WO2017014166A1 - 電池電極スラリー分配装置、電池電極スラリー処理装置、電池電極スラリー分配方法、懸濁液分配装置、懸濁液分配方法、電池電極スラリー処理方法、作製装置、および作製方法 - Google Patents
電池電極スラリー分配装置、電池電極スラリー処理装置、電池電極スラリー分配方法、懸濁液分配装置、懸濁液分配方法、電池電極スラリー処理方法、作製装置、および作製方法 Download PDFInfo
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Definitions
- the present invention relates to a battery electrode slurry distribution device, a battery electrode slurry treatment device, a battery electrode slurry distribution method, a suspension distribution device, a suspension distribution method, a battery electrode slurry treatment method, a production device, and a production method.
- Patent Document 1 proposes a technique of applying a battery electrode slurry to a current collector corresponding to a metal plate with a coating device after removing the undispersed agglomerates of the active material by filtering the battery electrode slurry. Yes.
- batch kneading is generally used as a method for obtaining a slurry by kneading a plurality of materials.
- Batch kneading is to put all of a plurality of materials necessary for producing a slurry into a cauldron and knead until these materials are uniformly mixed.
- batch kneading it is necessary to increase the kneading time in order to mix a plurality of materials all at once and then uniformly mix them.
- cleaning work such as replacement of the cauldron and scraping work for the kneading blade and the cauldron.
- the above-described cleaning operation is necessary every time the cauldron is replaced. From the above, batch kneading has been the cause of increased man-hours in the slurry production process.
- the process of charging materials into the cauldron and the process of transferring the prepared slurry from the cauldron to the next device are performed in an atmospheric environment, so the material and the slurry are affected by moisture in the atmosphere. It has been a cause of adversely affecting the quality of the slurry.
- the degree of freedom of the amount of slurry to be produced is low, and a time lag until a large amount of slurry is used may be a problem, for example, by producing a large amount so as not to run out of slurry.
- a preliminary kneading unit for roughly kneading a plurality of materials and a main kneading unit for main kneading of the material coarsely kneaded in the preliminary kneading unit are provided.
- a kneading apparatus to be supplied to the section see, for example, Patent Document 2.
- Patent Document 1 assumes that one coating device is connected, and does not keep in mind that a plurality of coating devices are connected.
- the same battery electrode is manufactured by a plurality of coating devices, if a different lot of battery electrode slurry is supplied to each coating device, the battery electrode slurry lot variation is added to the variation in performance of each coating device. There will be a difference in quality. This is not limited to battery electrodes, and can occur in general when an object is produced using a suspension.
- a suspension such as battery electrode slurry may be separated or re-agglomerated if it is left for a long time after kneading. For this reason, it is not preferable to retain the suspension in a pipe or device for supplying the suspension to the coating apparatus.
- the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to suppress the occurrence of separation and reaggregation in a suspension such as a battery electrode slurry. It is another object of the present invention to achieve stable slurry quality and automation of the entire slurry production process.
- the present invention proposes the following items in order to solve the above-described problems.
- symbol corresponding to embodiment of this invention is attached
- the present invention provides a plurality of application means (for example, corresponding to the coaters 91 and 92 in FIG. 3) for applying the battery electrode slurry to a metal plate (for example, corresponding to a current collector described later) for battery electrode production.
- a battery electrode slurry distribution device for example, equivalent to the battery electrode slurry distribution device 1 of FIG. 1 for distributing the battery electrode slurry, and a plurality of connection means (for example, connected to each of the plurality of application means) Circulators connected to the pipes 12 and 13 in FIG. 3 and circulating the energized battery electrode slurry (e.g., corresponding to the circulatory pipe 14 in FIG.
- Control means for example, corresponding to the control unit 70 in FIG. 3 for controlling supply of battery electrode slurry circulating in the circulation means, and the control means is any one of the plurality of application means.
- Battery to During the period in which the supply of the electrode slurry is permitted, the supply of the battery electrode slurry to the one excluding the application means that permits the supply of the battery electrode slurry is prohibited among the plurality of application means.
- a battery electrode slurry distributor is proposed.
- the battery electrode slurry is circulated by the circulation means. For this reason, the battery electrode slurry is circulated through the circulation means. Therefore, since the time during which the battery electrode slurry stays can be shortened, it is possible to suppress separation and reaggregation in the battery electrode slurry.
- the battery electrode slurry of the plurality of application means during the period when the control means permits the supply of the battery electrode slurry to any one of the plurality of application means, the battery electrode slurry of the plurality of application means. It was decided to prohibit the supply of battery electrode slurry to those except for the coating means that allowed the supply. For this reason, among the plurality of application means, the battery electrode slurry is simultaneously supplied from the circulation means. Therefore, the energized battery electrode slurry is not supplied in a distributed manner to a plurality of coating means but is concentrated and supplied to one coating means.
- the battery electrode slurry can be supplied to each of the plurality of applying means in a short time.
- a plurality of application means are connected to the circulation means via a plurality of connection means. For this reason, since manufacture of the battery electrode using the same battery electrode slurry can be performed in a plurality of lines, the homogeneity of the battery electrode can be improved. In addition, it is possible to easily perform cleaning or maintenance by stopping any other application means while driving the battery electrode by continuing to drive any one of the plurality of application means. it can.
- the present invention relates to the battery electrode slurry distributor of (1), wherein the circulation means is formed in a polygonal annular shape and corresponds to a plurality of bent portions (for example, the bent portion 141 in FIG. 5).
- the battery electrode slurry distributor is proposed in which each of the plurality of connecting means is connected.
- the circulation means is formed in a polygonal annular shape, and a plurality of connection means are connected to the bent portion of the circulation means. For this reason, since the momentum in which the battery electrode slurry flows is weakened at the bent portion, the battery electrode slurry flowing through the circulation means can easily flow into the connection means. Accordingly, the battery electrode slurry can be supplied to the coating means via the connecting means without performing complicated control.
- the present invention relates to the battery electrode slurry distributor according to (1) or (2), wherein the control means is an openable / closable valve that controls the flow of the battery electrode slurry in each of the plurality of connection means (for example, The battery electrode slurry distributor is provided with the two-way valves 71, 72 of FIG. 3), and two or more valves are not opened simultaneously.
- the control means is an openable / closable valve that controls the flow of the battery electrode slurry in each of the plurality of connection means (for example, The battery electrode slurry distributor is provided with the two-way valves 71, 72 of FIG. 3), and two or more valves are not opened simultaneously.
- the control means is provided with a plurality of valves, and the plurality of valves controls the flow of the battery electrode slurry in each of the plurality of connection means. It was decided. For this reason, the supply amount of the battery electrode slurry to each of the plurality of application means can be controlled independently by controlling the opening and closing of each valve.
- the battery electrode slurry distributor of (1) or (2) in the battery electrode slurry distributor of (1) or (2), two or more valves are not opened at the same time. For this reason, since the battery electrode slurry is simultaneously supplied from the circulation means among the plurality of application means, the urging force against the battery electrode slurry can be reduced and each of the plurality of application means can be reduced. In contrast, the battery electrode slurry can be supplied in a short time.
- the present invention provides a plurality of first storage units (for example, each of the plurality of connection units connected to the bottom surface). , Corresponding to the storage tank 911 in FIG. 5, wherein each of the plurality of first storage means stores the battery electrode slurry that has flowed through each of the plurality of connection means. Has proposed.
- each of the plurality of connection means is connected to the bottom surface of each of the plurality of first storage means, and the plurality of first The battery electrode slurry that has flowed through each of the plurality of connection means is stored by each of the storage means. For this reason, the battery electrode slurry is supplied from the connection means to the first storage means so as to spring out from vertically below. Therefore, as compared with the case where the battery electrode slurry is supplied from above the first storage unit, the battery electrode slurry falls on the bottom surface of the first storage unit or the top of the battery electrode slurry already stored in the first storage unit. The battery electrode slurry will not fall. Therefore, it is possible to prevent bubbles from being contained in the battery electrode slurry by vigorously colliding with the bottom surface of the first storage means and the battery electrode slurry.
- the present invention relates to any one of the battery electrode slurry distributors according to (1) to (4), and a removing means for removing impurities contained in the battery electrode slurry circulating in the circulating means (for example, as shown in FIG. It proposes a battery electrode slurry distributor characterized by comprising a defoaming section 31 and a filter 41).
- the removal means can remove impurities contained in the battery electrode slurry circulating in the circulation means.
- the quality of the slurry can be improved.
- the present invention stores the battery electrode slurry that circulates through the circulation means, and circulates the stored battery electrode slurry.
- the battery electrode slurry distribution apparatus characterized by including the second storage means (for example, corresponding to the tank 21 of FIG. 3) to be supplied to the means is proposed.
- the battery electrode slurry circulating through the circulation means is stored and stored by the second storage means.
- the slurry was supplied to the circulation means. For this reason, since the battery electrode slurry is mixed in the second storage means, the variation in the quality of the battery electrode slurry can be reduced, and the quality of the battery electrode slurry can be made uniform.
- the battery electrode slurry supplied to the circulation means is increased or decreased, a stable amount of battery electrode slurry can be continuously supplied to the coating means by the second storage means.
- the amount of battery electrode slurry supplied to the circulation means is smaller than the total amount of battery electrode slurry required by each of the plurality of application means, the shortage is stored in the second storage means.
- the battery electrode slurry can be supplemented.
- the amount of battery electrode slurry supplied to the circulation means is larger than the total amount of battery electrode slurry required by each of the plurality of application means, the excess can be stored in the second storage means. it can.
- the present invention provides a disposal unit (1) to a disposal unit (1) to selectively discard at least a part of the battery electrode slurry circulating in the circulation unit.
- the battery electrode slurry distribution apparatus characterized by including the disposal unit 81 in FIG. 6 is proposed.
- any one of the battery electrode slurry distributors (1) to (6) at least a part of the battery electrode slurry circulating in the circulation means can be selectively discarded by the discarding means. For this reason, for example, the battery electrode slurry that may be deteriorated in quality due to the circulation of the circulation means for a long time can be easily discarded.
- the present invention produces any one of the battery electrode slurry distributors (1) to (7) and the battery electrode slurry connected to the battery electrode slurry distributor and supplied to the battery electrode slurry distributor.
- a battery electrode slurry preparation device e.g., corresponding to the battery electrode slurry preparation device 100 of FIG. 1
- the battery electrode slurry preparation device is disposed at a higher position than the battery electrode slurry distribution device.
- the battery electrode slurry processing apparatus characterized by these is proposed.
- the battery electrode slurry preparation device is arranged at a higher position than any one of the battery electrode slurry distribution devices (1) to (7). For this reason, the transfer of the battery electrode slurry from the battery electrode slurry preparation device to the battery electrode slurry distribution device is performed vertically downward, and gravity can be used. Therefore, even if the viscosity of the battery electrode slurry is high, the battery electrode slurry can be easily supplied from the battery electrode slurry preparation device to the battery electrode slurry distribution device.
- the present invention provides a plurality of application means (for example, corresponding to the coaters 91 and 92 in FIG. 3) for applying the battery electrode slurry to a metal plate (for example, corresponding to a current collector described later) for battery electrode production.
- a battery electrode slurry distribution method in a battery electrode slurry distribution apparatus for example, equivalent to the battery electrode slurry distribution apparatus 1 in FIG. 1) for distributing battery electrode slurry to a circulation means (for example, connected to the plurality of application means) , Corresponding to the circulation pipe 14 in FIG.
- the first step of circulating the energized battery electrode slurry, and the battery electrode slurry circulated in the first step to each of the plurality of application means A second step of controlling the supply of the battery electrode, wherein in the second step, the supply of the battery electrode slurry to any one of the plurality of application means is permitted.
- a battery electrode slurry distribution method is proposed in which the supply of the battery electrode slurry to the ones excluding the application means that permits the supply of the battery electrode slurry is prohibited. ing.
- the present invention is a suspension dispensing apparatus for distributing a suspension to a plurality of manufacturing means for manufacturing a target object using the suspension, and is connected to the plurality of manufacturing means and energized.
- the manufacturing means that does not permit the supply of the suspension among the plurality of manufacturing means is excluded.
- a suspension dispensing device is proposed which is characterized by prohibiting the supply of suspension.
- the suspension is circulated by the circulation means. For this reason, the suspension circulates in the circulation means. Therefore, since the time during which the suspension stays can be shortened, occurrence of separation and reaggregation in the suspension can be suppressed.
- the control unit permits the supply of the suspension to any one of the plurality of manufacturing units. It was decided to prohibit the supply of the suspension to those other than the manufacturing means that allowed the supply. For this reason, among the plurality of manufacturing means, only one suspension is supplied simultaneously from the circulation means. Therefore, the energized suspension is not supplied in a distributed manner to a plurality of manufacturing means, but is concentratedly supplied to one manufacturing means. In other words, if suspensions are simultaneously supplied to a plurality of manufacturing means, depending on the amount of the suspension that is circulating through the circulation means, the flow rate of the suspension is greatly reduced, resulting in suspension retention. There is a risk that. In order to prevent this, it is necessary to increase the urging force against the suspension.
- the suspension is concentrated and supplied to one manufacturing means as described above, the flow velocity of the suspension circulating through the circulation means is not greatly reduced. There is no need to increase the size. Therefore, it is not necessary to increase the urging force with respect to the suspension as compared with the case where the suspension is supplied to a plurality of manufacturing means at the same time. In addition, the suspension can be supplied to each of the plurality of manufacturing means in a short time.
- a plurality of manufacturing means are connected to the circulation means. For this reason, since the target object using the same suspension can be manufactured in a plurality of lines, the homogeneity of the target object can be improved. In addition, it is possible to easily perform cleaning and maintenance by stopping any other manufacturing means while driving the manufacturing object by driving any one of the plurality of manufacturing means. it can.
- the present invention relates to a suspension distribution method in a suspension distribution device that distributes a suspension to a plurality of manufacturing means for manufacturing a target object using the suspension, and the plurality of manufacturing means includes A first step of circulating the energized suspension in the connected circulation means, and the supply of the suspension circulated in the first step to each of the plurality of manufacturing means; A second step, wherein in the second step, during the period during which the suspension supply to any one of the plurality of manufacturing means is permitted,
- the suspension distribution method is characterized by prohibiting the supply of the suspension to those other than the manufacturing means that permits the supply of the suspension.
- the present invention is a battery electrode slurry processing apparatus (for example, corresponding to the battery electrode slurry processing apparatus 1000 of FIG. 7) for producing and applying battery electrode slurry (for example, corresponding to a positive electrode slurry described later),
- First supply means for example, binder supply unit 1100 in FIG. 7, positive electrode material supply
- a plurality of materials for example, equivalent to a binder, a positive electrode active material, and a conductive additive described later
- Part 1200 and conductive auxiliary agent supply part 1300 and first transport means for transporting a plurality of materials supplied from the first supply means (for example, equivalent to pipes 2100, 2200, 2300 in FIG.
- First kneading means for kneading and continuously discharging a plurality of materials transported by the first transport means (for example, the pre-kneading part 1400 in FIG. 7 or the kneading part 11 in FIG. 18) 0
- a second transport means for transporting the material discharged from the first kneading means (for example, corresponding to the pipes 2400 and 2500 in FIG. 7), and the material transported by the second transport means are circulated.
- a circulation means for example, corresponding to the circulation pipe 2800 in FIG. 7
- a storage portion for example, a storage tank in FIG. 13
- the first pumping means, the first transporting means, the first kneading means, and the second kneading part 1500 are equivalent to the MONO pumps 5100 and 7300, the preliminary kneading part 1400, and the main kneading part 1500 in FIG.
- the in-space control means (for example, FIG. 7) that forms a closed space by communicating the transport means, the circulation means, and the storage section, and makes the space depressurized or filled with an inert gas.
- the battery electrode slurry processing apparatus is further provided.
- a space in which the first supply means, the first transport means, the first kneading means, the second transport means, the circulation means, and the reservoir of the coating means are communicated and closed is provided. It was formed, and the space was reduced or filled with an inert gas by the in-space control means. For this reason, during the period from when the material is put into the first supply means to when the electrode slurry stored in the storage portion is applied to the electrode plate, the material and the battery electrode slurry are exposed to the atmosphere. Can be suppressed. Therefore, the quality of the battery electrode slurry can be stabilized, and a stable coating process can be performed by the coating means regardless of the production state of the battery electrode slurry.
- the material kneaded by the first kneading means is circulated by the circulation means during the period from when it is transported by the second transport means to when it is supplied to the reservoir of the coating means. For this reason, since the battery electrode slurry continues to flow during the above-described period, it is possible to prevent separation and sedimentation from occurring in the battery electrode slurry, and it is possible to prevent deterioration of the quality of the battery electrode slurry.
- the biasing means biases at least one of the material transported by the first transport means, the material transported by the second transport means, and the material circulated by the circulation means; did. For this reason, the material and discharge
- the present invention provides a total amount per unit time of a plurality of materials supplied by the first supply unit and a unit time of the material discharged by the first kneading unit.
- a battery electrode slurry processing apparatus characterized by the fact that the amount of is equal.
- the total amount per unit time of the plurality of materials supplied by the first supply unit is smaller than the amount per unit time of the material discharged by the first kneading unit, there is no object to be kneaded in the first kneading unit. As a result, a time during which the first kneading means does not discharge the material occurs. According to this, it becomes impossible to continuously supply the material to the coating means.
- the plurality of materials supplied by the first supply unit At least a part will stay in at least one of the first transport means and the first kneading means.
- the present invention in the battery electrode slurry processing apparatus of (12), the total amount per unit time of the plurality of materials supplied by the first supply unit and the unit amount of the material discharged by the first kneading unit per unit time The amount was assumed to be equal. For this reason, the plurality of materials supplied by the first supply means can be continuously transferred to the coating means without staying in either the first transport means or the first kneading means.
- the first supply unit may include a plurality of sub first supply units that supply each of the plurality of materials (for example, FIG. 7).
- the first transport means supplies each of the plurality of materials supplied from the plurality of sub first supply means.
- a battery electrode slurry processing apparatus is proposed, which is provided with a plurality of sub-first transport means (for example, equivalent to the pipes 2100, 2200, and 2300 in FIG. 7) for transport.
- the first supply means is provided with the plurality of sub first supply means for supplying each of the plurality of materials
- the first transport means is provided with the first supply means.
- a plurality of sub first transporting means for transporting each of the plurality of materials supplied from the plurality of sub first supplying means is provided. Therefore, each of the plurality of materials can be supplied to the first kneading means at the same timing through different sub first supply means and different sub first transport means.
- the urging unit includes a material transported by at least one of the plurality of sub-first transporting units, and the second transporting unit.
- the battery electrode slurry processing apparatus is characterized in that at least one of a material to be transported and a material circulated by the circulation means is energized.
- the material transported by at least one of the plurality of sub first transport means and the material transported by the second transport means by the biasing means are transferred in the battery electrode slurry processing apparatus by the urging
- the present invention provides the battery electrode slurry processing apparatus according to any one of (12) to (15), wherein the second transport means receives and transports the material discharged from the first kneading means (for example, the inlet portion 2410 in FIG. 7) and an outlet portion (for example, equivalent to the outlet portion 2510 in FIG. 7) for discharging the material transported via the inlet portion, Second kneading means disposed between the outlet portion and kneading the material transported from the inlet portion and continuously discharging the material toward the outlet portion (for example, corresponding to the main kneading portion 1500 in FIG. 1)
- the battery electrode slurry processing apparatus is further provided.
- the material transported from the inlet portion is kneaded between the inlet portion and the outlet portion of the second transport means.
- a second kneading means for continuously discharging toward the outlet. For this reason, the material kneaded by the first kneading means can be further kneaded by the second kneading means.
- the present invention provides the battery electrode slurry treatment apparatus according to any one of (12) to (15), wherein a plurality of the first kneading means are provided, and the plurality of first kneading means are provided in parallel.
- the battery electrode slurry processing apparatus characterized by this is proposed.
- any one of the battery electrode slurry processing apparatuses of (12) to (15) a plurality of first kneading means are provided, and the plurality of first kneading means are provided in parallel.
- each of the first kneading means can be independently driven as appropriate according to the target amount of the battery electrode slurry to be produced, the maintenance situation such as cleaning, and the like. Specifically, for example, even if one of the plurality of first kneading units is stopped for cleaning, the kneading by the other first kneading unit can be continued and the supply of the material to the coating unit can be continued. .
- the battery electrode slurry processing apparatus In the battery electrode slurry processing apparatus according to (16), at least one of the first kneading means and the second kneading means is provided, and a plurality of the first kneading means are provided.
- the plurality of first kneading means are provided in parallel, and when the plurality of second kneading means are provided, the plurality of second kneading means are provided in parallel.
- Each of the means and each of the second kneading means are independently controlled, and the total amount of each processing amount of the first kneading means, and the total amount of each processing amount of the second kneading means, Has proposed a battery electrode slurry treatment apparatus characterized by equality.
- the battery electrode slurry processing apparatus when at least one of the first kneading means and the second kneading means is provided, and the plurality of first kneading means is provided, When the first kneading means was provided in parallel and a plurality of second kneading means were provided, the plurality of second kneading means were provided in parallel. Further, each of the first kneading means and each of the second kneading means are independently controlled, and the total amount of each of the first kneading means, and the total amount of each of the second kneading means, Were made equal.
- the first kneading means is appropriately selected according to the target amount of the battery electrode slurry to be produced and the maintenance situation such as cleaning.
- each of the second kneading means can be driven independently. Specifically, for example, even if one of the plurality of first kneading means is stopped for cleaning, the kneading by the other first kneading means is continued and the supply of the material to the second kneading means is continued. Even if one of the plurality of second kneading means is stopped for cleaning, the kneading by the other second kneading means can be continued and the production of the battery electrode slurry can be continued.
- the processing amount of the first kneading means is smaller than the processing amount of the second kneading means, there is no object to be kneaded in the second kneading means, and there is a time when the second kneading means does not discharge the material. End up. According to this, the second kneading means cannot continuously discharge the kneaded material.
- the processing amount of the first kneading means is larger than the processing amount of the second kneading means, at least a part of the material discharged from the first kneading means is at least one of the second transport means and the second kneading means. It will stay in either.
- the sum of the respective processing amounts of the first kneading means is equal to the sum of the respective processing amounts of the second kneading means. . Therefore, the material kneaded by the second kneading means can be continuously discharged from the second kneading means without causing the material discharged from the first kneading means to stay in the second transport means or the second kneading means. .
- the first supply unit may include at least an active material (for example, a positive electrode active material described later) and the plurality of materials.
- a binder e.g., equivalent to a binder described later
- the first kneading means roughly kneads the plurality of materials
- the second kneading means uses the material transported by the second transport means.
- the battery electrode slurry processing apparatus of (16) or (18) at least the active material and the binder are supplied as the plurality of materials by the first supply means, and the plurality of materials are supplied by the first kneading means.
- the material was coarsely kneaded and the material transported by the second transporting means was finally kneaded by the second kneading means so that the material did not touch the outside air until it was applied by the applying means. For this reason, the battery electrode which apply
- the present invention provides a battery electrode slurry in a battery electrode slurry processing apparatus (for example, equivalent to the battery electrode slurry processing apparatus 1000 in FIG. 7) for producing and applying a battery electrode slurry (for example, corresponding to a positive electrode slurry described later).
- a first method of supplying a plurality of materials for producing the battery electrode slurry e.g., corresponding to a binder, a positive electrode active material, and a conductive additive described later
- a second step of transporting the plurality of supplied materials a third step of kneading and continuously discharging the plurality of materials transported in the second step, and a discharge in the third step.
- the sixth step of storing a part of the circulating material and applying the stored material to the electrode plate, the material transported in the second step, and the fourth step A seventh step of energizing at least one of a material to be transported and a material circulating in the fifth step; a space in which the first step is performed; The space in which the second step is performed, the space in which the third step is performed, the space in which the fourth step is performed, the space in which the fifth step is performed, and the material in the sixth step.
- the battery electrode slurry further comprising an eighth step of forming a closed space in communication with the stored space, and bringing the space into a state of being decompressed or filled with an inert gas.
- the present invention is a production apparatus (e.g., equivalent to the production apparatus 1000A in FIG. 14) for producing a production object using a plurality of mixed materials, and the first supply means for supplying the plurality of materials (For example, the first material supply unit 1100A, the second material supply unit 1200A, and the third material supply unit 1300A in FIG. 14) and a plurality of materials supplied from the first supply unit are transported.
- a first transporting unit for example, corresponding to the pipes 2100, 2200, and 2300 in FIG. 14
- a first mixing unit for example, the figure
- a circulating means for circulating the material transported by the second transporting means for example, equivalent to the circulation pipe 2800 in FIG. 14
- the circulating means for storing a part of the material circulated by the circulating means.
- a production unit e.g., corresponding to the coaters 1910 and 1920 in FIG. 14
- Biasing means for biasing at least one of the material transported by the means, the material transported by the second transport means, and the material circulated by the circulation means (for example, the MONO pump in FIG.
- the in-space control means (for example, FIG. 14) which forms a closed space by communicating the transport means, the circulation means, and the storage section, and makes the space depressurized or filled with an inert gas. (A space control unit 3100) is further provided.
- the first supply means, the first transport means, the first mixing means, the second transport means, the circulation means, and the storage section of the preparation means are communicated and closed. It was formed, and the space was reduced or filled with an inert gas by the in-space control means. For this reason, these materials and slurry will be exposed to air
- the material mixed by the first mixing means is circulated by the circulation means for a period from when it is transported by the second transport means until it is supplied to the storage part of the production means. For this reason, since a slurry continues flowing during the above-mentioned period, it can prevent that separation and sedimentation generate
- the biasing means biases at least one of the material transported by the first transport means, the material transported by the second transport means, and the material circulated by the circulation means; did. For this reason, the material and discharge
- the present invention proposes a manufacturing apparatus according to (21), wherein a plurality of the first mixing means are provided, and the plurality of first mixing means are provided in parallel. Yes.
- a plurality of first mixing means are provided, and the plurality of first mixing means are provided in parallel.
- each of the 1st mixing means can be independently driven suitably according to the target amount of the slurry to produce, the maintenance situation, such as cleaning, etc. Specifically, for example, even if one of the plurality of first mixing units is stopped for cleaning, the mixing by the other first mixing units can be continued and the supply of the material to the production unit can be continued. .
- the present invention is a manufacturing method in a manufacturing apparatus (e.g., equivalent to the manufacturing apparatus 1000A in FIG. 14) for manufacturing a manufacturing object using a plurality of mixed materials.
- a first step a second step of transporting the plurality of materials supplied in the first step, and a third step of mixing and continuously discharging the plurality of materials transported in the second step.
- a manufacturing method is proposed.
- the present invention it is possible to suppress the occurrence of separation and reaggregation in a suspension such as a battery electrode slurry. Further, according to the present invention, it is possible to achieve stable slurry quality and automation of the entire slurry production process.
