TWI741313B - 漿料製造裝置及漿料的製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明的課題為提供一種能夠減少從裝置排出之反應氣體的量並且能夠減少向裝置內供給之反應氣體的量之漿料製造裝置。為了解決該課題，本發明提供漿料製造裝置(100)，其具備：分散混合泵(80)，在混合室(81)內混合既定的粉體(P)及溶劑(R)而生成漿料(F)；氣體供給部(40)，在藉由分散混合泵(80)生成漿料時向混合室(81)供給反應氣體(G)；及循環部(50)，從混合室(81)回收反應氣體(G)的剩餘部分而向混合室(81)再供給。

Description

漿料製造裝置及漿料的製造方法
本申請主張基於2018年7月5日申請之日本專利申請第2018-128590號的優先權。該日本申請的全部內容藉由參閱援用於本說明書中。 本發明關於一種漿料製造裝置及漿料之製造方法。
以往，已知有混合粉體和溶劑而生成漿料之漿料製造裝置。例如，專利文獻1中，揭示了一種藉由混合粉體(吸收、釋放鹼金屬離子之活性物質、碳系導電助劑及水系黏合劑)和溶劑(水)而生成非水電解質二次電池的正極用漿料的漿料製造裝置。
正極用漿料中含有之鋰複合氧化物中殘留有合成中添加之氫氧化鋰。氫氧化鋰與水接觸而使漿料的pH值上升。又，如pH值超過11的強鹼性漿料會在塗佈時有腐蝕鋁集電體之慮。
專利文獻1中揭示之漿料製造裝置中，向裝置內供給碳酸氣體而使碳酸氣體溶解於在裝置內生成之正極用漿料中。藉此，中和漿料中的鹼成分。藉由中和漿料中的鹼成分，防止鋁集電體的腐蝕。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利第6245625號公報
[所欲解決的技術問題]
專利文獻1中揭示之漿料製造裝置中，向裝置內供給之碳酸氣體中的剩餘部分從空氣的排出管向外部排出。然而，因碳酸氣體的排出，有對周邊環境增加環境負荷之慮。
又，供給至裝置內之碳酸氣體中的向外部排出之碳酸氣體對漿料中的鹼成分的中和沒有任何貢獻。因此，要求減少對漿料中的鹼成分的中和沒有任何貢獻的碳酸氣體的量，而減少向裝置內供給之碳酸氣體的量。
本發明係鑑於上述情況而開發完成者，其目的為，提供一種能夠減少從裝置排出之反應氣體的量並且能夠減少向裝置內供給之反應氣體的量之漿料製造裝置。 [解決技術問題的手段]
本發明之漿料製造裝置具備：混合部，在混合室內混合既定的粉體及溶劑而生成漿料；供給部，在藉由該混合部生成漿料時向該混合室供給反應氣體；及循環部，從該混合室回收該反應氣體的剩餘部分而向該混合室再供給。
依上述構成，藉由供給部供給至混合室之反應氣體的剩餘部分被循環部回收而向混合室再供給。藉此，能夠利用從循環部再供給之反應氣體而代用供給部應向混合室供給之反應氣體的至少一部分。其結果，能夠減少供給部向混合室供給之反應氣體的量。又，藉此，能夠減少向外部排出之反應氣體的量，因此能夠降低環境負荷。 [發明的效果]
依本發明，能夠減少從裝置排出之反應氣體的量並且能夠減少向裝置內供給之反應氣體的量。
[第1實施形態] [漿料製造裝置100的整體構成]
以下，對本發明的第1實施形態之漿料製造裝置100進行說明。再者，以下說明之實施形態僅為本發明的一例，當然能夠在不變更本發明的宗旨之範圍內適當變更本發明的實施形態。
圖1及圖2所示之漿料製造裝置100具備分散混合泵80、粉體供給部20、溶劑供給部30、氣體供給部40及循環部50。再者，在圖2中，省略了粉體供給部20。分散混合泵80為混合部的一例。氣體供給部40為供給部的一例。
如圖3所示，分散混合泵80具有混合室81。圖1及圖2所示之分散混合泵80在混合室81內混合粉體P和溶劑R，並且藉由所供給之反應氣體G生成漿料F。圖1所示之粉體供給部20向混合室81供給粉體P。圖1及圖2所示之溶劑供給部30向混合室81供給溶劑R。圖1及圖2所示之氣體供給部40向混合室81供給反應氣體G。圖1及圖2所示之循環部50從混合室81回收反應氣體G而向混合室81再供給。
本實施形態中的漿料製造裝置100為製造使用含有鹼金屬複合氧化物之水系溶劑之非水電解質二次電池的正極用漿料之裝置。粉體P為用於非水電解質二次電池用電極的製造之漿料材料，且為吸收、釋放鹼金屬離子之活性物質、碳系導電助劑及水系黏合劑。溶劑R為水，反應氣體G為碳酸氣體。
[粉體供給部20] 如圖1所示，粉體供給部20具備料斗21、粉體供給管22及閥23。
