JP7822906B2 - 分散液の貯蔵装置及び貯蔵方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、分散液の貯蔵装置及び貯蔵方法に関する。

電池において電極の活物質含有層を形成するスラリー等の分散液の貯蔵において、分散液を貯留可能な容器を備える貯蔵装置が用いられている。このような貯蔵装置では、容器の内部空洞に撹拌翼が配置され、容器に分散液が貯留されている状態において撹拌翼を自転させることにより、分散液において粒子の沈降及び流動性の低下等を抑制している。

ここで、容器に貯留される分散液として、粒子同士が凝集し易いものがある。粒子同士が凝集し易い分散液が容器に貯留される場合、貯留される分散液において、前述のように粒子の沈降及び流動性の低下等を抑制するとともに、凝集した粒子を適切に再分散することが、求められている。そして、貯留される分散液において、粒子を適切な分散状態で維持することが、求められている。

特開２０１７－１６８１８９号公報 国際公開第２０１６／０３９０６７号公報 特開２０１６－４６１８８号公報

本発明が解決しようとする課題は、貯留される分散液において、粒子の沈降及び流動性の低下を抑制するとともに、粒子の適切な分散状態を維持する貯蔵装置及び貯蔵方法を提供することにある。

実施形態によれば、分散液の貯蔵装置は、容器、撹拌翼、分散翼、検出部及び制御部を備える。容器は、内部空洞に分散液を貯留可能である、撹拌翼は、容器の内部空洞において第１の軸を中心として自転可能である。分散翼は、容器の内部空洞において第１の軸とは異なる第２の軸を中心として撹拌翼の自転の回転数より大きな回転数で自転可能であるとともに、第２の軸が第１の軸を中心に撹拌翼の自転の回転数より小さな回転数で公転可能である。検出部は、内部空洞に貯留されている分散液における粒子の分散状態を検出可能である。制御部は、検出部での検出結果に基づいて、撹拌翼の自転動作、及び、分散翼の自転動作及び公転動作を制御可能である。

図１は、実施形態に係る貯蔵装置の一例を示す概略図である。 図２は、実施形態に係る貯蔵装置の撹拌翼の一例を示す概略図である。 図３は、実施形態に係る貯蔵装置の分散翼の一例を概略的に示す斜視図である。 図４は、実施形態に係る貯蔵装置において、容器の内部空洞、及び、内部空洞に配置される撹拌翼及び分散翼を鉛直上側から視た状態で示す概略図である。 図５は、実施形態に係る貯蔵装置において、循環流路及びその近傍の構成の一例を示す概略図である。 図６は、実施形態に係る貯蔵装置において、循環流路及びその近傍の構成の図５とは別の一例を示す概略図である。 図７は、実施形態に係る制御部によって行われる、撹拌翼及び分散翼の動作制御における処理の一例を概略的に示すフローチャートである。 図８は、実施形態に係る制御部によって行われる、分散液における粒子の分散状態を示す画像から粒子の分散状態に関連する指標を算出する処理の一例を概略的に示すフローチャートである。 図９は、実施形態に係る制御部によって行われる、分散液における粒子の分散状態を示す画像から炭素材料の粒子の大きさを算出する処理の一例を示す概略図である。

以下、実施形態等について、図面を参照して説明する。

図１は、実施形態に係る貯蔵装置１の一例を示す。図１に示すように、貯蔵装置１は、容器（タンク）２、撹拌翼３、分散翼５、検出部６及び制御部７を備える。容器２の内部には、内部空洞８が形成され、容器２は、鉛直方向（矢印Ｚで示す方向）に沿った中心軸（図示しない）を有する。容器２の内部空洞８には、分散液Ｌを貯留可能である。分散液Ｌとしては、例えば、リチウムイオン二次電池等の電池において電極の活物質含有層を形成するスラリーが、挙げられる。活物質含有層を形成するスラリーが分散液Ｌとなる場合、分散液Ｌは、炭素材料の粒子を含み得る。

また、貯蔵装置１には、容器２の内部空洞８に分散液Ｌを供給する供給流路１１、及び、内部空洞８から分散液Ｌを排出する排出流路１２等が形成される。内部空洞８へは、前の工程等において調整された分散液Ｌが、例えば、ポンプを用いた吐出又は圧送等によって、供給流路１１を通して供給される（図１の矢印Ｆ１）。また、ある一例では、内部空洞８への排出流路１２の接続部分に、開閉弁（図示しない）が設けられ、開閉弁を開くことにより、内部空洞８から排出流路１２を通して、分散液Ｌが排出される（図１の矢印Ｆ２）。