- FIG. 1 It is a perspective view of the stator and rotor with which the preliminary kneading part concerning a 3rd embodiment of the present invention is provided. It is sectional drawing which shows the outline of the main kneading part with which the battery electrode slurry processing apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention is provided. It is a perspective view of the stator and rotor with which this kneading part concerning a 3rd embodiment of the present invention is provided. It is a figure which shows the connection relation of the circulation piping and piping with which the battery electrode slurry processing apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention is equipped, and a coater.
- FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of a battery electrode slurry processing apparatus AA according to the first embodiment of the present invention.
- the battery electrode slurry processing apparatus AA includes a battery electrode slurry preparation apparatus 100, a pipe 11, and a battery electrode slurry distribution apparatus 1.
- the battery electrode slurry preparation apparatus 100 is disposed at a higher position than the battery electrode slurry distribution apparatus 1 to produce battery electrode slurry.
- the battery electrode slurry preparation apparatus 100 is connected to the battery electrode slurry distribution apparatus 1 via a pipe 11, and the battery electrode slurry prepared by the battery electrode slurry preparation apparatus 100 is connected to the battery electrode slurry distribution apparatus 1 via the pipe 11.
- the battery electrode slurry distributor 1 distributes the battery electrode slurry supplied via the pipe 11.
- FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of the battery electrode slurry preparation apparatus 100.
- the battery electrode slurry preparation apparatus 100 is an apparatus for preparing a positive electrode slurry as a battery electrode slurry, and includes a binder supply unit 111, a positive electrode material supply unit 112, a conductive auxiliary agent supply unit 113, a preliminary kneading unit 114, a main kneading unit 115, and Piping 121, 122, 123, 124 is provided.
- the binder supply unit 111 is connected to the preliminary kneading unit 114 through the pipe 121 and supplies the binder to the preliminary kneading unit 114.
- the positive electrode material supply unit 112 is connected to the preliminary kneading unit 114 via the pipe 122 and supplies the positive electrode active material to the preliminary kneading unit 114.
- the conductive auxiliary agent supply unit 113 is connected to the preliminary kneading unit 114 through the pipe 123 and supplies the conductive auxiliary agent (conductive auxiliary material) to the preliminary kneading unit 114.
- the preliminary kneading unit 114 roughly kneads the supplied binder, the positive electrode active material, and the conductive additive, and discharges them as a preliminary kneaded slurry to the pipe 124.
- a main kneading unit 115 is connected to the pipe 124, and the preliminary kneading slurry discharged from the preliminary kneading unit 114 is supplied to the main kneading unit 115 through the pipe 124.
- the main kneading unit 115 performs the main kneading of the supplied pre-kneaded slurry and supplies it as a positive electrode slurry to the pipe 11.
- FIG. 3 is a configuration diagram showing an outline of the battery electrode slurry distributor 1.
- the battery electrode slurry distribution apparatus 1 includes pipes 12 and 13, a circulation pipe 14, a tank 21, a defoaming unit 31, a filter 41, a Mono pump 51 and 52, a control unit 70, and coaters 91 and 92.
- a tank 21 is connected to the pipe 11.
- the pipe 11 supplies the positive electrode slurry supplied from the battery electrode slurry manufacturing apparatus 100 to the tank 21.
- the circulation pipe 14 is also connected to the tank 21.
- the circulation pipe 14 is formed in an annular shape, and circulates the positive electrode slurry by the urging force from the battery electrode slurry preparation device 100 and the Mono pumps 51 and 52 to the positive electrode slurry.
- the tank 21 stores the positive electrode slurry supplied from the battery electrode slurry manufacturing apparatus 100 via the pipe 11 and the positive electrode slurry that circulates through the circulation pipe 14, and continues the stored positive electrode slurry to the circulation pipe 14. To supply.
- An example of the configuration of the tank 21 will be described below with reference to FIG.
- FIG. 4 is a cross-sectional view showing the outline of the tank 21.
- the tank 21 includes a motor 211, a stirring unit 212, and a case 213.
- the stirring unit 212 is a so-called anchor type stirring blade, and includes a rotating shaft 2121 and a stirring blade 2122.
- the rotating shaft 2121 is rotationally driven by the motor 211 with the longitudinal center line of the rotating shaft 2121 as the rotating shaft, and when the rotating shaft 2121 rotates, the stirring blade 2122 also rotates.
- the tank 21 stirs the stored positive electrode slurry by driving the motor 211 and rotating the stirring blade 2122.
- the positive electrode slurry enters the tank 21 through the inner wall of the tank 21 from a carry-in port (not shown) provided on the side surface of the tank 21.
- the positive electrode slurry stored in the tank 21 is discharged from a discharge port (not shown) provided on the bottom surface of the tank 21.
- the tank 21 is preferably filled with an inert gas, and the pressure in the tank 21 is appropriately controlled according to the amount of positive electrode slurry stored.
- the circulation pipe 14 is provided with a defoaming portion 31, a filter 41, and Mono pumps 51 and 52.
- the MONO pump 51 urges the positive electrode slurry supplied from the tank 21 to the circulation pipe 14 in the direction of the arrow in FIG.
- the defoaming unit 31 defoams the positive electrode slurry that circulates in the circulation pipe 14 to remove bubbles contained in the positive electrode slurry that circulates in the circulation pipe 14.
- the MONO pump 52 urges the positive electrode slurry defoamed by the defoaming section 31 in the direction of the arrow in FIG.
- the filter 41 removes impurities contained in the positive electrode slurry circulating in the circulation pipe 14. Examples of impurities removed by the filter 41 include undispersed aggregates.
- the pipe 12 connected to the coater 91 and the pipe 13 connected to the coater 92 are connected to the circulation pipe 14.
- the coaters 91 and 92 apply positive electrode slurry, which is defoamed by the defoaming unit 31 and from which impurities are removed by the filter 41, to the current collector.
- the current collector any material having electrical conductivity such as metal foil can be used, and the material, shape and size are not particularly limited. Preferably, aluminum foil or copper foil is used.
- the control unit 70 includes two-way valves 71, 72, 73 and a two-way valve control unit 74.
- the two-way valve 71 is provided in the vicinity of the connection portion between the pipe 12 and the circulation pipe 14 in the pipe 12.
- the two-way valve 71 is opened, the positive electrode slurry is supplied from the circulation pipe 14 to the coater 91.
- the valve 71 is closed, the supply of the positive electrode slurry from the circulation pipe 14 to the coater 91 is stopped.
- the two-way valve 72 is provided in the vicinity of the connection portion between the pipe 13 and the circulation pipe 14 in the pipe 13. When the two-way valve 72 is opened, the positive electrode slurry is supplied from the circulation pipe 14 to the coater 92.
- the two-way valve 73 is provided in the vicinity of the carry-in port of the tank 21 to which the positive slurry that circulates in the circulation pipe 14 is supplied, and when the two-way valve 73 is opened, the two-way valve 73 is changed from the circulation pipe 14 to the tank 21.
- the positive electrode slurry is supplied and the two-way valve 73 is closed, the supply of the positive electrode slurry from the circulation pipe 14 to the tank 21 is stopped.
- the two-way valve control unit 74 controls the opening and closing of the two-way valves 71, 72, 73 so that two or more of the two-way valves 71, 72 are not opened simultaneously.
- the control of the two-way valve control unit 74 will be described in detail below.
- the two-way valve control unit 74 closes the two-way valves 71 and 72 and opens the two-way valve 73. According to this, the positive electrode slurry that has passed through the filter 41 does not flow into the coaters 91 and 92 but flows into the tank 21, and is mixed in the tank 21 with the positive electrode slurry supplied from the battery electrode slurry preparation device 100 via the pipe 11. Thus, the circulation pipe 14 is circulated.
- the two-way valve control unit 74 opens the two-way valve 71 and closes the two-way valves 72 and 73. According to this, the positive electrode slurry that has passed through the filter 41 does not flow into the coater 92 and the tank 21 but flows into the coater 91.
- the two-way valve control unit 74 When supplying the positive electrode slurry to the coater 92, the two-way valve control unit 74 opens the two-way valve 72 and closes the two-way valves 71 and 73. According to this, the positive electrode slurry that has passed through the filter 41 does not flow into the coater 91 and the tank 21 but flows into the coater 92.
- FIG. 5 is a perspective view showing a connection relationship between the circulation pipe 14, the pipe 12, and the coater 91.
- the arrows indicate the direction in which the positive electrode slurry flows.
- the circulation pipe 14 is formed in a polygonal (rectangular shape, in this embodiment) annular shape, and one end of the pipe 12 is connected to a bent portion 141 which is a bent portion of the circulation pipe 14. For this reason, the positive electrode slurry flowing through the circulation pipe 14 collides with the inner wall of the circulation pipe 14 at the bent portion 141. According to this, since the momentum in which the positive electrode slurry flows in the bent portion 141 is weakened, the positive electrode slurry flowing through the circulation pipe 14 easily flows into the pipe 12 during the period when the two-way valve 71 is open. Therefore, during the period when the two-way valve 71 is open, the supply of the positive electrode slurry from the circulation pipe 14 to the pipe 12 is promoted.
- one end of the pipe 12 is connected to the lower part of the bent part 141, and the pipe 12 extends vertically downward from the lower part of the bent part 141.
- the other end of the pipe 12 is connected to a storage tank 911 included in the coater 91, and the positive electrode slurry flowing into the pipe 12 is stored in the storage tank 911.
- the coater 91 applies the positive electrode slurry stored in the storage tank 911 to the current collector as described above.
- the inside of the storage tank 911 is preferably filled with an inert gas, and the pressure in the storage tank 911 is appropriately controlled according to the amount of positive electrode slurry stored.
- the other end of the pipe 12 is connected to the bottom surface of the storage tank 911 through a through hole 912 formed in the bottom surface of the storage tank 911.
- positive electrode slurry is supplied to the storage tank 911 from the pipe 12 so as to spring out from vertically below. Therefore, compared with the case where the positive electrode slurry is supplied from above the storage tank 911, the positive electrode slurry falls on the bottom surface of the storage tank 911, or the positive electrode slurry falls on the positive electrode slurry already stored in the storage tank 911. It will not be. Therefore, the positive electrode slurry supplied from the pipe 12 vigorously collides with the bottom surface of the storage tank 911 or the positive electrode slurry, thereby preventing bubbles from being included in the positive electrode slurry.
- the circulation pipe 14, the pipe 13, and the coater 92 are also connected in the same manner as the circulation pipe 14, the pipe 121, and the coater 91 described above. Therefore, as in the case of the circulation pipe 14, the pipe 12, and the coater 91 described above, the positive electrode slurry is supplied from the circulation pipe 14 to the coater 92 through the pipe 13 while the two-way valve 72 is open. .
- the battery electrode slurry distributor 1 having the above configuration can exhibit the following effects.
- the battery electrode slurry distributor 1 circulates the positive electrode slurry through the circulation pipe 14. For this reason, the positive electrode slurry is circulated through the circulation pipe 14. Therefore, since the time during which the positive electrode slurry stays can be shortened, occurrence of separation and reaggregation in the positive electrode slurry can be suppressed.
- the battery electrode slurry distributor 1 does not open two or more of the two-way valves 71 and 72 at the same time, and permits the positive electrode slurry to be supplied to any one of the coaters 91 and 92. Then, the supply of the positive electrode slurry to the coaters 91 and 92 other than the coater that permits the supply of the positive electrode slurry is prohibited. For this reason, only one of the coaters 91 and 92 is supplied with the positive electrode slurry from the circulation pipe 14 at the same time. Therefore, the positive electrode slurry energized by the battery electrode slurry preparation apparatus 100 and the Mono pumps 51 and 52 is not distributed and supplied to the coaters 91 and 92 but concentrated in any one of the coaters 91 and 92. Will be supplied.
- the case where 10 coaters are connected to the circulation pipe 14 and the positive electrode slurry is simultaneously supplied to these 10 coaters will be examined below.
- the positive electrode slurry is supplied from the circulation pipe 14 in order from the one provided in the preceding stage among the ten coaters. For this reason, the instantaneous flow rate of the positive electrode slurry flowing through the inside of the circulation pipe 14 decreases as it approaches the coater provided in the subsequent stage. Therefore, the flow rate of the positive electrode slurry flowing through the circulation pipe 14 is decreased, and in some cases, the positive electrode slurry may be stagnated.
- the battery electrode slurry preparation apparatus 100 In order to prevent this, it is necessary to control the battery electrode slurry preparation apparatus 100, the Mono pump 51, and the Mono pump 52 so as to increase the biasing force to the positive electrode slurry.
- the positive electrode slurry is supplied to one of the coaters 91 and 92 as described above, the flow rate of the positive electrode slurry flowing through the circulation pipe 14 is not greatly reduced.
- the Battery electrode slurry preparation apparatus 100, the Mono pump 51, or the Mono pump 52 so as to increase the urging force to the slurry. Therefore, it is not necessary to increase the urging force for the positive electrode slurry as compared with the case where the positive electrode slurry is supplied to both coaters 91 and 92 at the same time. Therefore, the configuration and control of the battery electrode slurry distributor 1 can be simplified. Can do. Further, the positive electrode slurry can be supplied to each of the coaters 91 and 92 in a short time.
- the two-way valve 73 is closed, so that the positive electrode slurry does not circulate through the circulation pipe 14.
- the positive electrode slurry can be supplied to each of the coaters 91 and 92 in a short time. For this reason, the time when the positive electrode slurry does not circulate through the circulation pipe 14 becomes extremely short. Therefore, even if the positive electrode slurry stays in the pipe during the period in which the positive electrode slurry is supplied to the coater 91 or the coater 92, separation or re-aggregation does not occur in the positive electrode slurry.
- the battery electrode slurry distributor 1 circulates the positive electrode slurry supplied from the pipe 11 through the circulation pipe 14 by the urging force from the battery electrode slurry preparation apparatus 100, the Mono pump 51, and the Mono pump 52 to the positive slurry. For this reason, the positive electrode slurry can be reliably circulated with a simple configuration.
- the battery electrode slurry distributor 1 has two coaters 91 and 92 connected to the circulation pipe 14 via the pipes 12 and 13. For this reason, since the battery electrode can be manufactured in a plurality of lines using the same positive electrode slurry produced by the battery electrode slurry production apparatus 100, the homogeneity of the battery electrode can be improved. In addition, it is possible to easily perform cleaning or maintenance by driving one of the coaters 91 and 92 and continuing the production of the battery electrode while stopping the other.
- the circulation pipe 14 is formed in a quadrangular annular shape, and coaters 91 and 92 are connected to bent portions of the circulation pipe 14. For this reason, since the momentum in which the positive electrode slurry flows is weakened at the bent portion, the battery electrode slurry flowing through the circulation pipe 14 easily flows into the pipes 12 and 13. Therefore, the positive electrode slurry can be supplied to the coaters 91 and 92 without performing complicated control.
- the battery electrode slurry distribution apparatus 1 connects the coaters 91 and 92 to the circulation pipe 14 via pipes 12 and 13 that are connected to the lower part of the bent portion of the circulation pipe 14 and extend vertically downward. .
- the positive electrode slurry can be supplied from the circulation pipe 14 to the coaters 91 and 92 using gravity. Therefore, the positive electrode slurry can be further easily supplied to the coaters 91 and 92.
- the battery electrode slurry distributor 1 closes the two-way valve 73 when supplying the positive electrode slurry to any one of the coaters 91 and 92. For this reason, since the positive electrode slurry that has passed through the filter 41 does not flow into the tank 21, the positive electrode slurry can be further easily supplied to the coaters 91 and 92.
- the battery electrode slurry distributor 1 includes two-way valves 71 and 72 in the pipes 12 and 13 respectively. For this reason, the supply amount of the positive electrode slurry to each of the coaters 91 and 92 can be independently controlled by controlling the opening and closing of the two-way valves 71 and 72.
- the battery electrode slurry distributor 1 supplies the positive electrode slurry from the bottom surface of the storage tank 911 provided in the coater 91. For this reason, the positive electrode slurry is supplied to the storage tank 911 so as to spring out from vertically below. Therefore, compared with the case where the positive electrode slurry is supplied from above the storage tank 911, the positive electrode slurry falls on the bottom surface of the storage tank 911, or the positive electrode slurry falls on the positive electrode slurry already stored in the storage tank 911. It will not be. Therefore, it is possible to prevent bubbles from being included in the positive electrode slurry by vigorously colliding with the bottom surface of the storage tank 911 and the positive electrode slurry.
- the battery electrode slurry distribution apparatus 1 defoams the positive electrode slurry circulating through the circulation pipe 14 by the defoaming unit 31 and removes impurities contained in the positive electrode slurry circulating through the circulation pipe 14 by the filter 41.
- the quality of the positive electrode slurry can be improved.
- the battery electrode slurry distribution apparatus 1 stores and stores the positive electrode slurry supplied from the battery electrode slurry preparation apparatus 100 via the pipe 11 and the positive electrode slurry circulating through the circulation pipe 14 by the tank 21.
- the positive electrode slurry is continuously supplied to the circulation pipe 14. For this reason, since positive electrode slurry mixes with the tank 21, the dispersion
- the battery electrode slurry distribution apparatus 1 is stabilized by the tank 21 even if the positive electrode slurry supplied to the circulation pipe 14, that is, the positive electrode slurry supplied from the battery electrode slurry preparation apparatus 100 via the pipe 11 increases or decreases.
- An amount of positive electrode slurry can continue to be supplied to the coaters 91, 92.
- the amount of the positive electrode slurry supplied to the circulation pipe 14 is smaller than the total amount of the positive electrode slurry required by each of the coaters 91 and 92, the shortage is stored in the tank 21. It can be supplemented with positive electrode slurry.
- the amount of the positive electrode slurry supplied to the circulation pipe 14 is larger than the total amount of the positive electrode slurry required by the coaters 91 and 92, the excess can be stored in the tank 21.
- the battery electrode slurry processing apparatus AA including the battery electrode slurry distribution apparatus 1 described above arranges the battery electrode slurry preparation apparatus 100 at a higher position than the battery electrode slurry distribution apparatus 1.
- the battery electrode slurry preparation device 100 is arranged on the upper floor, and the battery electrode slurry distribution device 1 is arranged on a lower floor than the floor on which the battery electrode slurry preparation device 100 is arranged.
- the transfer of the positive electrode slurry from the battery electrode slurry preparation apparatus 100 to the battery electrode slurry distribution apparatus 1 is performed vertically downward, and gravity can be used. For this reason, even if the viscosity of the positive electrode slurry is high, the positive electrode slurry can be easily supplied from the battery electrode slurry preparation device 100 to the battery electrode slurry distribution device 1.
- FIG. 6 is a configuration diagram showing an outline of a battery electrode slurry distributor 1A according to the second embodiment of the present invention.
- 1 A of battery electrode slurry distribution apparatuses can be provided in battery electrode slurry processing apparatus AA instead of the battery electrode slurry distribution apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment of this invention shown in FIG.
- This battery electrode slurry distribution apparatus 1A is different from the battery electrode slurry distribution apparatus 1 in that it includes a mass flow meter 53 and a disposal unit 81.
- symbol is attached
- the mass flow meter 53 and the discard unit 81 are provided in the circulation pipe 14.
- the mass flow meter 53 measures the mass flow rate of the positive electrode slurry flowing through the circulation pipe 14, measures the instantaneous flow rate of the positive electrode slurry flowing through the circulation pipe 14, and sends the measurement result to the tank 21 and the mono pump 51. In addition to transmission, confirmation of the presence or absence of fluctuations in instantaneous flow rate and management of integrated flow rate are performed.
- the tank 21 determines the discharge amount based on the measurement result transmitted from the mass flow meter 53, and continuously supplies the stored positive electrode slurry to the circulation pipe 14 with the determined discharge amount.
- the MONO pump 51 determines the urging amount based on the measurement result transmitted from the mass flow meter 53, and applies the positive electrode slurry flowing through the circulation pipe 14 in the direction of the arrow in FIG. Rush.
- the discard unit 81 is configured to selectively discard at least a part of the positive electrode slurry circulating through the circulation pipe 14.
- a of battery electrode slurry distribution apparatuses provided with the above structure can show the following effects in addition to the above-mentioned effect which battery electrode slurry distribution apparatus 1 can show.
- the battery electrode slurry distributor 1 ⁇ / b> A can selectively discard at least a part of the positive electrode slurry circulating in the circulation pipe 14 by the discard unit 81. For this reason, for example, the positive electrode slurry that may be deteriorated in quality because the circulation pipe 14 is circulated for a long time can be easily discarded.
- the circulation pipe 14 is shown in FIG. 3 as being formed in a quadrangular annular shape.
- the present invention is not limited to this, and it is only necessary that the circulation pipe 14 is formed in a ring shape having a plurality of bent portions.
- the angle at which the circulation pipe 14 bends at the bent portion is preferably about 90 degrees.
- the circulation pipe 14 is formed in a quadrangular annular shape, and the coater 91 and the coater 92 are connected to two of the four bent portions, respectively.
- the present invention is not limited to this, and the coater may be connected to all of the bent portions, or the coater may be connected to only a part of the bent portions.
- the mass flow meter is used as the flow meter like the mass flow meter 53.
- the present invention is not limited to this, and for example, a volume flow meter can be used.
- a volume flow meter for example, a vortex type, turbine type, electromagnetic type, area type, ultrasonic type, differential pressure type or the like can be used.
- the two coaters of the coaters 91 and 92 are connected to the circulation pipe 14.
- the present invention is not limited to this.
- three coaters or four coaters are connected.
- three two-way valves are provided in addition to the two-way valve 73, and any one of the three two-way valves excluding the two-way valve 73 is open. Then, let us close those except for the open two-way valve among these three two-way valves.
- the MONO pumps 51 and 52 are used to circulate the positive electrode slurry in the circulation pipe 14.
- the present invention is not limited to this, and for example, a diaphragm pump, a piston pump, a plunger pump, a Delasco pump, a gear pump, a vane pump, and the like can be used.
- the positive electrode slurry is supplied to the pipe 11, but is not limited thereto, and may be a negative electrode slurry or a suspension other than the battery electrode slurry.
- suspension other than battery electrode slurry it is not necessary to be a coater to be connected to the circulation pipe 14, and other devices or the like according to the application can be appropriately connected.
- the filter 41 is not always necessary, and it is only necessary to determine whether or not to provide the filter 41 according to the application.
- the two-way valve 73 is provided in the vicinity of the carry-in port of the tank 21 to which the positive electrode slurry circulating through the circulation pipe 14 is supplied.
- the present invention is not limited to this, and when the circulation pipe 14 is provided at a position higher than the pipes 12 and 13 and the two-way valves 71 and 72, gravity is applied to the supply of the positive electrode slurry from the circulation pipe 14 to the coaters 91 and 92. Since it can be used, the two-way valve 73 may not be provided.
- the two-way valves 71 to 73 are provided.
- the present invention is not limited to this, and two three-way valves may be provided instead of the two-way valves 71 to 73.
- one of the two three-way valves may be provided at the connection part between the circulation pipe 14 and the pipe 12, and the other of the two three-way valves may be provided at the connection part between the circulation pipe 14 and the pipe 13.
- the port on the filter 41 side connected to the circulation pipe 14 and the port connected to the pipe 12 are communicated among the three ports of the other three-way valve.
- the filter 41 side port connected to the circulation pipe 14 and the tank 21 side port connected to the circulation pipe 14 are communicated.
- the port on the filter 41 side connected to the circulation pipe 14 and the port connected to the pipe 13 among the three ports of the other three-way valve are communicated with each other. I will let you.
- the tank 21, the defoaming unit 31, the filter 41, and the Mono pumps 51 and 52 are provided in the battery electrode slurry distributor 1.
- the present invention is not limited thereto, and may be provided between the battery electrode slurry preparation device 100 or between the battery electrode slurry preparation device 100 and the battery electrode slurry distribution device 1.
- the tank 21, the defoaming unit 31, the filter 41, the Morno pumps 51 and 52, and the mass flow meter 53 are provided in the battery electrode slurry distributor 1 ⁇ / b> A.
- the present invention is not limited thereto, and may be provided between the battery electrode slurry preparation device 100 or between the battery electrode slurry preparation device 100 and the battery electrode slurry distribution device 1A.
- FIG. 7 is a configuration diagram showing an outline of a battery electrode slurry processing apparatus 1000 according to the third embodiment of the present invention.
- the battery electrode slurry processing apparatus 1000 was prepared by kneading a binder, a positive electrode active material, and a conductive auxiliary agent (conductive auxiliary agent) as a plurality of materials to produce a positive electrode slurry used for a positive electrode of a lithium ion secondary battery.
- An apparatus for applying positive electrode slurry to a current collector was prepared by kneading a binder, a positive electrode active material, and a conductive auxiliary agent (conductive auxiliary agent) as a plurality of materials to produce a positive electrode slurry used for a positive electrode of a lithium ion secondary battery.
- An apparatus for applying positive electrode slurry to a current collector An apparatus for applying positive electrode slurry to a current collector.
- the binder is accommodated in the binder supply unit 1100.
- a pipe 2100 communicates with the binder supply unit 1100, and the binder supply unit 1100 continuously supplies the binder to the pipe 2100.
- the pipe 2100 communicates with a pre-kneading unit 1400 and is provided with a MONO pump 5100.
- the Mono pump 5100 urges the binder supplied to the pipe 2100 toward the preliminary kneading unit 1400.
- a continuously supplying binder to the pipe 2100 is that of supplying without (endlessly) binder pipe 2100 temporally interrupted it.
- an organic solvent (non-aqueous) binder such as polyvinylidene fluoride (PVdF) or polytetrafluoroethylene (PTFE) used by dissolving in an organic solvent
- PVdF polyvinylidene fluoride
- PTFE polytetrafluoroethylene
- SBR styrene-butadiene rubber
- methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, (meth) acrylonitrile, hydroxyethyl (meth) acrylate Not only used in combination with ethylenically unsaturated carboxylic acid esters such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, fumaric acid, maleic acid, and SBR, but also as a binder in recent years.
- An aqueous polymer such as carboxymethyl cellulose (CMC), an alginic acid compound, or the like can also be used.
- the binder can be used by dissolving or dispersing in a solvent.
- a solvent N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, isopropanol, toluene, water and the like can be used, and a mixture of these can also be used. These can be appropriately selected and used according to the type and characteristics of the conductive auxiliary agent and active material to be used.
- the positive electrode active material is accommodated in the positive electrode material supply unit 1200.
- a pipe 2200 communicates with the positive electrode material supply unit 1200, and the positive electrode material supply unit 1200 continuously supplies a positive electrode active material to the pipe 2200.
- the pipe 2200 is connected to a preliminary kneading unit 1400 and is provided with a weight scale 5300.
