JP5655362B2 - Continuous production apparatus and continuous production method for electrode mixture-containing composition slurry for secondary battery - Google Patents
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Description
本発明は非水系二次電池の正極合剤含有組成物若しくは負極合剤含有組成物又は水系二次電池の正極合剤含有組成物若しくは負極合剤含有組成物といった二次電池の電極合剤含有組成物、特にスラリー化された電極合剤含有組成物の連続製造装置及び連続製造方法に関する。 The present invention includes a secondary battery electrode mixture containing a positive electrode mixture-containing composition or negative electrode mixture-containing composition of a non-aqueous secondary battery or a positive electrode mixture-containing composition or negative electrode mixture-containing composition of an aqueous secondary battery. The present invention relates to a continuous production apparatus and a continuous production method of a composition, in particular, a slurryed electrode mixture-containing composition.
電池材料の調合方法として従来からバッチ式の混練方法が用いられてきた。
一方、電池の種類の観点からすると、リチウム二次電池に代表される二次電池が既に広く利用されるようになっており、その用途は携帯電話、パーソナルコンピューター、電動工具等の比較的小型の機器にとどまらず、今日では自動車用へ著しい広がりをみせている。
Conventionally, a batch-type kneading method has been used as a method for preparing battery materials.
On the other hand, from the viewpoint of the type of battery, a secondary battery represented by a lithium secondary battery has already been widely used, and its application is relatively small such as a mobile phone, a personal computer, and an electric tool. Today, it is not limited to equipment, but is now spreading significantly to automobiles.
この時流にともない、二次電池の生産量は今後従来の数十倍或いは数百倍以上に飛躍的に増大すると見込まれる。
このような状況の中では、従来のバッチ式生産方式では生産量増加の要請に対応できない。また、バッチ式生産方式は人件費等から派生するランニングコストの押上げにもつながり、同方式による電池生産システムはこの点からも将来性に問題がある。
Along with this trend, the production amount of secondary batteries is expected to increase dramatically in the future to several tens or several hundred times the conventional amount.
Under such circumstances, the conventional batch production method cannot meet the demand for an increase in production. In addition, the batch production method leads to an increase in running cost derived from labor costs, and the battery production system using this method also has a problem in the future.
そのため、電池生産の多量生産化時代に向けてバッチ式から連続式への移行を強く迫られている。
この点、例えば特開２００７−２２０５１０号公報に記載されている電池材料の連続剪断処理装置によると、電池材料の混合とメカノケミカル処理を同時的、連続的に行うことができ、この連続剪断処理装置及び該装置による電池の正極合剤含有組成物や負極合剤含有組成物の製法は電池量産増大の要請に少なからず応えられると考えられる。
For this reason, there is an urgent need to shift from batch type to continuous type for the era of mass production of battery production.
In this regard, for example, according to the battery material continuous shearing apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-220510, the battery material mixing and the mechanochemical treatment can be performed simultaneously and continuously. It is considered that the device and the method for producing a positive electrode mixture-containing composition and a negative electrode mixture-containing composition for a battery by the device can respond to the demand for an increase in battery mass production.
しかし、今日の二次電池は、正極合剤含有組成物としてスラリー化された正極合剤含有組成物を用い、これを集電体に塗布して正極合剤層を有する正極を形成するとともに、負極合剤含有組成物としてスラリー化された負極合剤含有組成物を用い、これを集電体に塗布して負極合剤層を有する負極を形成し、これら正極及び負極をセパーレータを介して積層した電極体と、非水系電解液又は水系電解液とを電池外装ケース内に装填して形成するのが一般的である。 However, today's secondary batteries use a positive electrode mixture-containing composition that is slurried as a positive electrode mixture-containing composition, and this is applied to a current collector to form a positive electrode having a positive electrode mixture layer. Using the slurry-containing negative electrode mixture-containing composition as the negative electrode mixture-containing composition, this is applied to a current collector to form a negative electrode having a negative electrode mixture layer, and the positive electrode and the negative electrode are laminated via a separator. In general, the electrode body and a non-aqueous electrolyte solution or an aqueous electrolyte solution are loaded in a battery outer case.
従来のバッチ生産方式によると、ビーズミルのような分散機を用い事前に正極活物質や負極活物質と導電助剤を混合分散処理しておき、これをプラネタリーミキサーのような機械を用いてスラリー化する方法がとられる。この方法によると、正極合剤含有組成物スラリーや負極合剤含有組成物スラリーを正極活物質や負極活物質等を出発原料として一貫して連続的に生産することはできない。 According to a conventional batch production system, a positive electrode active material, a negative electrode active material, and a conductive auxiliary are mixed and dispersed in advance using a disperser such as a bead mill, and this is slurried using a machine such as a planetary mixer. The method of becoming is taken. According to this method, the positive electrode mixture-containing composition slurry and the negative electrode mixture-containing composition slurry cannot be continuously produced continuously using the positive electrode active material, the negative electrode active material, and the like as starting materials.
特開２００７−２２０５１０号公報記載の連続剪断処理装置によっても、正極合剤含有組成物スラリーや負極合剤含有組成物スラリーを一貫して連続的に生産することはできない。 Even with the continuous shearing apparatus described in JP-A-2007-220510, the positive electrode mixture-containing composition slurry and the negative electrode mixture-containing composition slurry cannot be produced consistently and continuously.
同公報の記載によると、例えば、正極合剤含有組成物スラリーの調製にあたっては、正極活物質を連続剪断装置を用いて処理し、その後に、別途準備されたプラネタリーミキサー等の混合装置を用いて、該正極活物質と、導電助剤、結着剤及び溶剤とを従来どおりの混合方法で混合して正極合剤含有組成物スラリーが調製される。 According to the description of the publication, for example, in preparing the positive electrode mixture-containing composition slurry, the positive electrode active material is processed using a continuous shearing device, and then a separately prepared mixing device such as a planetary mixer is used. Then, the positive electrode active material, the conductive additive, the binder, and the solvent are mixed by a conventional mixing method to prepare a positive electrode mixture-containing composition slurry.
或いは、正極活物質及び導電助剤を前記連続剪断装置を用いて処理し、そうして得られる混合物を別途準備されたプラネタリーミキサー等の混合装置を用いて結着剤及び溶剤と従来どおりの混合方法で混合してスラリー化された正極合剤含有組成物が調製される。 Alternatively, the positive electrode active material and the conductive additive are treated using the continuous shearing device, and the mixture thus obtained is mixed with the binder and the solvent using a mixing device such as a planetary mixer separately prepared. A positive electrode mixture-containing composition that is mixed and slurried by a mixing method is prepared.
スラリー化された負極合剤含有組成物の調製も略同様である。 The preparation of the slurry-containing negative electrode mixture-containing composition is substantially the same.
同公報には、正極活物質又は負極活物質、導電助剤、結着剤及び溶剤を一度に前記連続剪断装置に投入して処理することができる旨の記載があるが、このように多種類の電池材料を一度に連続剪断処理装置へ投入して所望の混合とメカノケミカル処理をそれら材料に一挙に施して、それら材料が均一に混合分散されたスラリー化された組成物を得ることは実際には困難であると思われる。 In this publication, there is a description that a positive electrode active material or a negative electrode active material, a conductive auxiliary agent, a binder and a solvent can be put into the continuous shearing device at once and processed. It is actually possible to obtain a slurry composition in which the battery materials are uniformly mixed and dispersed by putting the battery materials into a continuous shearing device at once and applying the desired mixing and mechanochemical treatment to the materials all at once. Seems to be difficult.
そこで本発明は、二次電池形成のための電極合剤含有組成物スラリー塗布対象材への塗布工程に供することができる均質な電極合剤含有組成物スラリーを少なくとも粉体の電極活物質を含む粉体電池材料を出発原料として目的とする電極合剤含有組成物スラリーまで一貫して連続的に再現性良好に製造することができる二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーの連続製造装置及び連続製造方法を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention includes at least a powdered electrode active material in a homogeneous electrode mixture-containing composition slurry that can be subjected to an electrode mixture-containing composition slurry application target material for forming a secondary battery. Continuous production apparatus for electrode mixture-containing composition slurry for secondary battery capable of producing continuously and reproducibly good electrode mixture-containing composition slurry using powder battery material as starting material It is another object of the present invention to provide a continuous manufacturing method.
本発明は前記課題を解決するため次の二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーの連続製造装置及び連続製造方法を提供する。
（１）二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーの連続製造装置
少なくとも粉体の電極活物質を含む粉体電池材料の供給部と、
該供給部から供給される粉体電池材料にメカノケミカル処理を施してメカノケミカル処理物を得るためのメカノケミカル処理部と、
液状のバインダーを投入するためのバインダー投入部を有するとともに該バインダー投入部から投入される液状バインダーと前記メカノケミカル処理部から供給される前記メカノケミカル処理物とに混練分散処理を施して該バインダーと該メカノケミカル処理物とを混練するとともに相互に分散させて硬練混練物を得るための硬練混練分散処理部と、
液状の希釈剤を投入するための希釈剤投入部を有するとともに該希釈剤投入部から投入される液状希釈剤と前記硬練混練分散処理部から供給される前記硬練混練物とに混練分散処理を施して該希釈剤と該硬練混練物とを混練するとともに相互に分散させて電極合剤含有組成物スラリーを得るための希釈混練分散処理部とを含み、
前記メカノケミカル処理部、硬練混練分散処理部及び希釈混練分散処理部のそれぞれは、１又は２以上の環状の固定円盤と、該環状固定円盤に対向配置されるとともに該環状固定円盤に通された回転軸に支持され、該回転軸が回転駆動されることで該環状固定円盤と中心軸線を同じくして回転駆動される１又は２以上の回転円盤とを含んでおり、該環状固定円盤と該回転円盤とで該環状固定円盤と該回転円盤との隙間に入り込む処理対象材料に剪断及び分散処理を施す剪断分散処理域が１段又は２段以上に形成されており、前記メカノケミカル処理部、硬練混練分散処理部及び希釈混練分散処理部のそれぞれにおける前記回転軸は前記供給部から連続して延びて一体的に回転可能な連続回転軸を形成しており、該供給部に位置する該連続回転軸の部分は該部分の回転により前記粉体電池材料を前記メカノケミカル処理部へ送るための送り部材を有しており、
前記硬練混練分散処理部における前記バインダー投入部は、該硬練混練分散処理部において前記メカノケミカル処理部にもっとも近く配置されている前記回転円盤が嵌挿されている液注部シリンダーに設けられており、
前記希釈混練分散処理部における前記希釈剤投入部は、すくなくとも、該希釈混練分散処理部において前記硬練混練分散処理部にもっとも近く配置されている前記回転円盤が嵌挿されている液注部シリンダーに設けられている二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーの連続製造装置。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a continuous production apparatus and a continuous production method for an electrode mixture-containing composition slurry for a secondary battery.
