WO2011108561A1 - 電極製造装置 - Google Patents

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electrode
slurry
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昭宏 野▲崎▼
今坂　功二
田中　敦
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三菱重工業株式会社
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to an electrode manufacturing apparatus.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2010-047049 filed in Japan on Mar. 3, 2010, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • an electrode of a secondary battery or the like is a die head from an electrode slurry obtained by mixing a plurality of materials (electrode active material, binder, solvent, etc.) to a current collector made of aluminum or copper as a base material. It is manufactured by applying the electrode slurry and drying the applied electrode slurry.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to provide an electrode manufacturing apparatus that can efficiently remove coarse particles and bubbles contained in an electrode slurry and suppress electrode defects. It is to provide.
  • an electrode manufacturing apparatus includes a manufacturing unit that manufactures an electrode slurry by mixing a plurality of materials, a storage tank that is connected to the manufacturing unit and stores the manufactured electrode slurry, and the storage tank
  • the storage tank is connected to a coarse particle removal filter for removing coarse particles of the stored electrode slurry, and the storage tank is connected to the coarse particle removal filter to remove bubbles in the electrode slurry from which the coarse particles have been removed.
  • the electrode slurry is transferred from the manufacturing unit to the storage tank or stored in the storage tank.
  • the bubbles generated during replacement of this coarse particle removal filter are also removed by a defoamer and returned to the storage tank. Therefore, the stored electrode slurry is an electrode slurry having an excellent property containing almost no bubbles and coarse particles.
  • the electrode slurry is circulated to remove the bubbles and coarse particles continuously and repeatedly, so that an electrode slurry having excellent properties containing almost no bubbles and coarse particles can be applied to the substrate. And electrode defects such as voids and dropout can be suppressed.
  • the electrode manufacturing apparatus it is possible to efficiently remove coarse particles and bubbles contained in an electrode slurry applied to a substrate for manufacturing an electrode, and to suppress electrode defects.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electrode manufacturing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electrode manufacturing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. First, the basic configuration of the electrode manufacturing apparatus 1 will be described. As shown in FIG. 1, the electrode manufacturing apparatus 1 includes a manufacturing unit 10, a storage unit 20, and a coating unit 30.
  • the manufacturing unit 10 mixes an electrode active material, a conductive material, a binder, and a solvent to form a slurry, and manufactures an electrode slurry S.
  • the manufacturing unit 10 includes a mixing tank 11 and a vacuum pump 12, and the electrode slurry S manufactured in the mixing tank 11 is vacuum degassed by the vacuum pump 12.
  • the storage unit 20 is connected to the manufacturing unit 10 and the coating unit 30, stores or stores the electrode slurry S, and includes a primary storage tank 21 and a feed tank 22 as storage tanks.
  • the primary storage tank 21 is connected to the mixing tank 11 via the conduit 13 and the pump 14, and stores the electrode slurry S transferred from the mixing tank 11.
  • the feed tank 22 is smaller (for example, 10 liters) than the primary storage tank 21 (for example, 100 liters).
  • the feed tank 22 is connected to the primary storage tank 21 via a pipe line 23, a pump 24, and a valve 25, and the electrode slurry S is transferred from the primary storage tank 21.
  • the electrode slurry S transferred and stored in the feed tank 22 is applied to the substrate M by a coating unit 30 including a coating head (such as a die head) described later.
  • the feed tank 22 is provided with a liquid level sensor 26 that detects the liquid level in the feed tank 22 and is controlled so that the liquid level of the electrode slurry S falls within a predetermined range.
  • a control unit controls the operation / stop of the pump 24 and the opening / closing of the valve 25 based on the detection result of the liquid level sensor 26, and the electrode in the feed tank 22 is applied by coating.
  • the electrode slurry S containing coarse particles or bubbles produced by the production unit 10 is appropriately supplemented via the primary storage tank 21 and controlled so as to be within a predetermined range. ing.
  • the electrode slurry S is transferred from the primary storage tank 21 to the feed tank 22 in a state where supply of the electrode slurry S in the feed tank 22 to a coating unit to be described later is stopped. Then, after the electrode slurry S in the feed tank 22 is circulated for a certain period in a circulation system described later, supply to the coating unit 30 is started.
  • the coating unit 30 is for applying the electrode slurry S to the base material M and then drying it.
  • the transport unit 31, a drying device (not shown), a film thickness sensor 32, and a coating head 33 are provided. It has.
  • the conveyance device 31 includes two conveyance rolls 31a and 31b, and conveys the sheet-like substrate M in one direction between the conveyance rolls 31a and 31b.
  • the drying device (not shown) dries the electrode slurry S applied to the substrate M to form an electrode film on the surface of the substrate M.
  • the film thickness sensor 32 is provided on the side of the transport roll 31b that winds up the base material M, and detects the thickness of the electrode film with light.
  • the coating head 33 is provided on the side of the transport roll 31 a that feeds the substrate M, and applies the electrode slurry S to the substrate M.
  • the coating head 33 is connected to the feed tank 22 via a pipe line 34 and a pump 35.