料斗21構成為隨著從上部朝向下部而縮徑之倒圓錐形狀，且以其中心軸沿著鉛直方向之姿勢配設。料斗21從下部開口部212排出從上部開口部211接收之粉體P。料斗21的下部開口部212與粉體供給管22連接。
粉體供給管22為以其中心軸相對於鉛直方向傾斜之狀態配置之圓筒狀的管。粉體供給管22的上部與料斗21的下部開口部212連接。粉體供給管22的下部與分散混合泵80(詳細而言為分散混合泵80的第1供給部11)連接。粉體供給管22與第1供給部11連接之位置為連接位置P1。
如圖1及圖3所示，閥23為利用藉由氣缸231(參閱圖1)移動之閘門232(參閱圖3)開閉粉體供給管22者。再者，閘門232的移動機構可以並非氣缸231，亦可以例如為油壓缸或馬達。閥23開啟之狀態下，料斗21與第1供給部11經由粉體供給管22而連通。亦即，粉體P能夠從料斗21通過粉體供給管22而向第1供給部11移動。閥23關閉之狀態下，料斗21與第1供給部11之間的連通被閘門232隔斷。此時，粉體P無法從料斗21向第1供給部11移動。
[溶劑供給部30] 如圖1所示，溶劑供給部30具備儲存槽(儲存部的一例)31和漿料再供給管32。
儲存槽31中儲存有溶劑R及漿料F。溶劑R經由溶劑供給埠311而向儲存槽31供給。漿料F從分散混合泵80經由循環部50的回收管51及回收埠312而被回收。
儲存槽31具備氣體埠313和攪拌機構314。氣體埠313與循環部50的吸氣管52連接。儲存槽31的內部的反應氣體G能夠經由氣體埠313而向吸氣管52移動。攪拌機構314配置於儲存槽31的內部。攪拌機構314被馬達33驅動而攪拌儲存槽31的內部的溶劑R及漿料F。
漿料再供給管32連接儲存槽31與粉體供給管22及第1供給部11。漿料再供給管32的一端與儲存槽31連接。漿料再供給管32的另一端在連接位置P1處與粉體供給管22及第1供給部11連接。
漿料再供給管32上設置有泵34和流量感測器35。泵34抽吸儲存於儲存槽31中之溶劑R及漿料F而朝向漿料再供給管32的另一端、亦即朝向第1供給部11送出。流量感測器35向控制部(未圖示)輸出與流經漿料再供給管32之溶劑R或漿料F的流量對應之訊號。
控制部控制漿料製造裝置100的動作。控制部可以藉由執行儲存於記憶體中之程式之CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)而實現，亦可以藉由硬體電路而實現，亦可以為該等的組合。
[氣體供給部40] 如圖1及圖2所示，氣體供給部40具備氣瓶41、氣體供給管42及閥43。
氣瓶41中儲存有反應氣體G。
如圖2所示，氣體供給管42為圓筒狀的管。氣體供給管42的一端與氣瓶41的上端部連接。如圖1所示，氣體供給管42的另一端在連接位置P2處與漿料再供給管32連接。連接位置P2為漿料再供給管32上的流量感測器35與連接位置P1之間的位置。
圖1及圖2所示之閥43為開閉氣體供給管42者。閥43開啟之狀態下，氣瓶41與分散混合泵80經由氣體供給管42、連接位置P2、漿料再供給管32、連接位置P1及粉體供給管22而連通。此時，反應氣體G能夠通過氣體供給管42和連接位置P2及連接位置P1之間的漿料再供給管32而向第1供給部11移動。閥43關閉之狀態下，氣瓶41與第1供給部11之間的連通被閥43隔斷。此時，反應氣體G無法從氣瓶41向第1供給部11移動。
[分散混合泵80] 如圖1及圖3所示，分散混合泵80具備殼體1、第1供給部11、吐出部12、第2供給部17、混合轉子5、泵驅動馬達82、隔板15、定子7、壓力感測器83及排出管84。
如圖3所示，殼體1具備兩端開口被前壁部2和後壁部3封閉之圓筒狀的外周壁部4。殼體1在其內部具有被前壁部2、後壁部3及外周壁部4劃分之混合室81。混合室81被定子7劃分為翼室8和導入室。導入室被隔板15劃分為第1導入室13和第2導入室14。亦即，混合室81由翼室8、第1導入室13及第2導入室14構成。
第1供給部11設置於比前壁部2的中心軸(殼體1的軸心A3)更靠外周側偏移之位置。再者，在本實施形態中，相對於第1供給部11的水平方向(圖3的左右方向)之向下的傾斜角度為45度左右。第1供給部11為大致圓筒狀。
第1供給部11的一端與第1導入室13連通。如圖1所示，第1供給部11的另一端與連接位置P1連通。如圖3所示，第1供給部11的一端部(向第1供給部11的殼體1內開口之開口部)在內部包括形成於前壁部2之環狀溝槽10的一部分。藉由粉體供給部20供給之粉體P、藉由溶劑供給部30供給之溶劑R及藉由氣體供給部40供給之反應氣體G經由第1供給部11導入至第1導入室13。