(1) Continuous production apparatus for electrode mixture-containing composition slurry for secondary battery At least a powder battery material supply unit containing a powder electrode active material,
A mechanochemical treatment unit for obtaining a mechanochemical treatment product by subjecting the powder battery material supplied from the supply unit to mechanochemical treatment;
And said binder is subjected to kneading dispersion treatment in said mechanochemical treatment was supplied from the mechanochemical treatment unit and a liquid binder is introduced from the binder insertion portion and having a binder insertion portion for inserting a liquid binder A kneading and kneading dispersion processing unit for kneading the mechanochemically processed product and dispersing the mechanochemically processed product to obtain a kneaded kneaded product;
Kneading and dispersing treatment with a diluent feeding section for feeding a liquid diluent and into the liquid diluent fed from the diluent feeding section and the kneaded kneaded product fed from the kneading and kneading processing section A dilution kneading and dispersing treatment part for kneading the diluent and the kneaded kneaded material and dispersing them to obtain an electrode mixture-containing composition slurry,
Each of the mechanochemical processing section, the kneading kneading dispersion processing section, and the dilution kneading dispersion processing section is arranged to face one or two or more annular fixed disks, the annular fixed disks, and passed through the annular fixed disks. The annular fixed disk and one or more rotating disks that are rotationally driven in the same manner as the central axis when the rotational shaft is rotationally driven. The mechanochemical processing section is formed with one or two or more stages of shear dispersion treatment areas for applying shear and dispersion treatment to the material to be processed that enters the gap between the annular fixed disk and the rotary disk with the rotating disk. The rotary shaft in each of the kneading kneading dispersion processing section and the dilution kneading dispersion processing section extends continuously from the supply section to form a continuous rotation shaft that can rotate integrally, and is located in the supply section The continuous rotation The part has a feeding member for the rotation of the partial sending the powder cell material to the mechanochemical treatment unit,
The binder charging section in the kneading and kneading dispersion processing section is provided in a liquid injection section cylinder into which the rotating disk disposed closest to the mechanochemical processing section in the kneading and kneading processing section is inserted. And
The diluent charging unit in the dilution kneading and dispersing unit is at least a liquid injection unit cylinder in which the rotating disk disposed closest to the kneading and kneading and dispersing unit is inserted in the dilution kneading and dispersing unit. The continuous manufacturing apparatus of the electrode mixture containing composition slurry for secondary batteries provided in the.
（２）二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーの連続製造方法
本発明に係る二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーの連続製造装置を用いる二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーの連続製造方法であり、該二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーの連続製造装置において前記供給部から連続して延びる前記連続回転軸を回転させて該連続回転軸に支持された回転円盤を回転させつつ、前記粉体電池材料を構成する各粉体材料を予め定められた配合割合で配合した粉体電池材料を前記供給部により連続的に前記メカノケミカル処理部へ供給し、該メカノケミカル処理部において前記供給部から供給されてくる該電池材料にメカノケミカル処理を施し、ひき続き該メカノケミカル処理部で得られたメカノケミカル処理物を前記硬練混練分散処理部へ供給し、該硬練混練分散処理部において前記バインダー投入部から液状のバインダーを予め定めた割合で投入し、該バインダーと前記メカノケミカル処理物に混練分散処理を施し、該硬練混練分散処理部で得られた硬練混練物をひき続き前記希釈混練分散処理部へ供給し、該希釈混練分散処理部において前記液状の希釈剤を予め定めた割合で前記希釈剤投入部から投入し、該希釈剤と前記硬練混練分散処理部から供給された硬練混練物に混練分散処理を施して固形分濃度が予め定めた割合になるように配合された二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーを連続的に得る二次電池用の電極合剤含有組成物スラリー連続製造方法。
(2) Continuous production method of electrode mixture-containing composition slurry for secondary battery Electrode mixture containing for secondary battery using device for continuously producing electrode mixture-containing composition slurry for secondary battery according to the present invention A method for continuously producing a composition slurry, wherein the continuous rotating shaft continuously extending from the supply unit is rotated and supported by the continuous rotating shaft in a continuous production apparatus for an electrode mixture-containing composition slurry for a secondary battery. While the rotating disk is rotated, a powder battery material in which each powder material constituting the powder battery material is blended at a predetermined blending ratio is continuously supplied to the mechanochemical processing section by the supply section. In the mechanochemical treatment section, the battery material supplied from the supply section is subjected to mechanochemical treatment, and the mechanochemical treatment product obtained in the mechanochemical treatment section is then kneaded and kneaded. Supply to the dispersion processing section, in the kneading kneading dispersion processing section, a liquid binder is charged from the binder charging section in a predetermined ratio, the binder and the mechanochemical treatment product is subjected to kneading dispersion processing, the kneading The kneaded and kneaded product obtained in the kneading and dispersing unit is continuously supplied to the dilution kneading and dispersing unit, and the liquid diluent is charged from the diluent charging unit at a predetermined ratio in the dilution and kneading and dispersing unit. The electrode mixture for a secondary battery is blended so that the kneading dispersion treatment is applied to the diluent and the kneaded kneaded material supplied from the kneading kneading dispersion processing section so that the solid content concentration becomes a predetermined ratio. The electrode mixture containing composition slurry continuous manufacturing method for secondary batteries which obtains an agent containing composition slurry continuously.
ここで、「電極合剤含有組成物」は、「正極合剤含有組成物」であっても、「負極合剤含有組成物」のいずれであってもよく、またそれらは、「非水系二次電池」用のものでも、「水系二次電池」用のものでも構わない。 Here, the “electrode mixture-containing composition” may be either a “positive electrode mixture-containing composition” or a “negative electrode mixture-containing composition”. Secondary battery "or" aqueous secondary battery "may be used.
また、粉体電池材料を構成する「電極活物質」は「正極活物質」でも「負極活物質」でも構わない。粉体電池材料を構成するものとして電極活物質の他に粉体の添加剤が採用されてもよく、その場合、粉体の添加剤として粉体の導電助剤を例示できる。 The “electrode active material” constituting the powder battery material may be a “positive electrode active material” or a “negative electrode active material”. In addition to the electrode active material, a powder additive may be employed as a constituent of the powder battery material. In this case, a powder conductive additive may be exemplified as the powder additive.
正極合剤含有組成物スラリーを製造する場合には、粉体電池材料として粉体の正極活物質と粉体の導電助剤を含むものを例示できる。
負極合剤含有組成物スラリーを製造する場合には、粉体電池材料として粉体の負極活物質、或いは粉体の負極活物質と粉体の導電助剤を含むものを例示できる。
In the case of producing a positive electrode mixture-containing composition slurry, examples of the powder battery material include a powdered positive electrode active material and a powder conductive aid.
When the negative electrode mixture-containing composition slurry is produced, examples of the powder battery material include a powder negative electrode active material, or a powder containing a powder negative electrode active material and a powder conductive assistant.
本発明の二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーの連続製造装置及び該装置を用いる二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーの連続製造方法によると、少なくとも粉体の電極活物質を含む粉体電池材料を出発原料として、該粉体電池材料を構成する各材料を計量して、それら材料を予め定めた配合割合で前記供給部からメカノケミカル処理部へ供給することができ、しかも連続的に供給することが可能である。 According to the continuous production apparatus for the electrode mixture-containing composition slurry for the secondary battery of the present invention and the continuous production method for the electrode mixture-containing composition slurry for the secondary battery using the apparatus, at least the powdered electrode active material The powder battery material containing the starting material, the materials constituting the powder battery material are weighed, and these materials can be supplied from the supply unit to the mechanochemical processing unit at a predetermined blending ratio, Moreover, it is possible to supply continuously.
そのようにメカノケミカル処理部に供給された粉体電池材料は、メカノケミカル処理部における剪断分散処理域を通過することで剪断力と分散作用を受けて均一状に混合されるとともに相互に分散された状態の、且つ、その分散状態がその後の各種処理においても維持される、換言すれば、その後の処理おいても電池材料を構成している一部の材料等が再凝集することが抑制された状態が維持されるメカノケミカル処理物となる。 The powder battery materials supplied to the mechanochemical processing section are mixed uniformly and subjected to shearing force and dispersion action by passing through the shear dispersion processing area in the mechanochemical processing section. In this state, the dispersed state is maintained in various subsequent processes. In other words, the re-aggregation of some materials constituting the battery material is suppressed even in the subsequent processes. This is a mechanochemically treated product that maintains its state.
このメカノケミカル処理物はひき続き硬練混練分散処理部へ送られ、該処理部で予め定めた配合割合となるように供給される液状のバインダーとともに混練分散処理される。該混練分散処理においても液状バインダーとメカノケミカル処理物とが該処理部における前記剪断分散処理域を通過することでそれらは均一状に混練されるとともに相互に均一状に分散される。 The mechanochemically processed product is subsequently sent to a kneading and kneading dispersion processing section, where it is kneaded and dispersed together with a liquid binder supplied so as to have a predetermined blending ratio. Also in the kneading and dispersing treatment, the liquid binder and the mechanochemically treated product pass through the shear dispersion treatment area in the treatment section, so that they are uniformly kneaded and dispersed uniformly.
この場合、液状バインダーは水飴状の粘度のバインダーであることが一般的であり、そのような場合には、そのまま塗布工程に供するには未だ適さない比較的硬練りの混練物（硬練混練物）が得られる。 In this case, the liquid binder is generally a water- binder- like viscosity binder. In such a case, a relatively kneaded kneaded material (kneaded kneaded material that is not yet suitable for use in the coating process as it is. ) Is obtained.
