15が形成される。混練装置1内には、投入口14を介して材料が投入され、排出口15を介して混練後のペーストが混練物として排出される。投入口14及び排出口15には開閉自在の密閉蓋、弁等の開閉装置が配設されており、投入/排出時にはその開閉装置が適宜開閉される。
An
外側円筒10の下段円筒11の上端には、異物ポケット16が設けられる。異物ポケット16は、下段円筒11の周方向全周に亘って設けられる内部空間であり、下方から垂直方向に連続する内側面を外側に向けて部分的に拡径する部位である。つまり、異物ポケット16は、下段円筒11の内周面の上端部において、周方向に沿って形成される凹溝である。また、本実施形態の異物ポケット16は半円形の断面形状を有する。
異物ポケット16は、着脱自在に外側円筒10に取り付けられており、メンテナンス時には、容易に取り外し可能に構成されている。より具体的には、異物ポケット16は、外側円筒10における下段円筒11と中段円筒12との接続部分に配置されており、例えば、短手方向に湾曲又は屈曲された板状の長尺部材を、円環状に曲げて外側から嵌め込んで周回させて、継ぎ目をボルト止めすることによって、湾曲又は屈曲されて形成される内部空間を異物ポケット16として構成することができる。この場合、異物ポケット16の着脱はボルトを締める/緩めるという簡単な作業によって実施可能である。
A
The
外側円筒10の下段円筒11の外側には、磁石17が配置される。磁石17は、円筒状に形成され、下段円筒11の外周と所定の距離を置いて配置される。磁石17の存在により、下段円筒11の外周及び内周には磁力が発生し、下段円筒11を通過する材料に含まれる金属異物が外周側に引き寄せられる。
A
内側円筒20は、外側円筒10の内側面との間に所定のギャップを設けた状態で、その内部に配置される円筒である。内側円筒20は外側円筒10と同軸上に配置されるとともに、外側円筒10の内部に内側円筒20が配置されることによって、外側円筒10の内側面と内側円筒20の外側面との間に空間が形成される。その空間が材料及びペーストの通路(下方から上方に向かう通路)として利用される。
内側円筒20は、外側円筒10に対応して下方から順に外径が小さくなる形状を有する。より詳細には、内側円筒20は、最下段に配置される下段円筒21、下段円筒21よりも小径に形成され、下段円筒21の上方に配置される中段円筒22、及び中段円筒22よりも小径に形成され、中段円筒22の上方に配置される上段円筒23を備えており、下段円筒21、中段円筒22、上段円筒23が垂直方向に積層された形状である。
下段円筒21は、外側円筒10の下段円筒11よりも小径に形成され、下段円筒11の内側面と対向する外側面を有しており、中段円筒22は、中段円筒12よりも小径に形成され、中段円筒12の内側面と対向する外側面を有しており、上段円筒23は、上段円筒13よりも小径に形成され、上段円筒13の内側面と対向する外側面を有している。
また、内側円筒20には、外側円筒10と同様に径が変化する二つの部位に平坦部となる段差部21a・22aがそれぞれ形成されている。段差部21a・22aは水平な外側面として形成され、段差部11a・12aとそれぞれ対向する。
The
The
The
Further, the
内側円筒20の中央部(円筒の中心及びその周囲を含む部位)は、上下方向に貫通する中空の軸として形成されており、その内部を材料及びペーストが通過可能である。また、内側円筒20は、その軸を中心として回転駆動される。
内側円筒20の中心部の上下中央部分(中段円筒22部分)には、他の中空の軸部分に比べて大径に形成され、所定の体積を有するペースト保持空間24が形成される。ペースト保持空間24の上方は、外側円筒10の投入口14に向けて開放される。その下端には、電気制御等によって開閉自在の開放弁25が設けられる。混練装置1内に投入された材料、又は混練装置1内で混練された後のペーストは、ペースト保持空間24に一時的に貯溜可能であり、開放弁25の開閉によって流出/貯溜が制御される。
A central portion of the inner cylinder 20 (a part including the center of the cylinder and its periphery) is formed as a hollow shaft that penetrates in the vertical direction, and the material and paste can pass through the inside. The
A