吐出部12為吐出在混合室81內混合粉體P和溶劑R而生成之漿料F者。吐出部12為大致圓筒狀。吐出部12設置於外周壁部4的周方向上的1個部位，且與翼室8連通。
如圖4所示，吐出部12沿著外周壁部4的切線方向延伸。換言之，吐出部12及吐出管18從混合室81沿著與軸心A3正交之方向延伸。藉此，能夠藉由混合轉子5的旋轉而產生從混合室81朝向吐出部12及吐出管18之氣體的流動。能夠輕易地沿著該流動而向吐出部12及吐出管18輸送混合室81內的反應氣體G。
再者，吐出部12及吐出管18亦可以不必與軸心A3正交。只要吐出部12、吐出管18沿著如藉由混合轉子5的旋轉所形成之氣體的流動，而向吐出部12及吐出管18導入氣體之方向延伸，則能夠獲得輕易地輸送混合室81內的反應氣體G之效果。亦即，只要吐出部12、吐出管18附近的混合轉子5的旋轉方向和吐出部12、吐出管18的延伸方向為大致相同的方向即可。
又，吐出部12從混合室81的上部側開始延伸。混合室81的上部側係指，在混合室81中，比混合室81的上端811與下端812的中間的高度813、亦即與軸心A3相同的高度813更靠上方之位置。混合室81內，氣體亦即反應氣體G比固體及液體亦即漿料F更容易位於上方。因此，藉由吐出部12從混合室81的上部側開始延伸，能夠輕易地向吐出管18輸送反應氣體G。
如圖3所示，第2供給部17從前壁部2的中央部突出。第2供給部17的一端與前壁部2連接而與第2導入室14連通。如圖1所示，第2供給部17的另一端與再循環機構部70的循環流路16連接。第2供給部17為圓筒狀。如圖3所示，第2供給部17的軸心與殼體1的軸心A3一致。第2供給部17中形成有縮口部171。縮口部171的內徑小於循環流路16的內徑，且小於隔板15的筒狀滑接部151的內徑。亦即，縮口部171的流路面積小於循環流路16的流路面積，且小於筒狀滑接部151的流路面積。
圖3及如圖4所示，混合轉子5在殼體1的內部設置成旋轉自如。混合轉子5的軸心與殼體1的軸心A3一致。
混合轉子5構成為其前表面鼓成大致圓錐台狀之形狀。混合轉子5的外周側安裝有複數個旋轉翼6。複數個旋轉翼6以從混合轉子5向前方突出之狀態等間隔排列。再者，在圖4中，沿著周方向等間隔配設有10個旋轉翼6。旋轉翼6以隨著從內周側朝向外周側而向旋轉方向後方傾斜之方式從混合轉子5的外周側向內周側突出。
如圖3所示，混合轉子5與貫通後壁部3而插入到殼體1內之泵驅動馬達82的驅動軸19連結。混合轉子5被泵驅動馬達82旋轉驅動。
旋轉翼6為如上所述之構成，藉此當混合轉子5向從軸心方向觀察時旋轉翼6的前端部成為前側之朝向(圖4～圖6中由箭頭示出之旋轉方向)旋轉驅動時，會在位於旋轉翼6的成為旋轉方向的後側之面亦即後表面61的後側的空間之漿料F中，依據混合室81的內外的壓力差而產生氣蝕(局部沸騰)。
如圖3及圖5所示，隔板15配置於混合室81中的前壁部2與混合轉子5之間。如圖3所示，隔板15將混合室81中的定子7的內周側的空間亦即導入室劃分為前壁部2側的第1導入室13和混合轉子5側的第2導入室14。
如圖3及圖5所示，隔板15構成為具有略小於定子7的內徑之外徑之大致漏斗狀。隔板15在其中央部具備圓筒狀突出之漏斗狀部152。漏斗狀部152的頂部的筒狀滑接部151被開口。又，隔板15在漏斗狀部152的外周部具備前表面及後表面皆成為與殼體1的軸心A3正交之狀態之環狀平板部153。
隔板15以筒狀滑接部151朝向前壁部2側之姿勢經由間隔保持構件24而安裝於混合轉子5的前表面的安裝部501。如圖6(C)所示，間隔保持構件24沿著周方向配設於隔著等間隔之複數個部位(本實施形態中為4個部位)。間隔保持構件24上安裝有攪拌葉片25。
如圖3及圖5所示，隔板15的前壁部2側的面上設置有刮翼9。如圖4～圖6所示，刮翼9在同心圓上沿著周方向等間隔設置有複數個(圖4～圖6中為4個)。如圖3所示，刮翼9位於第1導入室13內。刮翼9的前端部嵌入於環狀溝槽10中。
如圖5及圖6所示，刮翼9形成為棒狀。刮翼9以從混合轉子5的徑向觀察(從圖6(B)的紙面表背方向觀察)時越靠近其前端側越位於前壁部2側並且從混合轉子5的軸心方向觀察(從圖6(A)的紙面表背方向觀察)時越靠近其前端側越位於混合轉子5的徑向內側之傾斜姿勢固定成刮翼9的基端部92與混合轉子5一體旋轉。
若混合轉子5旋轉，則隔板15與混合轉子5一體旋轉。此時，各刮翼9在其前端部93進入到環狀溝槽10內之狀態(參閱圖3)下與混合轉子5一體旋轉。