この硬練混練物はひき続き希釈混練分散処理部へ送られ、該処理部で予め定めた配合割合となるように供給される液状の希釈剤とともに混練される。該混練処理においても液状希釈剤と硬練混練物とが該処理部における前記剪断分散処理域を通過することでそれらは均一状に混練されるとともに相互に均一状に分散され、かくして、均質な、塗布工程に供することができる適度の粘度の二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーが品質再現性良好に連続的に得られる。 This kneaded and kneaded material is subsequently sent to a dilution kneading and dispersing treatment section, where it is kneaded together with a liquid diluent supplied so as to have a predetermined blending ratio. Also in the kneading treatment, the liquid diluent and the kneaded kneaded material pass through the shear dispersion treatment area in the treatment section, so that they are uniformly kneaded and are uniformly dispersed with each other. An electrode mixture-containing composition slurry for a secondary battery having an appropriate viscosity that can be used in the coating step is continuously obtained with good quality reproducibility.
本発明に係る二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーの連続製造装置及び連続製造方法によると、少なくとも粉体の電極活物質を含む粉体電池材料を出発原料として目的とする電極合剤含有組成物スラリーまで一貫して連続的に再現性良好に同じ製造装置で製造することができるから、出発原料である粉体電池材料から最終的に電極合剤含有組成物スラリーを得るまでの間にそれぞれ機能の異なる複数台の装置を必要とすることがなく、それだけ装置コストの面からも、人件費の面からもコスト安に済み、ランニングコストも安価に済み、しかも効率よく所望量の電極合剤含有組成物スラリーを得ることができる。 According to the continuous production apparatus and the continuous production method of the electrode mixture-containing composition slurry for the secondary battery according to the present invention, the electrode mixture intended for the starting material is a powder battery material containing at least a powder electrode active material. From the powder battery material that is the starting material until the electrode mixture-containing composition slurry is finally obtained, it can be manufactured continuously and continuously with good reproducibility up to the contained composition slurry. This eliminates the need for multiple devices with different functions, reduces the cost of both the device and labor, reduces the running cost, and efficiently produces the desired amount of electrodes. A mixture-containing composition slurry can be obtained.
また、粉体原料を混合処理したのちに、その処理物を別途用意したプラネタリーミキサー等に移し替えてバインダー等と混練するバッチ処理を行う場合と比べると、粉塵飛散による作業環境の汚染、悪化が抑制され、電極合剤含有組成物への異物の混入が生じ難く、さらにロット毎の品質のバラツキの問題も生じ難く、それだけ高品質で、品質の安定した電極合剤含有組成物スラリーを効率良く連続的に得ることができる。 Compared with batch processing in which powder raw materials are mixed and then transferred to a planetary mixer, etc., prepared separately and kneaded with binder, etc., contamination and deterioration of the working environment due to dust scattering In this way, it is difficult for foreign matter to mix into the electrode mixture-containing composition, and it is difficult to cause quality variations from lot to lot. It can be obtained well and continuously.
各材料が所定割合で配合された粉体電池材料は別途計量準備しておいて、例えば前記供給部にホッパ等をから連続的に投入するようにしてもよいが、前記供給部に前記粉体電池材料を構成するそれぞれの材料に対応させて、材料配合割合が予め定めた配合割合となるように該材料を計量して前記供給部へ投入するための計量器を接続しておいてもよい。
これにより、より効率的に粉体電池材料を供給部へ投入することができる。
The powder battery material in which each material is blended at a predetermined ratio is separately prepared for measurement, and for example, a hopper or the like may be continuously fed into the supply unit. In correspondence with each material constituting the battery material, a measuring device for measuring the material and feeding it to the supply unit may be connected so that the material mixing ratio becomes a predetermined mixing ratio. .
Thereby, powder battery material can be more efficiently thrown into a supply part.
前記供給部から前記メカノケミカル処理部へ供給される前記粉体電池材料が前記粉体電極活物質のほか少なくとも１種の粉体添加剤（例えば導電助剤）を含むものである場合、 前記メカノケミカル処理部としては、該供給部から供給される該電極活物質と該添加剤（例えば導電助剤）とを混合するとともに該電極活物質の周囲に少なくとも一種の前記添加剤（例えば導電助剤）を散点状に分散配置するスポットメカノケミカル処理を実施するメカノケミカル処理部である場合を例示できる。 When the powder battery material supplied from the supply unit to the mechanochemical processing unit includes at least one powder additive (for example, a conductive additive) in addition to the powder electrode active material, the mechanochemical processing As the part, the electrode active material supplied from the supply part and the additive (for example, conductive assistant) are mixed and at least one kind of additive (for example, conductive assistant) is mixed around the electrode active material. The case where it is a mechanochemical process part which implements the spot mechanochemical process dispersively arranged in the shape of a dot can be illustrated.
このようなスポット型メカノケミカル処理により、添加物（例えば導電助剤）はその後の処理においても凝集し難く、電極活物質から剥離し難く、電極活物質の周囲に散点状に分散配置された状態が良好に維持され、それだけ最終的に得られる電極合剤含有組成物スラリーの品質が高品質なものとなる。 By such a spot-type mechanochemical treatment, the additive (for example, the conductive auxiliary agent) hardly aggregates in the subsequent treatment, hardly peels off from the electrode active material, and is dispersedly arranged around the electrode active material. The state is maintained well, and the quality of the finally obtained electrode mixture-containing composition slurry becomes high.
また、このようなメカノケミカル処理によると、電池材料として電極活物質のほかに嵩高い導電助剤を採用する場合でも、導電助剤が均一に分散されることで、電池の充填密度を向上させることができ、その割りには、導電助剤の配合割合をそれだけ少なく済ませることができる。
さらに吸油量の多い導電助剤の配合割合を小さくできるので、それだけバインダー配合割合も少なく済ませることができ、これらにより、各処理を効率的に行うことができ、原料費を抑制することもできる。
Also, according to such a mechanochemical treatment, even when a bulky conductive aid is employed as the battery material in addition to the electrode active material, the conductive aid is uniformly dispersed, thereby improving the packing density of the battery. For that reason, the blending ratio of the conductive auxiliary agent can be reduced accordingly.
Furthermore, since the blending ratio of the conductive auxiliary agent having a large oil absorption amount can be reduced, the blending ratio of the binder can be reduced accordingly. With these, each treatment can be performed efficiently and the raw material cost can be suppressed.
前記環状固定円盤と前記回転円盤との隙間に入り込む処理対象材料に前記剪断分散処理を施す剪断分散処理域としては、該環状固定円盤の該回転円盤に向けられた面に形成された凹所（キャビティ）と、該回転円盤の該環状固定円盤に向けられた面に形成された凹所（キャビティ）とを含んでいるものを例示できる。
環状固定円盤の凹所（キャビティ）及び回転円盤の凹所（キャビティ）は、それら凹所に捕捉される処理対象材料が該固定円盤に対する該回転円盤の回転に伴って凹所内に旋回流が形成されつつ移動する際に剪断力を受けるとともに分散せしめられる凹所である。
As a shear dispersion treatment area for subjecting the material to be processed entering the gap between the annular fixed disk and the rotating disk to the shear dispersion treatment, a recess formed on the surface of the annular fixed disk facing the rotating disk ( Examples include a cavity) and a recess (cavity) formed in a surface of the rotating disk facing the annular fixed disk.
In the recesses (cavities) of the annular fixed disk and the recesses (cavities) of the rotating disk, a swirl flow is formed in the recesses as the processing target material captured in these recesses rotates with respect to the fixed disk. It is a recess that receives a shearing force and is dispersed when moving while being moved.
また、環状固定円盤の凹所（キャビティ）の縁と該回転円盤の凹所（キャビティ）の縁とは、回転円盤の回転に伴ってそれら縁がすれ違うときに、該回転円盤の上流側の面においては処理対象材料が該回転円盤の円周側へ送られ、該回転円盤の下流側の面においては処理対象材料が該回転円盤の回転軸側へ送られるように、円盤半径方向に対する延び方向角度（固定円盤の凹所縁及び回転円盤の凹所縁間の相対角度）が調整されている。
回転円盤の外周部には、前記供給部による電池材料送り方向と同方向に処理対象材料を送る送り部材（例えばスクリュー様の送り部材）が形成されていてもよい。
Further, when the edge of the recess (cavity) of the annular fixed disk and the edge of the recess (cavity) of the rotating disk pass with each other as the rotating disk rotates, the upstream surface of the rotating disk In the direction of extension with respect to the radial direction of the disk so that the material to be processed is sent to the circumferential side of the rotating disk and the material to be processed is sent to the rotating shaft side of the rotating disk on the downstream side of the rotating disk. The angle (relative angle between the recessed edge of the fixed disk and the recessed edge of the rotating disk) is adjusted.
A feed member (for example, a screw-like feed member) that feeds the material to be processed in the same direction as the battery material feed direction by the supply unit may be formed on the outer peripheral portion of the rotating disk.
処理対象材料を円滑に送るために、各隣り合う前記回転円盤の間に位置する前記回転軸の部分には処理対象材料を前記供給部による電池材料送り方向と同方向に送るための、例えばスクリューのような中間送り部材を設けてもよい。 In order to smoothly feed the material to be treated, for example, a screw for feeding the material to be treated in the same direction as the battery material feeding direction by the supply unit to the part of the rotating shaft located between the adjacent rotating disks An intermediate feed member such as
電極合剤含有組成物スラリーの汚染を抑制するために、前記電池材料と接触する部分の表面を耐摩耗性溶射材料膜で被覆してもよい。
耐摩耗性溶射材料膜としては、タングステンカーバイトの溶射膜を例示できるが、アルミナ、ジルコニア等のセラミック材料の溶射膜を採用することもできる。
In order to suppress contamination of the electrode mixture-containing composition slurry, the surface of the portion in contact with the battery material may be coated with a wear-resistant sprayed material film.
As the wear-resistant sprayed material film, a tungsten carbide sprayed film can be exemplified, but a ceramic material sprayed film such as alumina or zirconia can also be employed.
前記の希釈処理を行う希釈混練分散処理部は、その前段の処理部で得られた硬練混練物を段階的に円滑に薄められるように前記供給部による前記電池材料の送り方向と同方向に複数段に設けられていてもよい。 The dilution kneading dispersion processing section for performing the dilution processing is performed in the same direction as the feeding direction of the battery material by the supply section so that the kneaded kneaded material obtained in the previous processing section can be thinned smoothly in a stepwise manner. It may be provided in a plurality of stages.
