KR102380410B1

KR102380410B1 - 현탁체의 제조 장치

Info

Publication number: KR102380410B1
Application number: KR1020207009519A
Authority: KR
Inventors: 히로키 나카무라
Original assignee: 마츠모토 아키히코
Priority date: 2017-12-26
Filing date: 2018-08-29
Publication date: 2022-04-01
Also published as: JP6685054B2; EP3733272A1; WO2019130654A1; JPWO2019130654A1; JP6975991B2; EP3733272A4; CN111315470A; KR20200043480A; EP3733272C0; EP3733272B1; HUE063578T2; JP2020075250A

Abstract

[과제] 복수의 재료를 일정하게 혼합하여, 응집물이 없는 매끄러운 현탁체를 제조 가능한 제조 장치를 제공한다.
[해결 수단] 전극 재료를 수납하는 용기(2)와, 용기(2) 내의 중앙에서 상하 방향으로 뻗는 회전축(3)에 상하로 떨어져 부착되어 있는 1쌍의 제1 날개(4)와, 용기 내(2)이며, 1쌍의 제1 날개(4)를 둘러싸도록 배치되는 제2 날개(5)를 구비한다. 제1 날개(4)는 제1 회전 수단(11)에 의해, 제2 날개(5)는 제1 날개(4)와는 독립하여 제2 회전 수단(12)에 의해 회전 구동된다. 제2 날개(5)는 용기(2)의 반경 방향으로 일정한 폭을 가지고 상하 방향으로 뻗는 연직 날개부(5A)와, 각 연직 날개부(5A)의 하단부에 일단부가 결합되고, 타단부가 반경 방향 안쪽으로 뻗어, 전극 재료에 상방으로의 흐름을 생기게 하는 수평 날개부(5B)를 갖는다. 제1 날개(4)는 제2 날개(5)보다도 고속으로 회전되어, 전극 재료에 혼합 용기(2)의 상하 방향의 흐름을 생기게 한다.

Description

현탁체의 제조 장치

본 발명은 현탁체의 제조 장치에 관한 것으로, 특히 전극의 제조에 사용하는 현탁체의 제조 장치에 관한 것이다.

이차전지의 정극(正極) 및 부극(負極)은 전극 기판의 표면에 전극 재료를 혼합하여 이루어지는 현탁체를 도포하여 형성되는 것이 일반적이다. 예를 들면, 리튬 이온 이차전지의 정극 및 부극은 금속박의 표면에 현탁체를 도포하여 형성된다. 이하, 전극 제조에 사용하는 현탁체를 전극 현탁체라고 칭한다.

이 종류의 전극 현탁체는 전극 재료인 분말 재료와 용제를 혼합하여 생성되고 있다. 즉, 전극 활물질 분말, 도전재 분말 및 결착재 분말이 혼합되어 분말 재료로 되고, 이 혼합된 분말 재료에 용제를 투입하고, 회전 블레이드 등을 사용하여 혼합함으로써, 전극 현탁체가 형성된다. 이차전지의 전지 성능은 전극 현탁체의 성상이 크게 영향을 주기 때문에, 전극 재료를 균일하게 혼합하여 현탁체를 제조하는 공정은 전극 제조 및 전지 제조 중에서도 중요한 공정의 하나로 자리 매겨져 있다. 이러한 전극 현탁체의 제조 공정에서는 응집물이 없는 매끄러운 현탁체로 하는 것이 요구된다.

이러한 제조 장치에 있어서, 전지 정극의 활물질층에 사용되는 분말 재료의 분말 입경을 건식 방식에 의해 조정하는 기구와, 분말 입경이 조정된 상기 분말 재료와 용제를 혼합시키는 기구를 구비하는 제조 장치가 제안되었다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