図２は、撹拌翼３の一例を示す。図２の一例では、撹拌翼３は、シャフト部１５、一対の翼部１６及び一対の中継部１７を備える。シャフト部１５及び一対の翼部１６のそれぞれは、鉛直方向に沿って延設される。撹拌翼３は、シャフト部１５の中心軸が容器２の中心軸と同軸又は略同軸になる状態で、内部空洞８に配置される。そして、内部空洞８では、一対の翼部１６のそれぞれは、シャフト部１５に対して外周側に配置される。また、図１及び図２等の一例では、一対の翼部１６は、シャフト部１５の中心軸の軸回り方向（内部空洞８の周方向）について、互いに対して１８０°又は略１８０°離れて配置される。一対の中継部１７のそれぞれは、シャフト部１５の鉛直下側の端と一対の翼部１６の対応する一方の鉛直下側の端との間を、接続する。前述のような構成であるため、撹拌翼３では、シャフト部１５、一対の翼部１６及び一対の中継部１７によって、Ｗ形状又は略Ｗ形状が形成される。

図３は、分散翼５の一例を示す。図３の一例では、分散翼５は、シャフト部２１及びベース板部２２を備える。シャフト部２１は、鉛直方向に沿って延設され、ベース板部２２は、シャフト部２１の鉛直下側の端に接続される。分散翼５では、シャフト部２１の中心軸が、ベース板部２２の中心軸と同軸又は略同軸になる。ベース板部２２の外周端部には、複数の翼部２３が形成される。複数の翼部２３は、ベース板部２２の周方向に沿って並んで配置され、ベース板部２２の外周端部は、複数の翼部２３によって、ベース板部２２の全周に渡ってギザギザ形状（jagged shape）又は凸凹形状に形成される。また、ベース板部２２では、複数の翼部２３のそれぞれは、翼部２３に対して内周側の部位に対して、折曲がる。分散翼５は、内部空洞８において、撹拌翼３のシャフト部１５に対して外周側に配置される。

図４は、容器２の内部空洞８、及び、内部空洞８に配置される撹拌翼３及び分散翼５を鉛直上側から視た状態を示す。図１、図２及び図４等に示すように、撹拌翼３は、内部空洞８において、軸（第１の軸）Ｒ１を中心として自転可能である。軸Ｒ１は、シャフト部１５の中心軸と同軸又は略同軸になるとともに、容器２の中心軸と同軸又は略同軸となる。容器２の内部空洞８に分散液Ｌが貯留されている状態において撹拌翼３が自転することにより（図１及び図４の矢印Ａ１）、分散液Ｌが撹拌される。そして、撹拌翼３を用いた分散液Ｌの撹拌によって、分散液Ｌにおいて粒子の沈降及び流動性の低下等が抑制される。なお、図４等の一例では、矢印Ａ１の方向に撹拌翼３が自転するが、矢印Ａ１とは反対方向に撹拌翼３が自転してもよい。

図１及び図４等に示すように、内部空洞８では、分散翼５は、軸Ｒ１に対して外周側に配置される。また、分散翼５は、内部空洞８において、軸（第２の軸）Ｒ２を中心として自転可能である。軸Ｒ２は、鉛直方向に沿うとともに、シャフト部２１の中心軸と同軸又は略同軸になる。また、軸Ｒ２は、内部空洞８において、軸Ｒ１に対して外周側に位置する。容器２の内部空洞８に貯留されている分散液Ｌにおいて、粒子が凝集しても、分散翼５が自転することにより（図１及び図４の矢印Ｂ１）、粒子の凝集体に、すなわち、多数の粒子が凝集した凝集粒子に、せん断力が作用する。これにより、凝集した粒子が、再分散される。なお、図４等の一例では、矢印Ｂ１の方向に分散翼５が自転するが、矢印Ｂ１とは反対方向に分散翼５が自転してもよい。

また、分散翼５は、撹拌翼３の自転動作の中心軸となる軸（第１の軸）Ｒ１を中心とし、公転可能である。すなわち、分散翼５は、分散翼５の自転動作の中心軸となる軸Ｒ２（第１の軸とは異なる第２の軸）が、撹拌翼３の自転動作の中心軸である軸Ｒ１の軸回り方向（撹拌翼３のシャフト部１５の周方向）に沿って公転可能である。分散翼５が公転する（すなわち、分散翼５の自転の中心軸Ｒ２が撹拌翼３の自転の中心軸Ｒ１を中心に回転する）ことにより（図１及び図４の矢印Ｂ２）、内部空洞８に貯留されている分散液Ｌにおいて、凝集した粒子が分散翼５の自転によって再分散される領域が、変化する。また、分散翼５が公転することにより、撹拌翼３が自転していない状態においても、内部空洞８に貯留されている分散液Ｌが撹拌される。