中段円筒12・22間には、材料攪拌のために乱流を発生させる乱流板26が配置される。乱流板26は、円筒状の薄板部材であり、その表裏面を貫通する多数の孔を有する。乱流板26は、外側円筒10又は内側円筒20の何れか一方に相対回転不能に支持される。本実施形態では外側円筒10側に支持されている。
このように、乱流板26の存在によって、中段円筒12・22間に形成される空間内を流通するペースト内に乱流を発生させるとともに、多数の孔を介して乱流板26の表面側と裏面側とにペーストを流通させることができるため、ペースト内で物質を効果的に分散させることが可能である。
A
Thus, the presence of the
回転駆動装置30は、電気モータ31を含む。電気モータ31は適宜の電源装置に接続されており、電気制御等によってその出力が制御され、所定の回転数にて回転駆動可能である。回転駆動装置30は、内側円筒20の回転軸に対して、電気モータ31の出力軸から適宜のギア(不図示)を介して回転力を伝達することにより、内側円筒20を回転駆動させる。電気モータ31は、内側円筒20における下段円筒21、中段円筒22、及び上段円筒23を、一体的に、又はそれぞれ独立して回転駆動することが可能である。
また、電気モータ31の出力軸にはエンコーダ32が取り付けられており、その回転数(回転速度)が常時計測されている(図3参照)。
The
In addition, an
図3に示すように、計測装置40は、ペーストの粘度を計測するためのトルクメータ41、ペーストの電気抵抗値を計測するための電極対42、粘度及び電気抵抗値を表示するモニタ43を備え、さらに、トルクメータ41、電極対42からの計測結果から粘度及び電気抵抗値を算出するとともに、モニタ43を制御する制御装置44を備える。
制御装置44は、電気モータ31に電力を供給する電源装置、及びエンコーダ32にも接続されており、エンコーダ32によって計測される回転数に基づいて電気モータ31への出力(電圧)を制御する。また、制御装置44はペースト保持空間24に配置される開放弁25の開閉動作を制御する。
As shown in FIG. 3, the measuring
The
トルクメータ41は、内側円筒20の上段円筒23に発生するトルクを計測する。つまり、実際に回転駆動されている内側円筒20に発生するトルクを計測する。
制御装置44は、トルクメータ41による計測結果と、エンコーダ32によって計測される回転数とに基づいて上段円筒13・23間に供給されるペーストに発生するせん断力を算出して、ペーストの粘度を算出する。
すなわち、本実施形態におけるペーストの粘度を計測する機構は、共軸二重円筒形のレオメーターと同様の形状機能を有するものである。
The
The
That is, the mechanism for measuring the viscosity of the paste in the present embodiment has the same shape and function as the coaxial double cylindrical rheometer.
電極対42は、外側円筒10における上段円筒13の内周面側に配置される円筒状の外側電極42aと、外側電極42aと対向し、内側円筒20における上段円筒23の外周面側に配置される円筒状の内側電極42bとによって構成される円筒状の電極対である。電極対42は、適宜の電源装置から交流電圧の印加を受ける。
制御装置44は、電極対42間にペーストが供給された状態で、所定の交流電圧を印加し、電極対42間に流れた電流を計測して、印加した電圧値及び計測された電流値から得られる抵抗成分に対して交流インピーダンス法を用いて解析することによって、上段円筒13・23間に供給されるペーストの電気抵抗値を算出する。
すなわち、本実施形態におけるペーストの電気抵抗値を計測する機構は、パラレルプレートの電極対を用いて交流電圧を印加し、計測結果を交流インピーダンス法によって解析するものである。
The electrode pair 42 is disposed on the outer peripheral surface side of the
The
That is, the mechanism for measuring the electrical resistance value of the paste in the present embodiment applies an AC voltage using an electrode pair of parallel plates and analyzes the measurement result by an AC impedance method.