일본 특개 2012-133931호

특허문헌 1 기재의 것에서는 분말 재료의 분말 입경을 조정하기 때문에, 제조할 때 조정이 난잡한 작업이 되고 있다. 본 발명은, 전술한 바와 같은 분말 입자 직경의 조정을 필수로 하지 않고, 응집물이 없는 매끄러운 현탁체를 제조하는 현탁체의 제조 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 하나의 양태의 현탁체의 제조 장치는 복수의 재료를 혼합시켜 현탁체를 제조하는 제조 장치로서, 상기 재료를 수납하는 용기와, 상기 용기 내에 회전 가능하게 배치되는 제1 날개와, 상기 제1 날개를 둘러싸도록 회전 가능하게 배치되는 제2 날개를 구비하고, 상기 제2 날개는 상기 용기의 반경 방향에 소정의 폭을 갖고, 상하 방향으로 뻗는 연직 날개부와, 상기 연직 날개부의 하단부에 일단부가 결합되고, 타단부가 반경 방향 안쪽으로 뻗는 수평 날개부를 구비하고, 상기 연직 날개부와 상기 용기의 내측면 사이에, 소정의 클리어런스를 갖는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 복수의 재료를 일정하게 혼합할 때, 제1 날개와 제2 날개의 수평 날개부에 의해 용기 내의 재료에 상하 방향으로의 흐름을 생기게 하고, 또한, 재료가 제1 날개에 의해 생기는 흐름에 의해 용기의 반경 방향 바깥쪽으로 보내지고, 제2 날개의 연직 날개부와 용기의 내측면 사이의 클리어런스에서 충분히 혼합되어, 응집물이 없는 매끄러운 현탁체가 제조된다. 이것에 의해, 전극의 현탁체를 제조하는 경우에는 매끄러운 전극 현탁체가 되어, 전지의 성능 향상에 기여하고, 또 제조 시간의 단축화에 의한 생산성의 향상도 도모할 수 있다.

또한, 이 현탁체의 제조 장치는 상기 제2 날개가 상부 중앙에 장치에 부착하기 위한 부착부와, 상기 부착부와 상기 연직 날개부를 연결하는 상기 용기의 반경 방향으로 뻗는 접속부를 구비한다. 이 구성에 의하면, 부착부에 의해 제2 날개의 장치로의 부착이 용이하게 된다. 또한, 접속부의 치수를 조정함으로써, 연직 날개부의 위치의 조정이 용이하게 된다.

또한, 이 현탁체의 제조 장치는 상기 제2 날개의 상기 접속부, 상기 연직 날개부, 상기 수평 날개부가 한 쌍으로 구성되고, 이 한 쌍의 상기 접속부, 상기 연직 날개부, 상기 수평 날개부가 상기 부착부를 대상으로 배치되어 있다. 이 구성에 의하면, 한 쌍의 접속부, 연직 날개부, 수평 날개부에 의해, 재료를 균일하게 효율적으로 혼련할 수 있다.

또한, 이 현탁체의 제조 장치는, 한 쌍의 상기 접속부가 상기 부착부를 대상으로 하여, 각각 상기 용기의 반경 방향으로 똑바로 뻗어, 상기 접속부와 상기 연직 날개부가 매끄럽게 이어져 있다. 이 구성에 의하면, 접속부가 부착부로부터 반경 방향으로 각도를 가지고 뻗어 있거나, 접속부와 연직 날개부가 각도를 가지고 접속되어 있거나 하면, 혼련시에 일부에 응력이 집중될 우려가 있고, 또 혼련에 기하지 않은 준비되지 않은 흐름이 생길 우려가 있다. 한편, 상기의 구성에 의하면, 응력의 집중을 억제하여 강도 향상으로 이어지고, 또한 준비되지 않은 흐름을 억제하여, 더욱 재료를 균일하게 효율적으로 혼련할 수 있다.

또한, 이 현탁체의 제조 장치는 상기 제2 날개가 한 쌍의 상기 접속부, 상기 연직 날개부, 상기 수평 날개부를 2세트 구비하고, 각 상기 접속부, 상기 연직 날개부, 상기 수평 날개부가 상기 부착부를 중심으로 90° 움직여서 배치하는 구성으로 해도 된다. 이 구성에 의하면, 접속부와 연직 날개부와 수평 날개부가 4개 배치된 제2 날개가 된다.

또한, 이 현탁체의 제조 장치는 상기 제2 날개부의 상기 수평 날개부가 상기 연직 날개부에 대해 경사지는 경사면을 갖는다. 이 구성에 의하면, 제2 날개의 수평 날개부가 단지 연직 방향으로 뻗어 구성되는 경우와 비교하여, 용기 내의 재료에 대하여 효과적으로 상방의 흐름을 생기게 하여, 제1 날개가 이것과 역방향의 하방으로의 흐름을 생기게 한 경우에, 재료끼리 서로 부딪쳐, 효과적으로 재료를 혼합할 수 있다.