例えば２段に設けることができ、その場合、例えば次のように設けることができる。
すなわち、前記供給部における電池材料送り方向と同方向において上流側段の希釈混練分散処理部は前記液状希釈剤として液状の一次希釈剤を投入するための一次希釈剤投入部を有し、該一次希釈剤投入部から投入される一次希釈剤と前記硬練混練分散処理部から供給される前記硬練混練物とを混練するとともに相互に分散させて一次希釈物を得るための一次希釈混練分散処理部とし、下流側段の希釈混練分散処理部は前記液状希釈剤として液状の二次希釈剤を投入するための二次希釈剤投入部を有し、該二次希釈剤投入部から投入される二次希釈剤と前記一次希釈混練分散処理部から供給される前記一次希釈物とを混練するとともに相互に分散させて前記電極合剤含有組成物スラリーを得るための二次希釈混練分散処理部とするのである。
また、この場合、前記一次希釈混練分散処理部における前記一次希釈剤投入部は、該一次希釈混練分散処理部において前記硬練混練分散処理部にもっとも近く配置されている前記回転円盤が嵌挿されている液注部シリンダーに設け、前記二次希釈混練分散処理部における前記二次希釈剤投入部は、該二次希釈混練分散処理部において前記一次希釈混練分散処理部にもっとも近く配置されている前記回転円盤が嵌挿されている液注部シリンダーに設ける。
For example, it can be provided in two stages, in which case it can be provided as follows, for example.
That is, the upstream-stage dilution kneading and dispersing unit in the same direction as the battery material feeding direction in the supply unit has a primary diluent charging unit for charging a liquid primary diluent as the liquid diluent. A primary dilution kneading dispersion process for kneading the primary diluent introduced from the diluent charging section and the kneaded kneaded dispersion supplied from the kneading kneading dispersion processing section and mutually dispersing them to obtain a primary dilution and parts, dilution kneading dispersion treatment of the downstream stage has a secondary diluent introduction part for introducing secondary diluent liquid as the liquid diluent is introduced from the secondary diluent introduction part A secondary dilution kneading dispersion processing unit for kneading and dispersing the secondary diluent and the primary dilution supplied from the primary dilution kneading dispersion processing unit to obtain the electrode mixture-containing composition slurry; To do.
Further, in this case, the primary diluent charging section in the primary dilution kneading dispersion processing section is fitted with the rotating disk arranged closest to the kneading kneading dispersion processing section in the primary dilution kneading dispersion processing section. The secondary diluent charging unit in the secondary dilution kneading and dispersing unit is disposed closest to the primary dilution kneading and dispersing unit in the secondary dilution kneading and dispersing unit. It is provided in a liquid injection part cylinder into which the rotating disk is inserted.
このように希釈処理を行う希釈混練分散処理部として一次希釈混練分散処理部及び二次希釈混練処理部を採用した装置を用いる二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーの製造方法の例として次のものを挙げることができる。 As an example of a method for producing an electrode mixture-containing composition slurry for a secondary battery using an apparatus that employs a primary dilution kneading dispersion processing section and a secondary dilution kneading processing section as a dilution kneading dispersion processing section that performs dilution processing in this way. The following can be mentioned.
二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーの連続製造装置において前記供給部から連続して延びる前記連続回転軸を回転させて該連続回転軸に支持された回転円盤を回転させつつ、前記粉体の電池材料として粉体電極活物質１００部に対し粉体の添加剤である導電助剤及び導電助剤以外の添加剤から選ばれた粉体添加剤を０．０５部から１５部の範囲の割合で配合した粉体電池材料を前記供給部により連続的に前記メカノケミカル処理部へ供給し、該メカノケミカル処理部において前記供給部から供給されてくる該電池材料にメカノケミカル処理を施し、ひき続き該メカノケミカル処理部で得られたメカノケミカル処理物を前記硬練混練分散処理部へ供給し、該硬練混練分散処理部において前記バインダー投入部から液状のバインダーを０．０５部から５０部の範囲の割合で投入し、該バインダーと前記メカノケミカル処理物に混練分散処理を施し、該硬練混練分散処理部で得られた硬練混練物をひき続き前記一次希釈混練分散処理部へ供給し、該一次希釈混練分散処理部において前記一次希釈剤として液状希釈バインダーを１０部〜６０部の範囲の割合で前記一次希釈剤投入部から投入し、該液状希釈バインダーと前記硬練混練分散処理部から供給された硬練混練物に一次希釈混練分散処理を施し、該一次希釈混練分散処理部で得られた一次希釈物をひき続き前記二次希釈混練分散処理部へ供給し、該二次希釈混練分散処理部において前記二次希釈剤として溶剤を１０部〜６０部の範囲の割合で前記二次希釈剤投入部から投入し、該溶剤と前記一次希釈混練分散処理部から供給された一次希釈物に二次希釈混練分散処理を施して固形分濃度が３０％〜９０％になるように配合された二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーを連続的に得る二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーの連続製造方法である。 In a continuous production apparatus for an electrode mixture-containing composition slurry for a secondary battery, while rotating the continuous rotating shaft continuously extending from the supply unit and rotating a rotating disk supported on the continuous rotating shaft, the powder A powder additive selected from a conductive additive which is a powder additive and an additive other than the conductive additive with respect to 100 parts of the powder electrode active material as a battery material of the body is in the range of 0.05 part to 15 parts. Is continuously supplied to the mechanochemical processing unit by the supply unit, and mechanochemical processing is performed on the battery material supplied from the supply unit in the mechanochemical processing unit, Subsequently, the mechanochemically processed product obtained in the mechanochemical processing section is supplied to the kneading and kneading dispersion processing section, and in the kneading and kneading dispersion processing section, the liquid binder is supplied from the binder charging section to 0. 5 parts to 50 parts is added, the binder and the mechanochemically treated product are kneaded and dispersed, and the kneaded and kneaded product obtained in the kneaded and kneaded and dispersed part is continuously added to the primary dilution kneaded product. Supplying to the dispersion processing section, in the primary dilution kneading dispersion processing section, the liquid diluent binder as the primary diluent at a ratio in the range of 10 to 60 parts from the primary diluent charging section, the liquid diluted binder and the above The kneaded kneaded product supplied from the kneaded kneading and dispersing unit is subjected to primary dilution kneading and dispersing treatment, and the primary dilution obtained in the primary dilution kneading and dispersing unit is continuously supplied to the secondary dilution kneading and dispersing unit. In the secondary dilution kneading dispersion processing section, a solvent as the secondary diluent is charged from the secondary diluent charging section at a ratio in the range of 10 to 60 parts, and the solvent and the primary dilution kneading dispersion processing section Supplied from Secondary battery for continuously obtaining an electrode mixture-containing composition slurry for a secondary battery obtained by subjecting the primary dilution to a secondary dilution kneading dispersion treatment so as to have a solid content concentration of 30% to 90% It is a continuous manufacturing method of the electrode mixture containing composition slurry for use.
メカノケミカル処理において導電性の助剤（導電助剤）又は導電助剤以外の添加剤から選ばれた粉体添加剤の量を０．０５部〜１５部とするのは、０．０５部未満では電池の導通が得られない恐れがあり、１５部を超えてくると二次電池の主要材である活物質の割合が減少し、電池容量が小となり、電池性能が低下してくるからである。 In the mechanochemical treatment, the amount of the powder additive selected from the conductive auxiliary agent (conductive auxiliary agent) or additives other than the conductive auxiliary agent is 0.05 to 15 parts. In this case, there is a possibility that the battery cannot be connected. If the amount exceeds 15 parts, the ratio of the active material as the main material of the secondary battery decreases, the battery capacity becomes small, and the battery performance decreases. is there.
硬練混練分散処理において、バインダーの割合を０．０５部から５０部とするのは、０．０５部未満では材料が硬練混練物、換言すれば粘土状物にならず、混練操作の効率が低下するからであり、５０部を超えてくると、スラリー粘度の低下による剪断力伝達不良、それによる混練分散処理の効率低下が生じてくるからである。 In the kneading and kneading dispersion treatment, the binder ratio is set to 0.05 part to 50 parts because if the amount is less than 0.05 part, the material does not become a kneaded kneaded material, in other words, a clay-like material, and the efficiency of the kneading operation is reduced. This is because if the amount exceeds 50 parts, shearing force transmission failure due to a decrease in slurry viscosity, resulting in a decrease in efficiency of the kneading and dispersing treatment.
また、一次希釈混練分散処理において希釈バインダーの割合を１０部〜６０部とするのは、１０部未満では活物質と活物質、或いは活物質とスラリーを塗布する対象材（一般的には集電体）の結着性が乏しくなるからであり、６０部を超えてくると、電池性能に直接関係のないバインダーの割合が増えてくるからである。 Also, in the primary dilution kneading dispersion treatment, the ratio of the diluted binder is 10 parts to 60 parts because if it is less than 10 parts, the active material and the active material or the target material to which the active material and the slurry are applied (generally a current collector) This is because the binding property of the body becomes poor, and when it exceeds 60 parts, the proportion of the binder that is not directly related to the battery performance increases.
二次希釈混練分散処理において溶剤の割合を１０部〜６０部とするのは、１０部未満ではスラリー粘度が高くなることによる塗工不良が発生し、６０部を超えてくると、最終的に揮発させる溶剤の量が増え過ぎるからである。 かくして、最終的に得られる電極合剤含有組成物スラリーにおいては固形分濃度が３０％〜９０％になるよう配合された状態となる。この固形分濃度のスラリーを塗工処理に供することができる。 In the secondary dilution kneading and dispersing treatment, the solvent ratio is 10 parts to 60 parts. If less than 10 parts, poor coating due to an increase in slurry viscosity occurs. This is because the amount of the solvent to be volatilized increases too much. Thus, the electrode mixture-containing composition slurry finally obtained is in a state where the solid content concentration is 30% to 90%. This solid content slurry can be subjected to a coating treatment.
以上説明したように本発明によると、二次電池形成のための電極合剤含有組成物スラリー塗布対象材への塗布工程に供することができる均質な電極合剤含有組成物スラリーを少なくとも粉体の電極活物質を含む粉体電池材料を出発原料として目的とする電極合剤含有組成物スラリーまで一貫して連続的に再現性良好に製造することができる二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーの連続製造装置及び連続製造方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, at least a homogeneous electrode mixture-containing composition slurry that can be subjected to an application process to an electrode mixture-containing composition slurry application target material for forming a secondary battery is at least in powder form. An electrode mixture-containing composition for a secondary battery that can be manufactured continuously and continuously with good reproducibility up to a target electrode mixture-containing composition slurry using a powder battery material containing an electrode active material as a starting material A slurry continuous production apparatus and a continuous production method can be provided.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーの連続製造装置の１例の構成を概略的に示している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 schematically shows a configuration of an example of a continuous production apparatus for an electrode mixture-containing composition slurry for a secondary battery according to the present invention.