貯蔵装置１は、駆動源２５，２６を備える。駆動源２５には、モータ等の駆動部材が設けられる。駆動源２５において駆動部材を駆動することにより、撹拌翼３は、軸Ｒ１を中心として前述のように自転動作する。駆動源２６には、モータ等の駆動部材が１つ以上設けられる。駆動源２６において駆動部材を駆動することにより、分散翼５は、軸Ｒ２を中心として前述のように自転動作するとともに、軸Ｒ１を中心として前述のように公転動作する。ある一例では、駆動源２６において、１つの駆動部材を駆動することにより、分散翼５を自転動作させる動力、及び、分散翼５を公転動作させる動力の両方が発生する。別のある一例では、駆動源２６に、駆動されることにより分散翼５を自転動作させる動力を発生する駆動部材、及び、駆動されることにより分散翼５を公転動作させる動力を発生する駆動部材が、互いに対して別部材として設けられる。

制御部（コントローラ）７は、例えば、１つ以上のコンピュータ等から構成され、プロセッサ又は集積回路、及び、メモリ等の記憶媒体を備える。プロセッサ又は集積回路は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、マイコン、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、及び、ＤＳＰ（Digital Signal processor）等のいずれかを含む。制御部７は、プロセッサ等を１つのみ備えてもよく、プロセッサ等を複数備えてもよい。ある一例では、制御部７は、クラウド環境のサーバから構成される。この場合、制御部７は、仮想ＣＰＵ等の仮想プロセッサ及びクラウドメモリを備える。

制御部７は、駆動源２５の駆動を制御することにより、撹拌翼３の自転動作を制御可能であり、撹拌翼３の自転動作を制御する。そして、制御部７は、駆動源２６の駆動を制御することにより、分散翼５の自転動作及び公転動作を制御可能であり、分散翼５の自転動作及び公転動作を制御する。また、分散翼５の自転速度（自転の回転数）は、撹拌翼３の自転速度（撹拌翼自転回転数）より、速い（大きい）。そして、分散翼５の公転速度（公転の回転数）は、撹拌翼３の自転速度より、遅い（小さい）。ある一例では、撹拌翼３の自転速度が４０ｒｐｍ以上かつ５０ｒｐｍ以下となる。そして、分散翼５の自転速度が、５００ｒｐｍ以上かつ１０００ｒｐｍ以下となり、分散翼５の公転速度が、１０ｒｐｍ以上かつ２０ｒｐｍ以下となる。なお、撹拌翼３の自転速度（撹拌翼自転回転数）、分散翼５の自転速度（分散翼自転回転数）及び分散翼５の公転速度（分散翼公転回転数）については、それぞれ、予め定めた範囲内で可変としても構わない。この場合であっても、分散翼自転回転数の最小値は、撹拌翼自転回転数の最大値よりも大きく、分散翼公転回転数の最大値は、撹拌翼自転回転数の最小値よりも小さく設定することが好ましい。

検出部６は、内部空洞８に貯留されている分散液Ｌにおける粒子の分散状態を検出可能であり、分散液Ｌにおける粒子の分散状態を検出する。図１等の一例では、貯蔵装置１に、容器２の内部空洞８と連通可能な循環流路３０が設けられる。循環流路３０には、内部空洞８から分散液Ｌを導入可能であるとともに、循環流路３０に導入された分散液Ｌは、内部空洞８へ排出可能である。図１等の一例では、検出部６は、循環流路３０において、分散液Ｌでの粒子の分散状態を検出する。

図５は、循環流路３０及びその近傍の構成の一例を示す。図５の一例では、循環流路３０は、導入口３１及び排出口３２を有し、導入口３１及び排出口３２のそれぞれにおいて、内部空洞８と連通する。また、循環流路３０では、検査領域３３において、分散液Ｌでの粒子の分散状態が、検出部６によって検出される。循環流路３０には、ポンプ３５が配置され、ポンプ３５の作動は、例えば、制御部７によって制御される。ポンプ３５を作動することにより、内部空洞８から導入口３１を通して、分散液Ｌが循環流路３０へ導入される。そして、循環流路３０に導入された分散液Ｌは、排出口３２を通して、内部空洞８へ排出される。このため、ポンプ３５を作動することにより、内部空洞８と循環流路３０の検査領域３３との間で、分散液Ｌが循環する（図５の矢印Ｆ３）。検出部６は、内部空洞８と検査領域３３との間で分散液Ｌが循環している状態で、検査領域３３において、分散液Ｌでの粒子の分散状態を検出する。