  • the discharge amount of the electrode slurry S is controlled so that the thickness of the electrode film after drying becomes a predetermined thickness.
  • the control unit (not shown) controls the discharge amount of the electrode slurry S by controlling the flow rate of the pump 35 based on the detection result of the film thickness sensor 32.
  • the electrode manufacturing apparatus 1 having the above basic configuration includes a circulation system 50.
  • the circulation system 50 is provided in the feed tank 22 of the storage unit 20 and circulates the electrode slurry S stored in the feed tank 22.
  • the circulation system 50 includes a pipe line 51, a pump 52, a filter unit 53, a centrifugal deaerator 54, and a sub circulation unit 55.
  • coarse particles and bubbles are removed more as the electrode slurry S stored in the feed tank 22 circulates in the circulation system including the feed tank 22, the filter unit 53, and the centrifugal deaerator 54. An electrode slurry having good properties can be obtained.
  • the electrode slurry S stored in the feed tank 22 is applied for a certain period (for example, 30 minutes), that is, substantially a plurality of times after passing through this circulation system, thereby producing a high-quality electrode. be able to.
  • the number of times the electrode slurry S is passed through the circulation system can be changed according to the design, and in some cases, the circulation system may be passed only once.
  • the circulation of the circulation system may be stopped for coating, or the coating may be performed while passing through the circulation system. This is because if the circulation is performed at least as many times as required in the design, a slurry having a property that is designed or superior to the design can be applied by the coating unit 30.
  • the pipe 51 includes a pipe 51 a that connects the upstream opening 22 a disposed near the bottom surface of the feed tank 22 and the pump 52, a pipe 51 b that connects the pump 52 and the filter unit 53, and a filter unit 53.
  • 51c is connected to the centrifugal deaerator 54, and the downstream opening 22b is disposed at the upper position relatively far from the bottom of the wall surface of the centrifugal deaerator 54 and the feed tank 22. 51d.
  • the upstream opening 22a opens at the bottom of the feed tank 22 as described above.
  • the downstream opening 22b opens below the liquid level (predetermined range) of the stored electrode slurry S in the inner wall portion of the feed tank 22.
  • the electrode slurry S that has passed through the circulation system 50 is returned to the feed tank 22, it is sufficient that no new bubbles are generated by hitting the liquid surface of the stored electrode slurry S.
  • a pipe arranged so that one opening is connected to the downstream opening 22 b and the other opening is lower than the liquid level of the electrode slurry S in which the other opening is stored is provided inside the feed tank 22. .
  • the filter unit 53 includes two coarse particle removal filters 53A and 53B arranged in parallel, and four switching units arranged upstream and downstream of the two coarse particle removal filters 53A and 53B, respectively. And valves 53a to 53d.
  • the circulation system 50 can be formed through only one of the two coarse particle removal filters 53A and 53B.
  • the switching unit immediately switches to the coarse particle removal filter 53B and circulates. Since the flow of the system 50 can be continued, productivity can be improved. In this case, the coarse particle removal filter 53A is replaced after the switching.
  • the switching unit may be automatically controlled to be switched after a lapse of a certain time by a control unit (not shown).
  • the coarse particle removal filters 53A and 53B are made of a mesh filter, and capture coarse particles contained in the electrode slurry S.
  • the slot width of the die head is generally 200 to 500 ⁇ m, so that coarse particles can be sufficiently captured by setting the mesh filter aperture to about 150 ⁇ m.
  • the centrifugal deaerator 54 rotates to apply a centrifugal force to the electrode slurry S, and defoams by this centrifugal force. More specifically, the centrifugal defoamer 54 collects bubbles having a lighter specific gravity than the electrode slurry S on the center side of the rotation, and discharges the foam phase from the center side discharge portion that opens to the center side. The liquid phase is discharged from the outer peripheral discharge portion that opens to the side. Defoaming is performed so that there is about one bubble per about 10 milliliters of electrode slurry, preferably about one bubble per about 100 milliliters.
  • the rotation speed of the centrifugal deaerator 54 is such that the electrode active material contained in the electrode slurry S, the solvent, and the binder are not separated by centrifugal force.
  • the auxiliary circulation part 55 puts the electrode slurry S containing the bubbles discharged from the central discharge part of the centrifugal deaerator 54 into the recovery tank 55a to recover the bubbles, and the electrode slurry S from which the bubbles have been recovered is piped. Return to path 51c.
  • the electrode active material, the binder, and the solvent are mixed to produce the electrode slurry S.
  • bubbles mixed in the electrode slurry S by mixing are vacuum degassed by the vacuum pump 12.
  • the amount of the solvent at the time of the above mixing is an amount in consideration of air stagnation due to vacuum degassing.
  • the electrode slurry S in the mixing tank 11 is transferred to the primary storage tank 21 via the conduit 13 and the pump 14. In this transfer, bubbles are slightly mixed into the electrode slurry S.
  • the electrode slurry S in which bubbles are slightly mixed is stored in the primary storage tank 21. During this storage, aggregation proceeds with time, and coarse particles are generated in the electrode slurry S. Further, bubbles are mixed into the electrode slurry S due to external vibration or the like.