図１に示す二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーの連続製造装置（以下、「連続混練分散機」という。）１０は、粉体電池材料の供給部の１例であるフィード部１、メカノケミカル処理部２、硬練混練分散処理部３、一次希釈混練分散処理部４、二次希釈混練分散処理部５、メータリング部６及び排出部７を備えている。
A continuous production apparatus (hereinafter referred to as “continuous kneading and dispersing machine”) 10 for an electrode mixture-containing composition slurry for a secondary battery shown in FIG. 1 is a
また、少なくとも粉体の正極活物質又は粉体の負極活物質を含む粉体電池材料を構成する各粉体原料をそれらの配合割合を予め定めたものとしてフィード部１へ投入するための複数の定量フィーダ８も含んでいる。
In addition, a plurality of powder raw materials constituting a powder battery material including at least a powdered positive electrode active material or a powdered negative electrode active material are supplied to the
フィード部１は、水平方向に延びる筒状のケーシングと１１と、このケーシング１１に中心軸線を同じくして、且つ、螺旋羽根周縁が該ケージング内周面に摺動可能に嵌挿されたスパイラルロッド１２とを備えている。
The
フィード部１による材料送り方向において、ケーシング１１の上流側端部の上部には、２台以上の前記定量フィーダー８が搭載されていて、これら定量フィーダー８は、ケーシング１１の原料受入れ開口１１１に連通している。
In the material feeding direction by the
スパイラルロッド１２は、中心軸棒１２１の外周面に、所定方向に螺設されたスパイラルフイン（螺旋羽根）１２２を形成したもので、軸棒１２１の基端部（図１の右側端部）が、ケーシング１１に固定支持された定位置の図示省略の駆動モータ軸に接続されており、該モータにより回転駆動可能なものである。
The
定量フィーダー８から供給された原料は、このスパイラルフイン１２２の回転によってメカノケミカル処理部２、硬練混練分散処理部３、一次希釈混練分散処理部４、二次希釈混練分散処理部５、メータリング部６及び排出部７へ順次圧送されるようになっている。
The raw material supplied from the quantitative feeder 8 is rotated by the
定量フィーダー８は、粉体電池材料を構成する各粉体原料を予め定めた配合割合でフィード部１へ連続的に投入するために、該各粉体原料を連続的に所定の一定量計量しつつフィード部１２へ投入するものである。
The quantitative feeder 8 continuously measures a predetermined amount of each powder raw material in order to continuously feed each powder raw material constituting the powder battery material into the
各定量フィーダー８は原料を収容する原料ホッパ６１と、原料を計量するロードセル６２と、原料ホッパ６１の底部から切り出される原料をフィード部１へ向けて送り出すためのスパイラルフィーダー６３と、そのスパイラルフィーダー６３の粉体送出端に連通するようにケーシング１１の原料受入口１１１の周縁部から立設された連絡筒体６４とを備えている。
Each quantitative feeder 8 includes a
スパイラルフイーダ６３は、原料ホッパ６１の底部開口と連絡筒体６４の上部開口との間に設けられて、これら開口を連通させる筒体６５内にスパイラルフインをその周縁が筒体内面に摺動可能に嵌装したものである。図示省略のフィードモータの駆動によって、スパイラルフィーダー６３が回転し、それにより原料ホッパー６１内の原料が搬送され、筒体６５及び連絡筒体６４を介してケーシング１１内へ供給される。ケーシング１１内への供給量は、あらかじめ設定しておき、ロスインウェイト式で定量供給することができる。 図１に示す装置１０のように定量フィーダ８が２台設けられている場合、例えば、一方の定量フィーダ８で粉体の正極活物質又は粉体の負極活物質を計量して供給するとともに他方の定量フィーダ８で粉体の導電助剤を計量して供給することができる。
なお、定量フィーダ８は必要に応じ３台以上設けてもよい。
The
Three or more quantitative feeders 8 may be provided as necessary.
メカノケミカル処理部２は、この実施形態では２枚の環状の固定円盤２１と、これら固定円盤２１間に挟持された環状の混練シリンダー２２と、固定円盤２１間に、且つ、固定円盤２１に対向するように配置された回転円盤２３とを含んでいる。
後述する硬練混練分散処理部３の液注部回転円盤２５の上流側の側面もメカノケミカル処理部２の一部である。
In this embodiment, the
The side surface on the upstream side of the liquid injection
メカノケミカル処理部２は以上説明したものに限定されない。もう少し一般的に言えば、２枚以上の環状の固定円盤２１と、これら固定円盤２１間に挟持された状態で固定円盤２１と交互に配置される１枚以上の環状の混練シリンダー２２と、表裏面（図１において右側の面及び左側の面、換言すれば、材料送り方向において上流側の面及び下流側の面）が固定円盤２１と対向した状態で混練シリンダー２１と中心軸線を同じくして配置される１枚以上の回転円盤２３とを含むものである。
The
各回転円盤２３は、スパイラルロッド１２の中心軸棒１２１先端から中心軸線を同じくして一体的に突設された回転軸２００に外嵌されている。回転軸２００はスパイラルロッド１２の中心軸棒１２１より小径であり、両者境界に段差が形成されている。回転軸２００のうち、固定円盤２１の内周面に臨み、且つ、回転円盤２３に隣り合う部分には、中間送り部材の例として筒状の中間スクリュー２４が外嵌されている。中間スクリュー２４によって回転軸２００に回転円盤２３と中間スクリュー２４とが交互に装着された状態になっている。
Each
回転円盤２３は、外径寸法が混練シリンダー２２の内径寸法より僅かに小さく設定されているとともに、中間スクリュー２４は、外径寸法が固定円盤２１の内径寸法より僅かに小さく設定され、これによって回転円盤２３及び中間スクリュー２４は、回転軸２００に交互に外嵌された状態で、外周面が混練シリンダー２２及び固定円盤２１の内周面に対して原料が通過し得る隙間を提供しつつそれぞれ対向している。
The
連続混練分散機１０によれば、原料ホッパー６１に投入された原料は、スパイラルフィーダー６３の駆動によって原料ホッパー６１の底部から切り出され、筒体６５及び連絡筒体６４を介してフィード部１のケーシング１１内へ導入される。
ケーシング１１内に導入された原料は、スパイラルロッド１２の駆動回転によるスパイラルフイン１２２の回転によって順次下流側のメカノケミカル処理部２へ向けて搬送される。
According to the continuous kneading and dispersing
The raw material introduced into the
そして、メカノケミカル処理部２へ搬送された原料は、まず、回転している最上流側（図１において右側）の中間スクリュー２４の外周面と、最上流側の固定円盤２１の内周面との間を通過し、ひき続き最上流側の固定円盤２１の図１における左側面と、回転している回転円盤２３の上流側側面（図１において右側面）の間を通過するに際し、当該原料にメカノケミカル処理が施される。
The raw material conveyed to the
かかる原料に対するメカノケミカル処理が固定円盤２１、混練シリンダー２２、回転円盤２３及び中間スクリュー２４の設置分だけ複数段で繰り返され、最後にメカノケミカル処理部２の最下流側の固定円盤２１の図１において左側面と硬練混練分散処理部３の液注部回転円盤２５の図１における右側面との間でメカノケミカル処理が行われる。
The mechanochemical treatment for the raw material is repeated in a plurality of stages for the installation of the fixed
メカノケミカル処理の完了により得られたメカノケミカル処理物は、スパイラルロッド１２及び中間スクリュー２４の回転により硬練混練分散処理部３へと搬送される。
The mechanochemically processed product obtained by the completion of the mechanochemical process is conveyed to the kneading and kneading
硬練混練分散処理部３は、
メカノケミカル処理部２の最下流側の固定円盤２１に接するよう配置された、液状バインダー投入部例の部品である液注部シリンダー２６と、
２枚以上の環状の固定円盤２９と、
固定円盤２９間に狭持された状態で固定円盤２９と交互に配設される１枚以上の環状の混練シリンダー３０（本例では２枚の固定円盤２９間に狭持された環状の混練シリンダー３０）と、
表裏面（図１の右側面及び左側面、換言すれば材料送り方向において上流側の面及び下流側の面）が固定円盤２１及び２９と対向した状態で液注部シリンダー２６に中心軸線を同じくして嵌挿された液注部回転円盤２５と、
表裏面が固定円盤２９と対向した状態で混練シリンダ３０に中心軸線を同じくして嵌挿された１枚以上の回転円盤３１とを含んでいる。
後述する１次希釈混練分散処理部４の液注部回転円盤３３の上流側の側面も硬練混練分散処理部３の一部である。
The kneading and kneading
A liquid injection part cylinder 26, which is a part of an example of a liquid binder charging part, disposed so as to be in contact with the
Two or more annular
One or more annular kneading cylinders 30 arranged alternately with the
The central axis of the liquid injection part cylinder 26 is the same with the front and back surfaces (the right side surface and the left side surface in FIG. 1, in other words, the upstream side surface and the downstream side surface in the material feeding direction) facing the fixed
It includes one or more rotating disks 31 that are fitted and inserted into the kneading cylinder 30 with the same center axis in a state where the front and back surfaces face the fixed
The upstream side surface of the liquid injection
液注部回転円盤２５は、メカノケミカル処理部２の最下流側の中間スクリュー２４の図１における左側面と接する位置で前記メカノケミカル処理部２の回転軸２００から一体的に延びる回転軸３００に外嵌されている。回転円盤３１も回転軸３００に外嵌されている。
The liquid injection
回転円盤２５、３１は、メカノケミカル処理部２の回転軸２００から一体的に延びる回転軸３００に外嵌されている。固定円盤２９の内周面に臨み、且つ、回転円盤３１に隣り合う回転軸３００の部分には、中間送り部材の例として筒状の中間スクリュー３２が外嵌されている。中間スクリュー３２によって回転軸３００に回転円盤３１と中間スクリュー３２とが交互に装着された状態になっている。
The
液注部回転円盤２５は、外径寸法が液注部シリンダー２６の内径寸法より僅かに小さく設定されており、回転円盤３１も同様に、外径寸法が混練シリンダー３０の内径寸法より僅かに小さく設定されているとともに、中間スクリュー３２は外径寸法が固定円盤２９の内径寸法より僅かに小さく設定されている。これによって液注部回転円盤２５、回転円盤３１及び中間スクリュー３２は、回転軸３００に交互に外嵌された状態で、外周面が液注部シリンダー２６、混練シリンダー３０及び固定円盤２９の内周面に対して原料が通過し得る隙間を介してそれぞれ対向するようになっている。