図６は、循環流路３０及びその近傍の構成の図５とは別の一例を示す。図６の一例でも、図５の一例と同様に、循環流路３０は、導入口３１及び排出口３２を有し、循環流路３０にポンプ３５が配置される。そして、循環流路３０では、検査領域３３において、分散液Ｌでの粒子の分散状態が、検出部６によって検出される。ただし、本一例では、導入口３１に開閉弁３６が配置され、排出口３２に開閉弁３７が配置される。導入口３１では、開閉弁３６が開いた状態でのみ、内部空洞８から循環流路３０へ分散液Ｌを導入可能となり、開閉弁３６が閉じた状態では、内部空洞８から循環流路３０へ分散液Ｌが導入されない。また、排出口３２では、開閉弁３７が開いた状態でのみ、循環流路３０から内部空洞８へ分散液Ｌを排出可能となり、開閉弁３７が閉じた状態では、循環流路３０から内部空洞８へ分散液Ｌが排出されない。開閉弁３６，３７の開閉は、例えば、制御部７によって制御される。

図６の一例では、循環流路３０の検査領域３３に対して並列に、バイパス流路３８が形成される。バイパス流路３８の一端は、検査領域３３及びポンプ３５に対して導入口３１に近い側の位置で、循環流路３０と連通する。そして、バイパス流路３８の他端は、検査領域３３及びポンプ３５に対して排出口３２に近い側の位置で、循環流路３０と連通する。検出部６を用いて検出を行う場合は、開閉弁３６，３７を開いた状態でポンプ３５を作動し、内部空洞８と循環流路３０の検査領域３３との間で分散液Ｌを循環させる。そして、内部空洞８と検査領域３３との間で分散液Ｌが循環している状態において、ポンプ３５を作動させたまま、開閉弁３６，３７を閉じる。これにより、循環流路３０へ内部空洞８から分散液Ｌが導入されなくなるとともに、内部空洞８から循環流路３０へ分散液Ｌが排出されなくなる。そして、循環流路３０の検査領域３３とバイパス流路３８との間で、分散液Ｌが循環する（図６の矢印Ｆ４）。検出部６は、バイパス流路３８と検査領域３３との間で分散液Ｌが循環している状態で、検査領域３３において、分散液Ｌでの粒子の分散状態を検出する。

ある一例では、検出部６は、分散液Ｌでの粒子の分散状態の検出において、分散液Ｌにおける粒子の分散状態を示す画像を取得する。すなわち、検出部６の検出結果として、分散液Ｌにおける粒子の分散状態を示す画像が、取得される。この場合、図５の一例の構成及び図６の一例の構成のいずれかにおいて、検出部６による検出が行われる。そして、検出部６は、カメラ等の撮影装置を備え、検出部６による検出では、検査領域３３において、内部空洞８又はバイパス流路３８との間で循環する分散液Ｌを、撮影する。これにより、分散液Ｌにおける粒子の分散状態を示す画像が取得される。

別のある一例では、検出部６は、分散液Ｌでの粒子の分散状態の検出において、分散液Ｌの粘度を計測する。すなわち、検出部６の検出結果として、分散液Ｌの粘度が、取得される。この場合、図６の一例の構成において、検出部６による検出が行われる。そして、検出部６は、粘度計を備え、検出部６による検出では、検査領域３３において、バイパス流路３８との間で循環する分散液Ｌの粘度を計測する。分散液Ｌにおいて粒子が凝集しているほど、分散液Ｌの粘度は高く、分散液Ｌにおいて粒子が分散しているほど、分散液Ｌの粘度は低い。

別のある一例では、検出部６は、分散液Ｌでの粒子の分散状態の検出において、パルスＮＭＲ（Nuclear Magnetic Resonance）法によって、分散液Ｌにおける分子の運動性を示すパラメータを計測する。すなわち、検出部６の検出結果として、分散液Ｌにおける分子の運動性を示すパラメータが、取得される。この場合、図６の一例の構成において、検出部６による検出が行われる。そして、検査領域３３において、バイパス流路３８との間で循環する分散液Ｌに、磁場をパルス状に印加する。パルス状に磁場が印加されることにより、分散液Ｌにおいて、プロトンの核スピンが励起状態になり、検査領域３３を通って循環する分散液Ｌの磁化強度が上昇する。そして、パルス状に磁場が印加されてからある程度の時間が経過すると、分散液Ｌにおいて、プロトンの核スピンが励起状態から基底状態に戻り、分散液Ｌの磁化強度が元の大きさまで低下する。