モニタ43は、ペーストの粘度及び電気抵抗値をリアルタイムで表示するとともに、粘度及び電気抵抗値の規格値からの変動量を表示する。制御装置44は、この変動量が大きい場合に、モニタ43に異常として警告表示を行うとともに、電気モータ31の動作を停止し、混練装置1を停止する。
The
以上のように構成される混練装置1では、回転駆動装置30の作動により内側円筒20が回転駆動され、内側円筒20と外側円筒10との間に相対的な回転運動が発生する。この回転運動によって、混練装置1内に投入された材料に遠心力が作用する。遠心力によって混練装置1の中心部分から外側に運ばれた材料は、外側円筒10の内側面に衝突し、そこで表面張力の作用により上方に運ばれる。このようにして、混練装置1内では材料が下方から上方へ向かって順に運ばれる。
つまり、混練装置1の内部において、内側円筒20の中空の軸部(ペースト保持空間24)を通じて最下段に供給される材料は、下段円筒11・21によって形成される(下段円筒11の内側面と下段円筒21の外側面との間に形成される)空間(遠心分離層2)、中段円筒12・22によって形成される(中段円筒12の内側面と中段円筒22の外側面との間に形成される)空間(混練層3)、上段円筒13・23によって形成される(上段円筒13の内側面と上断円筒23の外側面との間に形成される)空間(品質計測層4)の順に運ばれる。
In the
That is, in the
以下、図4〜図6を参照して、混練装置1の各層の機能、及び混練装置1内に投入される材料の流れについて具体的に説明する。ここで投入される材料は、溶媒及び粒子径の異なる複数の物質に加えて、鉄、銅等の金属異物を含むものとする。
Hereinafter, the function of each layer of the
まず、投入口14を通じて材料を混練装置1の内部に投入する。図4(a)に示すように、投入口14から投入された材料は、内側円筒20の中空部を通り、ペースト保持空間24内に貯溜される。材料が投入された後、投入口14は閉じられる。
図4(b)に示すように、制御装置44によって、電気モータ31の回転を開始するとともに、開放弁25を開く。これにより、ペースト保持空間24内に貯溜された材料が最下層の遠心分離層2に供給される。
First, the material is charged into the kneading
As shown in FIG. 4B, the
図5(a)に示すように、遠心分離層2では、材料全体が回転運動によって生じる遠心力によって外周側へ運ばれ、最外周、つまり下段円筒11の内周壁面に到達すると、壁面との間に発生する表面張力によって壁面に沿って上方へ運ばれる。
その後、図5(b)に示すように、材料内に含まれる異物のうち密度の大きいもの、特に鉄粉、銅粉等の金属異物は磁石17による吸着力と、他の材料との遠心力の差とによって、密度の小さい材料よりも外周側に分離される。このように外周側に分離された異物は、同様に遠心力と表面張力とによって下段円筒11の最上部まで運ばれて異物ポケット16内に捕集される。
異物ポケット16に捕集されない比較的密度の小さい材料は、異物が遠心分離された後の上澄みとして下段円筒11の壁面に沿ってさらに上方へ向けて移動し、さらに段差部11aに沿って内周側へ移動して、混練層3に到達する。遠心分離層2から径の小さい混練層3に移動する際、遠心力に抗して内周側に移動しきれないもの、すなわち密度の大きい金属異物に加えて、ペースト中の物質のうち粒度が大きいまま残っている物質も分離することが可能であり、ペーストの品質を向上することが可能である。
As shown in FIG. 5 (a), in the
Then, as shown in FIG.5 (b), among the foreign materials contained in the material, those having a high density, especially metal foreign materials such as iron powder and copper powder are attracted by the
The relatively low density material that is not collected in the
図6(a)に示すように、混練層3では、中段円筒12の内壁面及び中段円筒22の外壁面との接触によるせん断力を受け、ペーストに含まれる物質同士が衝突し合うことで混練(溶媒内での物質の分散)が促進する。また、中段円筒12・22の間に配置される乱流板26によって、材料内に乱流が発生してペースト内での攪拌が促進されるとともに、乱流板26の表裏面を貫通する孔を通じて材料が流通することによって、さらに分散が促進される。
ここで、中段円筒12・22間のギャップは材料に含まれる物質の粒子の大きさに応じて適宜設定されており、内側円筒20の中段円筒22の外側面と外側円筒10の中段円筒12の内側面との間に運び込まれる材料を混練するために十分なせん断力が発生する程度に設定されている。
As shown in FIG. 6A, the
Here, the gap between the
図6(b)に示すように、混練層3を通過することによってペースト状に混練された材料(ペースト)は、中段円筒12の内壁面に沿って上方へ移動し、さらに段差部12aに沿って内周側へ移動して、品質計測層4に到達する。
品質計測層4では、トルクメータ41によって内側円筒20の上段円筒23に発生するトルクを計測し、当該トルクと電気モータ31の回転数との相関を求めることによって、ペーストの粘度を計測するとともに、電極対42に交流電圧を印加して、電流値を計測し、計測された電気抵抗値を交流インピーダンス法で解析することによって、ペーストの電気抵抗値を計測する。
As shown in FIG. 6 (b), the material (paste) kneaded into a paste by passing through the