  • the control unit controls the operation / stop of the pump 24 and the opening / closing of the valve 25 to control the feed tank 22 from the primary storage tank 21.
  • the electrode slurry S is transferred to Even in this transfer, bubbles are slightly mixed into the electrode slurry S.
  • the electrode slurry S in which bubbles are mixed and coarse particles are contained is temporarily stored in the feed tank 22.
  • the electrode slurry S once stored in the feed tank 22 in this way flows into the pipeline 51a from the upstream opening 22a, and passes through one of the coarse particle removal filters 53A and 53B of the filter unit 53 via the pump 52. pass. During this passage, the coarse particle removal filter 53A or the coarse particle removal filter 53B captures the coarse particles generated in the primary storage tank 21.
  • the electrode slurry S from which coarse particles have been removed by the filter unit 53 flows into the centrifugal deaerator 54.
  • the centrifugal defoamer 54 collects and separates the bubbles contained in the electrode slurry S in the center, and discharges the foam phase from the central discharge section and discharges the liquid phase from the outer discharge section.
  • the electrode slurry S discharged from the center-side discharge portion is collected in the recovery tank 55a, then returned to the pipe 51c, and flows into the centrifugal deaerator 54 again.
  • the electrode slurry S discharged from the outer peripheral side discharge portion of the centrifugal defoamer 54 and from which bubbles have been removed flows again into the feed tank 22 from the downstream opening 22b via the conduit 51d. In this way, the electrode slurry S continuously circulates in the circulation system 50, whereby coarse particles and bubbles are almost removed, and the properties of the electrode slurry S are recovered.
  • the electrode slurry S whose properties have been recovered is supplied to the coating unit 30 and applied to the substrate M.
  • the applied electrode slurry S contains almost no coarse particles and bubbles, and almost no electrode defects occur.
  • the discharge amount of the electrode slurry S from the coating head 33 is strictly controlled. That is, the liquid level of the feed tank 22 is controlled within a predetermined range, the fluctuation range of the head pressure is limited, and the circulation system 50 is provided independently of the pipe line 34 and the pump 35.
  • the discharge amount of the electrode slurry S of the coating head 33 is strictly controlled through the flow rate control of the pump 35. By such strict control, an electrode having a uniform electrode film thickness can be obtained.
  • the circulation system 50 including the coarse particle removal filters 53 ⁇ / b> A and 53 ⁇ / b> B and the centrifugal deaerator 54 is provided in the storage unit 20. Even if air bubbles are mixed into the electrode slurry S during transfer to the tank 21, during transfer from the primary storage tank 21 to the feed tank 22, or during storage in the primary storage tank 21, the centrifugal deaerator 54 Bubbles can be removed. Further, even when coarse particles are generated during storage in the primary storage tank 21 of the electrode slurry S, the coarse particles can be removed by the coarse particle removal filters 53A and 53B. As a result, the electrode slurry S is circulated to remove the bubbles and coarse particles continuously and repeatedly. Therefore, it is possible to apply the electrode slurry S having an excellent property containing almost no bubbles and coarse particles to the substrate M. It is possible to suppress electrode defects such as streaks, voids and dropouts.
  • examples of the defoamer include a vacuum vacuum defoamer, an ultrasonic defoamer, and a centrifugal defoamer.
  • the solvent of the electrode slurry S may be scattered.
  • the ultrasonic deaerator the temperature of the electrode slurry S may increase. If the solvent is diffused, the coating may be affected, and the temperature increase of the electrode slurry may change the properties of the electrode slurry, which is a chemical substance. Therefore, a centrifugal defoamer with less of these effects and possibilities is desirable. For this reason, the electrode manufacturing apparatus 1 of this embodiment employs a centrifugal deaerator.
  • apparatuses other than the centrifugal deaerator can be used as long as they do not affect the properties of the electrode slurry to be applied.
  • the continuous operation time of a coating process can be lengthened and production capacity can be improved. That is, simply, when a coarse particle removal filter is provided in the pipeline 34 for supplying the electrode slurry S from the storage unit 20 to the coating unit 30, the coating must be stopped during maintenance, Production capacity decreases. Further, even if a coarse particle removal filter is provided in parallel at the same place and the switching operation is performed, the valve 34 in the pipeline 34 and the priming water are switched at the time of the filter switching even if the coating is continuously performed during the maintenance.
  • the electrode manufacturing apparatus 1 of the present embodiment since the circulation system 50 is provided in the feed tank 22 independently of the pipe line 34, it is necessary to stop the coating even during the maintenance of the filter unit 53. Therefore, the continuous operation time can be extended and the production capacity can be improved. Furthermore, according to the electrode manufacturing apparatus 1 of the present embodiment, since the circulation system 50 is provided in the feed tank 22 independently of the pipe line 34, the strict discharge amount control of the coating unit 30 is affected. The film quality can be kept constant.
  • the electrode manufacturing apparatus 1 of the present embodiment since the coarse particles and the bubbles are directly removed in the feed tank immediately before the coating process for actually manufacturing the electrode, the effectiveness is high.