本一例では、検出部６は、プロトンの核スピンが励起状態となった分散液Ｌについて、核スピンが励起状態から基底状態に戻るまでに要する時間である緩和時間を、分散液Ｌにおける分子の運動性を示すパラメータとして計測する。この際、検査領域３３を通って循環する分散液Ｌについて、パルス状に磁場を印加した時点からの磁化強度の時間変化を計測する。そして、磁場の印加によって上昇した磁化強度が元の大きさに戻るまでに要した時間を、緩和時間として計測する。分散液Ｌにおいて粒子が凝集しているほど、前述のようにして計測される緩和時間は長い。そして、分散液Ｌにおいて粒子が分散しているほど、緩和時間は短い。

なお、分散液Ｌでの粒子の分散状態の検出では、分散液Ｌにおける粒子の分散状態を示す画像を取得すること、分散液Ｌの粘度を計測すること、及び、パルスＮＭＲ法によって分散液Ｌにおける分子の運動性を示すパラメータを計測することの１つ以上が行われればよい。したがって、ある一例では、分散液Ｌでの粒子の分散状態の検出において、分散液Ｌにおける粒子の分散状態を示す画像を取得すること、分散液Ｌの粘度を計測すること、及び、パルスＮＭＲ法によって分散液Ｌにおける分子の運動性を示すパラメータを計測することの複数が行われてもよい。

制御部７は、分散液Ｌでの粒子の分散状態についての検出部６による検出結果を取得する。このため、制御部７は、分散液Ｌにおける粒子の分散状態を示す画像、分散液Ｌの粘度の計測結果、及び、前述した緩和時間の計測結果等の分散液Ｌにおける分子の運動性を示すパラメータの計測結果のいずれか１つ以上を、検出部６での検出結果として取得する。制御部７は、検出部６での検出結果に基づいて、撹拌翼３の自転動作、及び、分散翼５の自転動作及び公転動作を制御する。

図７は、実施形態において制御部７によって行われる、撹拌翼３及び分散翼５の動作制御における処理の一例を示す。図７の一例の処理は、容器２の内部空洞８に分散液Ｌが貯留されている状態において、定期的に行われる。また、図７の一例の処理は、撹拌翼３のみが自転し、かつ、分散翼５が自転及び公転していない状態、分散翼５のみが自転及び公転し、かつ、撹拌翼３が自転していない状態、及び、撹拌翼３が自転し、かつ、分散翼５が自転及び公転している状態のいずれかにおいて、開始される。

図７の一例の処理を開始すると、制御部７は、検出部６での検出結果に基づいて、分散液Ｌでの粒子の分散状態に関連する指標を取得する（Ｓ１０１）。この際、例えば、検出部６での検出において分散液Ｌの粘度が計測される場合は、計測された分散液Ｌの粘度が、粒子の分散状態に関連する指標として、取得される。また、前述した緩和時間等の分散液Ｌにおける分子の運動性を示すパラメータが計測される場合は、計測されたパラメータが、粒子の分散状態に関連する指標として、取得される。また、検出部６での検出によって分散液Ｌにおける粒子の分散状態を示す画像が取得される場合、制御部７は、粒子の分散状態を示す画像を画像処理する等して、粒子の分散状態に関連する指標を算出する。

そして、制御部７は、取得した指標に基づいて、分散液Ｌにおいて粒子が基準レベルを超えて凝集しているか否かを判定する（Ｓ１０２）。この際、例えば、分散液Ｌの粘度が指標として取得されている場合は、制御部７は、分散液Ｌの粘度について閾値を設定する。そして、計測された分散液Ｌの粘度が閾値以上の場合は、制御部７は、分散液Ｌにおいて粒子が基準レベルを超えて凝集していると判定する。一方、計測された分散液Ｌの粘度が閾値より小さい場合は、制御部７は、分散液Ｌにおいて粒子の凝集状態が基準レベルを超えていないと判定する。

また、前述した緩和時間が指標として取得されている場合は、制御部７は、緩和時間について閾値を設定する。そして、計測された緩和時間が閾値以上の場合は、制御部７は、分散液Ｌにおいて粒子が基準レベルを超えて凝集していると判定する。一方、計測された緩和時間が閾値より短い場合は、制御部７は、分散液Ｌにおいて粒子の凝集状態が基準レベルを超えていないと判定する。また、粒子の分散状態を示す画像を画像処理することにより指標が算出される場合は、制御部７は、算出される指標に関して閾値を設定する。そして、制御部７は、算出された指標が閾値以上であるか否か等に基づいて、分散液Ｌにおいて粒子が基準レベルを超えて凝集しているか否かを判定する。