如圖4及圖5所示，定子7為圓筒狀的構件。如圖3所示，定子7配置於混合室81內。詳細而言，如圖3所示，定子7配置於前壁部2與混合轉子5之間，且如圖4所示，定子7配置成沿著軸心A3從水平方向觀察時包圍混合轉子5。如圖5所示，定子7安裝於前壁部2的內表面(與混合轉子5對向之面)。如圖3所示，隔板15將混合室81劃分為外周壁部4側的翼室8和混合轉子側的導入室(第1導入室13及第2導入室14)。
如圖4所示，翼室8為環狀。從混合轉子5突出之複數個轉子葉片6位於葉片室8內。
如圖3及圖5所示，定子7上形成有複數個通孔701、702。複數個通孔701在通向定子7中的第1導入室13之部分沿周方向被等間隔配設。複數個通孔702在通向定子7中的第2導入室14之部分沿著周方向被等間隔配設。藉此，如圖3所示，翼室8經由通孔701與第1導入室13連通，且經由通孔702與第2導入室14連通。
如圖1及圖3所示，壓力感測器83安裝於前壁部2。壓力感測器83向控制部輸出與第1導入室13的內部的壓力對應之訊號。
如圖1所示，排出管84經由閥85與混合室81的下部連接。排出管84通向漿料取出口。閥85在取出所生成之漿料F時開啟。再者，排出管84所連接之位置並不限於混合室81，例如亦可以與漿料再供給管32連接。
[再循環機構部70] 圖1所示之再循環機構部70為在圓筒狀容器71內按比重分離溶解液者。詳細而言，再循環機構部70將來自分散混合泵80的吐出部12並經由吐出管18所供給之漿料F中的有可能含有未完全分散、混合之粉體P之狀態的未分散漿料Fr從粉體P大致完全分散、混合之狀態的漿料F分離。未分散漿料Fr被送往循環流路16。漿料F與漿料F中含有之氣泡一同被送往循環部50的回收管51。吐出管18及循環流路16分別與圓筒狀容器71的下部連接。回收管51與圓筒狀容器71的上部連接。
[循環部50] 如圖1及圖2所示，循環部50具備回收管51、吸氣管52、泵53、氣體再供給管54、溫度感測器55、閥56、吐出管18及圓筒狀容器71。在此，在以下說明中，將從混合室81回收漿料F及反應氣體的剩餘部分至儲存槽31之吐出管18及回收管51亦統稱為第1管。又，將從儲存槽31再供給反應氣體的剩餘部分至混合室81之吸氣管52及氣體再供給管54亦統稱為第2管。又，在第2管中，將吸氣管52亦稱為第1部分，且將氣體再供給管54亦稱為第2部分。
回收管51連接圓筒狀容器71與儲存槽31。回收管51的一端與圓筒狀容器71的上部連接。回收管51的另一端與儲存槽31的回收埠312連接。
回收管51上配置有溫度感測器55。溫度感測器TI向控制部輸出與流經回收管51的內部之漿料F的溫度對應之訊號。
吸氣管52連接儲存槽31與泵53。吸氣管52的一端與儲存槽31的氣體埠313連接。吸氣管52的另一端與泵53的進氣埠531連接。
泵53經由吐出部12、吐出管18、圓筒狀容器71、回收管51、儲存槽31及吸氣管52從混合室81抽吸反應氣體G。
又，泵53經由氣體再供給管54(詳細而言，經由氣體再供給管54、連接位置P3及連接位置P2之間的氣體供給管42、連接位置P2及連接位置P1之間的漿料再供給管32、及第1供給部11)將所抽吸之反應氣體G送往混合室81。連接位置P3為氣體供給管42中的閥43與連接位置P2之間的位置。
本實施形態中，泵53為真空泵。真空泵的構成眾所周知，因此在此省略詳細說明。真空泵抽氣之力量強，因此適合作為本實施形態中使用之泵。再者，泵53並不限於真空泵，例如亦可以採用隔膜泵等的其他種類的眾所周知的泵。
泵53具備進氣埠531和吐出埠532。如上所述，進氣埠531上連接有吸氣管52。吐出埠532上連接有氣體再供給管54。
氣體再供給管54連接泵53與氣體供給管42。如上所述，氣體再供給管54的一端與泵53的吐出埠532連接。氣體再供給管54的另一端在連接位置P3處與氣體供給管42連接。
氣體再供給管54上配置有閥56。閥56為管路開閉閥的一例。閥56為開閉氣體再供給管54者。閥56開啟之狀態下，泵53與混合室81經由氣體再供給管54、連接位置P3及連接位置P2之間的氣體供給管42、連接位置P2及連接位置P1之間的漿料再供給管32、及第1供給部11連通。此時，被泵53抽吸之反應氣體G能夠向混合室81移動。閥56關閉之狀態下，泵53與混合室81之間的連通被閥56隔斷。此時，被泵53抽吸之反應氣體G無法向混合室81移動。
再者，在本實施形態中，閥56設置於氣體再供給管54，但閥56只要設置於吸氣管52或氣體再供給管54中的至少一者上即可。又，亦可以不設置閥56。