The outer diameter of the liquid injection
液状原料であるバインダーは、図示省略の容器にストックしておき、定量移送に優れた図示省略のポンプを用いて移送する。液注部シリンダー２６の外周部から内周部にかけて貫通したバインダー投入部２７が設けられており、バインダー投入部２７には連続分散混練機１０から投入部２７側への粉体電池原料の逆流を防止するための逆止弁２８が接続されている。
The binder, which is a liquid raw material, is stocked in a container (not shown) and is transferred using a pump (not shown) excellent in quantitative transfer. A
図示省略の前記容器と前記ポンプの吸込口を配管で接続し、該ポンプの吐出口と逆止弁２８とをそれらの間に接続した図示省略の質量流量計を介して配管接続し、かくして液状バインダーを連続分散混練機１００のバインダー投入部２７へ供給するバインダーの量をあらかじめ設定した値になるよう制御する。
The container (not shown) and the suction port of the pump are connected by piping, and the discharge port of the pump and the
硬練混練分散処理部３へ搬送されたメカノケミカル処理が施されたメカノケミカル処理物（本例ではメカノケミカル処理が施された粉体原料）は、まず、回転している液注部回転円盤２５の外周面と、液注部シリンダー２６の内周面との間を通過する。
The mechanochemically processed product (powder material subjected to mechanochemical processing in this example) conveyed to the kneading and kneading
一方、液注部シリンダー２６に設けたバインダー投入部２７から供給されるバインダーは、液注部回転円盤２５の外周面と、液注部シリンダー２６の内周面の間の隙間に入り込み、前記粉体のメカノケミカル処理物と混合され、粘土状物を形成する。
On the other hand, the binder supplied from the
これら原料は、回転している液注部回転円盤２５の図１における左側面と最上流側の固定円盤２９の図１における右側面との間を通過し、ひき続き回転している最上流側（図１の右側）の中間スクリュー３２の外周面と、最上流側の固定円盤２９の内周面との間を通過し、その後最上流側の固定円盤２９の図１における左側面と、回転している回転円盤３１の右側面との間を通過し、これらの隙間の通過に際して当該原料に硬練混練分散処理が施される。
These raw materials pass between the left side surface in FIG. 1 of the rotating liquid injection
かかる原料に対する硬練混練分散処理が固定円盤２９、混練シリンダー３０、回転円盤３１及び中間スクリュー３２の設置分だけ複数段で繰り返され、最後に硬練混練分散処理部３の最下流側の固定円盤２９の図１における左側面と次段の一次希釈混練分散処理部４の液注部回転円盤３３の図１における右側面との間で硬練混練分散処理が行われる。硬練混練分散処理の完了により得られた硬練混練物は、前記スパイラルロッド１２及び中間スクリュー２４及び３２の回転により一次希釈混練分散処理部４へと搬送される。
The kneading and kneading dispersion treatment for the raw material is repeated in a plurality of stages for the number of installations of the fixed
硬練混練分散処理部３と一次希釈混練分散処理部４の間に二次硬練混練分散処理部、３次硬練混練分散処理部、４次硬練混練分散処理部・・・を設けるというように、硬練混練分散処理部を複数段に設けてもよい。
Between the kneading kneading
一次希釈混練分散処理部４は、
硬練混練分散処理部３の最下流側の固定円盤２９と接するように配置された、一次希釈剤例である液状希釈バインダーの投入部の例の部品である液注部シリンダー３４と、
２枚以上の環状の固定円盤３７と、
固定円盤３７間に狭持された状態で固定円盤３７と交互に配設される１枚以上の環状の混練シリンダー３８（本例では２枚の固定円盤３７間に狭持された環状の混練シリンダー３８）と、
表裏面（図１の右側面及び左側面、換言すれば材料送り方向において上流側の面及び下流側の面）が固定円盤２９及び３７と対向した状態で液注部シリンダー３４に中心軸線を同じくして嵌挿された液注部回転円盤３３と、
表裏面が固定円盤３７と対向した状態で混練シリンダー３８に中心軸線を同じくして嵌挿された１枚以上の回転円盤３９とを含んでいる。
なお、後述する２次希釈混練分散処理部５における液注部回転円盤４１の上流側の側面も一次希釈混練分散処理部４の一部である。
The primary dilution kneading
A liquid injection part cylinder 34 which is a part of an example of a charging part of a liquid dilution binder which is an example of a primary diluent, disposed so as to be in contact with the
Two or more annular
One or more annular kneading cylinders 38 arranged alternately with the fixed
The center axis of the liquid injection part cylinder 34 is the same with the front and back surfaces (the right side surface and the left side surface in FIG. 1, in other words, the upstream side surface and the downstream side surface in the material feeding direction) facing the fixed
It includes one or more rotating disks 39 that are inserted into the kneading cylinder 38 with the same center axis line with the front and back surfaces facing the fixed
Note that the side surface on the upstream side of the liquid injection
液注部回転円盤３３は、硬練混練分散処理部３の最下流側の中間スクリュー３２の図１における左側面と接する位置で、前記硬練混練分散処理部３の回転軸３００から一体的に延びる回転軸４００に外嵌されている。回転円盤３９も回転軸４００に外嵌されている。
The liquid injection
回転円盤３３、３９は、硬練混練分散処理部３の回転軸２００から一体的に延びる回転軸３００に外嵌されている。固定円盤３７の内周面に臨み、且つ、回転円盤３９に隣り合う回転軸４００の部分には、中間送り部材の例として筒状の中間スクリュー４０が外嵌されている。中間スクリュー４０によって回転軸４００に回転円盤３９と中間スクリュー４０とが交互に装着された状態になっている。
The
液注部回転円盤３３は、外径寸法が液注部シリンダー３４の内径寸法より僅かに小さく設定されており、回転円盤３９も同様に、外径寸法が混練シリンダー３８の内径寸法より僅かに小さく設定されているとともに、中間スクリュー４０は、外径寸法が固定円盤３７の内径寸法より僅かに小さく設定され、これらによって液注部回転円盤３３、回転円盤３９及び中間スクリュー４０は、回転軸４００に交互に外嵌された状態で、外周面が液注部シリンダー３４、混練シリンダー３８及び固定円盤３７の内周面に対して処理対象材料が通過し得る隙間を介してそれぞれ対向している。
The outer diameter of the liquid injection
一次希釈バインダーは、図示省略の容器にストックしておき、定量移送に優れた図示省略のポンプを用いて移送する。液注部シリンダー３４の外周部から内周部にかけて貫通した一次希釈バインダー投入部３５が設けられており、バインダー投入部３５には連続分散混練機１０から投入部３５側への処理材料の逆流を防止するための逆止弁３６が接続されている。
The primary dilution binder is stocked in a container (not shown) and transferred using a pump (not shown) excellent in quantitative transfer. A primary dilution
図示省略の前記容器と前記ポンプの吸込口を配管で接続し、該ポンプの吐出口と逆止弁３６とをそれらの間に接続した図示省略の質量流量計を介して配管接続し、かくして連続分散混練機１０の一次希釈バインダー投入部３５へ供給する液状の一次希釈バインダーの量をあらかじめ設定した値になるよう制御する。
The container (not shown) and the suction port of the pump are connected by piping, and the discharge port of the pump and the
一次希釈混練分散処理部４へ搬送された、硬練混練分散処理が施された硬練混練物は、まず、回転している液注部回転円盤３３の外周面と、液注部シリンダー３４の内周面との間を通過する。
The kneaded and kneaded material that has been subjected to the kneading and kneading dispersion process, which has been transported to the primary dilution kneading and
一方、液注部シリンダー３４に設けた一次希釈バインダー投入部３５から供給されるバインダーは、液注部回転円盤３３の外周面と、液注部シリンダー３４の内周面の間の隙間に入り込み、硬練混練分散処理部３から供給される硬練混練物と混合される。
On the other hand, the binder supplied from the primary dilution
これら材料は、回転している液注部回転円盤３３の図１における左側面と最上流側の固定円盤３７の図１における右側面との間を通過し、ひき続き回転している最上流側（図１の右側）の中間スクリュー４０の外周面と、最上流側の固定円盤３７の内周面との間を通過し、その後最上流側の固定円盤３７の図１における左側面と、回転している回転円盤３９の右側面との間を通過し、これらの隙間の通過に際して当該原料に混練分散処理が施される。
These materials pass between the left side surface in FIG. 1 of the rotating liquid injection
かかる混練分散処理が固定円盤３７、混練シリンダー３８、回転円盤３９及び中間スクリュー４０の設置分だけ複数段で繰り返され、最後に一次混練分散処理部４の最下流側の固定円盤３７の図１における左側面と次段の二次希釈混練分散処理部５の液注部回転円盤４１の図１における右側面との間でさらに混練分散処理が行われる。一次混練分散処理の完了により得られた一次希釈混練物は、前記スパイラルロッド１２及び中間スクリュー２４、３２及び４０の回転により二次希釈混練分散処理部５へと搬送される。
Such a kneading and dispersing process is repeated in a plurality of stages for the amount of installation of the fixed
二次希釈混練分散処理部５は、
一次希釈混練分散処理部４の最下流側の固定円盤３７と接するよう配置された、二次希釈剤である溶剤の投入部の例の部品である液注部シリンダー４２と、
３枚以上の環状の固定円盤４５と、
固定円盤４５間に狭持された状態で固定円盤４５と交互に配設される３枚以上の環状の混練シリンダー４６（本例では３枚の固定円盤４５の各隣に配置された環状の混練シリンダー４６）と、
表裏面（図１の右側面及び左側面、換言すれば材料送り方向において上流側の面及び下流側の面）が固定円盤３７及び４５と対向した状態で液注部シリンダー４２に中心軸線を同じくして嵌挿された液注部回転円盤４１と、