또한, 이 현탁체의 제조 장치는 상기 제2 날개의 상기 수평 날개부가 중앙부에 개구를 갖는다. 이 구성에 의하면, 수평 날개부의 회전시에 저항을 억제함으로써 원활한 회전에 의해 재료를 효율적으로 혼합할 수 있고, 또 제2 날개에 걸리는 부가를 억제할 수 있다.

또한, 이 현탁체의 제조 장치는, 상기 제2 날개의 상기 수평 날개부는, 상기 용기 내에서, 재료에 상방으로의 흐름을 생기게 하는 것이다. 이 구성에 의하면, 수평 날개부에 의해 재료가 상방으로 옮겨지고, 그 재료가 제1 날개에 의해 용기의 벽면 방향으로 옮겨져, 혼련을 담당하는 연직 날개부로 옮겨진다. 이것에 의해, 효율이 좋은 혼련이 가능하게 된다.

또한, 이 현탁체의 제조 장치는 상기 제1 날개가 상기 용기의 연직 방향에 대하여 경사지는 경사면을 갖는다. 또한, 상기 제1 날개는, 상기 용기 내에서, 재료에 상방 또는 하방으로의 흐름을 생기게 하는 것이다. 이 구성에 의하면, 제1 날개가 단지 연직 방향으로 뻗어 구성되는 경우와 비교하여, 용기 내의 재료에 대하여 반경 방향 외방으로의 흐름과 더불어, 효과적으로 상하 방향의 흐름을 생기게 한다. 이것에 의해, 효율이 좋은 혼련이 가능하게 된다.

또한, 이 현탁체의 제조 장치는 상기 제1 날개를 회전시키는 제1 회전 수단과, 상기 제2 날개를 회전시키는 제2 회전 수단과, 이것들을 제어하는 회전 구동 제어 수단을 갖고, 상기 회전 구동 제어 수단은 상기 제1 날개를 상기 제2 날개보다도 고속으로 회전시킨다. 이 구성에 의하면, 제1 날개와 제2 날개로 회전속도를 바꿀 수 있어, 예를 들면, 제1 날개가 용기 내의 재료에 흐름을 생기게 하는 역할로 하고, 제2 날개가 재료를 혼합하는 역할로 하는 등, 각각의 역할에 맞는 적당한 회전속도로 할 수 있어, 재료를 효과적으로 혼합할 수 있다.

또한, 이 현탁체의 제조 장치는, 상기 회전 구동 제어 수단이, 상기 재료를 혼합하는 경우에는, 상기 제1 날개와 상기 제2 날개를 반대 방향으로 회전시켜, 당해 제1 날개가 상기 용기 내의 하방으로의 흐름을 생기게 하고, 상기 재료를 탈기하는 경우에는, 상기 제1 날개와 상기 제2 날개를 동일 방향으로 회전시켜, 당해 제1 날개가 상기 용기의 상방으로의 흐름을 생기게 한다.

이 구성에 의하면, 제2 날개의 수평 날개부가 용기 내의 재료에 대하여 상방의 흐름을 생기게 하고, 제1 날개가 이것과 역방향의 하방으로의 흐름을 생기게 한 경우에는, 재료끼리 서로 부딪쳐, 효과적으로 재료를 혼합할 수 있다. 한편, 제1 날개가 제2 날개의 수평 날개부와 함께 상방으로 흐름을 생기게 한 경우에는, 용기 내의 재료에 상방의 흐름을 주어, 재료 내의 공기를 효과적으로 탈기할 수 있다.

또한, 이 현탁체의 제조 장치는 상기 회전 구동 제어 수단이 상기 제1 날개를 300∼6000rpm의 범위에서 회전시키고, 상기 제2 날개를 1∼180rpm의 범위에서 회전시키는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1 날개를 600∼1800rpm의 범위에서 회전시키고, 상기 제2 날개를 3∼20rpm의 범위에서 회전시키는 것이 보다 바람직하다.

또한, 이 현탁체의 제조 장치는 상기 클리어런스가 2∼100mm인 것이 바람직하다. 클리어런스가 2mm보다 좁으면, 현탁체가 날개와 동반 회전해 버려 각종 재료가 섞어지지 않고, 또한 100mm보다 넓은 경우도 각종 재료가 효율적으로 혼합되지 않는다.