[基於漿料製造裝置100之漿料之製造方法] 以下，參閱圖1及圖3對基於漿料製造裝置100之漿料之製造方法進行說明。再者，適當參閱其他圖。
以下說明中，對使用含有鹼金屬複合氧化物之水系溶劑之非水電解質二次電池的正極用漿料之製造方法進行說明。
首先，在關閉閥23而停止經由粉體供給管22抽吸粉體P之狀態下，一邊使泵34動作，一邊旋轉驅動混合轉子5，從而開始分散混合泵80的運轉。
藉由泵34的動作從儲存槽31向混合室81供給溶劑R。亦即，此時，僅溶劑R經由第1供給部11向混合室81供給。
若混合轉子5被旋轉驅動，則攪拌葉片25(參閱圖6(C))及旋轉翼6與混合轉子5一體旋轉。
藉由旋轉翼6旋轉，混合室81內的溶劑R從吐出部12吐出。所吐出的溶劑R經由吐出管18向再循環機構部70供給，並從再循環機構部70通過循環流路16而流向第2供給部17。又，溶劑R經由第2供給部17的縮口部171導入至混合室81。在此，縮口部171的流路面積小於吐出部12的流路面積。因此，混合室81被減壓而成為負壓狀態。對混合室81進行減壓者、亦即混合轉子5、吐出部12、縮口部171及旋轉翼6為減壓部的一例。
若混合室81成為負壓狀態，則閥23開放。藉此，儲存於料斗21中之粉體P藉由混合室81的負壓抽吸力從料斗21的下部開口部212向混合室81供給。粉體P和溶劑R在第1供給部11中進行預混合，且該預混合物Fp導入到環狀溝槽10中。
以上說明之溶劑R及粉體P向混合室81供給之步驟為材料供給步驟的一例。
若混合轉子5被旋轉驅動，則隔板15與混合轉子5一體旋轉，從而刮翼9旋轉。此時，刮翼9的前端部93為嵌入於環狀溝槽10中之狀態。藉此，導入至環狀溝槽10之預混合物Fp被刮翼9的前端部93刮取。所刮取之預混合物Fp在第1導入室13內沿著混合轉子5的旋轉方向流動，並通過通孔701流入翼室8。
導入至環狀溝槽10之預混合物Fp被刮翼9刮取時，受到剪切作用。在此，混合室81處於負壓狀態，因此在混合室81的內外產生壓力差。藉此，此時，會在位於旋轉翼6的後表面61(參閱圖5)的後側的空間之預混合物Fp中產生氣蝕(局部沸騰)。
亦即，能夠在第1導入室13中使剪切力作用於預混合物Fp，並且產生氣蝕(局部沸騰)。因此，所刮取之預混合物Fp將從刮翼9及通孔701受到剪切作用而被混合，並且藉由氣蝕(局部沸騰)進一步良好地進行粉體P相對於溶劑R之分散。藉此，能夠向翼室8供給這樣的預混合物Fp，因此能夠在翼室8內期待粉體P相對於溶劑R之良好的分散。藉此，混合粉體P及溶劑R而生成漿料F。
再者，在本實施形態中產生了氣蝕，但只要可適當進行粉體P的分散，則可以不必產生氣蝕。
流入至翼室8之預混合物Fp沿著混合轉子5的旋轉方向流動，並作為漿料F從吐出部12吐出。從吐出部12吐出之漿料F通過吐出管18而向再循環機構部70供給，在再循環機構部70中，將未分散漿料Fr從漿料F分離，並且分離溶劑R的氣泡。未分散漿料Fr經由循環流路16而再次向第2供給部17供給，漿料F及氣泡通過回收管51而向儲存槽31移動。
未分散漿料Fr經由第2供給部17的縮口部171而在流量受到限制之狀態下導入至第2導入室14內。第2導入室14內，未分散漿料Fr藉由旋轉之複數個攪拌葉片25(參閱圖6(C))受到剪切作用而被進一步細小地粉碎。進而，未分散漿料Fr在通過通孔702時亦受到剪切作用而被粉碎。未分散漿料Fr經由通孔702而在流量受到限制之狀態下導入至翼室8。又，在翼室8中，受到基於高速旋轉之旋轉翼6之剪切作用和氣蝕而被粉碎，從而粉體P的凝聚物(團塊)進一步減少之漿料F與來自第1導入室13之漿料F混合而從吐出部12吐出。
若結束從料斗21供給既定量的粉體P，則閥23關閉，從而停止向混合室81供給粉體P。
該狀態下，使分散混合泵80的運轉持續既定時間。此時，從儲存槽31向混合室81供給溶劑R和經替換之漿料F。
不供給粉體P時，不從第1供給部11抽吸空氣，因此混合室81的真空度變高。該狀態下，藉由旋轉旋轉翼6，能夠使至少翼室8內的區域成為產生大量溶劑R的微細氣泡(微米氣泡)之微細氣泡區域。藉此，遍及翼室8內的整周，藉由滲透至粉體P的凝聚物(所謂團塊)中之溶劑R發泡而促進該凝聚物的粉碎，進而，藉由該產生之微細氣泡在翼室8內被加壓而消失時或氣泡的直徑變小時的衝擊力而進一步促進粉體P的分散。其結果，能夠遍及存在於翼室8內的整周之漿料F的大致整體更加確實地生成溶劑R中的粉體P的分散良好的高品質的漿料F。