  • the plurality of coarse particle removal filters 53A and 53B can be switched, circulation of the stored electrode slurry S can be continued even during maintenance such as cleaning, and bubbles and coarse particles are always removed. be able to. Thereby, the electrode slurry S having excellent properties can be applied to the base material M at all times.
  • the centrifugal deaerator 54 is provided on the downstream side of the coarse particle removal filters 53A and 53B, the electrode slurry S containing bubbles mixed in when passing through the coarse particle removal filters 53A and 53B immediately after cleaning is provided. At the stage before returning to the feed tank 22 again, the bubbles can be removed, and workability and operability can be improved.
  • the electrode slurry S containing the removed bubbles can be used effectively without being discarded.
  • the circulation system 50 is provided in the feed tank 22 in which the liquid level is controlled, it is easy to adjust so that bubbles and the like are not mixed when returning the electrode slurry S that has been defoamed and coarsely removed to the feed tank 22 It is. For this reason, the electrode slurry S having excellent properties through the circulation system 50 can be applied to the base material M.
  • the manufacturing unit 10 is configured to perform vacuum defoaming, but the bubble removal may be performed only by the centrifugal defoamer 54 without performing vacuum defoaming.
  • the electrode manufacturing apparatus it is possible to efficiently remove coarse particles and bubbles contained in an electrode slurry applied to a substrate for manufacturing an electrode, and to suppress electrode defects.

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Abstract

　本発明は、複数の材料を混合して電極スラリを製造する製造部(10)と、前記製造部に接続され、製造された電極スラリを貯留する貯留タンク(22)と、前記貯留タンクに接続され、貯留された電極スラリを基材に塗布する塗工部(30)と、を有する電極製造装置に関する。　前記電極製造装置には、従来から、電極スラリ中の気泡を除去する脱泡器と、電極スラリの粗粒を除去するフィルタとを設けようとしていたが、スラリの一時貯蔵や塗工部への移送に伴う、再凝集等のスラリ性状の悪化を生ずるという問題があった。　本発明は、前記電極製造装置に、前記貯留タンクに接続され、貯留された電極スラリの粗粒を除去するフィルタ(53)と、前記フィルタに接続され、粗粒が除去された電極スラリの気泡を除去して、前記貯留タンクに、貯留された電極スラリの液位よりも下方に、気泡が除去された電極スラリを戻す脱泡器(54)とを設けることで、上記問題の解決を図ったものである。

Description

電極製造装置
　本発明は、電極製造装置に関する。