본 발명은 복수의 재료를 혼합할 때는, 제2 날개의 수평 날개부에 의해 재료에 상방으로의 흐름을 생기게 하고, 또한 제1 날개에 의해 발생하는 흐름에 의해 반경 방향 바깥쪽으로 보내져, 회전하고 있는 연직 날개부와 용기의 내측면 사이의 클리어런스에서 일정하게 혼합된다. 이것에 의해, 매끄러운 현탁체를 제조할 수 있다.

도 1은 하나의 실시형태에 따른 현탁체의 제조 장치의 개략 구성을 도시하는 정면도이다.
도 2는 하나의 실시형태에 따른 현탁체의 제조 장치의 개략 구성을 도시하는 사시도이다.
도 3은 하나의 실시형태에 따른 현탁체의 제조 장치의 개략 구성을 도시하는 측면도이다.
도 4는 하나의 실시형태에 따른 현탁체의 제조 장치의 개략 구성을 도시하는 평면도이다.
도 5는 재료 또는 현탁체의 용기에의 출입구부의 설명도이다.
도 6은 현탁체의 제조 장치의 변형예의 개략 구성을 도시하는 정면도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시형태를 도면에 기초하여 설명하지만, 본 발명은 이 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 특히, 본 실시형태에서는, 일례로서 전지의 전극 제조에 사용하는 현탁체(이하 「전극 현탁체」라고 칭함)를 제조하는 제조 장치를 예로 들어 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 전극 이외에 사용하는 현탁체에도 적용 가능하다.

[1. 제조 장치의 구조]

도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 따른 현탁체의 제조 장치의 개략 구성을 도시하는 정면도이다. 도 2는 동 사시도이다. 도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이, 전극 현탁체의 제조 장치(1)는 복수의 전극 재료를 수납하는 용기(2)와, 용기(2) 내의 중앙에서 상하 방향으로 뻗는 회전축(3)과, 한 쌍의 제1 날개(4)와, 제2 날개(5)를 주요 구성으로서 구비한다.

한 쌍의 제1 날개(4)는 회전축(3)에 상하로 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 제2 날개(5)는 용기(2) 내에서 한 쌍의 제1 날개(4)의 주위를 둘러싸도록 배치되어 있다. 또, 본 실시형태에서는, 제1 날개(4)를 한 쌍으로 구성하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면, 제1 날개(4)가 1개뿐인 구성으로 해도 된다.

용기(2)는 상방이 개구하는 용기 본체(2A)와, 용기 본체(2A)의 개구를 닫는 덮개부(2B)를 갖는다. 전극 재료를 혼합할 때는, 상측의 제1 날개(4)의 상방 위치까지 전극 재료가 채워져 있다. 또한, 용기(2)는 냉각 용기(21) 내에 수납된다.

제1 날개(4)는 4장의 날개부(4A)를 갖고, 각 날개부(4A)는 중심의 통 형상부(4B)의 외주에 둘레 방향으로 90° 간격으로 부착되고, 통 형상부(4B)의 축선에 대하여 45° 경사져서 부착되어 있다. 또한, 날개부(4A)의 장수나 경사각은 본 실시형태의 일례이며, 이것에 한정되지 않는다.

그리고, 통 형상부(4B)에는 회전축(3)이 관통하고, 통 형상부(4B)가 회전축에 부착되어 있다. 제1 날개(4)는, 회전축(3)의 회전 방향을 따라, 용기(2) 내에서 전극 재료에 상하 방향의 흐름을 생기게 함과 아울러, 전극 재료에 용기(2)의 반경 방향 바깥쪽으로의 흐름을 생기게 한다. 이러한 날개부(4A)는 평면시에서 십자 형상으로 배치되어 있다. 또한, 날개부(4A)의 십자 형상의 배치는 본 실시형태의 일례이며, 이것에 한정되지 않는다.

또한, 제1 날개(4)나 용기(2)의 치수는, 현탁체의 제조에 있어서, 하기 식에 의해 산출되는 범위가 바람직하다. 여기에서, 제1 날개(4)의 날개부(4A)의 수평 방향 길이(a)와, 용기(2)의 용기 본체(2A)의 내경(D)과의 관계는 하기 식 1이다.

a=D/(3∼4) ···(식 1)

제1 날개(4)의 날개부(4A)의 연직 방향 높이(b)와, 용기(2)의 용기 본체(2A)의 높이(L)와의 관계는 하기 식 2이다.

b=L/(5∼100) ···(식 2)

용기(2)의 용기 본체(2A)의 내경(D)과 높이(L)와의 관계는 하기 식 3이다.