分散液Ｌにおいて粒子の凝集状態が基準レベルを超えていない場合は（Ｓ１０２－Ｎｏ）、制御部７は、撹拌翼３を自転させる（Ｓ１０３）。この際、分散翼５は、自転させず、かつ、公転させない。一方、分散液Ｌにおいて粒子が基準レベルを超えて凝集している場合は（Ｓ１０２－Ｙｅｓ）、制御部７は、撹拌翼３を自転させる（Ｓ１０４）。そして、制御部７は、分散翼５を自転及び公転させる（Ｓ１０５）。したがって、制御部７は、分散液Ｌにおいて粒子が基準レベルを超えて凝集していることに基づいて、分散翼５を自転及び公転させる。ある一例では、分散液Ｌにおいて粒子が基準レベルを超えて凝集している場合において、Ｓ１０４の処理が行われず、制御部７は、撹拌翼３を自転させなくてもよい。この場合も、制御部７は、分散液Ｌにおいて粒子が基準レベルを超えて凝集していることに基づいて、Ｓ１０５の処理を行い、分散翼５を自転及び公転させる。

図７等の一例では、分散液Ｌにおいて粒子の凝集状態が基準レベルを超えていない場合、粒子が基準レベルを超えて凝集しているか否かについての次回の判定まで、制御部７は、撹拌翼３を継続して自転させる。また、ある一例では、分散液Ｌにおいて粒子が基準レベルを超えて凝集している場合、粒子が基準レベルを超えて凝集しているか否かについての次回の判定まで、制御部７は、分散翼５を継続して自転及び公転させる。別のある一例では、分散液Ｌにおいて粒子が基準レベルを超えて凝集していると判定した後、制御部７は、規定時間の間だけ、分散翼５を継続して自転及び公転させる。そして、規定時間の終了時点において、制御部７は、分散翼５の自転及び公転を停止させる。そして、規定時間の終了時点から粒子が基準レベルを超えて凝集しているか否かについての次回の判定まで、制御部７は、撹拌翼３を継続して自転させる。この際、分散翼５は、自転せず、かつ、公転しない。

図８は、分散液Ｌにおける粒子の分散状態を示す画像から粒子の分散状態に関連する指標を算出する処理の一例を示す。図８の一例の処理は、図７の一例のＳ１０１の処理に相当する。制御部７は、図８の一例の処理を行う前に、検出部６での検出結果として、分散液Ｌにおける粒子の分散状態を示す画像を取得する。また、図８の一例では、分散液Ｌは、例えば、電池の電極において活物質含有層を形成するスラリー等であり、炭素材料を含む。

図８の一例の処理を開始すると、制御部７は、取得した画像に対して、コントラストを高くする処理、及び、エッジ検出処理等を行うことにより、分散液Ｌに含まれる粒子を画像から検出する（Ｓ１１１）。この際、微粒子に加えて、多数の微粒子が凝集した凝集粒子も、粒子として検出される。そして、制御部７は、画像における明暗及び色等に基づいて、検出した粒子の中から、炭素材料の粒子を検出する（Ｓ１１２）。この際、例えば、Ｓ１１１で検出した粒子の中で暗さが基準値を超えている粒子が、炭素材料の粒子として検出される。炭素材料の粒子として検出される粒子には、炭素材料の微粒子、及び、多数の炭素材料の微粒子が凝集した凝集粒子が含まれる。

そして、制御部７は、検出した炭素材料の粒子のそれぞれについて、その炭素材料の粒子全体が含まれる状態に長方形を設定する（Ｓ１１３）。長方形のそれぞれは、対応する炭素材料の粒子全体が含まれる範囲で、最小の大きさに設定される。そして、制御部７は、設定した長方形のそれぞれについて、長辺の長さを算出する（Ｓ１１４）。そして、制御部７は、設定した全ての長方形の長辺の長さの平均値を算出する（Ｓ１１５）。図８の一例では、Ｓ１１５で算出された長方形の長辺の長さの平均値が、分散液Ｌにおける炭素材料の粒子の大きさとして算出される。そして、算出された炭素材料の粒子の大きさが、分散液Ｌでの粒子の分散状態に関連する指標として、用いられる。したがって、特定の材料についての粒子の大きさが、分散液Ｌでの粒子の分散状態に関連する指標として算出される。

図９は、分散液Ｌにおける粒子の分散状態を示す画像から炭素材料の粒子の大きさを算出する一例を示す。図９の一例では、分散液Ｌにおける粒子の分散状態を示す画像として、画像Ｉ１が取得される。そして、画像Ｉ１において、炭素材料の粒子Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３が検出される。図９では、粒子Ｃ１～Ｃ３は、斜線のハッチングで示す。そして、粒子Ｃ１全体を含む最小の大きさの長方形として、長方形α１が設定され、粒子Ｃ２全体を含む最小の大きさの長方形として、長方形α２が設定され、粒子Ｃ３全体を含む最小の大きさの長方形として、長方形α３が設定される。そして、長方形α１の長辺の長さＬ１、長方形α２の長辺の長さＬ２、及び、長方形α３の長辺の長さＬ３の平均値が、分散液Ｌにおける炭素材料の粒子の大きさとして算出され、分散液Ｌでの粒子の分散状態に関連する指標として用いられる。