以上說明之驅動混合轉子5而混合溶劑R及粉體P之步驟為混合步驟的一例。
持續分散混合泵80的運轉之同時，執行對在混合步驟中生成之漿料F供給反應氣體G之供給步驟。
供給步驟中，分散混合泵80的運轉持續既定時間之後，閥43開放。藉此，儲存於氣瓶41中之反應氣體G藉由混合室81的負壓抽吸力向混合室81供給。
再者，在本實施形態中，向混合室81供給反應氣體G之時機是在分散混合泵80的運轉持續既定時間之後、亦即混合步驟之後，但並不限於該時機。例如，向混合室81供給反應氣體G之時機可以為材料供給步驟之前的時機，亦可以為材料供給步驟之後且混合步驟之前的時機。此時，藉由預先使溶劑R的水的成分酸化，能夠抑制由漿料中含有之氫氧化鋰和水的接觸引起之急劇的鹼化。因此，能夠抑制生成pH值超過11之強鹼性漿料，因此能夠抑制塗佈時的鋁集電體的腐蝕。
藉由向混合室81供給反應氣體G，向在混合室81中流動之漿料F供給反應氣體G。藉此，反應氣體G溶解於漿料F中。其結果，漿料F中的鹼成分被中和。
在此，如上所述，位於旋轉翼6的後表面61的後側的空間之漿料F中產生氣蝕(局部沸騰)。該等空間內，對漿料F產生氣蝕(局部沸騰)，並且執行中和處理。藉由氣蝕(局部沸騰)反應氣體G的氣泡反覆膨脹收縮，能夠藉由增大其與溶劑R或漿料F的接觸面積而迅速地進行中和，從而能夠在更短時間內中和漿料F中的鹼成分。
藉由經過供給步驟，除了能夠使溶劑R中的粉體P的分散良好之外，能夠生成鹼成分被中和之更加高品質的漿料F。
在執行供給步驟之同時，執行以下詳細敘述之循環步驟。
循環步驟中，驅動泵53。藉此，供給至混合室81之反應氣體G的剩餘部分經由吐出管18、再循環機構部70、回收管51、儲存槽31及吸氣管52而被抽吸至泵53，藉此進行回收。
在此，反應氣體G的剩餘部分為在供給步驟中供給至混合室81之反應氣體G中的未溶解於漿料F中者及雖溶解於漿料F中但在之後從漿料F中脫氣者。再者，藉由進行分散混合泵80的運轉而在混合室81內的漿料F中產生氣蝕(局部沸騰)，反應氣體G從漿料F中脫氣。
又，藉由驅動泵53，被抽吸之反應氣體G經由氣體再供給管54、連接位置P3及連接位置P2之間的氣體供給管42、連接位置P2及連接位置P1之間的漿料再供給管32、及第1供給部11而向混合室81再供給。
再者，藉由開閉閥56，能夠切換是否向混合室81再供給反應氣體G。藉此，能夠防止反應氣體G的過度的再供給。
再供給至混合室81之反應氣體G的至少一部分溶解於漿料F中，被漿料F中的鹼成分中和。
再者，在本實施形態中，循環步驟在執行供給步驟之同時執行。亦即，執行向混合室81供給來自氣瓶41之反應氣體G之同時，藉由泵53執行向混合室81再供給剩餘部分的反應氣體G。然而，循環步驟亦可以在執行供給步驟之後執行。亦即，亦可以在從氣瓶41向混合室81供給既定量的反應氣體G時，關閉閥43而停止該供給，之後開始執行藉由泵53向混合室81再供給剩餘部分的反應氣體G。又，在執行供給步驟之同時執行循環步驟之情況下，即使僅先結束供給步驟，循環步驟亦可以持續執行。
藉由氣體供給部40供給至混合室81之反應氣體G的剩餘部分被循環部50回收而向混合室81再供給。藉此，能夠利用從循環部50再供給之反應氣體G而代用氣體供給部40應向混合室81供給之反應氣體G的至少一部分。其結果，能夠減少氣體供給部40向混合室81供給之反應氣體G的量。又，藉此，能夠減少向外部排出之反應氣體G的量，因此能夠降低環境負荷。
再者，所生成之高品質的漿料F經由漿料F的排出管84而向後續步驟供給。 [變形例]
上述實施形態中，對產生氣蝕(局部沸騰)而混合粉體P和溶劑R之例子進行了說明。然而，亦可以在不產生氣蝕(局部沸騰)之情況下僅藉由基於混合轉子5的旋轉之攪拌而混合粉體P和溶劑R。
上述實施形態中，對在混合室81被減壓之狀態下混合粉體P和溶劑R之例子進行了說明。然而，亦可以在不對混合室81進行減壓之情況下(例如，使混合室81維持大氣壓)混合粉體P和溶劑R。
上述實施形態中，反應氣體G被供給至混合室81的第1導入室13，但亦可以供給至混合室81的第1導入室13之外(第2導入室14或翼室8)。
亦可以將用於防止粉體P錯誤地到達泵53之過濾器設置於吸氣管52、氣體埠313及進氣埠531等。過濾器例如為限制液體或固體的通過且允許氣體的通過之半透膜。