D/L=0.3∼3···(식 3)

제2 날개(5)는 용기(2)의 반경 방향에 일정한 폭을 가지고 상하 방향으로 뻗는 2개의 연직 날개부(5A)와, 각 연직 날개부(5A)의 하단부에 일단부가 결합되고 타단부가 반경 방향 안쪽으로 뻗고, 전극 재료에 상방으로의 흐름을 생기게 하는 2개의 수평 날개부(5B)를 갖는다. 즉, 연직 날개부(5A)나 수평 날개부(5B)는 둘레 방향에서 180°의 동일 각도 간격으로 배치되고, 평면시에서 일자 형상으로 배치되어 있다(도 3 참조).

또한, 연직 날개부(5A)와 수평 날개부(5B)의 장수나 일자 형상의 구성은 본 실시형태의 일례이며, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면, 연직 날개부(5A)나 수평 날개부(5B)를 4개로 하고, 둘레 방향에서 90°의 동일한 각도 간격으로 배치되어, 평면시에서 십자 형상으로 배치된 구성으로 해도 된다(도 6 참조).

연직 날개부(5A)는 용기(2)의 내주면과의 사이에 클리어런스(c)를 남기도록 배치되고, 상단부는 반경 방향 안쪽 또한 상방으로 경사져서 뻗는 경사 날개부(5C)를 통하여 부착용 통 형상부(5D)에 접속되어 있다. 즉, 경사 날개부(5C)가 연직 날개부(5A)와 부착용 통 형상부(5D)를 접속하고 있고, 연직 날개부(5A)는 경사 날개부(5C)로부터 매끄럽게 뻗어 있다.

또한, 이 부착용 통 형상부(5D)를 관통하여 회전축(3)이 뻗어 있다. 그리고, 회전축(3)에는, 회전축(3)의 회전에 의해 제1 날개(4)를 정역회전시키는 제1 회전 수단(11)이 연계되어 있다. 부착용 통 형상부(5D)에는 원통 형상의 축부(5F)가 결합되고, 그 축부(5F)에는, 축부(5F)의 회전에 의해 제2 날개(5)를 회전시키는 제2 회전 수단(12)이 연계되어 있다.

또한, 수평 날개부(5B)는 연직 날개부(5A)의 하단부에 결합되는 일단부가 용기(2)의 내주면 부근에 위치하고, 타단부가 폭이 서서히 좁아져 수평 방향으로 뻗고, 용기(2)의 중심에 위치하는 중심축부(5E)에 결합되어 있다. 중심축부(5E)는 제1 날개(4)의 회전축(3)과 동축 형상이다.

또한, 도 4의 측면도에 도시하는 바와 같이, 수평 날개부(5B)는 연직 날개부(5A)에 대하여 대략 45° 경사져 있는 경사판 형상이며, 중앙 부분에 개구(5Ba)를 가져, 전극 재료의 상방으로의 흐름을 효율적으로 생기게 한다. 또한, 수평 날개부(5B)의 경사각은 본 실시형태의 일례이며, 이것에 한정되지 않는다. 또한, 수평 날개부(5B)의 하면을 하측 용기(2)의 내측 바닥면과 거의 평행한 평탄면으로 하는 구성으로 해도 된다.

또한, 제2 날개(5)의 치수는, 현탁체의 제조에 있어서, 하기 식에 의해 산출되는 범위가 바람직하다. 여기에서, 제2 날개(5)의 연직 날개부(5A)의 폭(W1)과 용기(2)의 내경(D)과의 관계는, 하기 식 4이다.

W1=D/(2.5∼40) ···(식 4)

제2 날개(5)의 연직 날개부(5A)의 폭(W1)과, 연직 날개부(5A)와 용기(2)의 내주면의 간격(c)과의 관계는 하기 식 5이다.

c=W1/(0.1∼30) ···(식 5)

또한, 하기 식 6의 범위가 보다 바람직하고, 예를 들면, 하기 식 7이 더욱 바람직하다.

W1=D/(3∼20), c=W1/(2∼15) ···(식 6)

W1=D/10, c=W1/5···(식 7)

또한, 본 실시형태에서는, 일례로서 클리어런스(c)를 20mm로 구성하고 있다. 또한, 수평 날개부(5B)의 바닥면과, 용기(2)의 내측 바닥면과의 클리어런스(S)는 S=2∼50mm의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 15mm이다.