In the
品質計測層4を通過した後のペーストは、内側円筒20の上端部に到達した後、内側円筒20の中空部を通じてペースト保持空間24に循環される。
このように、ペースト保持空間24→遠心分離層2→混練層3→品質計測層4→ペースト保持空間24に順次循環される。このサイクルを所定の混練速度及び所定の混練時間繰り返すことによって所望の品質を有する混練物が製造される。
なお、所定のサイクル数を繰り返した後のペーストは、排出口15を介して混練装置1から排出され、混練物(製品)として取り出される。
The paste after passing through the
In this way, the paste is sequentially circulated in the
In addition, the paste after repeating the predetermined number of cycles is discharged | emitted from the kneading
以上のように、混練装置1によれば、連続的に品質計測を行いつつ、ペーストに含まれる異物を除去し、混練することが可能である。つまり、混練速度、混練時間等の混練条件を変えながらペーストの品質を計測することができ、ペーストの品質を確保しながら効率的に混練できる。
混練装置1では、外気にさらすことなく遠心分離層2、混練層3、品質計測層4を連続的に循環するため、計測時におけるペーストの状態変化を最小限に留めることができ、正確な計測が可能となるとともに、抜き出し検査の必要がなく、材料の無駄を省くこともできる。
As described above, according to the
The kneading
混練装置1の内部に備わるペースト保持空間24により、一度の混練処理量を多くすることができ、生産性を向上できる。また、混練装置1内でペーストを循環する際に、必ずペースト保持空間24を通過するため、循環回数の制御が容易であるという利点があるとともに、サイクル毎に混練条件を変更することも可能であり、混練物の品質を担保し易い。
The
混練装置1では、回転運動によって発生する遠心力及び表面張力を用いて最下層から上方に向けて運搬しながら遠心分離作業、混練作業、品質計測作業を順に行うため、物理的に自然な流れを構築できる。これに対して、本実施形態とは逆に上方から下方に向けて運搬する場合を考えると、各作業間の運搬について、遠心力及び表面張力に抗する別途の運搬機構を設ける必要がある。
このように、混練装置1は、シンプルな構成で、かつ、物理的に無理のない構成を実現している。
In the
Thus, the kneading
混練装置1では、品質計測層4を通過した直後にペースト保持空間24を配置しているため、ペースト保持空間24から開放弁25及び排出口15を介して取り出されるペーストは、品質計測を行った直後のものであるため、ペーストの品質保証の点で優れる。
In the
混練装置1では、外側円筒10の内部に配設される内側円筒20を回転駆動している。このため、内側円筒20よりも大きい外側円筒10を回転駆動する場合に比べて、小さな動力で回転駆動可能である。つまり、電気モータ31にかかる設備コストを低減できる。
さらに、回転運動する機器に対するカバーを外側円筒10が兼ねることとなるため、混練装置1の全体構成をコンパクトにできる。
In the
Furthermore, since the
混練装置1は、遠心分離層2の最上部、つまり遠心分離層2と混練層3との接続部に異物ポケット16を備える。異物ポケット16は、遠心分離層2における最外周を画定するため、回転運動による遠心力の作用が大きい異物を確実に捕集することができる。
また、異物ポケット16を着脱自在な構成とすることで、メンテナンス時の異物除去性及び洗浄性を向上でき、設備的に有利である。
The kneading
Moreover, the
回転駆動装置30によって回転駆動される内側円筒20の下段円筒21、中段円筒22、上段円筒23のそれぞれが異なる回転速度で回転するように制御可能であることが好ましい。特に、下段円筒21の回転速度を他の中段円筒22・上段円筒23に比して大きく設定することが可能となり、これにより、遠心分離層2としての機能を最大限に発揮することができ、異物除去効果を最大限に高めることができる。
また、トルクメータ41によってトルク値が計測される上段円筒23の回転速度を独立して制御することによって、トルクメータ41によって計測されるトルク値の精度を向上でき、ペーストの粘度計測の精度を向上できる。
It is preferable that the
In addition, by independently controlling the rotational speed of the
図7に示すように、混練装置1は、さらに上下動装置50を具備することが好ましい。上下動装置50は、外側円筒10を上下方向に移動することにより、段差部11a・21aのギャップ、並びに段差部12a・22aのギャップをゼロにする。
上下動装置50は制御装置44と接続されており、その作動が制御されている。
As shown in FIG. 7, the
The
図7(b)に示すように、段差部11aと段差部21aとのギャップをゼロにすると、遠心分離層2から混練層3への通路が塞がれ、ペーストを遠心分離層2に留めることができる。これにより、遠心分離の作業時間を適宜調整することが可能となる。
また、段差部12aと段差部22aとのギャップをゼロにすると、混練層3から品質計測層4への通路が塞がれ、ペーストを混練層3に留めることができる。これにより、混練時間を調整することが可能となる。
As shown in FIG. 7B, when the gap between the stepped portion 11a and the stepped
Moreover, when the gap between the stepped