- the weigh scale 5300 measures the weight of the positive electrode active material flowing through the inside of the pipe 2200 from the positive electrode material supply unit 1200 toward the preliminary kneading unit 1400, and measures the instantaneous flow rate of the positive electrode active material flowing through the inside of the pipe 2200.
- the positive electrode material supply unit 1200 is provided with a feeder (not shown) for supplying the charged positive electrode active material to the pipe 2200, and the positive electrode material supply unit 1200 is based on the measurement result transmitted from the weighing scale 5300.
- the supply amount is determined, and the positive electrode active material is continuously supplied to the pipe 2200 through the feeder with the determined supply amount.
- the pipe 2200 extends in the vertical direction, and the preliminary kneading unit 1400 communicates with the lower end of the pipe 2200. For this reason, the positive electrode active material supplied to the pipe 2200 falls freely by gravity and is continuously supplied to the preliminary kneading unit 1400.
- a general formula Li x MO 2 (M is one or more elements selected from Ni, Co, Fe, Mn, Si, and Al, and x is 0 ⁇ x ⁇ 1.
- a substance having a layered structure / spinel structure such as 5), or a general formula Li x APO 4 (A is one or more metal elements selected from Ti, Zn, Mg, Co, and Mn)
- a substance having an olivine structure such as x satisfying 0 ⁇ x ⁇ 1.2) can be used.
- a substance having an olivine-type lithium iron phosphate is represented by the general formula Li x Fe y A (1-y) PO 4 (where x satisfies 0 ⁇ x ⁇ 1 and y satisfies 0 ⁇ y ⁇ 1) , A is a metal element selected from Ti, Zn, Mg, Co, and Mn).
- A is a metal element selected from Ti, Zn, Mg, Co, and Mn).
- grain can also be used.
- the conductive auxiliary agent is accommodated in the conductive auxiliary agent supply unit 1300.
- a pipe 2300 communicates with the conductive auxiliary agent supply unit 1300, and the conductive auxiliary agent supply unit 1300 continuously supplies the conductive auxiliary agent to the pipe 2300.
- the pipe 2300 communicates with the preliminary kneading unit 1400 and is provided with a weight meter 5400.
- the weigh scale 5400 measures the weight of the conductive auxiliary agent flowing through the inside of the pipe 2300 from the conductive auxiliary agent supply unit 1300 toward the preliminary kneading unit 1400, and determines the instantaneous flow rate of the conductive auxiliary agent through the inside of the pipe 2300.
- the conductive auxiliary agent supply unit 1300 is provided with a feeder (not shown) for supplying the charged conductive auxiliary agent to the pipe 2300.
- the conductive auxiliary agent supply unit 1300 displays the measurement result transmitted from the weighing scale 5400. Based on the determined supply amount, the conductive additive is continuously supplied to the pipe 2300 via the feeder.
- the pipe 2300 extends in the vertical direction, and the preliminary kneading unit 1400 communicates with the lower end of the pipe 2300. For this reason, the conductive additive supplied to the pipe 2300 falls freely by gravity and is continuously supplied to the preliminary kneading unit 1400.
- carbon powders such as acetylene black, furnace black, and carbon black can be used as the conductive assistant. Moreover, what mixed these several types can also be used.
- the pre-kneading unit 1400 is continuously supplied with the binder urged by the MONO pump 5100 in an appropriate amount, and is freely dropped by gravity, so that the positive electrode active material and the conductive auxiliary agent are each in an appropriate amount. It will be supplied continuously.
- the pre-kneading unit 1400 sequentially coarsely kneads the binder, the positive electrode active material, and the conductive additive that are continuously supplied, and continuously discharges them as a pre-kneaded slurry.
- the preliminary kneading unit 1400 communicates with the main kneading unit 1500 via a pipe 2400, and the pre-kneaded slurry continuously discharged from the pre-kneading unit 1400 has a biasing force from the Mono pump 5100 to the binder, and the preliminary kneading. Due to the discharge force from the section 1400, the main kneading section 1500 is continuously supplied via the pipe 2400.
- the pre-kneading unit 1400 performs continuous acceptance of these materials while continuously kneading the binder, the positive electrode active material, and the conductive additive, and continuously the pre-kneading slurry to the main kneading unit 1500. And supply. That is, the preliminary kneading unit 1400 performs the simultaneous supply of the preliminary kneading slurry to the main kneading unit 1500 and the continuous coarse kneading of the newly supplied material.
- the pre-kneading unit 1400 includes, for example, Miracle KCK from Asada Tekko Co., Ltd., Flash Blend and Flash Mix, which are inline mixers manufactured by Silverson Co., Ltd., a powder dissolution system manufactured by Timex, MHD manufactured by IKA Co., Ltd. Can be used.
- Miracle KCK from Asada Tekko Co., Ltd.
- Flash Blend and Flash Mix which are inline mixers manufactured by Silverson Co., Ltd., a powder dissolution system manufactured by Timex, MHD manufactured by IKA Co., Ltd. Can be used.
- An example of the configuration of the preliminary kneading unit 1400 will be described below with reference to FIGS.
- FIG. 8 is a cross-sectional view showing an outline of the preliminary kneading unit 1400.
- the preliminary kneading unit 1400 includes a rotating shaft 1410, a screw 1420, a propeller 1430, a stator 1440, a rotor 1450, and a case 1460.
- Case 1460 accommodates screw 1420, propeller 1430, stator 1440, and rotor 1450 therein, and a first opening 1460a, a second opening 1460b, and a third opening 1460c are formed.
- FIG. 9 is a perspective view of the screw 1420 and the propeller 1430.
- the screw 1420 is provided in a spiral shape around the rotation shaft 1410.
- the propeller 1430 includes a plurality of wings 1431, and these wings 1431 are arranged in a spiral with respect to the rotation shaft 1410.
- the rotation shaft 1410 is driven to rotate by a motor (not shown) with the center line in the longitudinal direction of the rotation shaft 1410 as a rotation axis. When the rotation shaft 1410 rotates, the screw 1420 and the propeller 1430 also rotate.
- pipes 2200 and 2300 are in communication with the first opening 1460a, and the positive electrode active material and the conductive additive are supplied into the case 1460 from the first opening 1460a.
- the positive electrode active material and the conductive additive supplied to the inside of the case 1460 are transferred vertically downward by the rotating screw 1420.
- the piping 2100 communicates with the second opening 1460b, and the binder is supplied into the case 1460 from the second opening 1460b.
- the binder supplied to the inside of the case 1460 is initially mixed by the propeller 1430 with the positive electrode active material and the conductive additive transferred by the screw 1420 and transferred as an initial mixture to the position where the stator 1440 and the rotor 1450 are provided. .
- FIG. 10 is a perspective view of the stator 1440 and the rotor 1450.
- the stator 1440 includes a base body 1441 and a plurality of upper comb blades 1442.
- the base 1441 is formed in a disc shape, and a through hole 1441 a is formed in the center of the base 1441.
- a plurality of upper comb blades 1442 are arranged on one surface of the base body 1441 in a ring shape around the through-hole 1441a with a predetermined gap therebetween. As shown in FIG. 8, the other surface of the base body 1441 is fixed to the case 1460, and the upper comb blade 1442 projects vertically downward from the base body 1441.
- the rotor 1450 includes a base body 1451 and a plurality of lower comb blades 1452.
- the base 1451 is formed in a disc shape, and a through hole 1451a is formed in the center of the base 1451. Further, on one surface of the base body 1451, a plurality of lower comb blades 1452 are arranged upright along the periphery of the base body 1451 with a predetermined gap therebetween.
- the base 1451 is fixed to the rotary shaft 1410 in a state where the rotary shaft 1410 is inserted into the through hole 1451 a and one surface of the base 1451 is opposed to the stator 1440. For this reason, the lower comb blade 1452 projects vertically upward from the base body 1451, and when the rotary shaft 1410 rotates, the rotor 1450 also rotates.
- the rotor 1450 is disposed so as to fit in a region surrounded by a plurality of upper comb blades 1442 provided on the stator 1440. Therefore, a space surrounded by the base body 1441 of the stator 1440, the base body 1451 of the rotor 1450, and the lower comb blade 1452 is formed.
- the initial mixture initially mixed by the propeller 1430 is transferred to the space from the through hole 1441a.
- the initial mixture transferred to the space by centrifugal force passes through the gaps of the plurality of lower comb blades 1452 and then passes through the gaps of the plurality of upper comb blades 1442 to enter the pipe 2400.
- the pre-kneaded slurry is discharged from the communicating third opening 1460c.
- the initial mixture is strongly sheared by being sandwiched between a plurality of stationary upper comb blades 1442 and a plurality of rotating lower comb blades 1452 when passing through the gaps of the plurality of lower comb blades 1452. Stress is applied. For this reason, mixing of the binder, the positive electrode active material, and the conductive additive contained in the initial mixture is promoted, and a preliminary kneaded slurry is obtained.
- the battery electrode slurry processing apparatus 1000 performs main kneading by the main kneading unit 1500 after performing rough kneading by the preliminary kneading unit 1400.
- the main kneading unit 1500 sequentially main kneads the continuously supplied preliminary kneaded slurry and continuously discharges it as a positive electrode slurry.
- the main kneading by the main kneading unit 1500 is intended to knead the pre-kneaded slurry roughly kneaded by the pre-kneading unit 1400 until it becomes a positive electrode slurry having a desired quality.
- a circulation pipe 2800 communicates with the main kneading unit 1500 through a pipe 2500, and the positive electrode slurry continuously discharged from the main kneading unit 1500 is connected to the pipe 2500 by a discharge force from the main kneading unit 1500. To the circulation pipe 2800 through the pipe.
- the main kneading unit 1500 performs continuous reception of the pre-kneaded slurry and continuous supply of the positive electrode slurry to the circulation pipe 2800 while performing the main kneading of the pre-kneaded slurry. That is, the main kneading unit 1500 performs in parallel the supply of the positive electrode slurry to the circulation pipe 2800 and the continuous kneading of the newly supplied pre-kneading slurry.
- the part connected to the preliminary kneading part 1400 in the pipe 2400 in other words, the end part on the side of the preliminary kneading part 1400 in the pipe 2400 is referred to as an inlet part 2410.
- a portion of the pipe 2500 connected to the circulation pipe 2800 in other words, an end portion on the circulation pipe 2800 side of the pipe 2500 is referred to as an outlet portion 2510.
- the main kneading part 1500 is arranged between the inlet part 2410 and the outlet part 2510.
- the main kneading unit 1500 includes, for example, an IKA stirrer DR / DRO, UTL, MKO, a mixing device thin film swirl type mixer Mixmix (registered trademark) manufactured by Primix, and a mixing device zero mill manufactured by Asada Tekko Co., Ltd. (Registered trademark) or the like can be used.
- An example of the configuration of the main kneading unit 1500 will be described below with reference to FIGS.
- FIG. 11 is a cross-sectional view showing an outline of the main kneading unit 1500.
- the main kneading unit 1500 includes a rotating shaft 1510, a stator 1520, a rotor 1530, and a case 1540.
- Case 1540 accommodates stator 1520 and rotor 1530 therein, and has a first opening 1540a and a second opening 1540b.
- FIG. 12 is a perspective view of the stator 1520 and the rotor 1530.
- the stator 1520 is formed in a columnar shape, and a through hole 1520a is formed in the stator 1520 from the upper surface to the bottom surface.
- the through hole 1520a has a circular cross section in a plane parallel to the top surface and the bottom surface of the stator 1520, and is formed in a tapered shape so that the diameter increases from the top surface to the bottom surface of the stator 1520.
- the stator 1520 is fixed to the case 1540, and the upper surface of the stator 1520 is disposed on the first opening 1540a side.
- the rotor 1530 has a truncated cone shape, and is formed in a tapered shape with an inclination substantially equal to the through hole 1520a of the stator 1520 so that the diameter increases from the top surface of the rotor 1530 toward the bottom surface.
- the rotor 1530 is inserted into the through hole 1520a of the stator 1520 from the upper surface, and is fixed to the rotating shaft 1510 with the rotating shaft 1510 inserted into the rotating bearing hole 1530a formed on the bottom surface.
- the rotation shaft 1510 is rotationally driven by a motor (not shown) with the center line in the longitudinal direction of the rotation shaft 1510 as the rotation axis, and when the rotation shaft 1510 rotates, the rotor 1530 also rotates.
- the pipe 2400 communicates with the first opening 1540a, and the preliminary kneaded slurry is supplied into the through hole 1520a from the first opening 1540a.
- the pre-kneaded slurry supplied to the inside of the through-hole 1520a passes through the gap between the stationary stator 1520 and the rotating rotor 1530, and becomes positive slurry from the second opening 1540b communicating with the pipe 2500. Discharged.
- the pre-kneaded slurry is crushed at the contact interface by the frictional force between the stationary stator 1520 and the rotating rotor 1530 when passing through the gap between the stator 1520 and the rotor 1530. And then crushed. For this reason, mixing of the binder, the positive electrode active material, and the conductive additive contained in the pre-kneaded slurry is further promoted, and a positive electrode slurry is obtained.
- the circulation pipe 2800 is formed by forming a tubular pipe similar to the pipes 2100 to 2500 in a ring shape, and a MONO pump 7300 and a filter 1800 are provided.
- the Mono pump 7300 urges the positive electrode slurry supplied to the circulation pipe 2800 toward the filter 1800.
- the filter 1800 removes impurities contained in the positive electrode slurry circulating inside the circulation pipe 2800. Examples of impurities removed by the filter 1800 include bubbles and undispersed aggregates.
- the circulation pipe 2800 is in communication with a coater 1910 through a pipe 2910, and is also in communication with a coater 1920 through a pipe 2920. At least a part of the positive electrode slurry flowing through the circulation pipe 2800 is generated by the MONO pump 7300. It is continuously supplied to the coaters 1910 and 1920 by the urging force.
- the coaters 1910 and 1920 apply the positive electrode slurry from which impurities have been removed by the filter 1800 to the current collector.
- the current collector any material having electrical conductivity such as metal foil can be used, and the material, shape and size are not particularly limited. Preferably, aluminum foil or copper foil is used.
- FIG. 13 is a perspective view showing the coater 1910, the circulation pipe 2800, and the pipe 2910.
- the arrow indicates the direction in which the positive electrode slurry flows.
- One end of the pipe 2910 communicates with a bent portion 2810 that is a bent portion of the circulation pipe 2800 of the circulation pipe 2800 formed in an annular shape.
- the other end of the pipe 2910 communicates with the storage tank 1911 through a through hole 1911a formed in the bottom surface of the storage tank 1911 of the coater 1910.
- the positive electrode slurry flowing inside the circulation pipe 2800 collides with the inner wall of the circulation pipe 2800 at the bent portion 2810. According to this, since the momentum in which the positive electrode slurry flows is weakened, the positive electrode slurry flowing through the inside of the circulation pipe 2800 can easily flow into the pipe 2910.
- the positive electrode slurry that has flowed into the pipe 2910 flows into the storage tank 1911 from the bottom surface of the storage tank 1911.
- the coater 1910 applies the positive electrode slurry stored in the storage tank 1911 to the current collector as described above.
- the coater 1920, the circulation pipe 2800, and the pipe 2920 are also communicated in the same manner as in the case of the coater 1910, the circulation pipe 2800, and the pipe 2910, and the same as in the case of the coater 1910, the circulation pipe 2800, and the pipe 2910.
- the positive electrode slurry is transferred.
- the binder supply unit 1100, the positive electrode material supply unit 1200, and the conductive auxiliary agent supply unit 1300 each start from the storage tank 1911 of the coater 1910 and the storage tank of the coater 1920, and are connected to each other.
- the space is sealed, and the space control unit 3100 communicates with this space.
- the space control unit 3100 brings the above-described space into a state where it is decompressed or filled with an inert gas.
- an inert gas for example, nitrogen can be used as the inert gas.
- the organic solvent-based binder has water absorbency, it is easy to absorb moisture in the air atmosphere, and there is a possibility that the quality may be affected by absorbing moisture. For this reason, when an organic solvent-based binder is used as the binder, space control by the space control unit 3100 is particularly effective.
- the water-based binder originally has moisture. For this reason, the water-based binder has a smaller influence on the quality due to moisture in the atmosphere than the organic solvent-based binder. Therefore, when an aqueous binder is used as the binder, the space control by the space control unit 3100 may not be performed, but the space control is mainly performed for the purpose of introducing a temperature adjusting gas for the purpose of stabilizing the temperature. The space control by the unit 3100 may be performed.
- the battery electrode slurry processing apparatus 1000 having the above-described configuration can exhibit the following effects.
- the battery electrode slurry processing apparatus 1000 supplies the preliminary kneading unit 1400 with a binder through a binder supply unit 1100 and a pipe 2100, supplies a positive electrode active material through a positive electrode material supply unit 1200 and a pipe 2200, and a conductive auxiliary agent supply unit 1300 and The conductive auxiliary agent is supplied through the pipe 2300, the plurality of supplied materials are roughly kneaded by the preliminary kneading unit 1400, and the coarsely kneaded preliminary kneaded slurry is supplied to the main kneading unit 1500 through the pipe 2400. At 1500, the pre-kneaded slurry is main-kneaded.
- the preliminary kneading unit 1400 can receive the plurality of materials and supply the coarsely kneaded material to the main kneading unit 1500 while roughly kneading the plurality of materials. That is, the preliminary kneading unit 1400 can supply the coarsely kneaded material to the main kneading unit 1500 and perform coarse kneading of a plurality of newly supplied materials in parallel. Accordingly, the preliminary kneading slurry can be continuously supplied to the main kneading unit 1500.
- the main kneading by the main kneading unit 1500 can be performed continuously, and it is not necessary to stop the process in the subsequent stage of the preliminary kneading unit 1400, so that the positive electrode slurry can be obtained continuously and in a short time.
- the battery electrode slurry processing apparatus 1000 can continuously supply the pre-kneaded slurry to the main kneading unit 1500 as described above, it is not necessary to replace the cauldron as in the conventional case. For this reason, the man-hour in the preparation process of a positive electrode slurry can be reduced.
- the battery electrode slurry processing apparatus 1000 can continuously supply the pre-kneading slurry to the main kneading unit 1500 as described above, it is not necessary to knead a large amount of materials at once. For this reason, since the preliminary kneading part 1400 can be reduced in size, the battery electrode slurry processing apparatus 1000 can be reduced in size.
- the battery electrode slurry processing apparatus 1000 urges the binder transported by the pipe 2100 by the MONO pump 5100, discharges the pre-kneading slurry from the pre-kneading unit 1400, and discharges the main kneading slurry from the main kneading unit 1500.
- the positive slurry transported by the circulation pipe 2800 is energized by the MONO pump 7300.
- the material and discharge in each configuration provided in the battery electrode slurry processing apparatus 1000 by the urging force by the Mono pumps 5100 and 7300 and the discharge force by the preliminary kneading unit 1400 and the main kneading unit 1500 are converted into the battery electrode slurry processing apparatus. 1000 will be transferred. Therefore, the entire production process of the positive electrode slurry can be automated.
- the positive electrode slurry discharged from the main kneading unit 1500 is supplied to the circulation pipe 2800 via the pipe 2500, and the supplied positive electrode slurry is circulated in the circulation pipe 2800.
- the coater 1910 and 1920 are connected to the circulation pipe 2800 via the pipes 2910 and 2920, respectively.
- the positive electrode slurry kneaded by the main kneading unit 1500 is supplied to the coaters 1910 and 1920 through the pipe 2500, the circulation pipe 2800, and the pipes 2910 and 2920, respectively. Therefore, by driving both the coaters 1910 and 1920, battery electrodes can be produced in a plurality of lines using the positive electrode slurry obtained in the battery electrode slurry processing apparatus 1000, thereby improving battery electrode production capacity. Can be made.
- one of the coaters 1910 and 1920 can be driven to continue the production of the battery electrode, and the other can be stopped for cleaning and maintenance. According to the above, the productivity of the battery electrode can be improved.
- the positive slurry kneaded in the main kneading unit 1500 is circulated through the circulation pipe 2800 during a period from when it circulates inside the pipe 2500 until it is supplied to the coaters 1910 and 1920. For this reason, since the positive electrode slurry continues to flow during the above-described period, it is possible to prevent separation and sedimentation from occurring in the positive electrode slurry, and it is possible to prevent quality deterioration of the positive electrode slurry.
- each of the pipes 2910 and 2920 communicated with each of the coaters 1910 and 1920 communicates with the bent portion 2810 of the circulation pipe 2800 formed in a tubular shape.
- the positive electrode slurry circulated through the circulation pipe 2800 collides with the inner wall of the circulation pipe 2800 at the bent portion 2810. According to this, since the momentum in which the positive electrode slurry flows is weakened, the positive electrode slurry circulated by the circulation pipe 2800 can easily flow into the pipes 2910 and 2920. Therefore, for example, in the region 2820 of the circulation pipe 2800 shown in FIG.
- the positive electrode slurry can be supplied to the coaters 1910 and 1920 with a simple configuration.
- the other end of the pipe 2910 communicates with the storage tank 1911 through a through hole 1911a formed in the bottom surface of the storage tank 1911 of the coater 1910.
- the piping 2920 communicates with the bottom surface of the storage tank of the coater 1920. For this reason, it is possible to prevent the positive electrode slurry from falling toward the bottom surface of the storage tank 1911 and the bottom surface of the storage tank of the coater 1920. Therefore, it is possible to prevent bubbles from being generated in the positive electrode slurry by vigorously colliding with the bottom surface of the storage tank 1911 and the bottom surface of the storage tank of the coater 1920.
- the circulation pipe 2800 is provided with a filter 1800. For this reason, impurities contained in the positive electrode slurry circulating inside the circulation pipe 2800 can be removed.
- the preliminary kneading unit 1400 sequentially coarsely kneads the binder, the positive electrode active material, and the conductive auxiliary agent that are continuously supplied, and continuously discharges them as a preliminary kneaded slurry. Furthermore, the processing amount per unit time of the preliminary kneading unit 1400 is assumed to be equal to the total amount per unit time of a plurality of materials supplied to the preliminary kneading unit 1400.
- the total amount per unit time of the plurality of materials supplied to the preliminary kneading unit 1400 is equal to the total amount per unit time of the preliminary kneading slurry discharged from the preliminary kneading unit 1400. Therefore, a plurality of materials supplied to the preliminary kneading unit 1400 can be continuously transferred to the main kneading unit 1500 without being retained in the pipes 2100 to 2300 or the preliminary kneading unit 1400.
- the main kneading unit 1500 successively main kneads the continuously supplied preliminary kneaded slurry and continuously discharges it as a positive electrode slurry. Furthermore, the processing amount per unit time of the main kneading unit 1500 is assumed to be equal to the processing amount per unit time of the preliminary kneading unit 1400. For this reason, the preliminary kneading slurry discharged from the preliminary kneading unit 1400 can be finally kneaded and discharged without being retained in the pipe 2400 or the main kneading unit 1500.
- each of the binder supply unit 1100, the positive electrode material supply unit 1200, and the conductive auxiliary agent supply unit 1300 is set as the initial end, and the storage tank 1911 of the coater 1910 and the storage tank of the coater 1920 are terminated.
- the space formed by these communication is hermetically sealed, and the space control unit 3100 makes the space decompressed or filled with an inert gas. Therefore, the positive electrode slurry stored in the storage tank 1911 and the storage tank of the coater 1920 after the respective materials are put into the binder supply unit 1100, the positive electrode material supply unit 1200, and the conductive auxiliary agent supply unit 1300.
- FIG. 14 is a configuration diagram showing an outline of a manufacturing apparatus 1000A according to the fourth embodiment of the present invention.
- the manufacturing apparatus 1000 ⁇ / b> A is an apparatus that mixes a first material, a second material, and a third material as a plurality of materials to produce a slurry, and produces a production target using the produced slurry.
- This manufacturing apparatus 1000A differs from the battery electrode slurry processing apparatus 1000 according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 7 in that it includes a first material supply unit 1100A instead of the binder supply unit 1100, and a positive electrode material.
- the same components as those of the battery electrode slurry processing apparatus 1000 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
- the first material is accommodated in the first material supply unit 1100A.
- a pipe 2100 communicates with the first material supply unit 1100A, and the first material supply unit 1100A continuously supplies the first material to the pipe 2100.
- the second material is accommodated in the second material supply unit 1200A.
- a pipe 2200 communicates with the second material supply unit 1200 ⁇ / b> A, and the second material supply unit 1200 ⁇ / b> A continuously supplies the second material to the pipe 2200.
- the third material is accommodated in the third material supply unit 1300A.
- a pipe 2300 communicates with the third material supply unit 1300A, and the third material supply unit 1300A continuously supplies the third material to the pipe 2300.
- the preliminary mixing unit 1400A communicates with the pipes 2100 to 2300.
- the premixing unit 1400A has the same configuration as the premixing unit 1400 according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 8, and the first material, the second material, And the third material are sequentially roughly mixed and continuously discharged as a premixed slurry.
- the main mixing unit 1500A communicates with the premixing unit 1400A via a pipe 2400, and the premixed slurry continuously discharged from the premixing unit 1400A is supplied with the urging force from the mono pump 5100 to the first material. By the discharge force from the preliminary mixing unit 1400A, the main mixing unit 1500A is continuously supplied via the pipe 2400.
- the premixing unit 1400A performs the rough mixing of the first material, the second material, and the third material, continuously accepts these materials, and premixes them in the main mixing unit 1500A. And a continuous supply of slurry. That is, the premixing unit 1400A performs in parallel the continuous supply of the premixed slurry to the main mixing unit 1500A and the continuous rough mixing of the newly supplied material.
- the main mixing unit 1500A has the same configuration as that of the main kneading unit 1500 according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 11, and sequentially mixes the premixed slurry supplied continuously. And continuously discharged as a slurry.
- Coater 1910, 1920 is connected to this mixing part 1500A via piping 2500, circulation piping 2800, and piping 2910, 2920.
- the slurry continuously discharged from the main mixing section 1500A is continuously supplied to the circulation pipe 2800 by the discharge force from the main mixing section 1500A, and is applied to the slurry supplied to the circulation pipe 2800 by the urging force of the Mono pump 7300.
- the main mixing unit 1500A performs continuous reception of the premixed slurry and continuous supply of the slurry to the coaters 1910 and 1920 while performing the main mixing of the premixed slurry. That is, the main mixing unit 1500A performs the simultaneous supply of the slurry to the coaters 1910 and 1920 and the continuous mixing of the newly supplied premixed slurry.
- the same effect as that of the battery electrode slurry processing apparatus 1000 can be obtained even when a slurry used other than the battery electrode is manufactured.
- emitted from this mixing part 1500A is not necessarily supplied to the coater 1910, 1920, and other apparatuses according to the use etc. It may be supplied.
- the filter 1800 is not necessarily required, and it is only necessary to determine whether or not the filter 1800 is provided depending on the application.