表裏面が固定円盤４５と対向した状態で混練シリンダー４６に中心軸線を同じくして嵌挿された３枚以上の回転円盤４７とを含んでいる。
後述するメータリング部６における環状の前固定円盤５１の上流側の側面も二次希釈混練分散処理部５の一部である。
Secondary dilution kneading
A liquid injection part cylinder 42, which is a part of an example of a solvent addition part that is a secondary diluent, disposed so as to be in contact with the
Three or more annular
Three or more
The center axis of the liquid injection cylinder 42 is the same with the front and back surfaces (the right side surface and the left side surface in FIG. 1, in other words, the upstream side surface and the downstream side surface in the material feeding direction) facing the fixed
It includes three or more
An upstream side surface of the annular front fixed
液注部回転円盤４１は、一次希釈混練分散処理部４の最下流側の中間スクリュー４０の図１における左側面と接する位置で、一次希釈混練分散処理部４の回転軸４００から一体的的に延びる回転軸５００に外嵌されている。回転円盤４７も回転軸５００に外嵌されている。
The liquid injection
隣り合う回転円盤４７間及び液注部回転円盤４１と回転円盤４７との間には、中間送り部材の例として筒状の中間スクリュー４８が外嵌されている。中間スクリュー４８によって回転軸５００に回転円盤４７と中間スクリュー４８とが交互に装着された状態になっている。
As an example of an intermediate feed member, a cylindrical
液注部回転円盤４１は、外径寸法が液注部シリンダー４２の内径寸法より僅かに小さく設定されており、回転円盤４７も同様に、外径寸法が混練シリンダー４６の内径寸法より僅かに小さく設定されているとともに、中間スクリュー４８は、外径寸法が固定円盤４５の内径寸法より僅かに小さく設定され、これによって液注部回転円盤４１、各回転円盤４７及び各中間スクリュー４８は、回転軸５００に交互に外嵌固定された状態で、外周面が液注部シリンダー４２、混練シリンダー４６及び固定円盤４５の内周面に対して処理対象材料が通過し得る隙間を介してそれぞれ対向するようになっている。
The outer diameter dimension of the liquid injection
溶媒は、図示省略の容器にストックしておき、定量移送に優れた図示省略のポンプを用いて移送する。液注部シリンダー４２の外周部から内周部にかけて貫通した溶媒投入部４３が設けられており、溶媒投入部４３には連続分散混練機１０から投入部４３側への処理材料の逆流を防止するための逆止弁４４が接続されている。
The solvent is stocked in a container (not shown) and is transferred using a pump (not shown) excellent in quantitative transfer. A
図示省略の前記容器と前記ポンプの吸込口を配管で接続し、該ポンプの吐出口と逆止弁４４とをそれらの間に接続した図示省略の質量流量計を介して配管接続し、かくして連続分散混練機１０の溶媒投入部４３へ供給する液状溶媒の量をあらかじめ設定した値になるよう制御する。
The container (not shown) and the suction port of the pump are connected by piping, and the discharge port of the pump and the check valve 44 are connected by piping via a mass flow meter (not shown) connected between them, thus continuously. The amount of the liquid solvent supplied to the
二次希釈混練分散処理部５へ搬送された一次希釈物は、まず、回転している液注部回転円盤４１の外周面と、液注部シリンダー４２の内周面との間を通過する。一方、液注部シリンダー４２に設けた溶媒投入部４３から供給される溶媒は、液注部回転円盤４１の外周面と、液注部シリンダー４２の内周面の間の隙間に入り込み、前記一次希釈混練分散処理を施した一次希釈物と混合される。
The primary dilution conveyed to the secondary dilution kneading
これら混合物は回転している液注部回転円盤４１の図１における左側面と最上流側の固定円盤４５の図１における右側面との間を通過し、ひき続き、回転している最上流側（図1 の右側）の中間スクリュー４８の外周面と、最上流側の固定円盤４５の内周面との間を通過し、その後最上流側の固定円盤４５の図１における左側面と、回転している最上流側の回転円盤４７の右側面との間を通過し、これらの隙間の通過に際して当該処理対象材料に二次希釈混練分散処理が施される。
These mixtures pass between the left side surface in FIG. 1 of the rotating liquid injection
かかる材料に対する二次希釈混練分散処理が固定円盤４５、混練シリンダー４６、回転円盤４７及び中間スクリュー４８の設置分だけ複数段で繰り返され、最後に二次希釈混練分散処理部５の最下流側の回転円盤４７の図１における左側面とメータリング部６の前固定円盤５１の図１における右側面との間で最終的な二次希釈混練分散処理が行われる。
The secondary dilution kneading and dispersing process for the material is repeated in a plurality of stages by the amount of the fixed
二次希釈混練分散処理の完了により得られた正極合剤含有組成物スラリー或いは負極合剤含有組成物スラリーは、スパイラルロッド１２、中間スクリュー２４、３２、４０及び４８の回転によりメータリング部６へと搬送される。
The positive electrode mixture-containing composition slurry or the negative electrode mixture-containing composition slurry obtained by the completion of the secondary dilution kneading dispersion treatment is transferred to the
二次希釈混練分散処理部５とメータリング部６との間に三次希釈混練分散処理部、四次希釈混練分散処理部、五次希釈混練分散処理部・・・を設けるというように、希釈混練分散処理部は３段以上に設けてもよいし、場合によっては１段だけでもよい。
Dilution kneading is provided between the secondary dilution kneading
メータリング部６は、二次希釈混練分散処理部５の最下流側の混練シリンダー４６と接するよう配置された環状の前固定円盤５１と、前固定円盤５１と接するように配置されたメータリングシリンダー５０と、前固定円盤５１とメータリングシリンダー５０に中心軸線を同じくして配置されたメータリングスクリュー４９を含んでいる。
The
メータリングスクリュー４９は、その上流側端が二次希釈混練分散処理部５の最下流側の回転円盤４７の図１における左側面と接する状態で、二次希釈混練分散処理部５の回転軸５００から一体的に延びる回転軸６００に外嵌固定されている。
The
メータリング部６へ搬送されてくる、二次希釈混練分散処理を施して得られた電極合剤含有組成物スラリーは、回転するメータリングスクリュー４９の外周面と、前固定円盤５１の内周面及びメータリングシリンダー５０の内周面との間を通過し、排出部７から装置１０外へ定量排出される。
The electrode mixture-containing composition slurry, which is transported to the
排出部７から排出される電極合剤含有組成物スラリーは、例えば、電極合剤含有組成物層、さらには該電極合剤含有組成物層からなる正極或いは負極を得るために、電極合剤含有組成物スラリーを集電体に塗布する塗布工程に供することができる。
The electrode mixture-containing composition slurry discharged from the
メータリング部６を省略し、二次希釈混練分散処理部５の最下流側端部に排出部７を設けることも可能である。
It is also possible to omit the
前記したフィード部１のスパイラルロッド中心軸１２１、メカノケミカル処理部２の回転軸２００、硬練混練分散処理部３の回転軸３００、一次希釈混練分散処理部４の回転軸４００、二次希釈混練分散処理部５の回転軸５００及びメータリング部６の回転軸６００は一体的に連続形成されている。
The above-described spiral rod
連続式混練分散機１０における回転円盤２３、３１、３９、４７、中間スクリュー２４、３２、４０、４８、液注部回転円盤２５、３３、４１及びメータリングスクリュー４９は最終段回転軸６００に形成された雄ねじに螺合されたスクリューヘッド５２を緊締することで、スパイラルロッド１２へ押圧固定され、各対応する回転軸上に位置決めされる。
The
固定円盤２１、２９、３７、４５、混練シリンダー２２、３０、３８、４６、液注部固定円盤２６、３４、４２、前固定円盤５１及びメータリングシリンダー５０には、一部だけを図１に示すタイロッド９がメータリングシリンダー５０側から貫通され、フィード部１のケーシング１１に螺合緊締されており、これにより２１、２９、３７、４５、混練シリンダー２２、３０、３８、４６、液注部固定円盤２６、３４、４２、前固定円盤５１及びメータリングシリンダー５０がフィード部１と一体化している。
The fixed
図２にメカノケミカル処理部２、硬練混練分散処理部３及び一次希釈混練分散処理部４における環状の固定円盤２１、２９、３７の材料搬送方向において上流側の面２０７及び下流側の面２０８を示す。上流側の面２０７には全体として円形配列で複数の凹所（キャビティ）２０７’が形成されている。下流側の面２０８には全体として円形配列で複数の凹所（キャビティ）２０８’が形成されている。なお、孔ｈは前記タイロッドを通す孔である。後述する固定円盤、回転円盤等においても孔ｈは前記タイロッドを通す孔である。
FIG. 2 shows an
図３にメカノケミカル処理部２、硬練混練分散処理部３及び一次希釈混練分散処理部４における回転円盤２３、３１、３９及び液注部回転円盤２５、３３の材料搬送方向において上流側の面２０１及び下流側の面２０２を示す。図３には回転円盤２３、３１、３９等の回転方向も示す。上流側の面２０１には複数の凹所（キャビテヤ）２０１’が形成さており、下流側の面２０２にも複数の凹所（キャビティ）２０２’が形成、配列されている。
FIG. 3 shows the upstream surface in the material conveying direction of the
図４に液注部回転円盤４１の材料搬送方向において上流側の面２０３及び下流側の面２０４を示す。図４には液注部回転円盤４１の回転方向も示す。上流側の面２０３には複数の凹所（キャビティ）２０３’が形成、配列されている。下流側の面２０４には複数の凹所（キャビティ）２０４’が形成、配列されている。
FIG. 4 shows an
図５に二次希釈混練分散処理部５における環状の固定円盤４５及び前固定円盤５１の材料搬送方向において上流側の面２０９及び固定円盤４５の下流側の面２１０を示す。
上流側の面２０９には複数の凹所（キャビティ）２０９’が配列されており、下流側の面２１０にも複数の凹所（キリビティ）２０１’が配列されている。
図６に二次希釈混練分散処理部５における回転円盤４７の上流側の面２０５及び下流側の面２０６を示す。図６には回転円盤４７の回転方向も示す。上流側の面２０５には複数の凹所（キャビティ）２０５’が形成、配列されており、下流側の面２０６には複数の凹所（キャビティ）２０６’が形成、配列されている。
FIG. 5 shows an
A plurality of recesses (cavities) 209 ′ are arranged on the
FIG. 6 shows the