図８の一例のように、分散液Ｌにおける炭素材料の粒子の大きさが指標として算出される場合、制御部７は、炭素材料の粒子の大きさについて閾値を設定する。そして、算出された炭素材料の粒子の大きさが閾値以上の場合は、制御部７は、分散液Ｌにおいて粒子が基準レベルを超えて凝集していると判定する。一方、算出された炭素材料の粒子の大きさが閾値より小さい場合は、制御部７は、分散液Ｌにおいて粒子の凝集状態が基準レベルを超えていないと判定する。図８の一例のように指標が算出される場合も、制御部７は、分散液Ｌにおいて粒子が基準レベルを超えて凝集していることに基づいて、分散翼５を自転及び公転させる。このため、図８の一例のように指標が算出される場合、制御部７は、算出した粒子の大きさが閾値以上であることに基づいて、すなわち、特定の材料についての粒子の大きさが閾値以上であることに基づいて、分散翼５を自転及び公転させる。

本実施形態では、軸（第１の軸）Ｒ１を中心として撹拌翼３が自転可能であり、容器２の内部空洞８において軸Ｒ１に対して外周側に、分散翼５が配置される。そして、分散翼５は、撹拌翼３の自転速度より速い自転速度で軸（第２の軸）Ｒ２を中心として自転可能であるとともに、撹拌翼３の自転速度より遅い公転速度で軸Ｒ１を中心として公転可能である。このため、撹拌翼３の自転によって、分散液Ｌが撹拌可能になるとともに、分散翼５の自転及び公転によって、分散液Ｌにおいて凝集した粒子を再分散可能となる。

また、本実施形態では、分散液Ｌにおける粒子の分散状態を検出部６が検出し、検出部６での検出結果に基づいて、撹拌翼３の自転動作、及び、分散翼５の自転動作及び公転動作が適切に制御される。したがって、分散液Ｌでの粒子の分散状態に基づいて、撹拌翼３及び分散翼５の動作が制御される。これにより、貯留される分散液Ｌにおいて、粒子の沈降及び流動性の低下等が適切に抑制可能になるとともに、凝集した粒子を適切に再分散可能となる。したがって、分散液Ｌにおいて、粒子の適切な分散状態を維持可能となる。

また、本実施形態では、制御部７は、検出部６での検出結果に基づいて、分散液Ｌにおいて粒子が基準レベルを超えて凝集しているか否かを判定する。そして、分散液Ｌにおいて粒子が基準レベルを超えて凝集していることに基づいて、分散翼５が自転及び公転される。したがって、凝集した粒子を再分散することが必要な状態において、分散翼５が自転及び公転し、分散液Ｌにおいて粒子が適切に再分散される。これにより、分散液Ｌにおいて、粒子が適切な分散状態が維持される。

分散液Ｌにおいて粒子が適切な分散状態で維持されることにより、分散液Ｌを用いて製品を製造する場合等に、分散液Ｌを用いる後の工程での歩留まりが向上する。これにより、分散液Ｌを用いた製品を、安定して生産可能となる。また、分散液Ｌにおいて粒子が適切な分散状態で維持されることにより、分散液Ｌを用いた製品において性能等の低下が、有効に防止される。これにより、分散液Ｌを用いた製品の品質管理等が、適切に行われる。

また、本実施形態では、分散液Ｌにおける粒子の分散状態を検出において、分散液Ｌにおける粒子の分散状態を示す画像を取得すること、分散液Ｌの粘度を計測すること、及び、パルスＮＭＲ法によって分散液Ｌにおける分子の運動性を示すパラメータを計測することのいずれか１つ以上が、行われる。このため、分散液Ｌにおける粒子の分散状態が、適切に検出される。そして、適切に検出された検出結果に基づいて判定が行われるため、分散液Ｌにおいて粒子が基準レベルを超えて凝集しているか否かが、適切に判定される。

また、分散液Ｌにおける粒子の分散状態を示す画像を取得する場合は、内部空洞８と循環流路３０の検査領域３３との間で分散液Ｌが循環している状態、又は、バイパス流路３８と循環流路３０の検査領域３３との間で分散液Ｌが循環している状態において、分散液Ｌの画像が取得される。これにより、分散液Ｌにおける粒子の分散状態の検出結果として、分散液Ｌにおける粒子の分散状態を示す画像が、適切に取得される。