- FIG. 15 is a configuration diagram showing an outline of a battery electrode slurry processing apparatus 1000B according to the fifth embodiment of the present invention.
- the battery electrode slurry processing apparatus 1000B is different from the battery electrode slurry processing apparatus 1000 according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 7 in that tanks 4100 and 4200, a pipe 6100, and a Mono pump 7100 are provided.
- symbol is attached
- the tank 4100 communicates with a pipe 2400 that communicates with the preliminary kneading unit 1400.
- the tank 4100 stores the pre-kneading slurry continuously supplied from the pre-kneading unit 1400 via the pipe 2400.
- the pipe 4100 communicates with the tank 4100, and the tank 4100 continuously supplies the stored preliminary kneading slurry to the pipe 6100.
- the pipe 6100 communicates with the main kneading unit 1500 and is provided with a MONO pump 7100.
- the tank 4100 continuously supplies the stored preliminary kneading slurry to the pipe 6100.
- the Mono pump 7100 urges the pre-kneaded slurry supplied to the pipe 6100 toward the main kneading unit 1500.
- FIG. 16 is a cross-sectional view showing an outline of the tank 4100.
- the tank 4100 includes a motor 4110, a stirring unit 4120, and a case 4130.
- the stirring unit 4120 is a so-called anchor type stirring blade, and includes a rotating shaft 4121 and a stirring blade 4122.
- the rotation shaft 4121 is rotationally driven by the motor 4110 with the longitudinal center line of the rotation shaft 4121 as the rotation axis, and when the rotation shaft 4121 rotates, the stirring blade 4122 also rotates.
- the tank 4100 agitates the stored pre-kneaded slurry by driving the motor 4110 to rotate the stirring blade 4122.
- the pre-kneaded slurry enters the tank 4100 through an inner wall of the tank 4100 from a carry-in port (not shown) provided on the side surface of the tank 4100. This is to prevent bubbles from being contained in the pre-kneaded slurry by entering from above the tank 4100.
- the pre-kneaded slurry stored in the tank 4100 is discharged from a discharge port (not shown) provided on the bottom surface of the tank 4100.
- the tank 4200 is connected to the pipe 2500 and the circulation pipe 2800.
- This tank 4200 has the same configuration as the tank 4100, and stores positive electrode slurry continuously supplied from the main kneading unit 1500 via the pipe 2500 and positive electrode slurry circulating inside the circulation pipe 2800. Then, while stirring the stored positive electrode slurry, the stored positive electrode slurry is continuously supplied to the circulation pipe 2800.
- the tank 4200 continuously supplies the stored positive electrode slurry to the circulation pipe 2800.
- the MONO pump 7300 urges the positive electrode slurry supplied to the circulation pipe 2800 toward the filter 1800.
- the following effects can be achieved.
- the preliminary kneading unit 1400 is supplied with the binder, the positive electrode active material, and the conductive additive from the binder supply unit 1100, the positive electrode material supply unit 1200, and the conductive auxiliary agent supply unit 1300 in a predetermined blending ratio. come.
- the quality of the product may vary.
- the battery electrode slurry processing apparatus 1000 ⁇ / b> B includes a tank 4100 between the preliminary kneading unit 1400 and the main kneading unit 1500. For this reason, the pre-kneading slurry roughly kneaded in the pre-kneading unit 1400 and continuously discharged is stored in the tank 4100 and then supplied to the main kneading unit 1500.
- the pre-kneaded slurry roughly kneaded in the pre-kneading unit 1400 is mixed while being stored in the tank 4100, the variation in the quality of the pre-kneaded slurry when supplied to the main kneading unit 1500 is This is smaller than the variation in the quality of the pre-kneaded slurry at the time when it is discharged from the kneading unit 1400. Therefore, the quality of the positive electrode slurry can be made uniform.
- the tank 4100 is provided with a stirring unit 4120 for stirring the stored pre-kneaded slurry.
- the pre-kneading slurry roughly kneaded by the pre-kneading unit 1400 is further mixed while being stored in the tank 4100, so that the material constituting the pre-kneading slurry dispersed by the rough kneading is separated. Therefore, the preliminary kneading slurry can be maintained in a state where a plurality of materials are kneaded, and the quality of the positive electrode slurry can be made more uniform.
- the tank 4100 is provided between the preliminary kneading unit 1400 and the main kneading unit 1500, the processing amount of the preliminary kneading unit 1400, the processing amount of the main kneading unit 1500, Even if they differ, the tank 4100 can be used as a so-called buffer, and an amount of pre-kneading slurry equal to the processing amount of the main kneading unit 1500 can be supplied to the main kneading unit 1500.
- the processing amount of the preliminary kneading unit 1400 is smaller than the processing amount of the main kneading unit 1500, the difference is supplemented with the preliminary kneading slurry stored in the tank 4100, so that the processing amount of the main kneading unit 1500 is increased.
- An amount of pre-kneading slurry equal to can be supplied to the main kneading unit 1500.
- the processing amount of the preliminary kneading unit 1400 is larger than the processing amount of the main kneading unit 1500, the difference is stored in the tank 4100, and the amount of the preliminary kneading slurry equal to the processing amount of the main kneading unit 1500 is main kneaded.
- Part 1500 can be supplied.
- the preliminary kneading slurry roughly kneaded by the preliminary kneading unit 1400 is continuously supplied to the main kneading unit 1500, and the preliminary kneading is appropriately performed according to the target amount of the positive electrode slurry to be produced and the maintenance situation such as cleaning.
- the part 1400 and the main kneading part 1500 can be driven independently.
- a tank 4200 is provided in the battery electrode slurry processing apparatus 1000B. For this reason, the positive electrode slurry circulating inside the circulation pipe 2800 and the positive electrode slurry continuously supplied from the main kneading unit 1500 via the pipe 2500 are stored in the tank 4200 and then stored in the coater 1910 or the coater 1920. Supplied.
- the circulation pipe 2800 and the positive electrode slurry continuously supplied from the main kneading unit 1500 via the pipe 2500 are mixed while being stored in the tank 4200, the circulation pipe The variation in quality of the positive electrode slurry circulating inside the 2800 and the positive electrode slurry continuously supplied from the main kneading unit 1500 via the pipe 2500 is reduced. Therefore, the quality of the positive electrode slurry can be made more uniform.
- the tank 4200 is provided with a stirring unit for stirring the stored positive electrode slurry.
- the positive electrode slurry circulating inside the circulation pipe 2800 and the positive electrode slurry continuously supplied from the main kneading unit 1500 via the pipe 2500 are further mixed while being stored in the tank 4200.
- the positive electrode slurry can be maintained in a state in which a plurality of materials are kneaded without separating the materials constituting the positive electrode slurry dispersed by rough kneading and main kneading, and the quality of the positive electrode slurry can be made more uniform. can do.
- the tank electrode 4200 is provided in the battery electrode slurry processing apparatus 1000B, the tank 4200 is provided even if the processing amount of the main kneading unit 1500 and the total processing amount of the coaters 1910 and 1920 are different. It can be used as a so-called buffer, and an amount of positive electrode slurry equal to the total amount of each of the coaters 1910 and 1920 can be supplied to the coaters 1910 and 1920. For this reason, while continuously supplying the positive electrode slurry to the coaters 1910 and 1920, the preliminary kneading unit 1400, the main kneading unit 1500, and the coater are appropriately selected according to the target amount of the positive electrode slurry to be produced and the maintenance status such as cleaning. 1910 and 1920 can be driven independently.
- FIG. 17 is a configuration diagram showing an outline of a manufacturing apparatus 1000C according to the sixth embodiment of the present invention.
- the manufacturing apparatus 1000C is different from the manufacturing apparatus 1000A according to the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 14 in that tanks 4100 and 4200, a pipe 6100, and a Mono pump 7100 are provided. Note that in the manufacturing apparatus 1000C, the same components as those of the manufacturing apparatus 1000A are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
- the tank 4100, the pipe 6100, and the Mono pump 7100 are connected between the pipe 2400 that communicates with the premixing unit 1400A and the main mixing unit 1500A. And plays the same role as the tank 4100, the pipe 6100, and the MONO pump 7100 in the fifth embodiment described above.
- the tank 4200 and the Mono pump 7300 are provided in the circulation pipe 2800 in the same manner as the tank 4200 and the Mono pump 7300 in the fourth embodiment, and play the same role as the tank 4200 and the Mono pump 7300 in the fifth embodiment. .
- the battery electrode slurry processing apparatus 1000B according to the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. The same effect as the above can also be achieved.
- the case where the two kneading units of the preliminary kneading unit 1400 and the main kneading unit 1500 are provided has been described.
- the battery electrode slurry processing apparatus 1000D shown in FIG. 18 differs from the battery electrode slurry processing apparatus 1000 according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 7 in place of the preliminary kneading unit 1400 and the main kneading unit 1500. Is different.
- Battery electrode slurry processing apparatuses 1000D and 1000F can achieve the same effects as battery electrode slurry processing apparatuses 1000 and 1000B, respectively.
- a manufacturing apparatus 1000E shown in FIG. 19 is different from the manufacturing apparatus 1000A according to the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 8 in that a mixing unit 1140A is provided instead of the premixing unit 1400A and the main mixing unit 1500A.
- the manufacturing apparatus 1000G shown in FIG. 21 is different from the manufacturing apparatus 1000C according to the sixth embodiment of the present invention shown in FIG. 17 in that a mixing unit 1140A is provided instead of the premixing unit 1400A and the main mixing unit 1500A.
- the manufacturing apparatuses 1000E and 1000G can achieve the same effects as the manufacturing apparatuses 1000A and 1000C, respectively.
- two coaters 1910 and 1920 communicate with the circulation pipe 2800.
- the present invention is not limited to this, and three coaters or four coaters may communicate with the circulation pipe 2800. .
- the positive electrode slurry has been described as an example.
- the present invention is not limited to this, and can be applied to, for example, the negative electrode slurry.
- all of the plurality of materials to be kneaded are supplied to the first kneading unit such as the preliminary kneading unit 1400.
- the present invention is not limited to this, and a plurality of materials to be kneaded may be distributed and supplied to a plurality of kneading units.
- all of the plurality of materials to be mixed are supplied to the first mixing unit such as the premixing unit 1400A.
- the present invention is not limited to this, and a plurality of materials to be mixed may be distributed and supplied to a plurality of mixing units.
- the binder is supplied from the binder supply unit 1100 to the preliminary kneading unit 1400 by the MONO pump 5100.
- the present invention is not limited to this, and for example, a diaphragm pump, a piston pump, a plunger pump, a Delasco pump, a gear pump, a vane pump, and the like can be used.
- the binder supply unit 1100 is provided at a position higher than the pre-kneading unit 1400, and the binder is supplied from the binder supply unit 1100 to the pre-kneading unit 1400 by applying pressure to the binder using gravity. It is good. Even when the weight is used, it is preferable to provide the Mono pump 5100 in the pipe 2100 in order to control the supply amount of the material to be supplied.
- the initial mixture transferred to the space surrounded by the base body 1441 of the stator 1440, the base body 1451 of the rotor 1450, and the lower comb blade 1452 by centrifugal force due to the rotation of the rotor 1450. was discharged from the third opening 1460c.
- the conveying force for discharging the initial mixture transferred to the above-described space from the third opening 1460c is insufficient.
- at least one of the pipe 2400 and the pipe 2500 may be provided with a configuration such as a Mohno pump that urges the material flowing inside.
- one preliminary kneading unit 1400 is provided.
- the present invention is not limited to this.
- a plurality two in FIG. 22
- each of the plurality of preliminary kneading units 1400 can be driven independently according to the target amount of the positive electrode slurry to be produced and the maintenance situation such as cleaning.
- one main kneading unit 1500 is provided.
- the present invention is not limited to this, and a plurality of the kneading units 1500 may be provided in parallel as in the preliminary kneading unit 1400 described above. .
- each of the plurality of main kneading units 1500 can be driven independently according to a target amount of the positive electrode slurry to be produced and a maintenance situation such as cleaning.
- premixing unit 1400A and the main mixing unit 1500A in the fourth and sixth embodiments described above are also provided in parallel, as in the premixing unit 1400 and the main kneading unit 1500 in the third embodiment. It is good.
- a plurality of preliminary kneading units 1400 may be provided in parallel as described above, and a plurality of main kneading units 1500 may be provided in parallel as described above.
- each of the preliminary kneading units 1400 and each of the main kneading units 1500 are controlled independently, and the total amount of each processing amount of the preliminary kneading unit 1400 and each processing amount of the main kneading unit 1500 are controlled. Make the sum equal.
- the preliminary kneading slurry kneaded by the preliminary kneading unit 1400 is continuously supplied to the main kneading unit 1500, the preliminary kneading slurry 1500 is appropriately prepared according to the target amount of the positive electrode slurry to be produced and the maintenance situation such as cleaning.
