JP6049054B2 - 電極合剤スラリの混練方法および混練装置、電極の製造方法 - Google Patents
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Description
負極活物質として一般的な材料である人造黒鉛(90%)と、導電剤としてのグラファイト(4%)と、バインダとしてのPVDF(6%)とを混合した粉体(分散質)と、溶媒(分散媒)としてのNMPとを用いて、スラリを作製した。
正極活物質として一般的な材料であるニッケル酸リチウム(92%)と、導電剤としてのグラファイト(4%)と、バインダとしてのPVDF(4%)とを混合した粉体(分散質)と、溶媒(分散媒)としてのNMPとを用い、実施例1と同様の混練工程を実施して、スラリを作製した。
実施例1と同様のスラリを用いて、実施例1と同様に変速ステップV11〜V13におけるスラリの降伏応力の推移を調べた。
比較例では、実施例2と同様の粉体(分散質)および溶媒(分散媒)を用い、実施例1と同様の混練工程を実施して、スラリを作製し、流動特性を評価するパラメータとして一般的な粘度により、スラリの混練状態を監視した。粘度は、応力を速度で割った値であるため、具体的には、混練時の混練軸にかかるトルクを混練装置の回転数で割った値により、スラリの混練状態を監視した。
電極活物質を含む分散質と分散媒とからなる電極合剤スラリの混練方法であって、
回転駆動する混練軸に設けられた混練羽根により、混練容器に収容された前記電極合剤スラリを混練する工程を含み、
前記混練する工程が、
前記混練軸にかかる荷重と、前記混練軸の回転速度またはひずみ速度とを測定し、該測定値から前記電極合剤スラリの降伏応力を算出する工程と、
前記算出された降伏応力に基づいて、前記混練する工程を継続するか否かを判定する工程と、
を含む、電極合剤スラリの混練方法。
前記判定する工程が、前記算出した降伏応力が所定の範囲内にあるか否かに基づいて、前記混練する工程を継続するか否かを判定することを含む、付記1に記載の電極合剤スラリの混練方法。
前記算出した降伏応力が所定の範囲内にある場合、前記混練する工程を継続し、前記算出した降伏応力が所定の範囲内にない場合、前記混練する工程を中断または終了する、付記2に記載の電極合剤スラリの混練方法。
前記分散質が、バインダおよび導電剤をさらに含み、前記電極活物質が、リチウムイオン電池の正極活物質である、付記1から3のいずれかに記載の電極合剤スラリの混練方法。
前記電極活物質が、ニッケル酸リチウムを含み、前記バインダが、ポリフッ化ビニリデンを含み、前記分散媒が、N−メチル−2−ピロリドンとポリフッ化ビニリデンとを含む、付記4に記載の電極合剤スラリの混練方法。
電極活物質を含む分散質と分散媒とからなる電極合剤スラリの混練装置であって、
前記電極合剤スラリを収容する混練容器と、
前記混練容器に収容された前記電極合剤スラリを混練するための混練羽根を備え、駆動源によって回転駆動される混練軸と、
前記混練羽根が前記電極合剤スラリを混練する際に、前記混練軸にかかる荷重と、前記混練軸の回転速度またはひずみ速度と、を測定する検知部と、
前記検知部による測定値から前記電極合剤スラリの降伏応力を算出し、該算出した降伏応力に基づいて、前記電極合剤スラリの混練を継続するか否かを判定する制御部と、
を有する電極合剤スラリの混練装置。
前記制御手段は、前記算出した降伏応力が所定の範囲内にあるか否かに基づいて、前記電極合剤スラリの混練を継続するか否かを判定する、付記6に記載の電極合剤スラリの混練装置。
前記制御手段は、前記算出した降伏応力が所定の範囲内にある場合、前記電極合剤スラリの混練を継続すると判定し、前記算出した降伏応力が所定の範囲内にない場合、前記電極合剤スラリの混練を中断または終了すると判定する、付記7に記載の電極合剤スラリ
(付記9)
付記1から5のいずれかに記載の電極合剤スラリの混練方法を含む、電極の製造方法。
付記9に記載の電極の製造方法により製造される電極。
付記9に記載の電極の製造方法により製造される電極を有する電池。
2 スラリ
3 混練容器
4 混練モータ
5 混練羽根
6 混練軸
7 検知部
9 荷重変換器
10 データ処理部
Claims (8)
- 電極活物質を含む分散質と分散媒とからなる電極合剤スラリの混練方法であって、
回転駆動する混練軸に設けられた混練羽根により、混練容器に収容された前記電極合剤スラリを混練する工程を含み、
前記混練する工程が、
前記混練軸にかかる荷重と、前記混練軸の回転速度またはひずみ速度とを測定する工程と、
前記荷重の測定値および前記回転速度またはひずみ速度の測定値から、前記電極合剤スラリの剪断応力および剪断速度をそれぞれ算出し、該算出した剪断応力および剪断速度をそれぞれ縦軸および横軸にプロットして得られる曲線または直線を所定の近似式で近似し、得られた近似曲線または近似直線の切片として、前記電極合剤スラリの降伏応力を算出する工程と、
前記算出された降伏応力に基づいて、前記混練する工程を継続するか否かを判定する工程と、
を含む、電極合剤スラリの混練方法。 - 前記判定する工程が、前記算出した降伏応力が所定の範囲内にあるか否かに基づいて、前記混練する工程を継続するか否かを判定することを含む、請求項1に記載の電極合剤スラリの混練方法。
- 前記算出した降伏応力が所定の範囲内にある場合、前記混練する工程を継続し、前記算出した降伏応力が所定の範囲内にない場合、前記混練する工程を中断または終了する、請求項2に記載の電極合剤スラリの混練方法。
- 前記分散質が、バインダおよび導電剤をさらに含み、前記電極活物質が、リチウムイオン電池の正極活物質である、請求項1から3のいずれか1項に記載の電極合剤スラリの混練方法。
- 前記電極活物質が、ニッケル酸リチウムを含み、前記バインダが、ポリフッ化ビニリデンを含み、前記分散媒が、N−メチル−2−ピロリドンとポリフッ化ビニリデンとを含む、請求項4に記載の電極合剤スラリの混練方法。
- 電極活物質を含む分散質と分散媒とからなる電極合剤スラリの混練装置であって、
前記電極合剤スラリを収容する混練容器と、
前記混練容器に収容された前記電極合剤スラリを混練するための混練羽根を備え、駆動源によって回転駆動される混練軸と、
前記混練羽根が前記電極合剤スラリを混練する際に、前記混練軸にかかる荷重と、前記混練軸の回転速度またはひずみ速度と、を測定する検知部と、
前記検知部による前記荷重の測定値および前記回転速度またはひずみ速度の測定値から、前記電極合剤スラリの剪断応力および剪断速度をそれぞれ算出し、該算出した剪断応力および剪断速度をそれぞれ縦軸および横軸にプロットして得られる曲線または直線を所定の近似式で近似し、得られた近似曲線または近似直線の切片として、前記電極合剤スラリの降伏応力を算出し、該算出した降伏応力に基づいて、前記電極合剤スラリの混練を継続するか否かを判定する制御部と、
を有する電極合剤スラリの混練装置。 - 前記制御部は、前記算出した降伏応力が所定の範囲内にあるか否かに基づいて、前記電極合剤スラリの混練を継続するか否かを判定する、請求項6に記載の電極合剤スラリの混練装置。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載の電極合剤スラリの混練方法を含む、電極の製造方法。
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