また、分散液Ｌにおける粒子の分散状態を示す画像を取得する場合、制御部７は、検出部６が取得した画像を解析することにより、分散液Ｌにおける粒子の大きさを算出する。これにより、例えば炭素材料の粒子の大きさ等の、特定の材料の粒子の大きさが適切に算出される。したがって、分散液Ｌでの粒子の分散状態に関連する指標として、特定の材料の粒子の大きさが適切に算出される。そして、制御部７は、適切に算出した粒子の大きさが閾値以上であることに基づいて、分散翼を自転及び公転させる。したがって、凝集した粒子を再分散することが必要な状態において、分散翼５が自転及び公転し、分散液Ｌにおいて粒子が適切に再分散される。

また、分散液Ｌの粘度を計測する場合、及び、パルスＮＭＲ法によって分散液Ｌにおける分子の運動性を示すパラメータを計測する場合のそれぞれでは、バイパス流路３８と循環流路３０の検査領域３３との間で分散液Ｌが循環している状態において、粘度及び分子の運動性を示すパラメータのそれぞれが計測される。これにより、分散液Ｌにおける粒子の分散状態の検出結果として、分散液Ｌの粘度、及び、分散液Ｌにおける分子の運動性を示すパラメータのそれぞれが、適切に取得される。

これらの少なくとも一つの実施形態又は実施例によれば、撹拌翼は、容器の内部空洞において第１の軸を中心として自転可能である。分散翼は、内部空洞において第１の軸とは異なる第２の軸を中心として撹拌翼の自転の回転数より大きな回転数で自転可能であるとともに、第２の軸が第１の軸を中心に撹拌翼の自転の回転数より小さい回転数で公転可能である。検出部は、貯留されている分散液における粒子の分散状態を検出可能であり、制御部は、検出結果に基づいて、撹拌翼及び分散翼の動作を制御可能である。これにより、貯留される分散液において、粒子の沈降及び流動性の低下を抑制するとともに、粒子の適切な分散状態を維持する貯蔵装置及び貯蔵方法を提供することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…貯蔵装置、２…容器、３…撹拌翼、５…分散翼、６…検出部、７…制御部、２５，２６…駆動源、３０…循環流路、Ｌ…分散液、Ｒ１…軸（第１の軸）、Ｒ２…軸（第２の軸）。

Claims (5)

1. 内部空洞に分散液を貯留可能な容器と、
   前記容器の前記内部空洞において第１の軸を中心として自転可能な撹拌翼と、
   前記容器の前記内部空洞において前記第１の軸とは異なる第２の軸を中心として前記撹拌翼の自転の回転数より大きな回転数自転可能であるとともに、前記第２の軸が前記第１の軸を中心に前記撹拌翼の自転の回転数より小さな回転数で公転可能な分散翼と、
   前記内部空洞に貯留されている前記分散液における粒子の分散状態を検出可能な検出部と、
   前記検出部での検出結果に基づいて、前記撹拌翼の自転動作、及び、前記分散翼の自転動作及び公転動作を制御可能な制御部と、
   を具備する、分散液の貯蔵装置。
2. 前記検出部は、前記分散液における前記粒子の前記分散状態を示す画像を取得すること、前記分散液の粘度を計測すること、及び、パルスＮＭＲ法によって前記分散液における分子の運動性を示すパラメータを計測することのいずれか１つ以上を行う、請求項１の貯蔵装置。
3. 前記制御部は、前記検出部が取得した前記画像を解析することにより、前記分散液における前記粒子の大きさを算出する、
   請求項２の貯蔵装置。
4. 前記制御部は、前記検出部での前記検出結果に基づいて、前記分散液において前記粒子が基準レベルを超えて凝集しているか否かを判定する、
   請求項１乃至３のいずれか１項の貯蔵装置。
5. 容器の内部空洞に分散液を貯留することと、
   前記内部空洞に貯留されている前記分散液における粒子の分散状態を検出することと、
   前記粒子の前記分散状態の検出結果に基づいて、前記内部空洞において第１の軸を中心として自転可能な撹拌翼の自転動作を制御することと、
   前記粒子の前記分散状態の検出結果に基づいて、前記内部空洞において前記第１の軸とは異なる第２の軸を中心として前記撹拌翼の自転の回転数より大きな回転数で自転可能であるとともに、前記第２の軸が前記第１の軸を中心に前記撹拌翼の自転の回転数より小さな公転速度で公転可能な分散翼の自転動作及び公転動作を制御することと、
   を具備する、分散液の貯蔵方法。