- Each of the kneading units 1400 and each of the main kneading units 1500 can be driven.
- each of the binder, the positive electrode active material, and the conductive auxiliary agent is formed from each of the binder supply unit 1100, the positive electrode material supply unit 1200, and the conductive auxiliary agent supply unit 1300, that is, from different configurations. It was supposed to be supplied.
- the present invention is not limited to this, and each of the binder, the positive electrode active material, and the conductive additive may be supplied from the same configuration.
- the Mono pump 5100 is provided in the pipe 2100.
- the pipe 2400, the pipe 2500, the circulation pipe 2800, the pipe 2910, and the pipe 2920 may be provided.
- the binder is urged by the Mono pump 5100 provided in 2100, or the material is urged by providing the preliminary kneading unit 1400 or the main kneading unit 1500 with a certain degree of urging force. By energizing in this way, the material and slurry can be transferred more smoothly in the battery electrode slurry processing apparatus 1000.
- the first material may be a liquid or a powder.
- Each of the second material and the third material may be a liquid or a powder.
- the present invention is not limited to this.
- two types of materials or four types of materials are supplied. It is good.
- AA Battery electrode slurry processing apparatus 1, 1A; Battery electrode slurry distribution apparatus 11, 12, 13; Pipe 14; Circulation pipe 21; Tank 31; Defoaming part 41; Filter 51, 52; Mono pump 70; Control part 71, 72 73; Two-way valve 74; Two-way valve control unit 81; Disposal unit 91, 92; Coater 100; Battery electrode slurry preparation device 141; Bending portion 911; Storage tank 1000, 1000B, 1000D, 1000F; 1000A, 1000C, 1000E, 1000G; Production apparatus 1100; Binder supply unit 1100A; First material supply unit 1200; Cathode material supply unit 1200A; Second material supply unit 1300; Conductive auxiliary agent supply unit 1300A; Third material Supply unit 1400; pre-kneading unit 1400A; pre-mixing unit 1500; book Kneading part 1500A; Main mixing part 1800; Filter 1910, 1920; Coater 1911; Storage tank 2100 to 2500, 6100, 2910, 2920; Pipe 2
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Abstract
電池電極スラリーといった懸濁液における分離や再凝集の発生を抑制する。 電池電極スラリー分配装置1は、正極スラリーを循環させる循環配管14と、コーター91、92のそれぞれへの正極スラリーの供給を制御する制御部70と、を備える。制御部70は、コーター91、92のうち、一方への正極スラリーの供給を許可している期間では、他方への正極スラリーの供給を禁止する。循環配管14は、多角形状の環状に形成され、循環配管14の屈曲部には、配管12を介してコーター91が接続されるとともに、配管13を介してコーター92が接続される。
Description
本発明は、電池電極スラリー分配装置、電池電極スラリー処理装置、電池電極スラリー分配方法、懸濁液分配装置、懸濁液分配方法、電池電極スラリー処理方法、作製装置、および作製方法に関する。
従来、アルミ箔や銅箔といった薄い金属板に電池電極スラリーを塗布して、電池電極が製造されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1では、電池電極スラリーを濾過処理して活物質の未分散の凝集塊を除去した後に、この電池電極スラリーを塗布装置で金属板に相当する集電体に塗布する技術が提案されている。
また、従来、複数の材料を混練してスラリーを得る方法として、バッチ混練が一般的である。バッチ混練とは、スラリーの作製に必要な複数の材料を全て大釜に投入し、これら複数の材料が均一に混ざるまで混練を行うことである。
ただ、バッチ混練では、複数の材料を一度にまとめて投入してから均一に混ぜるため、混練時間を長くとる必要がある。また、大釜の取り替えや、混練用のブレードや大釜内部の掻きとり作業といった清掃作業を、人手で行う必要がある。さらに、上述の清掃作業は、大釜を取り替えるたびに必要である。以上より、バッチ混練は、スラリーの作製過程における工数増加の原因になっていた。
また、バッチ混練では、大釜に複数の材料を全て投入してから、スラリーが得られるまでに、時間がかかってしまう。このため、ある程度の量のスラリーを短時間で得るためには、1度のバッチ混練で得られるスラリー量を増加させる必要があり、大釜を大きくする必要がある。したがって、装置の小型化が困難であった。
また、バッチ混練では、大釜へ材料を投入する工程や、作製されたスラリーを大釜から次の装置へ移送する工程などが、大気環境内で行われるので、材料やスラリーが大気中の水分による影響を受けてしまい、スラリーの品質に悪影響を与える原因になっていた。
さらに、バッチ混練では、作製するスラリー量の自由度が低く、スラリーが不足しないよう多めに作製するなどによって、大量に得られたスラリーを使用するまでのタイムラグが問題になることがあった。
そこで、複数の材料を粗混練する予備混練部と、予備混練部で粗混練された材料を本混練する本混練部と、を備え、予備混練部で粗混練された材料を、モーノポンプにより本混練部に供給する混練装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
特許文献1で提案されている技術は、塗布装置を1つ繋ぐことを想定しており、複数の塗布装置を繋ぐことを念頭においていない。複数の塗布装置で同じ電池電極を製造する場合、それぞれの塗布装置に別のロットの電池電極スラリーを供給すると、塗布装置ごとの性能のばらつきに、電池電極スラリーのロットのばらつきも加わり、電池電極の品質に差異が生じてしまうこととなる。これは、電池電極に限らず、懸濁液を用いて目的物を製造する場合全般に起こりうることである。
また、同じロットの材料を各塗布装置に配管などで分配すると、材料を移送するためのポンプなどにかかる負荷が大きくなったり、分配の制御が難しくなったりするため、好ましくない。
また、電池電極スラリーといった懸濁液は、混練後に長時間放置しておくと、分離や再凝集が起こることがある。このため、塗布装置に懸濁液を供給する配管や機器内に、懸濁液を滞留させておくことも好ましくない。
また、特許文献2に示されている混練装置では、予備混練部による粗混練が、依然としてバッチ混練のままである。このため、上述のように、スラリーの作製過程において人手が必要であるとともに、材料やスラリーが大気にさらされてしまうためにスラリーの品質が低下してしまうおそれがあった。
そこで、本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、電池電極スラリーといった懸濁液における分離や再凝集の発生を抑制することを目的とする。また、スラリー品質の安定と、スラリーの作製工程全体の自動化と、を実現することを目的とする。
本発明は、上述の課題を解決するために、以下の事項を提案している。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
(1)本発明は、電池電極作製のための金属板(例えば、後述の集電体に相当)に電池電極スラリーを塗布する複数の塗布手段(例えば、図3のコーター91、92に相当)に、電池電極スラリーを分配する電池電極スラリー分配装置(例えば、図1の電池電極スラリー分配装置1に相当)であって、前記複数の塗布手段のそれぞれに接続される複数の接続手段(例えば、図3の配管12、13に相当)と接続され、付勢された電池電極スラリーを循環させる循環手段(例えば、図3の循環配管14に相当)と、前記複数の塗布手段のそれぞれへの、前記循環手段を循環する電池電極スラリーの供給を制御する制御手段(例えば、図3の制御部70に相当)と、を備え、前記制御手段は、前記複数の塗布手段のうちのいずれか1つへの電池電極スラリーの供給を許可している期間では、当該複数の塗布手段のうち、電池電極スラリーの供給を許可している塗布手段を除くものへの電池電極スラリーの供給を禁止することを特徴とする電池電極スラリー分配装置を提案している。
この発明によれば、循環手段により、電池電極スラリーを循環させることとした。このため、電池電極スラリーは循環手段を循環することになる。したがって、電池電極スラリーが滞留してしまう時間を短くすることができるので、電池電極スラリーにおいて分離や再凝集が発生してしまうのを抑制することができる。
また、この発明によれば、制御手段により、複数の塗布手段のうちのいずれか1つへの電池電極スラリーの供給を許可している期間では、これら複数の塗布手段のうち、電池電極スラリーの供給を許可している塗布手段を除くものへの電池電極スラリーの供給を禁止することとした。このため、複数の塗布手段のうち、循環手段から電池電極スラリーが同時に供給されるのは1つになる。したがって、付勢された電池電極スラリーは、複数の塗布手段に分散して供給されるのではなく、1つの塗布手段に集中して供給されることになる。つまり、複数の塗布手段に電池電極スラリーを同時に供給すると、循環手段を循環している電池電極スラリーの量の減り量によっては、電池電極スラリーの流速が大きく低下し、電池電極スラリーの滞留が生じてしまうおそれがある。これを防ぐためには、電池電極スラリーに対する付勢力を大きくすることが必要となる。しかしながら、上述のように1つの塗布手段に集中して電池電極スラリーを供給することで、循環手段を循環している電池電極スラリーの流速が大きく低下することがなくなるので、電池電極スラリーに対する付勢力を大きくする必要がなくなる。よって、同時に複数の塗布手段に電池電極スラリーを供給しようとした場合と比べて、電池電極スラリーに対する付勢力を大きくする必要がない。また、複数の塗布手段のそれぞれに対して、短時間で電池電極スラリーを供給することができる。
また、この発明によれば、循環手段に、複数の接続手段を介して複数の塗布手段を接続することとした。このため、同じ電池電極スラリーを用いた電池電極の製造を複数ラインで行うことができるので、電池電極の均質性を向上させることができる。また、複数の塗布手段のうち、いずれか1つの塗布手段を駆動させて電池電極の製造を継続しつつ、他の塗布手段を停止させて清掃やメンテナンスを行うことなども、容易に行うことができる。
(2)本発明は、(1)の電池電極スラリー分配装置について、前記循環手段は、多角形状の環状に形成され、前記循環手段の複数の屈曲部(例えば、図5の屈曲部141に相当)に、前記複数の接続手段のそれぞれが接続されることを特徴とする電池電極スラリー分配装置を提案している。
この発明によれば、(1)の電池電極スラリー分配装置において、循環手段を、多角形状の環状に形成し、循環手段の屈曲部に複数の接続手段を接続することとした。このため、屈曲部において、電池電極スラリーの流れる勢いが弱まるので、循環手段を流れる電池電極スラリーが接続手段に流れ込みやすくなる。したがって、複雑な制御を行うことなく、電池電極スラリーを、接続手段を介して塗布手段に供給することができる。
(3)本発明は、(1)または(2)の電池電極スラリー分配装置について、前記制御手段は、前記複数の接続手段のそれぞれにおける電池電極スラリーの流れを制御する開閉可能な弁(例えば、図3の二方弁71、72に相当)を備え、当該複数の弁を同時に2つ以上開かないことを特徴とする電池電極スラリー分配装置を提案している。
この発明によれば、(1)または(2)の電池電極スラリー分配装置において、制御手段に弁を複数設け、これら複数の弁により、複数の接続手段のそれぞれにおける電池電極スラリーの流れを制御することとした。このため、それぞれの弁の開閉を制御することで、複数の塗布手段のそれぞれへの電池電極スラリーの供給量を独立して制御することができる。
また、この発明によれば、(1)または(2)の電池電極スラリー分配装置において、複数の弁を、同時に2つ以上開かないこととした。このため、複数の塗布手段のうち、循環手段から電池電極スラリーが同時に供給されるのは1つになるので、電池電極スラリーに対する付勢力を小さくすることができるとともに、複数の塗布手段のそれぞれに対して、短時間で電池電極スラリーを供給することができる。
(4)本発明は、(1)から(3)のいずれか1つの電池電極スラリー分配装置について、前記複数の接続手段のそれぞれが、それぞれの底面に接続される複数の第1貯留手段(例えば、図5の収容タンク911に相当)を備え、前記複数の第1貯留手段のそれぞれは、前記複数の接続手段のそれぞれを流れた電池電極スラリーを貯留することを特徴とする電池電極スラリー分配装置を提案している。
この発明によれば、(1)から(3)のいずれか1つの電池電極スラリー分配装置において、複数の第1貯留手段のそれぞれの底面に複数の接続手段のそれぞれを接続し、複数の第1貯留手段のそれぞれにより、複数の接続手段のそれぞれを流れた電池電極スラリーを貯留することとした。このため、第1貯留手段には、鉛直下方から湧き出るように電池電極スラリーが接続手段から供給されることになる。したがって、第1貯留手段の上方から電池電極スラリーを供給する場合と比べて、第1貯留手段の底面に電池電極スラリーが落下したり、第1貯留手段に既に収容されている電池電極スラリーの上に電池電極スラリーが落下したりすることがなくなる。よって、第1貯留手段の底面や電池電極スラリーに電池電極スラリーが勢いよく衝突することによって、電池電極スラリーに気泡が含まれてしまうのを、防止することができる。
(5)本発明は、(1)から(4)のいずれか1つの電池電極スラリー分配装置について、前記循環手段を循環する電池電極スラリーに含まれる不純物を除去する除去手段(例えば、図3の脱泡部31やフィルタ41に相当)を備えることを特徴とする電池電極スラリー分配装置を提案している。
この発明によれば、(1)から(4)のいずれか1つの電池電極スラリー分配装置において、除去手段により、循環手段を循環する電池電極スラリーに含まれる不純物を除去することができ、電池電極スラリーの品質を向上させることができる。
(6)本発明は、(1)から(5)のいずれか1つの電池電極スラリー分配装置について、前記循環手段を循環する電池電極スラリーを貯留するとともに、貯留している電池電極スラリーを前記循環手段に供給する第2貯留手段(例えば、図3のタンク21に相当)を備えることを特徴とする電池電極スラリー分配装置を提案している。
この発明によれば、(1)から(5)のいずれか1つの電池電極スラリー分配装置において、第2貯留手段により、循環手段を循環する電池電極スラリーを貯留するとともに、貯留している電池電極スラリーを循環手段に供給することとした。このため、第2貯留手段で電池電極スラリーが混ざり合うので、電池電極スラリーの品質のばらつきを小さくすることができ、電池電極スラリーの品質を均一にすることができる。
また、循環手段に供給される電池電極スラリーが増減しても、第2貯留手段により、安定した量の電池電極スラリーを塗布手段に供給し続けることができる。具体的には、循環手段に供給される電池電極スラリーの量が、複数の塗布手段のそれぞれが要求する電池電極スラリーの量の総和よりも少ない場合には、不足分を第2貯留手段に貯留されている電池電極スラリーで補うことができる。また、循環手段に供給される電池電極スラリーの量が、複数の塗布手段のそれぞれが要求する電池電極スラリーの量の総和よりも多い場合には、超過分を第2貯留手段に貯留させることができる。
(7)本発明は、(1)から(6)のいずれか1つの電池電極スラリー分配装置について、前記循環手段を循環する電池電極スラリーの少なくとも一部を選択的に廃棄可能とする廃棄手段(例えば、図6の廃棄部81に相当)を備えることを特徴とする電池電極スラリー分配装置を提案している。
この発明によれば、(1)から(6)のいずれか1つの電池電極スラリー分配装置において、廃棄手段により、循環手段を循環する電池電極スラリーの少なくとも一部を選択的に廃棄可能とした。このため、例えば循環手段を長時間循環し続けたために品質劣化の可能性がある電池電極スラリーを、容易に廃棄することができる。
(8)本発明は、(1)から(7)のいずれか1つの電池電極スラリー分配装置と、前記電池電極スラリー分配装置に接続され、当該電池電極スラリー分配装置に供給する電池電極スラリーを作製する電池電極スラリー作製装置(例えば、図1の電池電極スラリー作製装置100に相当)と、を備え、前記電池電極スラリー作製装置は、前記電池電極スラリー分配装置と比べて高い位置に配置されることを特徴とする電池電極スラリー処理装置を提案している。
この発明によれば、電池電極スラリー作製装置を、(1)から(7)のいずれか1つの電池電極スラリー分配装置と比べて高い位置に配置することとした。このため、電池電極スラリー作製装置から電池電極スラリー分配装置への電池電極スラリーの移送は、鉛直下方に向かって行われ、重力を利用することができる。したがって、電池電極スラリーの粘性が高くても、電池電極スラリー作製装置から電池電極スラリー分配装置に電池電極スラリーを供給しやすくすることができる。
(9)本発明は、電池電極作製のための金属板(例えば、後述の集電体に相当)に電池電極スラリーを塗布する複数の塗布手段(例えば、図3のコーター91、92に相当)に電池電極スラリーを分配する電池電極スラリー分配装置(例えば、図1の電池電極スラリー分配装置1に相当)における電池電極スラリー分配方法であって、前記複数の塗布手段に接続された循環手段(例えば、図3の循環配管14に相当)において、付勢された電池電極スラリーを循環させる第1のステップと、前記複数の塗布手段のそれぞれへの、前記第1のステップにおいて循環させた電池電極スラリーの供給を制御する第2のステップと、を備え、前記第2のステップでは、前記複数の塗布手段のうちのいずれか1つへの電池電極スラリーの供給を許可している期間では、当該複数の塗布手段のうち、電池電極スラリーの供給を許可している塗布手段を除くものへの電池電極スラリーの供給を禁止することを特徴とする電池電極スラリー分配方法を提案している。
この発明によれば、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
(10)本発明は、懸濁液を用いて目的物を製造する複数の製造手段に、懸濁液を分配する懸濁液分配装置であって、前記複数の製造手段に接続され、付勢された懸濁液を循環させる循環手段と、前記複数の製造手段のそれぞれへの、前記循環手段を循環する懸濁液の供給を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記複数の製造手段のうちのいずれか1つへの懸濁液の供給を許可している期間では、当該複数の製造手段のうち、懸濁液の供給を許可している製造手段を除くものへの懸濁液の供給を禁止することを特徴とする懸濁液分配装置を提案している。
この発明によれば、循環手段により、懸濁液を循環させることとした。このため、懸濁液は循環手段を循環することになる。したがって、懸濁液が滞留してしまう時間を短くすることができるので、懸濁液において分離や再凝集が発生してしまうのを抑制することができる。
また、この発明によれば、制御手段により、複数の製造手段のうちのいずれか1つへの懸濁液の供給を許可している期間では、これら複数の製造手段のうち、懸濁液の供給を許可している製造手段を除くものへの懸濁液の供給を禁止することとした。このため、複数の製造手段のうち、循環手段から懸濁液が同時に供給されるのは1つになる。したがって、付勢された懸濁液は、複数の製造手段に分散して供給されるのではなく、1つの製造手段に集中して供給されることになる。つまり、複数の製造手段に懸濁液を同時に供給すると、循環手段を循環している懸濁液の量の減り量によっては、懸濁液の流速が大きく低下し、懸濁液の滞留が生じてしまうおそれがある。これを防ぐためには、懸濁液に対する付勢力を大きくすることが必要となる。しかしながら、上述のように1つの製造手段に集中して懸濁液を供給することで、循環手段を循環している懸濁液の流速が大きく低下することがなくなるので、懸濁液に対する付勢力を大きくする必要がなくなる。よって、同時に複数の製造手段に懸濁液を供給しようとした場合と比べて、懸濁液に対する付勢力を大きくする必要がない。また、複数の製造手段のそれぞれに対して、短時間で懸濁液を供給することができる。
また、この発明によれば、循環手段に複数の製造手段を接続することとした。このため、同じ懸濁液を用いた目的物の製造を複数ラインで行うことができるので、目的物の均質性を向上させることができる。また、複数の製造手段のうち、いずれか1つの製造手段を駆動させて目的物の製造を継続しつつ、他の製造手段を停止させて清掃やメンテナンスを行うことなども、容易に行うことができる。
(11)本発明は、懸濁液を用いて目的物を製造する複数の製造手段に懸濁液を分配する懸濁液分配装置における懸濁液分配方法であって、前記複数の製造手段に接続された循環手段において、付勢された懸濁液を循環させる第1のステップと、前記複数の製造手段のそれぞれへの、前記第1のステップにおいて循環させた懸濁液の供給を制御する第2のステップと、を備え、前記第2のステップでは、前記複数の製造手段のうちのいずれか1つへの懸濁液の供給を許可している期間では、当該複数の製造手段のうち、懸濁液の供給を許可している製造手段を除くものへの懸濁液の供給を禁止することを特徴とする懸濁液分配方法を提案している。
この発明によれば、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
(12)本発明は、電池電極スラリー(例えば、後述の正極スラリーに相当)を作製して塗布する電池電極スラリー処理装置(例えば、図7の電池電極スラリー処理装置1000に相当)であって、前記電池電極スラリーの作製用の複数の材料(例えば、後述のバインダー、正極活物質、および導電助剤に相当)を供給する第1供給手段(例えば、図7のバインダー供給部1100、正極材供給部1200、および導電助剤供給部1300に相当)と、前記第1供給手段から供給された複数の材料を輸送する第1輸送手段(例えば、図7の配管2100、2200、2300に相当)と、前記第1輸送手段により輸送された複数の材料を混練して連続的に排出する第1混練手段(例えば、図7の予備混練部1400や、図18の混練部1140に相当)と、前記第1混練手段から排出された材料を輸送する第2輸送手段(例えば、図7の配管2400、2500に相当)と、前記第2輸送手段により輸送された材料を循環させる循環手段(例えば、図7の循環配管2800に相当)と、前記循環手段により循環している材料の一部を貯留する、当該循環手段に接続された貯留部(例えば、図13の収容タンク1911に相当)を有し、当該貯留部に貯留されている材料を電極用板(例えば、後述の集電体に相当)に塗布する塗布手段(例えば、図7のコーター1910、1920に相当)と、前記第1輸送手段により輸送される材料と、前記第2輸送手段により輸送される材料と、前記循環手段により循環している材料と、のうち少なくともいずれかを付勢する付勢手段(例えば、図7のモーノポンプ5100、7300、予備混練部1400、および本混練部1500に相当)と、を備え、前記第1供給手段と、前記第1輸送手段と、前記第1混練手段と、前記第2輸送手段と、前記循環手段と、前記貯留部と、が連通して閉鎖された空間を形成し、前記空間を減圧または不活性ガスを充満させた状態にする空間内制御手段(例えば、図7の空間制御部3100に相当)をさらに備えることを特徴とする電池電極スラリー処理装置を提案している。
この発明によれば、第1供給手段と、第1輸送手段と、第1混練手段と、第2輸送手段と、循環手段と、塗布手段の貯留部と、が連通して閉鎖された空間を形成しており、空間内制御手段により、この空間を減圧または不活性ガスを充満させた状態にすることとした。このため、第1供給手段に材料が投入されてから、貯留部に貯留されている電極スラリーが電極用板に塗布されるまでの間において、これら材料や電池電極スラリーが大気にさらされてしまうのを抑制することができる。したがって、電池電極スラリーの品質を安定させることができるとともに、電池電極スラリーの作製状態にかかわらず安定した塗布処理を塗布手段により行うことができる。
また、第1混練手段で混練された材料は、第2輸送手段により輸送されてから塗布手段の貯留部に供給されるまでの期間、循環手段により循環している。このため、上述の期間、電池電極スラリーが流れ続けるので、電池電極スラリーにおいて分離や沈降が発生してしまうのを防止することができ、電池電極スラリーの品質低下を防止することができる。
また、付勢手段により、第1輸送手段により輸送される材料と、第2輸送手段により輸送される材料と、循環手段により循環している材料と、のうち少なくともいずれかを付勢することとした。このため、付勢手段による付勢力により、各手段における材料や排出物が電池電極スラリー処理装置内を移送されることになる。したがって、電池電極スラリーの作製工程全体を自動化することができる。
(13)本発明は、(12)の電池電極スラリー処理装置について、前記第1供給手段が供給する複数の材料の単位時間当たりの総量と、前記第1混練手段が排出する材料の単位時間当たりの量と、が等しいことを特徴とする電池電極スラリー処理装置を提案している。
ここで、第1供給手段が供給する複数の材料の単位時間当たりの総量が、第1混練手段が排出する材料の単位時間当たりの量よりも少ない場合、第1混練手段において混練する対象がなくなってしまい、第1混練手段が材料を排出しない時間が発生してしまう。これによれば、塗布手段への材料の供給を、連続的に行うことができなくなってしまう。
一方、第1供給手段が供給する複数の材料の単位時間当たりの総量が、第1混練手段が排出する材料の単位時間当たりの量よりも多い場合、第1供給手段が供給した複数の材料の少なくとも一部が、第1輸送手段および第1混練手段のうち少なくともいずれかで滞留することになってしまう。
そこで、この発明によれば、(12)の電池電極スラリー処理装置において、第1供給手段が供給する複数の材料の単位時間当たりの総量と、第1混練手段が排出する材料の単位時間当たりの量と、が等しいものとした。このため、第1供給手段により供給された複数の材料を、第1輸送手段でも第1混練手段でも滞留させることなく、塗布手段へ連続的に移送することができる。
(14)本発明は、(12)または(13)の電池電極スラリー処理装置について、前記第1供給手段は、前記複数の材料のそれぞれを供給する複数の副第1供給手段(例えば、図7のバインダー供給部1100、正極材供給部1200、および導電助剤供給部1300に相当)を備え、前記第1輸送手段は、前記複数の副第1供給手段から供給された複数の材料のそれぞれを輸送する複数の副第1輸送手段(例えば、図7の配管2100、2200、2300に相当)を備えることを特徴とする電池電極スラリー処理装置を提案している。
この発明によれば、(12)または(13)の電池電極スラリー処理装置において、第1供給手段に、複数の材料のそれぞれを供給する複数の副第1供給手段を設け、第1輸送手段に、複数の副第1供給手段から供給された複数の材料のそれぞれを輸送する複数の副第1輸送手段を設けた。このため、複数の材料のそれぞれを、それぞれ異なる副第1供給手段と、それぞれ異なる副第1輸送手段と、を介して、タイミングを合わせて第1混練手段に供給することができる。
(15)本発明は、(14)の電池電極スラリー処理装置について、前記付勢手段は、前記複数の副第1輸送手段のうち少なくともいずれかにより輸送される材料と、前記第2輸送手段により輸送される材料と、前記循環手段により循環している材料と、のうち少なくともいずれかを付勢することを特徴とする電池電極スラリー処理装置を提案している。
この発明によれば、(14)の電池電極スラリー処理装置において、付勢手段により、複数の副第1輸送手段のうち少なくともいずれかにより輸送される材料と、第2輸送手段により輸送される材料と、循環手段により循環している材料と、のうち少なくともいずれかを付勢することとした。このため、付勢手段による付勢力により、各手段における材料や排出物が電池電極スラリー処理装置内を移送されることになるので、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
(16)本発明は、(12)から(15)のいずれか1つの電池電極スラリー処理装置について、前記第2輸送手段は、前記第1混練手段から排出された材料を受け取り輸送する入口部(例えば、図7の入口部2410に相当)と、前記入口部を経由して輸送された材料を排出する出口部(例えば、図7の出口部2510に相当)と、を備え、前記入口部と前記出口部との間に配置され、当該入口部から輸送された材料を混練して当該出口部に向かって連続的に排出する第2混練手段(例えば、図1の本混練部1500に相当)をさらに備えることを特徴とする電池電極スラリー処理装置を提案している。
この発明によれば、(12)から(15)のいずれか1つの電池電極スラリー処理装置において、第2輸送手段の入口部と出口部との間に、入口部から輸送された材料を混練して出口部に向かって連続的に排出する第2混練手段を設けた。このため、第1混練手段で混練した材料を、第2混練手段でさらに混練することができる。
(17)本発明は、(12)から(15)のいずれか1つの電池電極スラリー処理装置について、前記第1混練手段は、複数設けられ、前記複数の第1混練手段は、並列に設けられることを特徴とする電池電極スラリー処理装置を提案している。
この発明によれば、(12)から(15)のいずれか1つの電池電極スラリー処理装置において、第1混練手段を複数設け、これら複数の第1混練手段を並列に設けた。このため、作製する電池電極スラリーの目標量や、清掃といったメンテナンス状況などに応じて、適宜、第1混練手段のそれぞれを独立して駆動させることができる。具体的には、例えば、複数の第1混練手段のうち1つを清掃するために停止させても、他の第1混練手段による混練を続けて、塗布手段に材料の供給を続けることができる。
(18)本発明は、(16)の電池電極スラリー処理装置について、前記第1混練手段および前記第2混練手段のうち少なくともいずれかは、複数設けられ、前記第1混練手段が複数設けられている場合には、前記複数の第1混練手段は並列に設けられ、前記第2混練手段が複数設けられている場合には、前記複数の第2混練手段は並列に設けられ、前記第1混練手段のそれぞれと、前記第2混練手段のそれぞれとは、それぞれ独立して制御され、前記第1混練手段のそれぞれの処理量の総和と、前記第2混練手段のそれぞれの処理量の総和と、が等しくなることを特徴とする電池電極スラリー処理装置を提案している。
この発明によれば、(16)の電池電極スラリー処理装置において、第1混練手段および第2混練手段のうち少なくともいずれかを複数設け、第1混練手段を複数設けた場合には、これら複数の第1混練手段を並列に設け、第2混練手段を複数設けた場合には、これら複数の第2混練手段を並列に設けた。また、第1混練手段のそれぞれと第2混練手段のそれぞれとを独立して制御して、第1混練手段のそれぞれの処理量の総和と、第2混練手段のそれぞれの処理量の総和と、を等しくすることとした。このため、第1混練手段により混練された材料を連続的に第2混練手段に供給しつつ、作製する電池電極スラリーの目標量や、清掃といったメンテナンス状況などに応じて、適宜、第1混練手段のそれぞれや第2混練手段のそれぞれを独立して駆動させることができる。具体的には、例えば、複数の第1混練手段のうち1つを清掃するために停止させても、他の第1混練手段による混練を続けて、第2混練手段に材料の供給を続けたり、複数の第2混練手段のうち1つを清掃するために停止させても、他の第2混練手段による混練を続けて、電池電極スラリーの作製を続けたりすることができる。