以上のように、上下動装置50の作動によって、ペーストを所望の層に留めることが可能となり、それぞれの層での作業時間を調整することが可能となる。従って、品質計測層4での計測結果に応じて、各層での作業時間を長くして、ペーストの品質(粘度・電気抵抗値)を調整することが可能であり、ペーストの品質確保に寄与する。
As described above, the operation of the
なお、品質計測層4で、ペーストの粘度及び電気抵抗値の計測に加えて、ペーストの温度を計測しても良い。特に、電池の電極材料を混練する場合には、温度管理を行うことで、より厳重な品質管理を実施でき、ペーストの品質確保に寄与する。
Note that the
混練装置1は、重力が作用する方向に沿って積層された三層構造を有しているが、回転運動により発生する遠心力及び表面張力は重力と比べて十分に大きいため、水平方向に向けて傾けて配置しても使用可能である。
The kneading
以下、混練装置1を用いて、電池の電極を製造する方法について説明する。
電池の電極材料となる、溶媒、活物質、バインダ、導電補助材を含む電極材料を用意し、この電極材料を混練装置1によって混練し、電極合剤を製造する。
電極合剤を集電板に塗布し、乾燥させた後にプレスして所定の厚みを有する電極に成形する。
Hereinafter, a method for producing a battery electrode using the
An electrode material including a solvent, an active material, a binder, and a conductive auxiliary material, which is a battery electrode material, is prepared, and this electrode material is kneaded by the kneading
An electrode mixture is applied to a current collector plate, dried, and then pressed to form an electrode having a predetermined thickness.
このようにして得られた電極は、電極合剤の混練具合が良好であるため、電池電極として優れた特性を有する。 The electrode thus obtained has excellent characteristics as a battery electrode because the electrode mixture is well kneaded.
1 混練装置
2 遠心分離層
3 混練層
4 品質計測層
10 外側円筒
20 内側円筒
11、21 下段円筒
12、22 中段円筒
13、23 上段円筒
30 回転駆動装置
31 電気モータ
40 計測装置
41 トルクメータ
42 電極対
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記材料中に含まれる異物を除去する遠心分離層と、
前記複数の材料を混練する混練層と、
前記混練されたペーストの品質を計測する品質計測層と、を具備し、
下方から順に前記遠心分離層、混練層、品質計測層を配置して、それぞれ接続するとともに、前記材料が遠心分離層、混練層、品質計測層の順に循環する混練装置。 A kneading apparatus for kneading a plurality of materials into a paste using a rotary motion,
A centrifuge layer for removing foreign substances contained in the material;
A kneading layer for kneading the plurality of materials;
A quality measuring layer for measuring the quality of the kneaded paste,
A kneading apparatus in which the centrifugal separation layer, the kneading layer, and the quality measurement layer are arranged in order from below and connected together, and the material circulates in the order of the centrifugal separation layer, the kneading layer, and the quality measurement layer.
前記外側円筒と内側円筒とは、軸を中心として相対的に回転可能である請求項1に記載の混練装置。 The centrifugal separation layer, the kneading layer, and the quality measurement layer are each configured by a space formed between an outer cylinder having a cylindrical shape and an inner cylinder disposed coaxially with the outer cylinder,
The kneading apparatus according to claim 1, wherein the outer cylinder and the inner cylinder are relatively rotatable around an axis.
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