　本願は、２０１０年３月３日に日本出願された特願２０１０－０４７０４９に基づいて優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　一般に、二次電池等の電極は、複数の材料（電極活物質と結着剤と溶媒等）を混合してスラリ化した電極スラリを、アルミニウムや銅等を基材とした集電体へダイヘッドなどを用いて塗布し、この塗布された電極スラリを乾燥させて製造されている。
　ところで、上記の電極スラリ中に含まれる粗粒（凝集体）や気泡の除去が不十分である場合には、乾燥後の電極膜にスジや空隙、巣、脱落等の電極欠陥が生じ、電池性能低下の一因となる。
　従来の技術においては、電極スラリ中に含まれる気泡を除去するために、混合後の電極スラリを真空脱泡し、さらに真空脱泡した電極スラリに含まれる粗粒をフィルタでろ過して上記塗布を行っている（例えば、下記特許文献１）。
特開平１１－２１３９９０号公報
　しかしながら、従来の技術に従い実際に運用しようとすると、粗粒除去および真空脱泡したスラリの一時貯蔵や塗工工程への移送が伴うため、再凝集による粗粒の再発生や気泡の巻き込みによって再びスラリの性状が悪化してしまうという問題があった。
　また、真空脱泡器を塗工工程におけるフィード系に組み込むと、フィード系全体が減圧されることでダイヘッドでの流量変動が大きくなり、均一な膜厚でスラリを集電体に塗布することが困難であるため、真空脱泡を行う際は塗工を停止しなければならなかった。
　さらに、フィード系にフィルタを組み込むと、粗粒で目詰まりしたフィルタを交換するとき再び気泡を巻き込んでしまうため、結局、気泡を含む電極スラリが集電体に塗布されて電極欠陥が生じてしまうという問題があった。
　本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、電極スラリ中に含まれる粗粒と気泡とを効率よく除去し、電極欠陥を抑制することができる電極製造装置を提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
　すなわち、本発明に係る電極製造装置は、複数の材料を混合して電極スラリを製造する製造部と、前記製造部に接続され、前記製造された電極スラリを貯留する貯留タンクと、前記貯留タンクに接続され、前記貯留された電極スラリの粗粒を除去する粗粒除去フィルタと、前記粗粒除去フィルタに接続され、前記粗粒が除去された電極スラリの気泡を除去して、前記貯留タンクに貯留された電極スラリの液位よりも下方に前記気泡が除去された電極スラリを戻す脱泡器と、前記貯留タンクに接続され、前記貯留された電極スラリを基材に塗布する塗工部と、を有する。
　この構成によれば、粗粒除去フィルタと脱泡器とを有する循環系が貯留タンクに設けられているので、製造部から電極スラリを貯留タンクに移送する際あるいは貯留タンクに貯留している際に混入した気泡および貯留時に生成された粗粒を除去できるのみならず、この粗粒除去フィルタの交換時に発生する気泡も脱泡器により除去して貯留タンクに戻す（戻す際には気泡が新たに発生しないよう、貯蔵された電極スラリの液位よりも下方に戻される）ので、貯留された電極スラリは気泡と粗粒とが殆ど含まれない優れた性状の電極スラリとなる。
　これらにより、電極スラリを循環させて気泡と粗粒とを連続的かつ繰り返し除去するので、気泡と粗粒とが殆ど含まれない優れた性状の電極スラリを基材に塗布することができ、スジや空隙、脱落等の電極欠陥を抑制することができる。
　本発明に係る電極製造装置によれば、電極を製造するための基材に塗布する電極スラリ中に含まれる粗粒と気泡とを効率よく除去し、電極欠陥を抑制することができる。
本発明の実施形態に係る電極製造装置１の概略構成図である。
　以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
　図１は、本発明の実施形態に係る電極製造装置１の概略構成図である。
　まず、電極製造装置１の基本構成について説明する。図１に示すように、電極製造装置１は、製造部１０と、貯蔵部２０と、塗工部３０とを備えている。
　製造部１０は、電極活物質、導電材および結着剤と溶媒を混合してスラリ化し、電極スラリＳを製造する。この製造部１０は、混合タンク１１と、真空ポンプ１２とを備えており、混合タンク１１で製造した電極スラリＳを真空ポンプ１２によって真空脱泡する。
　貯蔵部２０は、製造部１０及び塗工部３０に接続され、電極スラリＳを貯蔵または貯留しており、貯留タンクとして、一次貯蔵タンク２１とフィードタンク２２とを備えている。
　一次貯蔵タンク２１は、管路１３とポンプ１４とを介して、混合タンク１１と接続されており、混合タンク１１から移送された電極スラリＳを貯蔵する。
　フィードタンク２２は、一次貯蔵タンク２１（例えば、１００リットル）と比べて小型のもの（例えば、１０リットル）である。このフィードタンク２２は、管路２３とポンプ２４と弁２５とを介して、一次貯蔵タンク２１に接続されており、一次貯蔵タンク２１から電極スラリＳが移送される。このフィードタンク２２に移送、貯留された電極スラリＳが、後述の塗工ヘッド（ダイヘッドなど）を含む塗工部３０により基材Ｍへ塗工される。
　このフィードタンク２２には、フィードタンク２２内の液位を検出する液位センサ２６が設けられており、電極スラリＳの液位が所定の範囲になるように制御されている。具体的には、制御部（不図示）が、液位センサ２６の検出結果に基づいて、ポンプ２４の稼働・停止及び弁２５の開・閉を制御し、塗工によりフィードタンク２２内の電極スラリＳの液位が低くなった場合には、一次貯蔵タンク２１を介して製造部１０で製造された粗粒または気泡を含む電極スラリＳを適宜補充し、所定の範囲になるように制御されている。