また、第1混練手段の処理量が、第2混練手段の処理量よりも少ない場合、第2混練手段において混練する対象がなくなってしまい、第2混練手段が材料を排出しない時間が発生してしまう。これによれば、第2混練手段は、混練した材料を連続的に排出することができなくなってしまう。
一方、第1混練手段の処理量が、第2混練手段の処理量よりも多い場合、第1混練手段から排出された材料の少なくとも一部が、第2輸送手段および第2混練手段のうち少なくともいずれかで滞留することになってしまう。
そこで、この発明によれば、(16)の電池電極スラリー処理装置において、第1混練手段のそれぞれの処理量の総和と、第2混練手段のそれぞれの処理量の総和と、が等しいものとした。このため、第1混練手段から排出された材料を第2輸送手段でも第2混練手段でも滞留させることなく、第2混練手段により混練した材料を第2混練手段から連続的に排出させることができる。
(19)本発明は、(16)または(18)の電池電極スラリー処理装置について、前記第1供給手段は、前記複数の材料として、少なくとも活物質(例えば、後述の正極活物質に相当)および結着剤(例えば、後述のバインダーに相当)を供給し、前記第1混練手段は、前記複数の材料を粗混練し、前記第2混練手段は、前記第2輸送手段により輸送された材料を本混練することを特徴とする電池電極スラリー処理装置を提案している。
この発明によれば、(16)または(18)の電池電極スラリー処理装置において、第1供給手段により、複数の材料として、少なくとも活物質および結着剤を供給し、第1混練手段により、複数の材料を粗混練し、第2混練手段により、第2輸送手段により輸送された材料を本混練し、塗布手段により塗布されるまで材料が外気に触れないようにした。このため、高品質な電池電極スラリーを電極用板に塗布した電池電極を得ることができる。
(20)本発明は、電池電極スラリー(例えば、後述の正極スラリーに相当)を作製して塗布する電池電極スラリー処理装置(例えば、図7の電池電極スラリー処理装置1000に相当)における電池電極スラリー処理方法であって、前記電池電極スラリーの作製用の複数の材料(例えば、後述のバインダー、正極活物質、および導電助剤に相当)を供給する第1のステップと、前記第1のステップにおいて供給された複数の材料を輸送する第2のステップと、前記第2のステップにおいて輸送された複数の材料を混練して連続的に排出する第3のステップと、前記第3のステップにおいて排出された材料を輸送する第4のステップと、前記第4のステップにおいて輸送された材料を循環させる第5のステップと、前記第5のステップにおいて循環している材料の一部を貯留するとともに、貯留している材料を電極用板に塗布する第6のステップと、前記第2のステップにおいて輸送される材料と、前記第4のステップにおいて輸送される材料と、前記第5のステップにおいて循環している材料と、のうち少なくともいずれかを付勢する第7のステップと、を備え、前記第1のステップが行われる空間と、前記第2のステップが行われる空間と、前記第3のステップが行われる空間と、前記第4のステップが行われる空間と、前記第5のステップが行われる空間と、前記第6のステップにおいて材料が貯留される空間と、が連通して閉鎖された空間を形成し、前記空間を減圧または不活性ガスを充満させた状態にする第8のステップをさらに備えることを特徴とする電池電極スラリー処理方法を提案している。
この発明によれば、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
(21)本発明は、混合した複数の材料を用いて作製対象物を作製する作製装置(例えば、図14の作製装置1000Aに相当)であって、前記複数の材料を供給する第1供給手段(例えば、図14の第1の材料供給部1100A、第2の材料供給部1200A、および第3の材料供給部1300Aに相当)と、前記第1供給手段から供給された複数の材料を輸送する第1輸送手段(例えば、図14の配管2100、2200、2300に相当)と、前記第1輸送手段により輸送された複数の材料を混合して連続的に排出する第1混合手段(例えば、図14の予備混合部1400Aや、図19の混合部1140Aに相当)と、前記第1混合手段から排出された材料を輸送する第2輸送手段(例えば、図14の配管2400、2500に相当)と、前記第2輸送手段により輸送された材料を循環させる循環手段(例えば、図14の循環配管2800に相当)と、前記循環手段により循環している材料の一部を貯留する、当該循環手段に接続された貯留部を有し、当該貯留部に貯留されている材料を用いて前記作製対象物を作製する作製手段(例えば、図14のコーター1910、1920に相当)と、前記第1輸送手段により輸送される材料と、前記第2輸送手段により輸送される材料と、前記循環手段により循環している材料と、のうち少なくともいずれかを付勢する付勢手段(例えば、図14のモーノポンプ5100、7300、予備混合部1400A、および本混合部1500Aに相当)と、を備え、前記第1供給手段と、前記第1輸送手段と、前記第1混合手段と、前記第2輸送手段と、前記循環手段と、前記貯留部と、が連通して閉鎖された空間を形成し、前記空間を減圧または不活性ガスを充満させた状態にする空間内制御手段(例えば、図14の空間制御部3100に相当)をさらに備えることを特徴とする作製装置を提案している。
この発明によれば、第1供給手段と、第1輸送手段と、第1混合手段と、第2輸送手段と、循環手段と、作製手段の貯留部と、が連通して閉鎖された空間を形成しており、空間内制御手段により、この空間を減圧または不活性ガスを充満させた状態にすることとした。このため、第1供給手段に材料が投入されてから、貯留部に貯留されているスラリーを用いて作製対象物が作製されるまでの間において、これら材料やスラリーが大気にさらされてしまうのを抑制することができる。したがって、スラリーの品質を安定させることができるとともに、スラリーの作製状態にかかわらず安定した作製処理を作製手段により行うことができる。
また、第1混合手段で混合された材料は、第2輸送手段により輸送されてから作製手段の貯留部に供給されるまでの期間、循環手段により循環している。このため、上述の期間、スラリーが流れ続けるので、スラリーにおいて分離や沈降が発生してしまうのを防止することができ、スラリーの品質低下を防止することができる。
また、付勢手段により、第1輸送手段により輸送される材料と、第2輸送手段により輸送される材料と、循環手段により循環している材料と、のうち少なくともいずれかを付勢することとした。このため、付勢手段による付勢力により、各手段における材料や排出物が作製装置内を移送されることになる。したがって、スラリーの作製工程全体を自動化することができる。
(22)本発明は、(21)の作製装置について、前記第1混合手段は、複数設けられ、前記複数の第1混合手段は、並列に設けられることを特徴とする作製装置を提案している。
この発明によれば、(21)の作製装置において、第1混合手段を複数設け、これら複数の第1混合手段を並列に設けた。このため、作製するスラリーの目標量や、清掃といったメンテナンス状況などに応じて、適宜、第1混合手段のそれぞれを独立して駆動させることができる。具体的には、例えば、複数の第1混合手段のうち1つを清掃するために停止させても、他の第1混合手段による混合を続けて、作製手段に材料の供給を続けることができる。
(23)本発明は、混合した複数の材料を用いて作製対象物を作製する作製装置(例えば、図14の作製装置1000Aに相当)における作製方法であって、前記複数の材料を供給する第1のステップと、前記第1のステップにおいて供給された複数の材料を輸送する第2のステップと、前記第2のステップにおいて輸送された複数の材料を混合して連続的に排出する第3のステップと、前記第3のステップにおいて排出された材料を輸送する第4のステップと、前記第4のステップにおいて輸送された材料を循環させる第5のステップと、前記第5のステップにおいて循環している材料の一部を貯留するとともに、貯留している材料を用いて前記作製対象物を作製する第6のステップと、前記第2のステップにおいて輸送される材料と、前記第4のステップにおいて輸送される材料と、前記第5のステップにおいて循環している材料と、のうち少なくともいずれかを付勢する第7のステップと、を備え、前記第1のステップが行われる空間と、前記第2のステップが行われる空間と、前記第3のステップが行われる空間と、前記第4のステップが行われる空間と、前記第5のステップが行われる空間と、前記第6のステップにおいて材料が貯留される空間と、が連通して閉鎖された空間を形成し、前記空間を減圧または不活性ガスを充満させた状態にする第8のステップをさらに備えることを特徴とする作製方法を提案している。
この発明によれば、上述した効果と同様の効果を奏することができる。
本発明によれば、電池電極スラリーといった懸濁液における分離や再凝集の発生を抑制することができる。また、本発明によれば、スラリー品質の安定と、スラリーの作製工程全体の自動化と、を実現することができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて、詳細に説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素などとの置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組み合わせを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る電池電極スラリー処理装置AAの概略を示す構成図である。電池電極スラリー処理装置AAは、電池電極スラリー作製装置100、配管11、および電池電極スラリー分配装置1を備える。
図1は、本発明の第1実施形態に係る電池電極スラリー処理装置AAの概略を示す構成図である。電池電極スラリー処理装置AAは、電池電極スラリー作製装置100、配管11、および電池電極スラリー分配装置1を備える。
電池電極スラリー作製装置100は、電池電極スラリー分配装置1と比べて高い位置に配置され、電池電極スラリーを作製する。この電池電極スラリー作製装置100は、配管11を介して電池電極スラリー分配装置1に接続され、電池電極スラリー作製装置100で作製された電池電極スラリーは、配管11を介して電池電極スラリー分配装置1に供給される。電池電極スラリー分配装置1は、配管11を介して供給された電池電極スラリーを分配する。
図2は、電池電極スラリー作製装置100の概略を示す構成図である。電池電極スラリー作製装置100は、電池電極スラリーとして正極スラリーを作製する装置であり、バインダー供給部111、正極材供給部112、導電助剤供給部113、予備混練部114、本混練部115、および配管121、122、123、124を備える。
バインダー供給部111は、配管121を介して予備混練部114に接続され、予備混練部114にバインダーを供給する。正極材供給部112は、配管122を介して予備混練部114に接続され、予備混練部114に正極活物質を供給する。導電助剤供給部113は、配管123を介して予備混練部114に接続され、予備混練部114に導電助剤(導電助材)を供給する。
予備混練部114は、供給されたバインダー、正極活物質、および導電助剤を粗混練して、予備混練スラリーとして配管124に排出する。配管124には、本混練部115が接続されており、予備混練部114から排出された予備混練スラリーは、配管124を介して本混練部115に供給される。
本混練部115は、供給された予備混練スラリーを本混練して、正極スラリーとして配管11に供給する。
図3は、電池電極スラリー分配装置1の概略を示す構成図である。電池電極スラリー分配装置1は、配管12、13、循環配管14、タンク21、脱泡部31、フィルタ41、モーノポンプ51、52、制御部70、およびコーター91、92を備える。
配管11には、タンク21が接続される。この配管11は、電池電極スラリー作製装置100から供給された正極スラリーを、タンク21に供給する。
タンク21には、循環配管14も接続される。循環配管14は、環状に形成されており、電池電極スラリー作製装置100およびモーノポンプ51、52から正極スラリーへの付勢力により、正極スラリーを循環させる。
タンク21は、配管11を介して電池電極スラリー作製装置100から供給された正極スラリーと、循環配管14を循環する正極スラリーと、を貯留するとともに、貯留している正極スラリーを循環配管14に連続的に供給する。このタンク21の構成の一例を、図4を用いて以下に説明する。
図4は、タンク21の概略を示す断面図である。タンク21は、モーター211、攪拌部212、およびケース213を備える。攪拌部212は、いわゆるアンカー型攪拌翼であり、回転軸2121および攪拌翼2122を備える。回転軸2121は、回転軸2121の長手方向の中心線を回転軸として、モーター211により回転駆動され、回転軸2121が回転すると、攪拌翼2122も回転する。タンク21は、モーター211を駆動して攪拌翼2122を回転させることで、貯留している正極スラリーを攪拌する。なお、正極スラリーは、タンク21の側面に設けられた搬入口(図示省略)からタンク21の内壁をつたってタンク21内に入る。これは、タンク21の上方から入ることによって、正極スラリーに気泡が含まれてしまうのを避けるためである。また、タンク21に貯留されている正極スラリーは、タンク21の底面に設けられた排出口(図示省略)から排出される。なお、タンク21内は、不活性ガスで満たされていることが好ましく、タンク21内の圧力は、貯留されている正極スラリーの量に応じて適宜制御されている。
図3に戻って、循環配管14には、脱泡部31、フィルタ41、およびモーノポンプ51、52が設けられる。
モーノポンプ51は、タンク21から循環配管14に供給された正極スラリーを、図3の矢印の向きに付勢する。
脱泡部31は、循環配管14を循環する正極スラリーを脱泡して、循環配管14を循環する正極スラリーに含まれる気泡を除去する。
モーノポンプ52は、脱泡部31で脱泡された正極スラリーを、図3の矢印の向きに付勢する。
フィルタ41は、循環配管14を循環する正極スラリーに含まれる不純物を除去する。フィルタ41により除去される不純物としては、例えば未分散の凝集塊がある。
循環配管14には、コーター91に接続された配管12と、コーター92に接続された配管13と、が接続される。コーター91、92は、それぞれ、脱泡部31により脱泡されるとともにフィルタ41により不純物の除去された正極スラリーを、集電体に塗布する。集電体としては、金属箔のように電気伝導性を有するものであれば使用することができ、材質や形状や大きさには特に制限がない。好ましくは、アルミニウム箔または銅箔を使用することが望ましい。
制御部70は、二方弁71、72、73、および二方弁制御部74を備える。二方弁71は、配管12のうち、配管12と循環配管14との接続部の近傍に設けられ、二方弁71を開くと、循環配管14からコーター91に正極スラリーが供給され、二方弁71を閉じると、循環配管14からコーター91への正極スラリーの供給が停止される。二方弁72は、配管13のうち、配管13と循環配管14との接続部の近傍に設けられ、二方弁72を開くと、循環配管14からコーター92に正極スラリーが供給され、二方弁72を閉じると、循環配管14からコーター92への正極スラリーの供給が停止される。二方弁73は、循環配管14のうち、循環配管14を循環する正極スラリーが供給されるタンク21の搬入口の近傍に設けられ、二方弁73を開くと、循環配管14からタンク21に正極スラリーが供給され、二方弁73を閉じると、循環配管14からタンク21への正極スラリーの供給が停止される。
二方弁制御部74は、二方弁71、72、73のそれぞれの開閉を制御して、二方弁71、72のうち2つ以上を同時に開かないようにする。二方弁制御部74の制御について、以下に詳述する。
コーター91、92のいずれにも正極スラリーを供給しない場合には、二方弁制御部74は、二方弁71、72を閉じるとともに、二方弁73を開く。これによれば、フィルタ41を通った正極スラリーは、コーター91、92には流れ込まず、タンク21に流れ込み、配管11を介して電池電極スラリー作製装置100から供給された正極スラリーとタンク21で混ぜ合わされて、循環配管14を循環することになる。
一方、コーター91に正極スラリーを供給する場合には、二方弁制御部74は、二方弁71を開くとともに、二方弁72、73を閉じる。これによれば、フィルタ41を通った正極スラリーは、コーター92およびタンク21には流れ込まず、コーター91に流れ込むことになる。
また、コーター92に正極スラリーを供給する場合には、二方弁制御部74は、二方弁72を開くとともに、二方弁71、73を閉じる。これによれば、フィルタ41を通った正極スラリーは、コーター91およびタンク21には流れ込まず、コーター92に流れ込むことになる。
以上によれば、コーター91、92のうち、正極スラリーの供給が許可されているコーターを除くものへの正極スラリーの供給が禁止されることになる。
図5は、循環配管14と配管12とコーター91との接続関係を示す斜視図である。図5において、矢印は、正極スラリーの流れる向きを示している。
循環配管14は、多角形状(本実施形態では、四角形)の環状に形成されており、循環配管14の折れ曲がっている部分である屈曲部141に、配管12の一端が接続される。このため、循環配管14を流れる正極スラリーは、屈曲部141において循環配管14の内壁に衝突することになる。これによれば、屈曲部141において、正極スラリーの流れる勢いが弱まるので、二方弁71が開いている期間において、循環配管14を流れる正極スラリーが配管12に流れ込みやすくなる。したがって、二方弁71が開いている期間において、循環配管14から配管12への正極スラリーの供給が促進される。
また、配管12の一端は、屈曲部141の下部に接続されており、配管12は、屈曲部141の下部から鉛直下方に延伸している。このため、二方弁71が開いている期間において、循環配管14を流れる正極スラリーが、配管12に、重力によりさらに流れ込みやすくなる。したがって、二方弁71が開いている期間において、循環配管14から配管12への正極スラリーの供給がさらに促進される。
配管12の他端は、コーター91が備える収容タンク911に接続されており、配管12に流れ込んだ正極スラリーは、収容タンク911に貯留される。コーター91は、収容タンク911に貯留されている正極スラリーを、上述のように集電体に塗布する。なお、収容タンク911内は、不活性ガスで満たされていることが好ましく、収容タンク911内の圧力は、貯留されている正極スラリーの量に応じて適宜制御されている。
ここで、配管12の他端は、収容タンク911の底面に形成された貫通孔912を介して、収容タンク911の底面に接続される。このため、収容タンク911には、鉛直下方から湧き出るように正極スラリーが配管12から供給されることになる。したがって、収容タンク911の上方から正極スラリーを供給する場合と比べて、収容タンク911の底面に正極スラリーが落下したり、収容タンク911に既に収容されている正極スラリーの上に正極スラリーが落下したりすることがなくなる。よって、収容タンク911の底面や正極スラリーに、配管12から供給される正極スラリーが勢いよく衝突することによって、正極スラリーに気泡が含まれてしまうのが、防止される。
循環配管14と配管13とコーター92とについても、上述の循環配管14と配管121とコーター91との場合と同様に接続されている。このため、上述の循環配管14と配管12とコーター91との場合と同様に、二方弁72が開いている期間において、正極スラリーが循環配管14から配管13を介してコーター92に供給される。
以上の構成を備える電池電極スラリー分配装置1は、以下の効果を奏することができる。
電池電極スラリー分配装置1は、循環配管14により、正極スラリーを循環させる。このため、正極スラリーは循環配管14を循環することになる。したがって、正極スラリーが滞留してしまう時間を短くすることができるので、正極スラリーにおいて分離や再凝集が発生してしまうのを抑制することができる。
また、電池電極スラリー分配装置1は、二方弁71、72を同時に2つ以上開かないようにして、コーター91、92のうちのいずれか1つへの正極スラリーの供給を許可している期間では、これらコーター91、92のうち、正極スラリーの供給を許可しているコーターを除くものへの正極スラリーの供給を禁止する。このため、コーター91、92のうち、循環配管14から正極スラリーが同時に供給されるのは1つになる。したがって、電池電極スラリー作製装置100およびモーノポンプ51、52により付勢された正極スラリーは、コーター91、92に分散して供給されるのではなく、コーター91、92のいずれか1つに集中して供給されることになる。
ここで、例えば10台のコーターが循環配管14に接続されており、これら10台のコーターに正極スラリーを同時に供給する場合について、以下に検討する。正極スラリーは、10台のコーターのうち前段に設けられているものから順番に、循環配管14から供給されることになる。このため、後段に設けられているコーターに近くなるに従って、循環配管14の内部を流通する正極スラリーの瞬時流量が減少する。したがって、循環配管14の内部を流通する正極スラリーの流速が低下し、場合によっては正極スラリーの停滞が生じてしまうおそれがある。これを防ぐためには、正極スラリーに対する付勢力を大きくするように、電池電極スラリー作製装置100やモーノポンプ51やモーノポンプ52を制御することが必要となる。しかしながら、上述のようにコーター91、92のいずれか1つに集中して正極スラリーを供給するので、循環配管14の内部を流通する正極スラリーの流速が大きく低下することがなくなり、その結果、正極スラリーに対する付勢力を大きくするように電池電極スラリー作製装置100やモーノポンプ51やモーノポンプ52を制御する必要がなくなる。よって、コーター91、92の両方に同時に正極スラリーを供給しようとした場合と比べて、正極スラリーに対する付勢力を大きくする必要がないので、電池電極スラリー分配装置1の構成や制御を簡略化することができる。また、コーター91、92のそれぞれに対して、短時間で正極スラリーを供給することができる。
なお、コーター91に正極スラリーを供給する場合と、コーター92に正極スラリーを供給する場合とでは、二方弁73を閉じるため、正極スラリーは循環配管14を循環しないことになる。しかし、上述のように、コーター91、92のそれぞれに対して、短時間で正極スラリーを供給することができる。このため、正極スラリーが循環配管14を循環していない時間は、極めて短くなる。したがって、コーター91またはコーター92に正極スラリーを供給している期間に、正極スラリーが配管内を滞留したとしても、正極スラリーにおいて分離や再凝集が発生してしまうことはない。
また、電池電極スラリー分配装置1は、電池電極スラリー作製装置100やモーノポンプ51やモーノポンプ52から正極スラリーへの付勢力により、配管11から供給された正極スラリーを循環配管14で循環させる。このため、単純な構成で確実に、正極スラリーを循環させることができる。
また、電池電極スラリー分配装置1は、循環配管14に、配管12、13を介してコーター91、92の2つのコーターを接続している。このため、電池電極スラリー作製装置100で作製された同じ正極スラリーを用いて、電池電極の製造を複数ラインで行うことができるので、電池電極の均質性を向上させることができる。また、コーター91、92のうち、一方を駆動させて電池電極の製造を継続しつつ、他方を停止させて清掃やメンテナンスを行うことなども、容易に行うことができる。
また、電池電極スラリー分配装置1は、循環配管14を四角形状の環状に形成し、循環配管14の屈曲部にコーター91、92を接続している。このため、屈曲部において、正極スラリーの流れる勢いが弱まるので、循環配管14を流れる電池電極スラリーが配管12、13に流れ込みやすくなる。したがって、複雑な制御を行うことなく、正極スラリーをコーター91、92に供給することができる。
また、電池電極スラリー分配装置1は、循環配管14の屈曲部の下部に接続されて鉛直下方に延伸する配管12、13のそれぞれを介して、循環配管14にコーター91、92を接続している。このため、重力を利用して、循環配管14からコーター91、92に正極スラリーを供給することができる。したがって、正極スラリーを、コーター91、92にさらに供給しやすくすることができる。
また、電池電極スラリー分配装置1は、コーター91、92のいずれかに正極スラリーを供給する場合に、二方弁73を閉じる。このため、フィルタ41を通った正極スラリーは、タンク21には流れ込まなくなるので、正極スラリーを、コーター91、92にさらに供給しやすくすることができる。
また、電池電極スラリー分配装置1は、配管12、13のそれぞれに、二方弁71、72のそれぞれを備える。このため、二方弁71、72のそれぞれの開閉を制御することで、コーター91、92のそれぞれへの正極スラリーの供給量を独立して制御することができる。
また、電池電極スラリー分配装置1は、コーター91が備える収容タンク911の底面から正極スラリーを供給する。このため、収容タンク911には、鉛直下方から湧き出るように正極スラリーが供給されることになる。したがって、収容タンク911の上方から正極スラリーを供給する場合と比べて、収容タンク911の底面に正極スラリーが落下したり、収容タンク911に既に収容されている正極スラリーの上に正極スラリーが落下したりすることがなくなる。よって、収容タンク911の底面や正極スラリーに正極スラリーが勢いよく衝突することによって、正極スラリーに気泡が含まれてしまうのを、防止することができる。
また、電池電極スラリー分配装置1は、脱泡部31により、循環配管14を循環する正極スラリーを脱泡するとともに、フィルタ41により、循環配管14を循環する正極スラリーに含まれる不純物を除去するので、正極スラリーの品質を向上させることができる。
また、電池電極スラリー分配装置1は、タンク21により、配管11を介して電池電極スラリー作製装置100から供給された正極スラリーと、循環配管14を循環する正極スラリーと、を貯留するとともに、貯留している正極スラリーを循環配管14に連続的に供給する。このため、タンク21で正極スラリーが混ざり合うので、正極スラリーの品質のばらつきを小さくすることができ、正極スラリーの品質を均一にすることができる。
また、電池電極スラリー分配装置1は、循環配管14に供給される正極スラリー、すなわち配管11を介して電池電極スラリー作製装置100から供給される正極スラリーが増減しても、タンク21により、安定した量の正極スラリーをコーター91、92に供給し続けることができる。具体的には、循環配管14に供給される正極スラリーの量が、コーター91、92のそれぞれが要求する正極スラリーの量の総和よりも少ない場合には、不足分をタンク21に貯留されている正極スラリーで補うことができる。また、循環配管14に供給される正極スラリーの量が、コーター91、92のそれぞれが要求する正極スラリーの量の総和よりも多い場合には、超過分をタンク21に貯留させることができる。
また、以上の電池電極スラリー分配装置1を備える電池電極スラリー処理装置AAは、電池電極スラリー分配装置1と比べて高い位置に電池電極スラリー作製装置100を配置する。例えば、製造工場において、電池電極スラリー作製装置100を上層階に配置し、電池電極スラリー作製装置100を配置した階よりも下層階に電池電極スラリー分配装置1を配置する。これによれば、電池電極スラリー作製装置100から電池電極スラリー分配装置1への正極スラリーの移送は、鉛直下方に向かって行われ、重力を利用することができる。このため、正極スラリーの粘性が高くても、電池電極スラリー作製装置100から電池電極スラリー分配装置1に正極スラリーを供給しやすくすることができる。
<第2実施形態>
図6は、本発明の第2実施形態に係る電池電極スラリー分配装置1Aの概略を示す構成図である。電池電極スラリー分配装置1Aは、図1に示した本発明の第1実施形態に係る電池電極スラリー分配装置1の代わりに、電池電極スラリー処理装置AAに設けることができる。この電池電極スラリー分配装置1Aは、電池電極スラリー分配装置1とは、質量流量計53および廃棄部81を備える点が異なる。なお、電池電極スラリー分配装置1Aにおいて、電池電極スラリー分配装置1と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
図6は、本発明の第2実施形態に係る電池電極スラリー分配装置1Aの概略を示す構成図である。電池電極スラリー分配装置1Aは、図1に示した本発明の第1実施形態に係る電池電極スラリー分配装置1の代わりに、電池電極スラリー処理装置AAに設けることができる。この電池電極スラリー分配装置1Aは、電池電極スラリー分配装置1とは、質量流量計53および廃棄部81を備える点が異なる。なお、電池電極スラリー分配装置1Aにおいて、電池電極スラリー分配装置1と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
質量流量計53および廃棄部81は、循環配管14に設けられる。
質量流量計53は、循環配管14の内部を流通した正極スラリーの質量流量を計測して、循環配管14の内部を流通した正極スラリーの瞬時流量を測定し、測定結果をタンク21およびモーノポンプ51に送信するとともに、瞬時流量の変動の有無の確認と、積算流量の管理と、を行う。タンク21は、質量流量計53から送信された測定結果に基づいて排出量を決定し、決定した排出量で、貯留している正極スラリーを循環配管14に連続的に供給する。モーノポンプ51は、質量流量計53から送信された測定結果に基づいて付勢量を決定し、決定した付勢量で、循環配管14の内部を流通する正極スラリーを図6の矢印の向きに付勢する。
廃棄部81は、循環配管14を循環する正極スラリーの少なくとも一部を選択的に廃棄可能に構成される。
以上の構成を備える電池電極スラリー分配装置1Aは、電池電極スラリー分配装置1が奏することのできる上述の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。
電池電極スラリー分配装置1Aは、廃棄部81により、循環配管14を循環する正極スラリーの少なくとも一部を選択的に廃棄可能である。このため、例えば循環配管14を長時間循環し続けたために品質劣化の可能性がある正極スラリーを、容易に廃棄することができる。
以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計なども含まれる。
例えば、上述の第1実施形態において、図3で、循環配管14は四角形状の環状に形成されているように示した。しかしこれに限らず、循環配管14が複数の屈曲部を有する形状で環状に形成されていればよい。なお、屈曲部において循環配管14が折れ曲がる角度は、90度くらいであることが好ましい。
また、上述の第1実施形態において、図3で、循環配管14は四角形状の環状に形成され、4つの屈曲部のうち2つに、コーター91とコーター92とがそれぞれ接続されるものとした。しかしこれに限らず、屈曲部の全てにコーターが接続されるものとしてもよいし、屈曲部の一部にのみコーターが接続されるものとしてもよい。
また、上述の第2実施形態では、流量計として、質量流量計53のように質量流量計を用いたが、これに限らず、例えば体積流量計を用いることもできる。体積流量計としては、例えば、渦式、タービン式、電磁式、面積式、超音波式、差圧式などの体積流量計を用いることができる。
また、上述の各実施形態では、循環配管14にコーター91、92の2つのコーターが接続されるものとしたが、これに限らず、例えば3つのコーターや、4つのコーターが接続されるものとしてもよい。なお、例えば3つのコーターを接続した場合には、二方弁73の他に二方弁を3つ設け、二方弁73を除く3つの二方弁のうちいずれか1つを開いている期間では、これら3つの二方弁のうち開いている二方弁を除くものを閉じることとする。
また、上述の各実施形態では、循環配管14で正極スラリーを循環させるために、モーノポンプ51、52を用いた。しかしこれに限らず、例えば、ダイヤフラムポンプ、ピストンポンプ、プランジャーポンプ、デラスコポンプ、ギヤーポンプ、ベーンポンプなどを用いることもできる。
また、上述の各実施形態では、配管11に供給されるのは、正極スラリーであるものとしたが、これに限らず、負極スラリーや、電池電極スラリー以外の懸濁液であってもよい。なお、電池電極スラリー以外の懸濁液が供給される場合には、循環配管14に接続されるのはコーターである必要はなく、その用途に応じた他の装置などを適宜接続することができるとともに、フィルタ41は必ずしも必要ではなく、その用途に応じて、適宜、フィルタ41を設けるか否かを決めればよい。
また、上述の各実施形態では、二方弁73を、循環配管14のうち、循環配管14を循環する正極スラリーが供給されるタンク21の搬入口の近傍に設けることとした。しかし、これに限らず、配管12、13および二方弁71、72よりも高い位置に循環配管14を設けた場合には、循環配管14からコーター91、92への正極スラリーの供給に重力を用いることができるので、二方弁73を設けないこととしてもよい。
また、上述の各実施形態では、二方弁71から73を設けることとしたが、これに限らず、二方弁71から73の代わりに、三方弁を2つ設けることとしてもよい。この場合、2つの三方弁のうち一方を、循環配管14と配管12との接続部に設け、2つの三方弁のうち他方を、循環配管14と配管13との接続部に設ければよい。これによれば、コーター91に正極スラリーを供給する場合には、一方の三方弁の3つのポートのうち、循環配管14に接続されるフィルタ41側のポートと、配管12に接続されるポートと、を連通させるとともに、他方の三方弁の3つのポートのうち、循環配管14に接続されるフィルタ41側のポートと、循環配管14に接続されるタンク21側のポートと、を連通させることになる。また、コーター92に正極スラリーを供給する場合には、他方の三方弁の3つのポートのうち、循環配管14に接続されるフィルタ41側のポートと、配管13に接続されるポートと、を連通させることになる。