上述實施形態中，漿料製造裝置100為如圖1所示之構成。圖1所示之漿料製造裝置100為外部循環用者，且為將儲存於儲存槽31中之溶劑R或漿料F經由漿料再供給管32而向分散混合泵80的第1供給部11供給者。然而，漿料製造裝置100並不限於如圖1所示之構成。例如，漿料製造裝置100亦可以為如圖7所示之內部循環用者。圖7所示之漿料製造裝置100中，存儲於儲存槽31中之溶劑R或漿料F經由供給管36而向分散混合泵80的第2供給部17供給。
上述實施形態中，漿料F為使用含有鹼金屬複合氧化物之水系溶劑之非水電解質二次電池的正極用漿料。又，粉體P為用於非水電解質二次電池用電極的製造之既定的漿料材料，溶劑R為水，反應氣體G為碳酸氣體。然而，漿料F只要為藉由混合固體和液體而生成者即可，並不限於如上所述之正極用漿料。又，粉體P(固體)、溶劑R(液體)、反應氣體G(氣體)並不限於上述之物質。
＜第2實施形態＞ 圖8中示出本發明的第2實施形態之漿料製造裝置101。作為圖8所示之第2實施形態，其特徵為，除了第1實施形態的構成之外，進一步具備第1壓力計57、第2壓力計58及控制部59，控制部59基於第1壓力計57和第2壓力計58的值而控制泵53。再者，對與第1實施形態相同之構成省略說明。
第1壓力計57設置於回收管51，為測量回收管51內的壓力者。第2壓力計58設置於儲存槽31，為測量儲存槽31內的壓力者。第1壓力計57及第2壓力計58只要能夠測量壓力，則其種類和材質等無關緊要。
第1實施形態的供給步驟中，從氣體供給部40向漿料F供給反應氣體G，但在導入反應氣體G時或停止導入時因未溶解於漿料F中之反應氣體G儲存於儲存槽31中而使儲存槽31內的壓力上升。又，若儲存槽31的壓力變得高於回收管51內的壓力，則有時漿料不會在回收管51中流動。 因此，在第2實施形態之漿料製造裝置101中，藉由使用第1壓力計57及第2壓力計58而分別測量回收管51內的壓力及儲存槽31的壓力，能夠檢測出漿料F流動之狀態。又，在儲存槽31內的壓力變得高於回收管51內的壓力之情況下，藉由驅動泵53，使儲存槽31內的未反應氣體通過氣體再供給管54而向混合室81循環。藉此，降低儲存槽31內的壓力，從而能夠使漿料流向回收管51。
再者，第1壓力計57只要能夠測量儲存槽31的近前側的壓力即可，例如可以設置於圓筒狀容器71。又，第2壓力計58只要能夠測量儲存槽31後側的壓力即可，例如可以設置於吸氣管52。
控制部59係指，藉由與第1壓力計57和第2壓力計58及泵53電連接而基於第1壓力計57和第2壓力計58測出之測量結果控制泵53者，例如可舉出電腦等。再者，控制部59並不限於電腦，亦可以為藉由其他方法進行控制者。例如，可考慮基於監視人員等之人力控制等。
藉由控制部59進行控制，藉此能夠更加準確且迅速地控制回收管51內及儲存槽31內的壓力而使漿料高效率地流向回收管51。
＜第3實施形態＞ 圖9中示出本發明的第3實施形態之漿料製造裝置102。作為圖9所示之第3實施形態，其特徵為，除了第2實施形態的構成之外，進一步具備氣體回收槽60及止回閥601。再者，對與第2實施形態相同之構成省略說明。
氣體回收槽60為回收回收管51內的反應氣體G的剩餘部分者，其設置於氣體再供給管54。又，氣體回收槽60只要能夠回收回收管51內的反應氣體G的剩餘部分，則可以設置於任何位置，例如可以設置於回收管51或吸氣管52。再者，氣體回收槽60只要具有能夠回收氣體並適當使其進出之閥，則其種類和材質、大小等無關緊要。
止回閥601為用於防止回收至氣體回收槽60之未反應氣體向儲存槽31逆流之逆流防止機構，只要能夠防止回收至氣體回收槽60之未反應氣體的逆流，則種類和材質等無關緊要。作為止回閥的具體例，例如有球式止回閥或NOVAL式止回閥等。 又，止回閥601只要能夠防止回收至氣體回收槽60之未反應氣體向儲存槽53逆流，則可以設置於任何位置，例如能夠設置於氣體回收槽60與氣體再供給管54的連結部或氣體再供給管54的儲存槽31側。
再者，逆流防止機構亦可以為逆流防止閥之外者。例如，可以為藉由持續驅動泵53而防止逆流之機構或藉由關閉閥而停止儲存於氣體回收槽60中之未反應氣體的流出而防止逆流之機構。
第3實施形態之漿料製造裝置102中，能夠在驅動泵53而降低儲存槽31的壓力時利用回收槽60回收從儲存槽31排出之未反應氣體。回收至回收槽60之未反應氣體藉由開閉設置於下游側之閥56而如有需要向分散混合泵80供給。再者，藉由驅動分散混合泵80，漿料再供給管32的連接位置P2及連接位置P1之間成為負壓狀態，因此若打開閥56，則會從回收槽60自然地向分散混合泵80供給未反應氣體。 藉此，在第3實施形態之漿料製造裝置102中，能夠將利用回收槽60回收之未反應氣體再次用於漿料製造中，因此不僅發揮減少從漿料製造裝置排出之反應氣體G的量之效果，可進一步發揮能夠減少從氣體供給部40向漿料製造裝置內供給之反應氣體G的供給量之效果。