또한, 제1 날개(4)는 제1 회전 수단(11)에 의해, 제2 날개(5)는 제2 회전 수단(12)에 의해 각각 회전 구동된다. 제1 회전 수단(11) 및 제2 회전 수단(12)은, 회전 구동 제어 수단(13)에 연계되고, 회전 구동 제어 수단(13)에 의해, 제1 날개(4)가 제2 날개(5)보다도 고속으로 회전하도록 구동 제어되고 있다.

그리고, 제1 회전 수단(11) 및 제2 회전 수단(12)에 의한 회전은 독립하여 제어된다. 즉, 회전 구동 제어 수단(13)은, 전극 재료의 점도 등에 따라, 제1 날개(4)를 300∼6000rpm의 범위에서, 제2 날개(5)를 0∼180rpm의 범위에서 각각 회전시킨다. 바람직하게는, 제1 날개(4)를 600∼1800rpm의 범위에서, 제2 날개(5)를 3∼20rpm의 범위에서 각각 회전시킨다.

또한, 제2 날개(5)를 회전시키는 제2 회전 수단(12)은 용기(2) 내에서 항상 상방으로의 흐름을 생기게 하는 한편, 제1 날개(4)를 회전시키는 제1 회전 수단(11)은, 전극 재료를 혼합하는 경우와, 탈기하는 경우에 따라, 상하 방향의 흐름을 선택한다.

즉, 전극 재료를 혼합하는 경우, 제1 회전 수단(11)은 제1 날개(4)를 제2 날개(5)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전시켜, 제1 날개(4)의 회전에 의해 용기(2)의 하방으로의 흐름을 생기게 한다.

한편, 전극 재료를 탈기하는 경우, 제1 회전 수단(11)은 제1 날개(4)를 제2 날개(5)의 회전 방향과 동일 방향으로 회전시켜, 제1 날개(4)의 회전에 의해 용기(2)의 상방으로의 흐름을 생기게 한다.

또한, 도 5에 도시하는 바와 같이, 전극 재료 또는 전극 현탁체의 용기(2)에의 출납은 용기(2)의 하부에 설치된 밸브 수단(31)을 사용하여 행해진다. 밸브 수단(31)은 도시하지 않은 전극 현탁체의 저장 탱크에 접속되는 접속구(31a)를 갖고, 핸들(31b)을 수동 조작하여 출납이 행해진다. 또한, 밸브 수단(31)을 용기(2)의 하부의 횡측에 설치한 구성은 본 실시형태의 일례이며, 용기(2)의 하부의 하측에 설치하는 구성으로 해도 된다.

[2. 동작]

다음에 제조 장치(1)의 동작에 대해, 제1 날개(4)와 제2 날개(5)의 움직임을 중심으로 설명한다. 전극 재료를 혼합하는 경우에는, 용기(2)에 전극 재료를 넣은 후, 제1 날개(4)와 제2 날개(5)를 작동시킨다. 이때, 제1 날개(4)를 제2 날개(5)와는 반대 방향으로 회전시킨다.

이것에 의해, 저속 회전하는 제2 날개(5)의 수평 날개부(5B)에 의해 생기는 전극 재료의 상방으로의 흐름이 고속 회전되는 제1 날개(4)에 의해 생기는 하방으로의 흐름과 충돌하여, 그것들이 반경 방향 바깥쪽으로의 흐름으로 변화된다. 이 흐름과, 제1 날개(4)의 회전 자체에 의한 반경 방향 바깥쪽으로의 흐름과 맞물려, 전극 재료가 용기(2)의 내주면측으로 옮겨진다. 그리고, 회전하고 있는 연직 날개부(5A)와 용기(2)의 내주면의 사이의 클리어런스에서 적극적으로 혼합되어, 응집물이 없는 매끄러운 전극 현탁체로 된다.

특히, 수평 날개부(5B)가 결합되는 중심축부(5E)는 제1 날개(4)의 회전축(3)과 동축 형상이므로, 수평 날개부(5B)에 의해 생기는 상방으로의 흐름이 제1 날개(4)에 의해 생기는 하방으로의 흐름에 의해 원활하게 반경 방향 바깥쪽으로 변경된다. 따라서, 전지로서의 특성 향상뿐만 아니라, 제조 시간의 단축화에 의한 생산성의 향상도 도모된다.