また、上述の第1実施形態では、図3を用いて上述したように、タンク21、脱泡部31、フィルタ41、およびモーノポンプ51、52は、電池電極スラリー分配装置1に設けられるものとしたが、これに限らず、電池電極スラリー作製装置100や、電池電極スラリー作製装置100と電池電極スラリー分配装置1との間に設けられるものとしてもよい。
また、上述の第2実施形態では、図6を用いて上述したように、タンク21、脱泡部31、フィルタ41、モーノポンプ51、52、および質量流量計53は、電池電極スラリー分配装置1Aに設けられるものとしたが、これに限らず、電池電極スラリー作製装置100や、電池電極スラリー作製装置100と電池電極スラリー分配装置1Aとの間に設けられるものとしてもよい。
<第3実施形態>
図7は、本発明の第3実施形態に係る電池電極スラリー処理装置1000の概略を示す構成図である。電池電極スラリー処理装置1000は、複数の材料としてバインダー、正極活物質、および導電助剤(導電助材)を混練して、リチウムイオン二次電池の正極に用いられる正極スラリーを作製し、作製した正極スラリーを集電体に塗布する装置である。
図7は、本発明の第3実施形態に係る電池電極スラリー処理装置1000の概略を示す構成図である。電池電極スラリー処理装置1000は、複数の材料としてバインダー、正極活物質、および導電助剤(導電助材)を混練して、リチウムイオン二次電池の正極に用いられる正極スラリーを作製し、作製した正極スラリーを集電体に塗布する装置である。
バインダーは、バインダー供給部1100に収容される。バインダー供給部1100には、配管2100が連通しており、バインダー供給部1100は、配管2100にバインダーを連続的に供給する。配管2100には、予備混練部1400が連通しているとともに、モーノポンプ5100が設けられている。モーノポンプ5100は、配管2100に供給されたバインダーを予備混練部1400に向って付勢する。
なお、上述の連続的とは、本実施形態では、時間的に途切れることなく(とめどなく)という意味である。このため、配管2100にバインダーを連続的に供給するとは、時間的に途切れることなく(とめどなく)配管2100にバインダーを供給するということである。
また、バインダーとしては、有機溶剤に溶かして用いるポリフッ化ビニリデン(PVdF)やポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などの有機溶剤系(非水系)のバインダーを使用することができる。また、水系バインダーとして、水に分散可能であるスチレン・ブタジエンゴム(SBR)や、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどのエチレン性不飽和カルボン酸エステルや、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸などのエチレン性不飽和カルボン酸や、SBRと併用されるだけでなく近年バインダーとしても注目されているカルボキシメチルセルロース(CMC)などの水系ポリマーや、アルギン酸化合物などを使用することもできる。また、これらを複数種類混合したものを使用することもできる。
さらに、バインダーは、溶剤に溶解または分散させて使用することもできる。溶剤としては、N-メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、イソプロパノール、トルエン、水などを使用することができ、これらを複数種類混合したものを使用することもできる。これらは、使用する導電助剤や活物質の種類および特性に応じて、適宜選択して使用することができる。
正極活物質は、正極材供給部1200に収容される。正極材供給部1200には、配管2200が連通しており、正極材供給部1200は、配管2200に正極活物質を連続的に供給する。配管2200には、予備混練部1400が連通しているとともに、重量計5300が設けられている。重量計5300は、正極材供給部1200から予備混練部1400に向かって配管2200の内部を流通した正極活物質の重量を計測して、配管2200の内部を流通した正極活物質の瞬時流量を測定し、測定結果を正極材供給部1200に送信するとともに、瞬時流量の変動の有無の確認と、積算流量の管理と、を行う。正極材供給部1200には、投入された正極活物質を配管2200に供給するフィーダー(図示省略)が設けられており、正極材供給部1200は、重量計5300から送信された測定結果に基づいて供給量を決定し、決定した供給量で、正極活物質をフィーダーを介して配管2200に連続的に供給する。配管2200は、鉛直方向に延伸しており、予備混練部1400は、配管2200の下端に連通している。このため、配管2200に供給された正極活物質は、重力により自由落下して連続的に予備混練部1400に供給されることになる。
なお、正極活物質としては、一般式LixMO2(Mは、Ni、Co、Fe、Mn、Si、Alの中から選ばれる1種以上の元素であり、xは0<x<1.5を満たすものとする)などの層状構造・スピネル構造を有する物質や、一般式LixAPO4(Aは、Ti、Zn、Mg、Co、Mnの中から選ばれる1種以上の金属元素であり、xは0<x≦1.2を満たすものとする)などのオリビン型構造を有する物質などを使用することができる。特に、オリビン型リン酸鉄リチウムを有する物質である、一般式LixFeyA(1-y)PO4(ただし、xは0<x≦1を満たし、yは0<y≦1を満たし、AはTi、Zn、Mg、Co、Mnの中から選ばれる一種の金属元素であるものとする)で表わされるリチウムリン酸金属化合物を使用することが望ましい。また、リチウムリン酸金属化合物の表面にカーボンが被覆された粒子、または、この粒子の凝集体を使用することもできる。
導電助剤は、導電助剤供給部1300に収容される。導電助剤供給部1300には、配管2300が連通しており、導電助剤供給部1300は、配管2300に導電助剤を連続的に供給する。配管2300には、予備混練部1400が連通しているとともに、重量計5400が設けられている。重量計5400は、導電助剤供給部1300から予備混練部1400に向かって配管2300の内部を流通した導電助剤の重量を計測して、配管2300の内部を流通した導電助剤の瞬時流量を測定し、測定結果を導電助剤供給部1300に送信するとともに、瞬時流量の変動の有無の確認と、積算流量の管理と、を行う。導電助剤供給部1300には、投入された導電助剤を配管2300に供給するフィーダー(図示省略)が設けられており、導電助剤供給部1300は、重量計5400から送信された測定結果に基づいて供給量を決定し、決定した供給量で、導電助剤をフィーダーを介して配管2300に連続的に供給する。配管2300は、鉛直方向に延伸しており、予備混練部1400は、配管2300の下端に連通している。このため、配管2300に供給された導電助剤は、重力により自由落下して連続的に予備混練部1400に供給されることになる。
なお、導電助剤としては、アセチレンブラック、ファーネスブラック、カーボンブラックなどのカーボン粉体を使用することができる。また、これらを複数種類混合したものを使用することもできる。
以上より、予備混練部1400には、モーノポンプ5100により付勢されたバインダーが適切な分量で連続的に供給されるとともに、重力により自由落下して正極活物質および導電助剤がそれぞれ適切な分量で連続的に供給されることになる。
予備混練部1400は、連続的に供給されるバインダー、正極活物質、および導電助剤を、逐次、粗混練して予備混練スラリーとして連続的に排出する。予備混練部1400には、配管2400を介して本混練部1500が連通しており、予備混練部1400から連続的に排出された予備混練スラリーは、モーノポンプ5100からバインダーへの付勢力と、予備混練部1400からの吐出力と、により、配管2400を介して本混練部1500に連続的に供給される。
以上によれば、予備混練部1400は、バインダー、正極活物質、および導電助剤の粗混練を行いつつ、これら材料の連続的な受け入れと、本混練部1500への予備混練スラリーの連続的な供給と、を行う。すなわち、予備混練部1400は、予備混練スラリーを本混練部1500へ連続的に供給することと、新たに供給された材料を連続的に粗混練することと、を並行して行う。
予備混練部1400には、例えば、浅田鉄工株式会社のミラクルKCK、シルバーソン社製のインライン型ミキサーであるフラッシュブレンドやフラッシュミックス、ティーメックス社製の粉体溶解システム、IKA社製のMHDなどを用いることができる。予備混練部1400の構成の一例を、図8から10を用いて以下に説明する。
図8は、予備混練部1400の概略を示す断面図である。予備混練部1400は、回転軸1410、スクリュー1420、プロペラ1430、ステーター1440、ローター1450、およびケース1460を備える。ケース1460は、スクリュー1420、プロペラ1430、ステーター1440、およびローター1450を内部に収容し、第1の開口部1460a、第2の開口部1460b、および第3の開口部1460cが形成されている。
図9は、スクリュー1420およびプロペラ1430の斜視図である。スクリュー1420は、回転軸1410を中心として螺旋状に設けられる。プロペラ1430は、複数枚の羽1431を備えており、これら羽1431は、回転軸1410に対して螺旋状に配置されている。回転軸1410は、回転軸1410の長手方向の中心線を回転軸として、モーター(図示省略)により回転駆動され、回転軸1410が回転すると、スクリュー1420およびプロペラ1430も回転する。
図8に戻って、第1の開口部1460aには、配管2200、2300が連通しており、第1の開口部1460aから、正極活物質および導電助剤がケース1460の内部に供給される。ケース1460の内部に供給された正極活物質および導電助剤は、回転するスクリュー1420により、鉛直下方に移送される。
第2の開口部1460bには、配管2100が連通しており、第2の開口部1460bから、バインダーがケース1460の内部に供給される。ケース1460の内部に供給されたバインダーは、スクリュー1420により移送された正極活物質および導電助剤と、プロペラ1430により初期混合され、ステーター1440およびローター1450が設けられた位置まで初期混合物として移送される。
図10は、ステーター1440およびローター1450の斜視図である。ステーター1440は、基体1441および複数の上くし刃1442を備える。基体1441は、円盤状に形成されており、基体1441の中央には、貫通孔1441aが形成されている。また、基体1441の一方の面には、貫通孔1441aの周りを環状に、複数の上くし刃1442がそれぞれ所定の間隙を空けて立設して配置されている。基体1441の他方の面は、図8に示したように、ケース1460に固定されており、上くし刃1442は、基体1441から鉛直下向きに突出する。
ローター1450は、基体1451および複数の下くし刃1452を備える。基体1451は、円盤状に形成されており、基体1451の中央には、貫通孔1451aが形成されている。また、基体1451の一方の面には、基体1451の周縁に沿って複数の下くし刃1452がそれぞれ所定の間隙を空けて立設して配置されている。基体1451は、貫通孔1451aに回転軸1410が挿通され、かつ、基体1451の一方の面がステーター1440に対向した状態で、回転軸1410に固定されている。このため、下くし刃1452は、基体1451から鉛直上向きに突出し、回転軸1410が回転するとローター1450も回転する。
ここで、ローター1450は、ステーター1440に設けられた複数の上くし刃1442に囲まれた領域に収まるように配置される。このため、ステーター1440の基体1441と、ローター1450の基体1451と、下くし刃1452と、で囲まれた空間が形成されることになる。この空間には、貫通孔1441aから、プロペラ1430で初期混合された初期混合物が移送される。
ローター1450が回転すると、遠心力により、上述の空間に移送された初期混合物は、複数の下くし刃1452の間隙を通過した後、複数の上くし刃1442の間隙を通過して、配管2400に連通する第3の開口部1460cから予備混練スラリーとして排出される。なお、初期混合物には、複数の下くし刃1452の間隙を通過した段階において、静止している複数の上くし刃1442と、回転する複数の下くし刃1452と、に挟まれることによって強いせん断応力が付与される。このため、初期混合物に含まれるバインダー、正極活物質、および導電助剤の混合が促進され、予備混練スラリーが得られることになる。
なお、バインダーのように液体と、正極活物質および導電助剤のように粉体と、を混練する場合には、最初から本混練を行ってしまうと、液体リッチな領域と、粉体リッチな領域と、ができてしまうおそれがある。また、予備混練部1400による粗混練が完了した段階では、液体内における粉体の分散が十分に均等化されていないため、所望の品質を有する正極スラリーを得ることができない。そこで、電池電極スラリー処理装置1000は、予備混練部1400による粗混練を行った後に、本混練部1500による本混練を行う。
図7に戻って、本混練部1500は、連続的に供給される予備混練スラリーを、逐次、本混練して正極スラリーとして連続的に排出する。本混練部1500による本混練は、予備混練部1400により粗混練された予備混練スラリーを、所望の品質を有する正極スラリーになるまで混練することを目的とする。この本混練部1500には、配管2500を介して循環配管2800が連通しており、本混練部1500から連続的に排出された正極スラリーは、本混練部1500からの吐出力により、配管2500を介して循環配管2800に連続的に供給される。
以上によれば、本混練部1500は、予備混練スラリーの本混練を行いつつ、予備混練スラリーの連続的な受け入れと、循環配管2800への正極スラリーの連続的な供給と、を行う。すなわち、本混練部1500は、正極スラリーを循環配管2800へ連続的に供給することと、新たに供給された予備混練スラリーを連続的に混練することと、を並行して行う。
なお、配管2400のうち予備混練部1400に連結している部分、言い換えると配管2400のうち予備混練部1400側の端部のことを、入口部2410と呼ぶこととする。また、配管2500のうち循環配管2800と連結している部分、言い換えると配管2500のうち循環配管2800側の端部のことを、出口部2510と呼ぶこととする。すると、本混練部1500は、入口部2410と出口部2510との間に配置されていることになる。
本混練部1500には、例えば、IKA社製の攪拌装置DR/DROやUTLやMKO、プライミクス社製の混合装置薄膜旋回型ミキサーのフィルミックス(登録商標)、浅田鉄工株式会社製の混合装置ゼロミル(登録商標)などを用いることができる。本混練部1500の構成の一例を、図11、12を用いて以下に説明する。
図11は、本混練部1500の概略を示す断面図である。本混練部1500は、回転軸1510、ステーター1520、ローター1530、およびケース1540を備える。ケース1540は、ステーター1520およびローター1530を内部に収容し、第1の開口部1540aおよび第2の開口部1540bが形成されている。
図12は、ステーター1520およびローター1530の斜視図である。ステーター1520は、円柱状に形成されており、ステーター1520の内部には、上面から底面まで貫通孔1520aが形成されている。貫通孔1520aは、図11に示したように、ステーター1520の上面および底面と水平な平面での断面が円形で、ステーター1520の上面から底面に向かうに従って直径が大きくなるようにテーパ状に形成されている。このステーター1520は、ケース1540に固定されており、第1の開口部1540a側にステーター1520の上面が配置される。
ローター1530は、円錐台状であり、ローター1530の上面から底面に向かうに従って直径が大きくなるように、ステーター1520の貫通孔1520aと略等しい傾斜でテーパ状に形成されている。このローター1530は、上面から、ステーター1520の貫通孔1520aに挿入され、底面に形成された回転軸受け穴1530aに回転軸1510が挿入された状態で回転軸1510に固定されている。回転軸1510は、回転軸1510の長手方向の中心線を回転軸として、モーター(図示省略)により回転駆動され、回転軸1510が回転すると、ローター1530も回転する。
ここで、第1の開口部1540aには、配管2400が連通しており、第1の開口部1540aから、予備混練スラリーが貫通孔1520aの内部に供給される。貫通孔1520aの内部に供給された予備混練スラリーは、静止しているステーター1520と、回転するローター1530と、の間隙を通過して、配管2500に連通する第2の開口部1540bから正極スラリーとして排出される。なお、予備混練スラリーは、ステーター1520とローター1530との間隙を通過する段階において、静止しているステーター1520と、回転するローター1530と、の間の摩擦力により、これらの接触界面ですりつぶされて粉砕される。このため、予備混練スラリーに含まれるバインダー、正極活物質、および導電助剤の混合がさらに促進され、正極スラリーが得られることになる。
図7に戻って、循環配管2800は、配管2100から2500と同様の管状の配管を、環状に形成して構成されており、モーノポンプ7300およびフィルタ1800が設けられている。モーノポンプ7300は、循環配管2800に供給された正極スラリーをフィルタ1800に向かって付勢する。フィルタ1800は、循環配管2800の内部を循環する正極スラリーに含まれる不純物を除去する。フィルタ1800により除去される不純物としては、気泡や、未分散の凝集塊などがある。
循環配管2800には、配管2910を介してコーター1910が連通するとともに、配管2920を介してコーター1920が連通しており、循環配管2800の内部を流通する正極スラリーの少なくとも一部は、モーノポンプ7300による付勢力により、コーター1910、1920に連続的に供給される。
コーター1910、1920は、フィルタ1800により不純物の除去された正極スラリーを、集電体に塗布する。集電体としては、金属箔のように電気伝導性を有するものであれば使用することができ、材質や形状や大きさには特に制限がない。好ましくは、アルミニウム箔または銅箔を使用することが望ましい。
図13は、コーター1910と循環配管2800と配管2910とを示す斜視図である。図13において、矢印は、正極スラリーの流れる向きを示している。配管2910の一端には、環状に形成された循環配管2800のうち、循環配管2800の折れ曲がっている部分である屈曲部2810が連通する。配管2910の他端には、コーター1910の収容タンク1911の底面に形成された貫通孔1911aを介して、収容タンク1911が連通する。
循環配管2800の内部を流通する正極スラリーは、屈曲部2810において循環配管2800の内壁に衝突する。これによれば、正極スラリーの流れる勢いが弱まるので、循環配管2800の内部を流通していた正極スラリーが配管2910に流れ込みやすくなる。配管2910に流れ込んだ正極スラリーは、収容タンク1911の底面から収容タンク1911の内部に流入する。コーター1910は、収容タンク1911に貯留されている正極スラリーを、上述のように集電体に塗布する。
コーター1920と循環配管2800と配管2920とについても、上述のコーター1910と循環配管2800と配管2910との場合と同様に連通し、上述のコーター1910と循環配管2800と配管2910との場合と同様に正極スラリーが移送される。
なお、バインダー供給部1100、正極材供給部1200、および導電助剤供給部1300のそれぞれを初端とし、コーター1910の収容タンク1911およびコーター1920の収容タンクを終端とし、これらが連通して形成される空間は、密閉されており、この空間には空間制御部3100が連通している。空間制御部3100は、上述の空間を、減圧または不活性ガスを充満させた状態にする。不活性ガスとしては、例えば窒素を使用することができる。
なお、有機溶剤系バインダーは、吸水性を有するため、大気雰囲気では水分を吸収しやすく、水分を吸収してしまうことで品質への影響が生じてしまうおそれがある。このため、バインダーとして有機溶剤系バインダーを使用する場合には、空間制御部3100による空間制御は特に有効である。
一方、水系バインダーは、元来、水分を有している。このため、水系バインダーでは、有機溶剤系バインダーと比べて、大気中の水分による品質への影響が小さい。したがって、バインダーとして水系バインダーを使用する場合には、空間制御部3100による空間制御を行わなくてもよいが、主に温度を安定させることを目的として、温調用のガスを導入するために空間制御部3100による空間制御を行うこととしてもよい。
以上の構成を備える電池電極スラリー処理装置1000は、以下の効果を奏することができる。
電池電極スラリー処理装置1000は、予備混練部1400に、バインダー供給部1100および配管2100によりバインダーを供給し、正極材供給部1200および配管2200により正極活物質を供給し、導電助剤供給部1300および配管2300により導電助剤を供給し、予備混練部1400により、供給された複数の材料を粗混練し、配管2400により、粗混練された予備混練スラリーを本混練部1500に供給し、本混練部1500により、予備混練スラリーを本混練する。このため、予備混練部1400は、複数の材料の粗混練を行いつつ、これら複数の材料の受け入れと、粗混練した材料の本混練部1500への供給と、を行うことができる。すなわち、予備混練部1400は、粗混練済みの材料を本混練部1500へ供給することと、新たに供給される複数の材料を粗混練することと、を並行して行うことができる。したがって、本混練部1500への予備混練スラリーの供給を連続的に行うことができる。よって、本混練部1500による本混練を連続的に行うことができ、予備混練部1400の後段における工程を止める必要がないので、正極スラリーを連続的かつ短時間に得ることができる。
また、電池電極スラリー処理装置1000は、上述のように本混練部1500への予備混練スラリーの供給を連続的に行うことができるので、従来のように大釜を取り替える必要がない。このため、正極スラリーの作製過程における工数を削減することができる。
また、電池電極スラリー処理装置1000は、上述のように本混練部1500への予備混練スラリーの供給を連続的に行うことができるので、大量の材料を一度に混練する必要がない。このため、予備混練部1400を小型化することができるので、電池電極スラリー処理装置1000を小型化することができる。
また、電池電極スラリー処理装置1000は、モーノポンプ5100により、配管2100により輸送されるバインダーを付勢するとともに、予備混練部1400から予備混練スラリーを排出し、本混練部1500から本混練スラリーを排出し、モーノポンプ7300により、循環配管2800により輸送される正極スラリーを付勢する。このため、モーノポンプ5100、7300による付勢力や、予備混練部1400や本混練部1500による吐出力により、電池電極スラリー処理装置1000に設けられた各構成における材料や排出物が、電池電極スラリー処理装置1000内を移送されることになる。したがって、正極スラリーの作製工程全体を自動化することができる。
また、本混練部1500から排出された正極スラリーを、配管2500を介して循環配管2800に供給し、供給された正極スラリーを循環配管2800において循環させる。また、この循環配管2800には、配管2910、2920のそれぞれを介してコーター1910、1920のそれぞれが接続される。このため、本混練部1500で本混練された正極スラリーは、配管2500と、循環配管2800と、配管2910、2920のそれぞれと、を介して、コーター1910、1920のそれぞれに供給される。したがって、コーター1910、1920の双方を駆動させることで、電池電極スラリー処理装置1000において得られた正極スラリーを用いた電池電極の作製を複数ラインで行うことができるので、電池電極の生産能力を向上させることができる。また、コーター1910、1920のうち、一方を駆動させて電池電極の作製を継続しつつ、他方を停止させて清掃やメンテナンスを行うこともできる。以上によれば、電池電極の生産性を向上させることができる。
また、本混練部1500で本混練された正極スラリーは、配管2500の内部を流通してからコーター1910、1920に供給されるまでの期間、循環配管2800により循環している。このため、上述の期間、正極スラリーが流れ続けるので、正極スラリーにおいて分離や沈降が発生してしまうのを防止することができ、正極スラリーの品質低下を防止することができる。
また、管状に形成された循環配管2800の屈曲部2810に、コーター1910、1920のそれぞれが連通する配管2910、2920のそれぞれが連通する。このため、循環配管2800により循環している正極スラリーは、屈曲部2810において循環配管2800の内壁に衝突する。これによれば、正極スラリーの流れる勢いが弱まるので、循環配管2800により循環していた正極スラリーが配管2910、2920に流れ込みやすくなる。したがって、例えば、図13に示した循環配管2800の領域2820に、循環配管2800の内部を流通する正極スラリーの流量を抑制するバルブを設けたり、配管2910、2920にポンプを設けたりすることなく、簡易な構成で、コーター1910、1920に正極スラリーを供給することができる。
また、配管2910の他端には、コーター1910の収容タンク1911の底面に形成された貫通孔1911aを介して、収容タンク1911が連通する。配管2920についても、配管2910と同様に、コーター1920の収容タンクの底面に連通する。このため、収容タンク1911の底面と、コーター1920の収容タンクの底面と、に向って正極スラリーが落下しないようにすることができる。したがって、収容タンク1911の底面やコーター1920の収容タンクの底面に正極スラリーが勢いよく衝突することによって、正極スラリーに気泡が発生してしまうのを、防止することができる。
また、循環配管2800には、フィルタ1800が設けられる。このため、循環配管2800の内部を循環する正極スラリーに含まれる不純物を除去することができる。
また、電池電極スラリー処理装置1000では、予備混練部1400は、連続的に供給されるバインダー、正極活物質、および導電助剤を、逐次、粗混練して予備混練スラリーとして連続的に排出する。さらに、予備混練部1400の単位時間当たりの処理量は、予備混練部1400に供給される複数の材料の単位時間当たりの総量に等しいものとする。このため、予備混練部1400に供給される複数の材料の単位時間当たりの総量と、予備混練部1400が排出する予備混練スラリーの単位時間当たりの総量とは、等しくなる。したがって、予備混練部1400に供給された複数の材料を、配管2100から2300でも予備混練部1400でも滞留させることなく、本混練部1500へ連続的に移送することができる。
また、電池電極スラリー処理装置1000では、本混練部1500は、連続的に供給される予備混練スラリーを、逐次、本混練して正極スラリーとして連続的に排出する。さらに、本混練部1500の単位時間当たりの処理量は、予備混練部1400の単位時間当たりの処理量と等しいものとする。このため、予備混練部1400から排出された予備混練スラリーを、配管2400でも本混練部1500でも滞留させることなく本混練して排出させることができる。
また、電池電極スラリー処理装置1000では、バインダー供給部1100、正極材供給部1200、および導電助剤供給部1300のそれぞれを初端とし、コーター1910の収容タンク1911およびコーター1920の収容タンクを終端とし、これらが連通して形成される空間は、密閉されており、空間制御部3100は、この空間を減圧または不活性ガスを充満させた状態にする。このため、バインダー供給部1100、正極材供給部1200、および導電助剤供給部1300に各材料が投入されてから、収容タンク1911と、コーター1920の収容タンクと、に貯留されている正極スラリーが集電体に塗布されるまでの間において、これら材料や正極スラリーが大気にさらされてしまうのを抑制することができる。したがって、正極スラリーの品質を安定させることができるとともに、正極スラリーの作製状態にかかわらず安定した塗布処理をコーター1910、1920により行うことができる。
<第4実施形態>
図14は、本発明の第4実施形態に係る作製装置1000Aの概略を示す構成図である。作製装置1000Aは、複数の材料として第1の材料、第2の材料、および第3の材料を混合して、スラリーを作製し、作製したスラリーを用いて作製対象物を作製する装置である。この作製装置1000Aは、図7に示した本発明の第3実施形態に係る電池電極スラリー処理装置1000とは、バインダー供給部1100の代わりに第1の材料供給部1100Aを備える点と、正極材供給部1200の代わりに第2の材料供給部1200Aを備える点と、導電助剤供給部1300の代わりに第3の材料供給部1300Aを備える点と、予備混練部1400の代わりに予備混合部1400Aを備える点と、本混練部1500の代わりに本混合部1500Aを備える点と、が異なる。なお、作製装置1000Aにおいて、電池電極スラリー処理装置1000と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
図14は、本発明の第4実施形態に係る作製装置1000Aの概略を示す構成図である。作製装置1000Aは、複数の材料として第1の材料、第2の材料、および第3の材料を混合して、スラリーを作製し、作製したスラリーを用いて作製対象物を作製する装置である。この作製装置1000Aは、図7に示した本発明の第3実施形態に係る電池電極スラリー処理装置1000とは、バインダー供給部1100の代わりに第1の材料供給部1100Aを備える点と、正極材供給部1200の代わりに第2の材料供給部1200Aを備える点と、導電助剤供給部1300の代わりに第3の材料供給部1300Aを備える点と、予備混練部1400の代わりに予備混合部1400Aを備える点と、本混練部1500の代わりに本混合部1500Aを備える点と、が異なる。なお、作製装置1000Aにおいて、電池電極スラリー処理装置1000と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
第1の材料は、第1の材料供給部1100Aに収容される。第1の材料供給部1100Aには、配管2100が連通しており、第1の材料供給部1100Aは、配管2100に第1の材料を連続的に供給する。
第2の材料は、第2の材料供給部1200Aに収容される。第2の材料供給部1200Aには、配管2200が連通しており、第2の材料供給部1200Aは、配管2200に第2の材料を連続的に供給する。
第3の材料は、第3の材料供給部1300Aに収容される。第3の材料供給部1300Aには、配管2300が連通しており、第3の材料供給部1300Aは、配管2300に第3の材料を連続的に供給する。
配管2100から2300には、予備混合部1400Aが連通する。予備混合部1400Aは、図8に示した本発明の第3実施形態に係る予備混練部1400と同様の構成を有しており、連続的に供給される第1の材料、第2の材料、および第3の材料を、逐次、粗混合して予備混合スラリーとして連続的に排出する。予備混合部1400Aには、配管2400を介して本混合部1500Aが連通しており、予備混合部1400Aから連続的に排出された予備混合スラリーは、モーノポンプ5100から第1の材料への付勢力と、予備混合部1400Aからの吐出力と、により、配管2400を介して本混合部1500Aに連続的に供給される。
以上によれば、予備混合部1400Aは、第1の材料、第2の材料、および第3の材料の粗混合を行いつつ、これら材料の連続的な受け入れと、本混合部1500Aへの予備混合スラリーの連続的な供給と、を行う。すなわち、予備混合部1400Aは、予備混合スラリーを本混合部1500Aへ連続的に供給することと、新たに供給された材料を連続的に粗混合することと、を並行して行う。
本混合部1500Aは、図11に示した本発明の第3実施形態に係る本混練部1500と同様の構成を有しており、連続的に供給される予備混合スラリーを、逐次、本混合してスラリーとして連続的に排出する。本混合部1500Aには、配管2500、循環配管2800、および配管2910、2920を介してコーター1910、1920が連通している。本混合部1500Aから連続的に排出されたスラリーは、本混合部1500Aからの吐出力により、循環配管2800に連続的に供給され、循環配管2800に供給されたスラリーへのモーノポンプ7300による付勢力により、配管2910、2920のそれぞれを介してコーター1910、1920のそれぞれに連続的に供給される。
以上によれば、本混合部1500Aは、予備混合スラリーの本混合を行いつつ、予備混合スラリーの連続的な受け入れと、コーター1910、1920へのスラリーの連続的な供給と、を行う。すなわち、本混合部1500Aは、スラリーをコーター1910、1920へ連続的に供給することと、新たに供給された予備混合スラリーを連続的に混合することと、を並行して行う。
以上の構成を備える作製装置1000Aによれば、電池電極以外に用いられるスラリーを作製する場合でも、電池電極スラリー処理装置1000と同様の効果を奏することができる。なお、電池電極以外に用いられるスラリーであることから、本混合部1500Aから排出されたスラリーは、必ずしもコーター1910、1920に供給されるものとは限らず、その用途に応じた他の装置などに供給されるものであってもよい。また、フィルタ1800は必ずしも必要ではなく、その用途に応じて、適宜、フィルタ1800を設けるか否かを決めればよい。
<第5実施形態>