1:殼體 2:前壁部 3:後壁部 4:外周壁部 5:混合轉子(減壓部) 6:旋轉翼(減壓部) 7:定子 8:翼室 9:刮翼 10:環狀溝槽 11:第1供給部 12:吐出部(減壓部) 13:第1導入室 14:第2導入室 15:隔板 16:循環流路 17:第2供給部 18:吐出管(第1管) 19:驅動軸 20:粉體供給部 21:料斗 22:粉體供給管 23:閥 24:間隔保持構件 25:攪拌葉片 30:溶劑供給部 31:儲存槽(儲存部) 32:漿料再供給管 33:馬達 34:泵 35:流量感測器 36:供給管 40:氣體供給部(供給部) 41:氣瓶 42:氣體供給管 43:閥 50:循環部 51:回收管(第1管) 52:吸氣管(第2管、第1部分) 53:泵 54:氣體再供給管(第2管、第2部分) 55:溫度感測器 56:閥(管路開閉閥) 57:第1壓力計 58:第2壓力計 59:控制部 60:氣體回收槽 61:後表面 70:再循環機構部 71:圓筒狀容器 80:分散混合泵(混合部) 81:混合室 82:泵驅動馬達 83:壓力感測器 84:排出管 85:閥 92:基端部 93:前端部 100、101、102:漿料製造裝置 151:筒狀滑接部 152:漏斗狀部 153:環狀平板部 171:縮口部(減壓部) 211:上部開口部 212:下部開口部 231:氣缸 232:閘門 311:溶劑供給埠 312:回收埠 313:氣體埠 314:攪拌機構 501:安裝部 531:進氣埠 532:吐出埠 601:止回閥 701、702:通孔 F:漿料 Fp:預混合物 Fr:未分散漿料 G:反應氣體 P:粉體 R:溶劑
[圖1]係表示第1實施形態之漿料製造裝置100的概要之說明圖。 [圖2]係第1實施形態之漿料製造裝置100的外觀斜視圖。 [圖3]係表示分散混合泵80的內部構造之說明圖。 [圖4]係從圖3的IV-IV方向觀察時之剖面圖。 [圖5]係表示分散混合泵80的內部構造之分解斜視圖。 [圖6]係隔板15的概略構成圖。 [圖7]係表示變形例中的漿料製造裝置100的概要之說明圖。 [圖8]係表示第2實施形態之漿料製造裝置101的概要之說明圖。 [圖9]係表示第3實施形態之漿料製造裝置102的概要之說明圖。

Claims (6)

  1. 一種漿料製造裝置，其具備：混合部，在混合室內混合既定的粉體及溶劑而生成二次電池用漿料；供給部，在藉由該混合部生成該二次電池用漿料時向該混合室供給反應氣體；循環部，從該混合室回收該反應氣體的剩餘部分而向該混合室再供給；減壓部，將該混合室減壓；以及儲存部，回收從該混合室所生成之漿料並儲存該漿料；該供給部，係設於該減壓部的上游；該循環部具有：第1管，連接該混合室與該儲存部且從該混合室回收漿料及反應氣體的剩餘部分至該儲存部；以及第2管，連接該儲存部與該混合室且從該儲存部向該混合室供給該反應氣體的剩餘部分；於該第1管及該儲存部分別具備第1壓力計及第2壓力計，根據該第1壓力計及該第2壓力計的值控制設於該第2管的泵。
  2. 如專利申請範圍第1項所述之漿料製造裝置，其中該循環部設於該減壓部的上游。
  3. 如專利申請範圍第1項所述之漿料製造裝置，其進一步具備具有進氣埠及吐出埠之泵，該第2管具備：第1部分，連接該進氣埠與該儲存部；以及第2部分，連接該吐出埠與該混合室。
  4. 如專利申請範圍第1項所述之漿料製造裝置，其中該混合部藉由使該混合室內的混合轉子旋轉而生成漿料，該第1管與該混合室連接，以沿著藉由該混合轉子的旋轉所形成之漿料的流動，而向該第1管內導入漿料。
  5. 如專利申請範圍第1項所述之漿料製造裝置，其中該第1管從該混合室的上部側延伸。
  6. 一種漿料之製造方法，是使用申請專利範圍第1至5項中任一項的漿料製造裝置來製造漿料之製造方法，其包括：混合步驟，在該混合室內混合既定的粉體及溶劑而生成非水電解質二次電池的正極用漿料；供給步驟，在該混合步驟中生成該非水電解質二次電池的正極用漿料時向該混合室供給反應氣體；以及循環步驟，從該混合室回收該反應氣體的剩餘部分而向該混合室再供給；該供給步驟，在藉由該減壓部將該混合室減壓之後， 將該反應氣體供給至該混合室。
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