　なお、上記補充の際、一次貯蔵タンク２１からフィードタンク２２への電極スラリＳの移送は、フィードタンク２２内の電極スラリＳの後述の塗工部への供給を停止した状態で行う。そして、フィードタンク２２内の電極スラリＳを後述の循環系で一定期間循環させた後、塗工部３０へ供給を開始する。
　塗工部３０は、電極スラリＳを基材Ｍに塗布し、さらにその後に乾燥させるものであり、搬送装置３１と、乾燥装置（不図示）と、膜厚センサ３２と、塗工ヘッド３３とを備えている。
　搬送装置３１は、二つの搬送ロール３１ａ，３１ｂを備えており、これら搬送ロール３１ａ，３１ｂ間でシート状の基材Ｍを一方向に搬送する。
　乾燥装置（不図示）は、基材Ｍに塗布された電極スラリＳを乾燥させて基材Ｍの表面上に電極膜を形成する。
　膜厚センサ３２は、基材Ｍを巻き取る搬送ロール３１ｂ側に設けられており、電極膜の厚さを光で検出する。
　塗工ヘッド３３は、基材Ｍを送り出す搬送ロール３１ａ側に設けられており、基材Ｍに電極スラリＳを塗布する。この塗工ヘッド３３は、管路３４とポンプ３５とを介して、フィードタンク２２と接続されている。
　この塗工ヘッド３３は、乾燥後の電極膜の厚さが所定の厚みとなるように、電極スラリＳの吐出量が制御されている。具体的には、制御部（不図示）が、膜厚センサ３２の検出結果に基づいて、ポンプ３５の流量を制御して、電極スラリＳの吐出量を制御している。
　上記の基本構成からなる電極製造装置１は、図１に示すように、循環系５０を備えている。
　循環系５０は、貯蔵部２０のフィードタンク２２に設けられており、フィードタンク２２に貯蔵された電極スラリＳを循環させる。この循環系５０は、管路５１と、ポンプ５２と、フィルタ部５３と、遠心脱泡器５４と、副循環部５５とを有している。
　この循環系５０のうち、フィードタンク２２、フィルタ部５３および遠心脱泡器５４とからなる循環系を、フィードタンク２２に貯留された電極スラリＳが循環すればするほど粗粒や気泡がより除去された性状のよい電極スラリとすることができる。このため、フィードタンク２２に貯留された電極スラリＳを一定期間（例えば３０分間）、すなわち実質的に複数回、この循環系に通した後に塗工を行うことで、品質のよい電極を製造することができる。もちろん、この循環系に電極スラリＳを通す回数は設計に応じて変更可能であり、場合によっては約１回だけ循環系を通すとしてもよい。
　また、一定期間循環系を通した後、循環系の循環を止めて塗工をしてもよいし、循環系を通しつつ塗工をしてもよい。少なくとも設計で求められる回数だけ循環がなされていれば、設計された性状または設計より優れた性状のスラリを塗工部３０で塗工することができるからである。
　管路５１は、フィードタンク２２の底面付近に配置される上流開口２２ａとポンプ５２との間を接続する管路５１ａと、ポンプ５２とフィルタ部５３とを接続する管路５１ｂと、フィルタ部５３と遠心脱泡器５４とを接続する管路５１ｃと、遠心脱泡器５４とフィードタンク２２の壁面のうち底面から比較的離れた上部の位置に配置される下流開口２２ｂとを接続する管路５１ｄとを備えている。
　なお、上流開口２２ａは、上述のとおりフィードタンク２２の底部に開口している。一方、下流開口２２ｂは、フィードタンク２２の内側壁部のうち貯留された電極スラリＳの液位（所定の範囲）よりも下方に開口している。
　ただし、上記循環系５０を経た電極スラリＳがフィードタンク２２に戻される際に、貯留された電極スラリＳの液面に当たって新たな気泡が発生しなければよいので、下流開口２２ｂはフィードタンク２２の内側壁部のうち貯留された電極スラリＳの液位よりも上方に開口していてもよい。この場合には、例えば、一方の開口が下流開口２２ｂと接続され、他方の開口が貯留された電極スラリＳの液位よりも下方となるよう配置された管がフィードタンク２２の内部に設けられる。
　フィルタ部５３は、並列的に配設された二つの粗粒除去フィルタ５３Ａ，５３Ｂと、これら二つの粗粒除去フィルタ５３Ａ，５３Ｂのそれぞれの上流及び下流に配設された切替部としての四つの弁５３ａ～５３ｄとを備えている。この切替部を適宜調節することで、これら２つの粗粒除去フィルタ５３Ａ，５３Ｂのいずれか一方のみを介して上記循環系５０を形成することができる。例えば、粗粒除去フィルタ５３Ａを循環系５０に組み込んで粗粒除去を行っていた際、目詰まりが生じて交換の必要が生じた場合に、切替部により直ちに粗粒除去フィルタ５３Ｂに切替えて循環系５０の流れを継続できるので、生産性向上を図ることができる。なお、この場合において、粗粒除去フィルタ５３Ａは上記切替えの後に交換される。
　上記切替部は、図示しない制御部により一定時間経過後に自動的に切り替え制御されてもよい。
　粗粒除去フィルタ５３Ａ，５３Ｂは、メッシュフィルタからなっており、電極スラリＳ中に含まれる粗粒を捕捉する。例えば、一般的には上記ダイヘッドのスロット幅が２００～５００μｍであるので、メッシュフィルタの目開きを約１５０μｍとしておけば、粗粒を十分に補足できる。