図15は、本発明の第5実施形態に係る電池電極スラリー処理装置1000Bの概略を示す構成図である。電池電極スラリー処理装置1000Bは、図7に示した本発明の第3実施形態に係る電池電極スラリー処理装置1000とは、タンク4100、4200、配管6100、およびモーノポンプ7100を備える点が異なる。なお、電池電極スラリー処理装置1000Bにおいて、電池電極スラリー処理装置1000と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
図15は、本発明の第5実施形態に係る電池電極スラリー処理装置1000Bの概略を示す構成図である。電池電極スラリー処理装置1000Bは、図7に示した本発明の第3実施形態に係る電池電極スラリー処理装置1000とは、タンク4100、4200、配管6100、およびモーノポンプ7100を備える点が異なる。なお、電池電極スラリー処理装置1000Bにおいて、電池電極スラリー処理装置1000と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
タンク4100は、予備混練部1400に連通する配管2400と連通している。このタンク4100は、配管2400を介して予備混練部1400から連続的に供給される予備混練スラリーを貯留する。
タンク4100には、配管6100が連通しており、タンク4100は、貯留している予備混練スラリーを配管6100に連続的に供給する。配管6100には、本混練部1500が連通しているとともに、モーノポンプ7100が設けられている。タンク4100は、貯留している予備混練スラリーを配管6100に連続的に供給する。モーノポンプ7100は、配管6100に供給された予備混練スラリーを本混練部1500に向って付勢する。タンク4100の構成の一例を、図16を用いて以下に説明する。
図16は、タンク4100の概略を示す断面図である。タンク4100は、モーター4110、攪拌部4120、およびケース4130を備える。攪拌部4120は、いわゆるアンカー型攪拌翼であり、回転軸4121および攪拌翼4122を備える。回転軸4121は、回転軸4121の長手方向の中心線を回転軸として、モーター4110により回転駆動され、回転軸4121が回転すると、攪拌翼4122も回転する。タンク4100は、モーター4110を駆動して攪拌翼4122を回転させることで、貯留している予備混練スラリーを攪拌する。なお、予備混練スラリーは、タンク4100の側面に設けられた搬入口(図示省略)からタンク4100の内壁をつたってタンク4100内に入る。これは、タンク4100の上方から入ることによって、予備混練スラリーに気泡が含まれてしまうのを避けるためである。また、タンク4100に貯留されている予備混練スラリーは、タンク4100の底面に設けられた排出口(図示省略)から排出される。
タンク4200は、配管2500および循環配管2800に接続される。このタンク4200は、タンク4100と同様の構成をしており、配管2500を介して本混練部1500から連続的に供給される正極スラリーと、循環配管2800の内部を循環する正極スラリーと、を貯留し、貯留している正極スラリーを攪拌するとともに、貯留している正極スラリーを連続的に循環配管2800に供給する。
タンク4200は、貯留している正極スラリーを循環配管2800に連続的に供給する。モーノポンプ7300は、循環配管2800に供給された正極スラリーをフィルタ1800に向って付勢する。
以上の電池電極スラリー処理装置1000Bによれば、電池電極スラリー処理装置1000が奏することのできる上述の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。
予備混練部1400には、バインダー供給部1100、正極材供給部1200、および導電助剤供給部1300のそれぞれからバインダー、正極活物質、および導電助剤が予め定められた配合比で供給されてはくる。しかし、フィーダーのタイミング、計量誤差、搬送に基づく影響(搬送速度、搬送タイミング、搬送量など)などにより、僅かではあるが、予備混練部1400で粗混練されて連続的に排出される予備混練スラリーの品質にばらつきが生じてしまうことがある。しかし、電池電極スラリー処理装置1000Bは、予備混練部1400と本混練部1500との間にタンク4100を備える。このため、予備混練部1400で粗混練されて連続的に排出される予備混練スラリーは、タンク4100で貯留された後に、本混練部1500に供給される。したがって、予備混練部1400で粗混練された予備混練スラリーは、タンク4100で貯留されている間に混ざり合うので、本混練部1500に供給された時点での予備混練スラリーの品質のばらつきは、予備混練部1400から排出された時点での予備混練スラリーの品質のばらつきと比べて、小さくなる。よって、正極スラリーの品質を均一にすることができる。
また、電池電極スラリー処理装置1000Bでは、タンク4100に、貯留している予備混練スラリーを攪拌する攪拌部4120が設けられている。このため、予備混練部1400で粗混練された予備混練スラリーは、タンク4100で貯留されている間にさらに混ざり合うので、粗混練により分散させた、予備混練スラリーを構成する材料が分離してしまうことなく、予備混練スラリーを複数の材料が混練された状態に維持することができ、正極スラリーの品質をさらに均一にすることができる。
また、電池電極スラリー処理装置1000Bでは、予備混練部1400と本混練部1500との間にタンク4100が設けられているので、予備混練部1400の処理量と、本混練部1500の処理量と、が異なっていても、タンク4100をいわゆるバッファとして利用することができ、本混練部1500の処理量に等しい量の予備混練スラリーを本混練部1500に供給することができる。具体的には、予備混練部1400の処理量が、本混練部1500の処理量よりも少ない場合、その差分をタンク4100に貯留されている予備混練スラリーで補って、本混練部1500の処理量に等しい量の予備混練スラリーを本混練部1500に供給することができる。また、予備混練部1400の処理量が、本混練部1500の処理量よりも多い場合、その差分をタンク4100に貯留して、本混練部1500の処理量に等しい量の予備混練スラリーを本混練部1500に供給することができる。このため、予備混練部1400により粗混練された予備混練スラリーを連続的に本混練部1500に供給しつつ、作製する正極スラリーの目標量や、清掃といったメンテナンス状況などに応じて、適宜、予備混練部1400と本混練部1500とを独立して駆動させることができる。
また、電池電極スラリー処理装置1000Bでは、タンク4200が設けられている。このため、循環配管2800の内部を循環する正極スラリーと、配管2500を介して本混練部1500から連続的に供給される正極スラリーとは、タンク4200で貯留された後に、コーター1910やコーター1920に供給される。したがって、循環配管2800の内部を循環する正極スラリーと、配管2500を介して本混練部1500から連続的に供給される正極スラリーとは、タンク4200で貯留されている間に混ざり合うので、循環配管2800の内部を循環する正極スラリーと、配管2500を介して本混練部1500から連続的に供給される正極スラリーと、を合わせたものの品質のばらつきが小さくなる。よって、正極スラリーの品質をさらに均一にすることができる。
また、電池電極スラリー処理装置1000Bでは、タンク4200に、貯留している正極スラリーを攪拌する攪拌部が設けられている。このため、循環配管2800の内部を循環する正極スラリーと、配管2500を介して本混練部1500から連続的に供給される正極スラリーとは、タンク4200で貯留されている間にさらに混ざり合うので、粗混練および本混練により分散させた、正極スラリーを構成する材料が分離してしまうことなく、正極スラリーを複数の材料が混練された状態に維持することができ、正極スラリーの品質をさらに均一にすることができる。
また、電池電極スラリー処理装置1000Bでは、タンク4200が設けられているので、本混練部1500の処理量と、コーター1910、1920のそれぞれの処理量の総和と、が異なっていても、タンク4200をいわゆるバッファとして利用することができ、コーター1910、1920のそれぞれの処理量の総和に等しい量の正極スラリーをコーター1910、1920に供給することができる。このため、コーター1910、1920に正極スラリーを連続的に供給しつつ、作製する正極スラリーの目標量や、清掃といったメンテナンス状況などに応じて、適宜、予備混練部1400および本混練部1500や、コーター1910、1920を独立して駆動させることができる。
<第6実施形態>
図17は、本発明の第6実施形態に係る作製装置1000Cの概略を示す構成図である。作製装置1000Cは、図14に示した本発明の第4実施形態に係る作製装置1000Aとは、タンク4100、4200、配管6100、およびモーノポンプ7100を備える点が異なる。なお、作製装置1000Cにおいて、作製装置1000Aと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
図17は、本発明の第6実施形態に係る作製装置1000Cの概略を示す構成図である。作製装置1000Cは、図14に示した本発明の第4実施形態に係る作製装置1000Aとは、タンク4100、4200、配管6100、およびモーノポンプ7100を備える点が異なる。なお、作製装置1000Cにおいて、作製装置1000Aと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。
タンク4100、配管6100、およびモーノポンプ7100は、上述の第5実施形態におけるタンク4100、配管6100、およびモーノポンプ7100と同様に、予備混合部1400Aに連通する配管2400と、本混合部1500Aと、の間に設けられ、上述の第5実施形態におけるタンク4100、配管6100、およびモーノポンプ7100と同様の役割を果たす。また、タンク4200およびモーノポンプ7300は、上述の第4実施形態におけるタンク4200およびモーノポンプ7300と同様に、循環配管2800に設けられ、上述の第5実施形態におけるタンク4200およびモーノポンプ7300と同様の役割を果たす。
以上の作製装置1000Cによれば、作製装置1000Aが奏することのできる上述の効果に加えて、図15に示した本発明の第5実施形態に係る電池電極スラリー処理装置1000Bが奏することのできる上述の効果と同様の効果も奏することができる。
以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計なども含まれる。
例えば、上述の第3実施形態および第5実施形態では、予備混練部1400および本混練部1500の2つの混練部が設けられている場合について説明した。しかし、混練部は、3つ以上であってもよいし、例えば図18や図20に示すように1つであってもよい。
図18に示す電池電極スラリー処理装置1000Dは、図7に示した本発明の第3実施形態に係る電池電極スラリー処理装置1000とは、予備混練部1400および本混練部1500の代わりに混練部1140を備える点が異なる。図20に示す電池電極スラリー処理装置1000Fは、図15に示した本発明の第5実施形態に係る電池電極スラリー処理装置1000Bとは、予備混練部1400および本混練部1500の代わりに混練部1140を備える点が異なる。電池電極スラリー処理装置1000D、1000Fは、それぞれ、電池電極スラリー処理装置1000、1000Bと同様の効果を奏することができる。
図18に示す電池電極スラリー処理装置1000Dは、図7に示した本発明の第3実施形態に係る電池電極スラリー処理装置1000とは、予備混練部1400および本混練部1500の代わりに混練部1140を備える点が異なる。図20に示す電池電極スラリー処理装置1000Fは、図15に示した本発明の第5実施形態に係る電池電極スラリー処理装置1000Bとは、予備混練部1400および本混練部1500の代わりに混練部1140を備える点が異なる。電池電極スラリー処理装置1000D、1000Fは、それぞれ、電池電極スラリー処理装置1000、1000Bと同様の効果を奏することができる。
また、上述の第4実施形態および第6実施形態では、予備混合部1400Aおよび本混合部1500Aの2つの混合部が設けられている場合について説明した。しかし、混合部は、3つ以上であってもよいし、例えば図19や図21に示すように1つであってもよい。
図19に示す作製装置1000Eは、図8に示した本発明の第4実施形態に係る作製装置1000Aとは、予備混合部1400Aおよび本混合部1500Aの代わりに混合部1140Aを備える点が異なる。図21に示す作製装置1000Gは、図17に示した本発明の第6実施形態に係る作製装置1000Cとは、予備混合部1400Aおよび本混合部1500Aの代わりに混合部1140Aを備える点が異なる。作製装置1000E、1000Gは、それぞれ、作製装置1000A、1000Cと同様の効果を奏することができる。
図19に示す作製装置1000Eは、図8に示した本発明の第4実施形態に係る作製装置1000Aとは、予備混合部1400Aおよび本混合部1500Aの代わりに混合部1140Aを備える点が異なる。図21に示す作製装置1000Gは、図17に示した本発明の第6実施形態に係る作製装置1000Cとは、予備混合部1400Aおよび本混合部1500Aの代わりに混合部1140Aを備える点が異なる。作製装置1000E、1000Gは、それぞれ、作製装置1000A、1000Cと同様の効果を奏することができる。
また、上述の各実施形態では、コーター1910、1920の2つが循環配管2800に連通するものとしたが、これに限らず、3つのコーターや4つのコーターが循環配管2800に連通するものとしてもよい。
また、上述の第3実施形態および第5実施形態では、正極スラリーを例を説明したが、本発明は、これに限らず、例えば負極スラリーに対して適用することもできる。
また、上述の第3実施形態および第5実施形態では、混練すべき複数の材料の全てを、予備混練部1400といった最初の混練部に対して供給している。しかし、これに限らず、混練すべき複数の材料を、複数の混練部に分散して供給してもよい。
また、上述の第4実施形態および第6実施形態では、混合すべき複数の材料の全てを、予備混合部1400Aといった最初の混合部に対して供給している。しかし、これに限らず、混合すべき複数の材料を、複数の混合部に分散して供給してもよい。
また、上述の第4実施形態および第6実施形態では、混合すべき複数の材料の全てを、予備混合部1400Aといった最初の混合部に対して供給している。しかし、これに限らず、混合すべき複数の材料を、複数の混合部に分散して供給してもよい。
また、上述の第3実施形態では、バインダー供給部1100から予備混練部1400へのバインダーの供給を、モーノポンプ5100により行うものとした。しかしこれに限らず、例えば、ダイヤフラムポンプ、ピストンポンプ、プランジャーポンプ、デラスコポンプ、ギヤーポンプ、ベーンポンプなどを用いることもできる。また、バインダー供給部1100を予備混練部1400よりも高い位置に設け、重力を利用してバインダーに圧力を付勢することで、バインダー供給部1100から予備混練部1400へのバインダーの供給を行うものとしてもよい。なお、重量を利用する場合でも、供給する材料の供給量を制御するために、配管2100にモーノポンプ5100を設けておくことが好ましい。
また、上述の第3実施形態では、ローター1450の回転による遠心力により、ステーター1440の基体1441と、ローター1450の基体1451と、下くし刃1452と、で囲まれた空間に移送された初期混合物を、第3の開口部1460cから排出させることとした。しかし、ローター1450の回転による遠心力だけでは、上述の空間に移送された初期混合物を第3の開口部1460cから排出させるための搬送力が、不足するおそれがある。特に、配管2100から2500の長さが長くなるに従って、上述の搬送力が不足する可能性が高くなる。そこで、配管2400および配管2500のうち少なくともいずれかにも、内部を流通する材料を付勢するモーノポンプといった構成を設けるものとしてもよい。
また、上述の第3実施形態では、予備混練部1400は、1つ設けられるものとしたが、これに限らず、例えば図22に示すように、複数(図22では2つ)が並列に設けられるものとしてもよい。これによれば、作製する正極スラリーの目標量や、清掃といったメンテナンス状況に応じて、複数の予備混練部1400のそれぞれを独立して駆動させることができる。
また、上述の第3実施形態では、本混練部1500は、1つ設けられるものとしたが、これに限らず、上述の予備混練部1400と同様に、複数が並列に設けられるものとしてもよい。これによれば、作製する正極スラリーの目標量や、清掃といったメンテナンス状況に応じて、複数の本混練部1500のそれぞれを独立して駆動させることができる。
また、上述の第4実施形態および第6実施形態における予備混合部1400Aや本混合部1500Aも、第3実施形態における予備混練部1400や本混練部1500と同様に、複数が並列に設けられるものとしてもよい。
また、上述の第3実施形態において、予備混練部1400を上述のように複数並列に設けるとともに、本混練部1500も上述のように複数並列に設けるものとしてもよい。この場合、予備混練部1400のそれぞれと、本混練部1500のそれぞれと、をそれぞれ独立して制御し、予備混練部1400のそれぞれの処理量の総和と、本混練部1500のそれぞれの処理量の総和と、を等しくする。これによれば、予備混練部1400により混練された予備混練スラリーを連続的に本混練部1500に供給しつつ、作製する正極スラリーの目標量や、清掃といったメンテナンス状況などに応じて、適宜、予備混練部1400のそれぞれや本混練部1500のそれぞれを駆動させることができる。
また、上述の第3実施形態では、バインダー供給部1100、正極材供給部1200、および導電助剤供給部1300のそれぞれから、すなわち異なる構成から、バインダー、正極活物質、および導電助剤のそれぞれが供給されるものとした。しかし、これに限らず、バインダー、正極活物質、および導電助剤のそれぞれが、同一の構成から供給されるものとしてもよい。
また、上述の第3実施形態では、モーノポンプ5100は、配管2100に設けられるものとした。しかし、これに限らず、配管2400、配管2500、循環配管2800、配管2910、配管2920のいずれかに設けられるものとしてもよい。配管2400、2500、2910、2920や循環配管2800に設ける場合には、付勢手段として、圧力などによりスラリーを吸引するようにして付勢する構成を設けることが好ましい。さらに、配管2400に設ける場合には、最初の予備混練スラリーが予備混練部1400から排出されるまで、配管2500に設ける場合には、最初の正極スラリーが本混練部1500から排出されるまで、配管2100に設けられたモーノポンプ5100によりバインダーを付勢させたり、予備混練部1400や本混練部1500にある程度の付勢力を有する構成を設けて材料を付勢させたりすることが好ましい。このように付勢させることで、電池電極スラリー処理装置1000内における材料やスラリーの移送をよりスムーズに行うことができる。
また、上述の第4実施形態において、第1の材料は、液体であってもよいし、粉体であってもよい。第2の材料および第3の材料も、それぞれ、液体であってもよいし、粉体であってもよい。
また、上述の各実施形態では、予備混練部1400には、3種類の材料が供給されるものとしたが、これに限らず、例えば2種類の材料や、4種類の材料が供給されるものとしてもよい。
AA;電池電極スラリー処理装置
1、1A;電池電極スラリー分配装置
11、12、13;配管
14;循環配管
21;タンク
31;脱泡部
41;フィルタ
51、52;モーノポンプ
70;制御部
71、72、73;二方弁
74;二方弁制御部
81;廃棄部
91、92;コーター
100;電池電極スラリー作製装置
141;屈曲部
911;収容タンク
1000、1000B、1000D、1000F;電池電極スラリー処理装置
1000A、1000C、1000E、1000G;作製装置
1100;バインダー供給部
1100A;第1の材料供給部
1200;正極材供給部
1200A;第2の材料供給部
1300;導電助剤供給部
1300A;第3の材料供給部
1400;予備混練部
1400A;予備混合部
1500;本混練部
1500A;本混合部
1800;フィルタ
1910、1920;コーター
1911;収容タンク
2100から2500、6100、2910、2920;配管
2800;循環配管
3100;空間制御部
4100、4200;タンク
5100、7100、7300;モーノポンプ
1140;混練部
1140A;混合部
2410;入口部
2510;出口部
1、1A;電池電極スラリー分配装置
11、12、13;配管
14;循環配管
21;タンク
31;脱泡部
41;フィルタ
51、52;モーノポンプ
70;制御部
71、72、73;二方弁
74;二方弁制御部
81;廃棄部
91、92;コーター
100;電池電極スラリー作製装置
141;屈曲部
911;収容タンク
1000、1000B、1000D、1000F;電池電極スラリー処理装置
1000A、1000C、1000E、1000G;作製装置
1100;バインダー供給部
1100A;第1の材料供給部
1200;正極材供給部
1200A;第2の材料供給部
1300;導電助剤供給部
1300A;第3の材料供給部
1400;予備混練部
1400A;予備混合部
1500;本混練部
1500A;本混合部
1800;フィルタ
1910、1920;コーター
1911;収容タンク
2100から2500、6100、2910、2920;配管
2800;循環配管
3100;空間制御部
4100、4200;タンク
5100、7100、7300;モーノポンプ
1140;混練部
1140A;混合部
2410;入口部
2510;出口部
Claims (23)
- 電池電極作製のための金属板に電池電極スラリーを塗布する複数の塗布手段に、電池電極スラリーを分配する電池電極スラリー分配装置であって、
前記複数の塗布手段のそれぞれに接続される複数の接続手段と接続され、付勢された電池電極スラリーを循環させる循環手段と、
前記複数の塗布手段のそれぞれへの、前記循環手段を循環する電池電極スラリーの供給を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記複数の塗布手段のうちのいずれか1つへの電池電極スラリーの供給を許可している期間では、当該複数の塗布手段のうち、電池電極スラリーの供給を許可している塗布手段を除くものへの電池電極スラリーの供給を禁止することを特徴とする電池電極スラリー分配装置。 - 前記循環手段は、多角形状の環状に形成され、
前記循環手段の複数の屈曲部に、前記複数の接続手段のそれぞれが接続されることを特徴とする請求項1に記載の電池電極スラリー分配装置。 - 前記制御手段は、前記複数の接続手段のそれぞれにおける電池電極スラリーの流れを制御する開閉可能な弁を備え、当該複数の弁を同時に2つ以上開かないことを特徴とする請求項1または2に記載の電池電極スラリー分配装置。
- 前記複数の接続手段のそれぞれが、それぞれの底面に接続される複数の第1貯留手段を備え、
前記複数の第1貯留手段のそれぞれは、前記複数の接続手段のそれぞれを流れた電池電極スラリーを貯留することを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の電池電極スラリー分配装置。 - 前記循環手段を循環する電池電極スラリーに含まれる不純物を除去する除去手段を備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の電池電極スラリー分配装置。
- 前記循環手段を循環する電池電極スラリーを貯留するとともに、貯留している電池電極スラリーを前記循環手段に供給する第2貯留手段を備えることを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の電池電極スラリー分配装置。
- 前記循環手段を循環する電池電極スラリーの少なくとも一部を選択的に廃棄可能とする廃棄手段を備えることを特徴とする請求項1から6のいずれか1つに記載の電池電極スラリー分配装置。
- 請求項1から7のいずれか1つに記載の電池電極スラリー分配装置と、
前記電池電極スラリー分配装置に接続され、当該電池電極スラリー分配装置に供給する電池電極スラリーを作製する電池電極スラリー作製装置と、
を備え、
前記電池電極スラリー作製装置は、前記電池電極スラリー分配装置と比べて高い位置に配置されることを特徴とする電池電極スラリー処理装置。 - 電池電極作製のための金属板に電池電極スラリーを塗布する複数の塗布手段に電池電極スラリーを分配する電池電極スラリー分配装置における電池電極スラリー分配方法であって、
前記複数の塗布手段に接続された循環手段において、付勢された電池電極スラリーを循環させる第1のステップと、
前記複数の塗布手段のそれぞれへの、前記第1のステップにおいて循環させた電池電極スラリーの供給を制御する第2のステップと、
を備え、
前記第2のステップでは、前記複数の塗布手段のうちのいずれか1つへの電池電極スラリーの供給を許可している期間では、当該複数の塗布手段のうち、電池電極スラリーの供給を許可している塗布手段を除くものへの電池電極スラリーの供給を禁止することを特徴とする電池電極スラリー分配方法。 - 懸濁液を用いて目的物を製造する複数の製造手段に、懸濁液を分配する懸濁液分配装置であって、
前記複数の製造手段に接続され、付勢された懸濁液を循環させる循環手段と、
前記複数の製造手段のそれぞれへの、前記循環手段を循環する懸濁液の供給を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記複数の製造手段のうちのいずれか1つへの懸濁液の供給を許可している期間では、当該複数の製造手段のうち、懸濁液の供給を許可している製造手段を除くものへの懸濁液の供給を禁止することを特徴とする懸濁液分配装置。 - 懸濁液を用いて目的物を製造する複数の製造手段に懸濁液を分配する懸濁液分配装置における懸濁液分配方法であって、
前記複数の製造手段に接続された循環手段において、付勢された懸濁液を循環させる第1のステップと、
前記複数の製造手段のそれぞれへの、前記第1のステップにおいて循環させた懸濁液の供給を制御する第2のステップと、
を備え、
前記第2のステップでは、前記複数の製造手段のうちのいずれか1つへの懸濁液の供給を許可している期間では、当該複数の製造手段のうち、懸濁液の供給を許可している製造手段を除くものへの懸濁液の供給を禁止することを特徴とする懸濁液分配方法。 - 電池電極スラリーを作製して塗布する電池電極スラリー処理装置であって、
前記電池電極スラリーの作製用の複数の材料を供給する第1供給手段と、
前記第1供給手段から供給された複数の材料を輸送する第1輸送手段と、
前記第1輸送手段により輸送された複数の材料を混練して連続的に排出する第1混練手段と、
前記第1混練手段から排出された材料を輸送する第2輸送手段と、
前記第2輸送手段により輸送された材料を循環させる循環手段と、
前記循環手段により循環している材料の一部を貯留する、当該循環手段に接続された貯留部を有し、当該貯留部に貯留されている材料を電極用板に塗布する塗布手段と、
前記第1輸送手段により輸送される材料と、前記第2輸送手段により輸送される材料と、前記循環手段により循環している材料と、のうち少なくともいずれかを付勢する付勢手段と、
を備え、
前記第1供給手段と、前記第1輸送手段と、前記第1混練手段と、前記第2輸送手段と、前記循環手段と、前記貯留部と、が連通して閉鎖された空間を形成し、
前記空間を減圧または不活性ガスを充満させた状態にする空間内制御手段をさらに備えることを特徴とする電池電極スラリー処理装置。 - 前記第1供給手段が供給する複数の材料の単位時間当たりの総量と、前記第1混練手段が排出する材料の単位時間当たりの量と、が等しいことを特徴とする請求項12に記載の電池電極スラリー処理装置。
- 前記第1供給手段は、前記複数の材料のそれぞれを供給する複数の副第1供給手段を備え、
前記第1輸送手段は、前記複数の副第1供給手段から供給された複数の材料のそれぞれを輸送する複数の副第1輸送手段を備えることを特徴とする請求項12または13に記載の電池電極スラリー処理装置。 - 前記付勢手段は、前記複数の副第1輸送手段のうち少なくともいずれかにより輸送される材料と、前記第2輸送手段により輸送される材料と、前記循環手段により循環している材料と、のうち少なくともいずれかを付勢することを特徴とする請求項14に記載の電池電極スラリー処理装置。
- 前記第2輸送手段は、前記第1混練手段から排出された材料を受け取り輸送する入口部と、前記入口部を経由して輸送された材料を排出する出口部と、を備え、
前記入口部と前記出口部との間に配置され、当該入口部から輸送された材料を混練して当該出口部に向かって連続的に排出する第2混練手段をさらに備えることを特徴とする請求項12から15のいずれか1つに記載の電池電極スラリー処理装置。 - 前記第1混練手段は、複数設けられ、
前記複数の第1混練手段は、並列に設けられることを特徴とする請求項12から15のいずれか1つに記載の電池電極スラリー処理装置。 - 前記第1混練手段および前記第2混練手段のうち少なくともいずれかは、複数設けられ、
前記第1混練手段が複数設けられている場合には、前記複数の第1混練手段は並列に設けられ、
前記第2混練手段が複数設けられている場合には、前記複数の第2混練手段は並列に設けられ、
前記第1混練手段のそれぞれと、前記第2混練手段のそれぞれとは、それぞれ独立して制御され、前記第1混練手段のそれぞれの処理量の総和と、前記第2混練手段のそれぞれの処理量の総和とが、等しくなることを特徴とする請求項16に記載の電池電極スラリー処理装置。 - 前記第1供給手段は、前記複数の材料として、少なくとも活物質および結着剤を供給し、
前記第1混練手段は、前記複数の材料を粗混練し、
前記第2混練手段は、前記第2輸送手段により輸送された材料を本混練することを特徴とする請求項16または18に記載の電池電極スラリー処理装置。 - 電池電極スラリーを作製して塗布する電池電極スラリー処理装置における電池電極スラリー処理方法であって、
前記電池電極スラリーの作製用の複数の材料を供給する第1のステップと、
前記第1のステップにおいて供給された複数の材料を輸送する第2のステップと、
前記第2のステップにおいて輸送された複数の材料を混練して連続的に排出する第3のステップと、
前記第3のステップにおいて排出された材料を輸送する第4のステップと、
前記第4のステップにおいて輸送された材料を循環させる第5のステップと、
前記第5のステップにおいて循環している材料の一部を貯留するとともに、貯留している材料を電極用板に塗布する第6のステップと、
前記第2のステップにおいて輸送される材料と、前記第4のステップにおいて輸送される材料と、前記第5のステップにおいて循環している材料と、のうち少なくともいずれかを付勢する第7のステップと、
を備え、
前記第1のステップが行われる空間と、前記第2のステップが行われる空間と、前記第3のステップが行われる空間と、前記第4のステップが行われる空間と、前記第5のステップが行われる空間と、前記第6のステップにおいて材料が貯留される空間と、が連通して閉鎖された空間を形成し、
前記空間を減圧または不活性ガスを充満させた状態にする第8のステップをさらに備えることを特徴とする電池電極スラリー処理方法。 - 混合した複数の材料を用いて作製対象物を作製する作製装置であって、
前記複数の材料を供給する第1供給手段と、
前記第1供給手段から供給された複数の材料を輸送する第1輸送手段と、
前記第1輸送手段により輸送された複数の材料を混合して連続的に排出する第1混合手段と、
前記第1混合手段から排出された材料を輸送する第2輸送手段と、
前記第2輸送手段により輸送された材料を循環させる循環手段と、
前記循環手段により循環している材料の一部を貯留する、当該循環手段に接続された貯留部を有し、当該貯留部に貯留されている材料を用いて前記作製対象物を作製する作製手段と、
前記第1輸送手段により輸送される材料と、前記第2輸送手段により輸送される材料と、前記循環手段により循環している材料と、のうち少なくともいずれかを付勢する付勢手段と、
を備え、
前記第1供給手段と、前記第1輸送手段と、前記第1混合手段と、前記第2輸送手段と、前記循環手段と、前記貯留部と、が連通して閉鎖された空間を形成し、
前記空間を減圧または不活性ガスを充満させた状態にする空間内制御手段をさらに備えることを特徴とする作製装置。 - 前記第1混合手段は、複数設けられ、
前記複数の第1混合手段は、並列に設けられることを特徴とする請求項21に記載の作製装置。 - 混合した複数の材料を用いて作製対象物を作製する作製装置における作製方法であって、
前記複数の材料を供給する第1のステップと、
前記第1のステップにおいて供給された複数の材料を輸送する第2のステップと、
前記第2のステップにおいて輸送された複数の材料を混合して連続的に排出する第3のステップと、
前記第3のステップにおいて排出された材料を輸送する第4のステップと、
前記第4のステップにおいて輸送された材料を循環させる第5のステップと、
前記第5のステップにおいて循環している材料の一部を貯留するとともに、貯留している材料を用いて前記作製対象物を作製する第6のステップと、
前記第2のステップにおいて輸送される材料と、前記第4のステップにおいて輸送される材料と、前記第5のステップにおいて循環している材料と、のうち少なくともいずれかを付勢する第7のステップと、
を備え、
前記第1のステップが行われる空間と、前記第2のステップが行われる空間と、前記第3のステップが行われる空間と、前記第4のステップが行われる空間と、前記第5のステップが行われる空間と、前記第6のステップにおいて材料が貯留される空間と、が連通して閉鎖された空間を形成し、
前記空間を減圧または不活性ガスを充満させた状態にする第8のステップをさらに備えることを特徴とする作製方法。
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