한편, 전극 재료를 탈기하는 경우에는, 제1 날개(4)를 제2 날개(5)와 동일 방향으로 회전시킨다. 이것에 의해, 저속 회전하는 제2 날개(5)의 수평 날개부(5B)에 의해 생기는 전극 재료의 상방으로의 흐름이 고속 회전되는 제1 날개(4)의 회전에 의해 더욱 상방으로 흐르게 되어, 전극 재료 내의 공기를 용기(2)의 상부 공간으로 빠져나가게 하여 탈기가 행해진다.

그리고, 전극 재료를 혼합하고, 탈기하고, 전극 재료가 충분히 혼합되어 전극 현탁체로 된 후, 밸브 수단(31)으로부터 전극 현탁체를 꺼내어, 도시하지 않은 저장 탱크에 전극 현탁체를 회수한다. 상기한 본 실시형태의 전극 현탁체의 제조 장치를 사용하여 전극 재료를 혼합함으로써, 종래보다도 각종 재료를 균일하게 혼합할 수 있다. 그리고, 이렇게 하여 제조된 전극 현탁체를 전지에 사용함으로써 전지 성능이 향상된다.

[3. 그 밖의 실시형태]

이상에서 설명한 바와 같이, 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시형태를 설명했지만, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서, 다양한 추가, 변경 또는 삭제가 가능하다. 예를 들면, 상기의 실시형태에서는, 연직 날개부(5A)와 수평 날개부(5B)를 2개 구비하는 구성으로 하고 있지만, 이것들을 4개 구비하는 구성으로 해도 된다(도 6 참조). 또한, 이것들을 1개나 6개의 구성으로 해도 된다. 또한, 상기의 실시형태에서는 한 쌍의 수평 날개부(5B)가 접속되는 중심축부(5E)를 원기둥 형상으로 하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 각기둥 형상이나 판 형상의 중심축부로 해도 되고, 한 쌍의 수평 날개부(5B)가 매끄럽게 이어지는 구성으로 해도 된다.

또한, 예를 들면, 상기의 실시형태에서는, 용기(2)의 출입구를 밸브 수단(31)으로 하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 에어 수단을 이용하여 자동화할 수도 있다. 이렇게 하면, 데드 스페이스가 없어져 잔사를 억제할 수 있다. 또한, 용기의 원주 방향에 부착함으로써, 날개를 돌리면서 밸브를 열면 원활한 배출을 행할 수 있음과 아울러, 용기 바닥부의 잔사도 적어, 용량 3000리터 이상의 대형기의 경우 등에 특히 유효하다.

또한, 본 실시형태의 용기는 바닥면이 지면과 대략 평행한 바닥 있는 원통형의 형상이지만, 이것에 한정되지 않고, 바닥면이 하방으로 돌출한 접시형의 용기이어도 된다. 따라서, 그러한 것도 본 발명의 범위 내에 포함된다.

1 전극 현탁체의 제조 장치
2 용기
2A 용기 본체
2B 덮개부
3 회전축
4 제1 날개
4A 날개부
4B 통 형상부
5 제2 날개
5A 연직 날개부
5B 수평 날개부
5Ba 개구
5C 경사 날개부
5D 부착용 통 형상부
5E 중심축부
11 제1 회전 수단
12 제2 회전 수단
13 회전 구동 제어 수단
21 냉각 용기
31 밸브 수단