　遠心脱泡器５４は、回転することによって電極スラリＳに遠心力を作用させ、この遠心力により脱泡する。より具体的には、遠心脱泡器５４は、電極スラリＳに比べて比重が軽い気泡を回転の中心側に集めて、中心側に開口する中心側排出部から泡相を排出する一方、外周側に開口する外周側排出部から液相を排出する。電極スラリの約１０ミリリットル当たりに１個の気泡、望ましくは約１００ミリリットル当たりに１個の気泡程度になるように、脱泡が行われる。
　なお、この遠心脱泡器５４の回転数は、電極スラリＳに含まれる電極活物質と、溶媒及び結着剤とが、遠心力によって分離しない程度の回転数が用いられる。
　副循環部５５は、上述した遠心脱泡器５４の中心側排出部から排出された気泡を含む電極スラリＳを回収タンク５５ａに入れて気泡を回収し、気泡が回収された電極スラリＳを管路５１ｃに戻す。
　次に、上記の構成からなる電極製造装置１の動作について説明する。
　まず、混合タンク１１において、電極活物質と結着剤と溶媒を混合して電極スラリＳを製造する。この際、混合によって電極スラリＳに混入した気泡を、真空ポンプ１２によって真空脱泡する。なお、上記の混合時の溶媒の量は、真空脱泡による気散を考慮した量となっている。
　次に、混合タンク１１内の電極スラリＳを、管路１３とポンプ１４とを介して、一次貯蔵タンク２１に移送する。この移送において電極スラリＳに気泡が僅かに混入する。
　そして、気泡が僅かに混入した電極スラリＳは、一次貯蔵タンク２１に貯蔵される。この貯蔵の際には、時間の経過と共に凝集が進行し、電極スラリＳ中に粗粒が生成される。
　また、外部振動等によって、電極スラリＳに気泡が混入する。
　制御部（不図示）は、フィードタンク２２の液位が所定の範囲を下回った場合に、ポンプ２４の稼働・停止及び弁２５の開・閉を制御して、一次貯蔵タンク２１からフィードタンク２２に電極スラリＳを移送する。この移送においても電極スラリＳに気泡が僅かに混入する。
　そして、気泡が混入し、粗粒が含まれるようになった電極スラリＳは、フィードタンク２２に一旦貯留される。
　このようにしてフィードタンク２２内に一旦貯留された電極スラリＳは、上流開口２２ａから管路５１ａに流入し、ポンプ５２を介してフィルタ部５３の粗粒除去フィルタ５３Ａ，５３Ｂのうちの一方を通過する。この通過の際に、粗粒除去フィルタ５３Ａ又は粗粒除去フィルタ５３Ｂが、一次貯蔵タンク２１で生成された粗粒を捕捉する。
　フィルタ部５３により粗粒が除去された電極スラリＳは、遠心脱泡器５４に流入する。
　遠心脱泡器５４は、電極スラリＳに含まれる気泡を中央に集めて分離し、泡相を中心側排出部から、液相を外周側排出部から排出する。
　中心側排出部から排出された電極スラリＳは、回収タンク５５ａに集められた後に、管路５１ｃに戻され、遠心脱泡器５４に再度流入する。
　一方、遠心脱泡器５４の外周側排出部から排出され、気泡が除去された電極スラリＳは、管路５１ｄを介して下流開口２２ｂからフィードタンク２２に再流入する。
　このようにして、電極スラリＳが循環系５０を連続して循環することにより、粗粒と気泡とが殆ど除去され、電極スラリＳの性状が回復する。
　この性状が回復した電極スラリＳは、塗工部３０に供給されて基材Ｍに塗布される。塗布された電極スラリＳには、粗粒及び気泡が殆ど含まれておらず、電極欠損が殆ど生じない。
　また、この電極スラリＳを基材Ｍに塗布する際には、塗工ヘッド３３からの電極スラリＳの吐出量が厳密に制御される。すなわち、フィードタンク２２の液位が所定の範囲に制御されて、ヘッド圧の変動幅が制限されており、また、管路３４及びポンプ３５とは独立して循環系５０を設けているために、ポンプ３５の流量制御を介して、塗工ヘッド３３の電極スラリＳの吐出量の制御を厳密に制御される。このような厳密な制御により、電極膜の厚さが均一となった電極が得られる。
　以上説明したように、電極製造装置１によれば、粗粒除去フィルタ５３Ａ，５３Ｂと遠心脱泡器５４とを有する循環系５０が貯蔵部２０に設けられているので、混合タンク１１から一次貯蔵タンク２１への移送の際や一次貯蔵タンク２１からフィードタンク２２への移送の際、あるいは、一次貯蔵タンク２１の貯蔵の際に電極スラリＳに気泡が混入したとしても、遠心脱泡器５４で気泡を除去することができる。
　また、電極スラリＳの一次貯蔵タンク２１の貯蔵時に粗粒が生成されても、粗粒除去フィルタ５３Ａ，５３Ｂで粗粒を除去することができる。
　これらにより、電極スラリＳを循環させて気泡と粗粒とを連続的かつ繰り返し除去するので、気泡と粗粒とが殆ど含まれない優れた性状の電極スラリＳを基材Ｍに塗布することができ、スジや空隙、脱落等の電極欠陥を抑制することができる。
　ここで、脱泡器としては、減圧真空脱泡器、超音波脱泡器、遠心脱泡器などがあるが、減圧真空脱泡器では電極スラリＳの溶媒が気散してしまう場合があり、超音波脱泡器では電極スラリＳの温度が上昇してしまう場合がある。溶媒が気散してしまうと塗工に影響がありえ、また、電極スラリの温度上昇は化学物質である電極スラリの性状を変化させてしまう可能性がある。したがって、これらの影響や可能性が少ない遠心脱泡器が望ましい。このため、本実施形態の電極製造装置１は、遠心脱泡器を採用している。
　もちろん、遠心脱泡器以外の装置でも、塗工される電極スラリの性状に影響を与えるものでなければ、採用可能である。
　また、電極製造装置１によれば、塗工工程の連続運転時間の長時間化及び生産能力を向上させることができる。
　すなわち、単純に、貯蔵部２０から塗工部３０に対して、電極スラリＳを供給する管路３４に粗粒除去フィルタを設けた場合には、メンテナンス時に塗工を停止しなければならず、生産能力が低下する。
　また、仮に、同様の場所に粗粒除去フィルタを並列に設け、切り替え運用にすることにより、メンテナンス時に連続して塗工を行う構成にしたとしても、フィルタ切替時に管路３４における弁開閉や呼び水・エア抜き等をしなければならず、塗工部３０の電極スラリＳの吐出量の厳密な制御ができなくなり、塗膜品質の劣化（電極膜の厚さの不均一等）を招いてしまう。
　しかしながら、本実施形態の電極製造装置１によれば、管路３４とは独立してフィードタンク２２に循環系５０が設けられているので、フィルタ部５３のメンテナンス時も塗工を停止する必要がなく、連続運転時間の長時間化及び生産能力を向上させることができる。
　さらに、本実施形態の電極製造装置１によれば、管路３４とは独立してフィードタンク２２に循環系５０を設けているので、塗工部３０の厳密な吐出量の制御に影響を与えることがなく、塗膜品質を一定に保つことができる。
　また、電極スラリＳの混合工程において製造条件の適正化等により粗粒と気泡の除去を図ったとしても、実際の量産時においては混合タンクで大量に混合・製造された電極スラリが、複数存在する生産ラインの各々の最寄りに配置される小さなタンク（例えば、フィードタンク）に小分けされることから、気泡などが混入して電極スラリＳの性状の安定性を厳密に制御することは容易ではない。
　しかしながら、本実施形態の電極製造装置１によれば、実際に電極を製作する塗工工程直前のフィードタンクにおいて粗粒と気泡とを直接的に除去するので、実効性が高いものとなる。
　また、複数の粗粒除去フィルタ５３Ａ，５３Ｂが切替可能であるので、清掃等のメンテナンス時においても貯留された電極スラリＳの循環を継続することができ、常時、気泡と粗粒とを除去することができる。これにより、常時、性状の優れた電極スラリＳを基材Ｍに塗布することができる。
　また、遠心脱泡器５４が粗粒除去フィルタ５３Ａ，５３Ｂの下流側に設けられているので、清掃した直後の粗粒除去フィルタ５３Ａ，５３Ｂを通過した際に混入した気泡を含む電極スラリＳをフィードタンク２２に再度戻す前の段階で、当該気泡を除去することができ、作業性や運用性を向上させることができる。
　また、副循環部５５を備えるので、除去された気泡を含む電極スラリＳを廃棄することなく、有効に利用することができる。
　また、液位が制御されたフィードタンク２２に循環系５０が設けられているので、脱泡及び粗粒除去がされた電極スラリＳをフィードタンク２２に戻す際に気泡等が混入しないよう調整容易である。このため、循環系５０を経た性状が優れた電極スラリＳを基材Ｍに塗布することができる。
　なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
　例えば、上述した実施形態では、製造部１０においても真空脱泡する構成としたが、真空脱泡を行わなくても、気泡除去は遠心脱泡器５４のみで行ってもよい。
　本発明に係る電極製造装置によれば、電極を製造するための基材に塗布する電極スラリ中に含まれる粗粒と気泡とを効率よく除去し、電極欠陥を抑制することができる。
１…電極製造装置
１０…製造部
２０…貯蔵部
２１…一次貯蔵タンク
２２…フィードタンク
３０…塗工部
３３…塗工ヘッド
５０…循環系
５３Ａ，５３Ｂ…粗粒除去フィルタ
５４…遠心脱泡器
５５…副循環部
５５ａ…回収タンク
Ｍ…基材
Ｓ…電極スラリ

Claims (4)

  1. 　複数の材料を混合して電極スラリを製造する製造部と、
    　前記製造部に接続され、前記製造された電極スラリを貯留する貯留タンクと、
    　前記貯留タンクに接続され、前記貯留された電極スラリの粗粒を除去する粗粒除去フィルタと、
    　前記粗粒除去フィルタに接続され、前記粗粒が除去された電極スラリの気泡を除去して、前記貯留タンクに貯留された電極スラリの液位よりも下方に前記気泡が除去された電極スラリを戻す脱泡器と、
    　前記貯留タンクに接続され、前記貯留された電極スラリを基材に塗布する塗工部と、
    　を有する電極製造装置。
  2. 　前記貯留タンク、前記粗粒除去フィルタ、および前記脱泡器を一定期間循環した前記貯留された電極スラリにより前記塗布を行う請求項１に記載の電極製造装置。
  3. 　切替部をさらに有し、
    　前記粗粒除去フィルタは、前記切替部によりいずれか一方に切り替えられる第１および第２の粗粒除去フィルタを備え、
    　前記循環は前記切替部により切り替えられた前記第１または第２の粗粒除去フィルタのいずれか一方を介して行われる請求項２に記載の電極製造装置。
  4. 　前記貯留された電極スラリの液位を検出する液位センサと
    　前記液位センサによる前記検出の結果を受信する制御部とをさらに有し、
    　前記制御部は、前記液位が所定範囲より低下したことを示す前記検出の結果を受信した場合には、前記製造部により製造された電極スラリを前記貯留タンクへ補充して前記所定範囲とする請求項３に記載の電極製造装置。
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