Claims

복수의 재료를 혼합하여 현탁체를 제조하는 제조 장치로서,
상기 재료를 수납하는 용기;
상기 용기 내에 회전 가능하게 배치되는 제1 날개; 및
상기 제1 날개를 둘러싸도록 회전 가능하게 배치되는 제2 날개;
를 구비하고,
상기 제2 날개는,
상기 용기의 반경 방향으로 소정의 폭을 갖고, 상하 방향으로 뻗고, 상기 용기의 내측면과의 사이에 소정의 클리어런스를 갖는 연직 날개부와, 상기 연직 날개부의 하단부에 일단부가 결합되고, 타단부가 반경 방향 안쪽으로 뻗는 수평 날개부를 구비하고,
더욱이, 상기 제1 날개를 회전시키는 제1 회전 수단과, 상기 제2 날개를 회전시키는 제2 회전 수단과, 이것들을 제어하는 회전 구동 제어 수단을 갖고,
상기 회전 구동 제어 수단은,
상기 제1 날개를 상기 제2 날개보다도 고속으로 회전시키고,
상기 재료를 혼합하는 경우에는, 상기 제1 날개와 상기 제2 날개를 반대 방향으로 회전시켜, 상기 제1 날개가 상기 용기 내의 하방으로의 흐름을 생기게 하고,
상기 재료를 탈기하는 경우에는, 상기 제1 날개와 상기 제2 날개를 동일 방향으로 회전시켜, 상기 제1 날개가 상기 용기의 상방으로의 흐름을 생기게 하고,
상기 제1 날개를 600∼1800rpm의 범위에서 회전시키고,
상기 제2 날개를 3∼20rpm의 범위에서 회전시키는 것을 특징으로 하는 현탁체의 제조 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제2 날개는,
상기 용기의 중심에 배치되어 상기 수평 날개부의 타단부가 결합되는 중심축부를 더 구비하고,
상기 수평 날개부는, 연직 방향에서 보아, 상기 용기의 내측면을 따라 뻗는 제1 부분과, 상기 제1 부분의 상기 연직 날개부측의 단부로부터 반경 방향 안쪽으로 뻗고 상기 중심축부에 결합되는 제2 부분과, 상기 제1 부분의 상기 연직 날개부측의 단부와는 반대측의 단부로부터 반경 방향 안쪽으로 상기 제2 부분과의 간격이 서서히 좁아지도록 뻗어 상기 중심축부에 결합되는 제3 부분을 갖고, 상기 제1 내지 제3 부분으로 둘러싸이는 개구가 중앙부에 형성되는 프레임 형상인 것을 특징으로 하는 현탁체의 제조 장치.
제2 항에 있어서,
상기 제1 부분은 상기 연직 날개부로부터 떨어질수록 하방에 위치하도록 경사진 것이고,
상기 제2 부분은 상기 연직 날개부의 하단부에 결합되어 상기 용기 바닥면에 평행하게 뻗는 외측 부분과, 상기 외측 부분의 중심측 단부로부터 하방으로 경사져서 상기 중심축부에 결합되는 내측 부분을 갖는 것이며,
상기 제3 부분은 상기 제2 부분의 외측 부분과 평행하게 뻗는 것을 특징으로 하는 현탁체의 제조 장치.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 날개는,
상부 중앙에, 장치에 부착하기 위한 부착용 통 형상부; 및
상기 부착용 통 형상부와 상기 연직 날개부를 연결하는 상기 용기의 반경 방향으로 뻗는 경사 날개부;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 현탁체의 제조 장치.
제4 항에 있어서,
상기 제2 날개는,
상기 경사 날개부, 상기 연직 날개부, 상기 수평 날개부가 한 쌍으로 구성되고,
한 쌍의 상기 경사 날개부, 상기 연직 날개부, 상기 수평 날개부는 상기 부착용 통 형상부를 중심으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 현탁체의 제조 장치.
제5 항에 있어서,
한 쌍의 상기 경사 날개부는 상기 부착용 통 형상부를 중심으로 하여, 각각 상기 용기의 반경 방향으로 똑바로 뻗고,
상기 경사 날개부와 상기 연직 날개부가 이어지는 것을 특징으로 하는 현탁체의 제조 장치.
제2 항 또는 제3 항에 있어서,
상기 제2 날개는,
상기 중심축부에 되돌아 오고,
하나의 수평 날개부의 단부와 다른 수평 날개부의 단부가 연결되는 구성인 것을 특징으로 하는 현탁체의 제조 장치.
제4 항에 있어서,
상기 제2 날개는,
한 쌍의 상기 경사 날개부, 상기 연직 날개부, 상기 수평 날개부를 2세트 구비하고,
각 상기 경사 날개부, 상기 연직 날개부, 상기 수평 날개부가 상기 부착용 통 형상부를 중심으로 90° 움직여서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 현탁체의 제조 장치.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 날개는 상기 수평 날개부가 상기 연직 날개부에 대해 경사지는 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 현탁체의 제조 장치.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 날개의 상기 수평 날개부는, 상기 용기 내에서, 재료에 상방으로의 흐름을 생기게 하는 것을 특징으로 하는 현탁체의 제조 장치.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 날개는 상기 용기의 연직 방향에 대해 경사지는 경사면을 갖는 것을 특징으로 하는 현탁체의 제조 장치.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 날개는, 상기 용기 내에서, 재료에 상방 또는 하방으로의 흐름을 생기게 하는 것을 특징으로 하는 현탁체의 제조 장치.
제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 클리어런스가 2∼100mm인 것을 특징으로 하는 현탁체의 제조 장치.
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