メカノケミカル処理部２等における固定円盤とそれに対向する回転円盤との間に形成される前記剪断分散処理域ついてさらに説明する。
メカノケミカル処理部２における上流側の固定円盤２１の下流側の側面２０８（図２参照）とそれに対向する回転円盤２３の上流側の側面２０１（図３参照）とで、それらの隙間に入り込む処理対象材料に剪断及び分散処理を施す剪断分散処理域が形成されている。
The shear dispersion treatment area formed between the fixed disk and the rotating disk facing the fixed disk in the
A process in which the downstream side surface 208 (see FIG. 2) of the upstream fixed
この剪断分散処理域は固定円盤２１の下流側の側面２０８に形成された複数の凹所２０８’（図２参照）とこれに対向する回転円盤２３の上流側の側面２０１に形成された複数の凹所２０１’（図３参照）とを含んでいる。
The shear dispersion treatment area includes a plurality of
この剪断分散処理域によると、固定円盤２１の下流側面２０８の凹所２０８’及び回転円盤２３の上流側の側面２０１の凹所２０１’に捕捉される材料が固定円盤２１に対する回転円盤２３の回転に伴って凹所内に旋回流が形成されつつ移動する際に剪断力を受けるとともに分散せしめられる。
環状固定円盤２１の凹所２０８’の縁と回転円盤２３の凹所２０１’の縁とは、回転円盤２３の回転に伴ってそれら縁がすれ違うときに、処理対象材料が回転円盤２３の円周側へ送られるように、円盤半径方向に対する延び方向角度（固定円盤の凹所縁と回転円盤の凹所縁の延び方向の相対的角度）が調整されている。
図示を省略しているが、回転円盤２３の外周部には処理対象材料を送るスクリュー様の送り部材が形成されている。このスクリュー様の送り部材は他の回転部材にも設けられている。
According to this shear dispersion processing region, the material trapped in the
When the edge of the
Although not shown, a screw-like feeding member for feeding the material to be processed is formed on the outer peripheral portion of the
また、メカノケミカル処理部２における下流側の固定円盤２１の上流側の側面２０７（図２参照）とそれに対向する回転円盤２３の下流側の側面２０２（図３参照）とで、それらの隙間に入り込む処理対象材料に剪断及び分散処理を施す剪断分散処理域が形成されている。
Further, in the gap between the upstream side surface 207 (see FIG. 2) of the downstream fixed
この剪断分散処理域は下流側固定円盤２１の上流側の側面２０７に形成された複数の凹所２０７’（図２参照）とこれに対向する回転円盤２３の下流側の側面２０２に形成された複数の凹所２０２’（図３参照）とを含んでいる。
This shear dispersion treatment area was formed on a plurality of
かくして、下流側固定円盤２１の上流側の側面２０７の凹所２０７’及び回転円盤２３の下流側の側面２０２の凹所２０２’に捕捉される材料は、回転円盤２３の固定円盤２１に対する回転に伴い、剪断及び分散処理を受ける。
下流側固定円盤２１の上流側側面の凹所２０７’の縁と回転円盤２３の下流側側面の凹所２０２’の縁とは、回転円盤２３の回転に伴ってそれら縁がすれ違うときに、処理対象材料が回転円盤２３の回転軸側へ送られるように、円盤半径方向に対する延び方向角度（固定円盤の凹所縁と回転円盤の凹所縁の延び方向の相対的角度）が調整されている。
Thus, the material trapped in the
When the edge of the
さらに、下流側の固定円盤２１の下流側の側面２０８（図２参照）とそれに対向す液注部回転円盤２５の上流側の側面２０１（図３参照）とで、それらの隙間に入り込む処理対象材料に剪断及び分散処理を施す剪断分散処理域が形成されている。
Furthermore, the downstream side 208 (see FIG. 2) of the
この剪断分散処理域は下流側固定円盤２１の下流側の側面２０８に形成された複数の凹所２０８’（図２参照）とこれに対向する回転円盤２５の上流側の側面２０１に形成された複数の凹所２０１’（図３参照）とを含んでいる。
This shear dispersion treatment area was formed on a plurality of
かくして、下流側固定円盤２１の下流側の側面２０８の凹所２０８’及び回転円盤２５の上流側側面の凹所２０１’（図３参照）に捕捉される材料は剪断、分散処理を受ける。
Thus, the material trapped in the
硬練混練分散処理部３においても、同様に、
液注部回転円盤２５の下流側側面とそれに対向する上流側固定円盤２９の上流側の側面との間、
上流側固定円盤２９の下流側の側面とそれに対向する回転円盤３１の上流側の側面との間、
回転円盤３１の下流側の側面とそれに対向する下流側固定円盤２９の上流側の側面との間、及び
下流側固定円盤２９の下流側の側面とそれに対向する液注部回転円盤３３の上流側の側面との間
にそれぞれメカノケミカル処理物及び液状バインダーに剪断力と分散作用を及ぼして均一な硬練混練物を得る剪断分散処理域が形成されている。
Similarly, in the kneading and kneading
Between the downstream side surface of the liquid injection
Between the downstream side surface of the upstream fixed
Between the downstream side surface of the rotating disk 31 and the upstream side surface of the downstream fixed
一次希釈混練分散処理部４においても、同様に、
液注部回転円盤３３の下流側側面とそれに対向する上流側固定円盤３７の上流側の側面との間、
上流側固定円盤３７の下流側の側面とそれに対向する回転円盤３９の上流側の側面との間、
回転円盤３９の下流側の側面とそれに対向する下流側固定円盤３７の上流側の側面との間、及び
下流側固定円盤３７の下流側の側面とそれに対向する液注部回転円盤４１の上流側の側面との間
にそれぞれ硬練混練物及び一次希釈バインダーに剪断力と分散作用を及ぼして均一な一次希釈物を得る剪断分散処理域が形成されている。
Similarly, in the primary dilution kneading
Between the downstream side surface of the liquid injection
Between the downstream side surface of the upstream fixed
Between the downstream side surface of the rotating disk 39 and the upstream side surface of the downstream fixed
なお、図４に示すように、液注部回転円盤４１の上流側の側面２０３には凹所（キャビティ）２０３’が形成されており、下流側の側面２０４には凹所（キャビティ）２０４’が形成されている。
As shown in FIG. 4, a recess (cavity) 203 ′ is formed on the
二次希釈混練分散処理部５においては次のように剪断分散処理域が形成されている。
液注部回転円盤４１の下流側面２０４（図４参照）とそれに対向する最上流側固定円盤４５の上流側面２０９（図５参照）とで、それらの隙間に入り込む処理対象材料に剪断及び分散処理を施す剪断分散処理域が形成されている。
In the secondary dilution kneading
The material to be processed that enters the clearance between the downstream side surface 204 (see FIG. 4) of the liquid injection
この剪断分散処理域は液注部回転円盤４１の下流側の側面２０４に形成された複数の凹所２０４’（図４参照）とこれに対向する最上流固定円盤４５の上流側面２０９（図５参照）に形成された凹所２０９’とで形成されている。
This shear dispersion treatment area includes a plurality of
同様に、最上流固定円盤４５の凹所２１０’（図５参照）を有する下流側面２１０（図５参照）とそれに対向する最上流回転円盤４７の凹所２０５’（図６参照）を有する上流側面２０５（図６参照）とで、それらの隙間に入り込む処理対象材料に剪断及び分散処理を施す剪断分散処理域が形成されている。
Similarly, the downstream side 210 (see FIG. 5) having the
同様にして順次、固定円盤４５とそれに隣り合う回転円盤４７との間、さらに最下流側の回転円盤４７とそれに対向する前固定円盤５１との間にそれぞれ剪断分散処理域が形成されている。
Similarly, a shear dispersion treatment area is formed between the fixed
これらの剪断分散処理域を１次希釈物及び溶剤が通過することで均質な電極合剤含有組成物スラリーが得られる。 By passing the primary dilution and the solvent through these shear dispersion treatment regions, a homogeneous electrode mixture-containing composition slurry is obtained.
前記の固定円盤２１、２９、３７、４５、５１における凹所や、回転円盤２３、３１、３９、４７及び液注部回転円盤２５、３３、４１の凹所は図２〜図６に示すものに限定されない。例えば、図７に示す固定円盤や図８に示す回転円盤を採用することもできる。
The recesses in the fixed
図７の固定円盤は側面３０７及び３１０にそれぞれ大きい目の凹所３０７’、３１０’を形成したものである。図８の回転円盤は側面３０１、３０２にそれぞれ配列ピッチを比較的大きくした凹所３０１’、３０２’を形成したものである。
The fixed disk shown in FIG. 7 is formed by forming large eye recesses 307 'and 310' on
また、図２〜図８に示す固定円盤の凹所、回転円盤の凹所は様々に組み合わせて使用することもできる。 Moreover, the recessed part of the fixed disk shown in FIGS. 2-8 and the recessed part of a rotating disk can also be used in various combinations.
以上説明した装置１０によると、少なくとも粉体の電極活物質を含む粉体電池材料を出発原料として、該粉体電池材料を構成する各材料を計量して、それら材料を予め定めた配合割合でフィード部１からメカノケミカル処理部２へ供給することができ、しかも連続的に供給することが可能である。
According to the
そのようにメカノケミカル処理部２に供給された粉体電池材料は、そこでの剪断分散処理域を通過することで剪断力と分散作用を受けて均一状に混合されるとともに相互に分散された状態の、且つ、その分散状態がその後の各種処理においても維持される、換言すれば、その後の処理おいても電池材料を構成している一部の材料等が再凝集することが抑制された状態が維持されるメカノケミカル処理物となる。
The powder battery material supplied to the
このメカノケミカル処理物はひき続き硬練混練分散処理部３へ送られ、該処理部で予め定めた配合割合となるように供給される液状のバインダーとともに混練分散処理される。該混練分散処理においても液状バインダーとメカノケミカル処理物とが該処理部における剪断分散処理域を通過することでそれらは均一状に混練されるとともに相互に均一状に分散され、比較的硬練りの混練物（硬練混練物）が得られる。
This mechanochemically processed product is subsequently sent to the kneading and kneading
この硬練混練物はひき続き一次希釈混練分散処理部４へ送られ、該処理部で予め定めた配合割合となるように供給される液状の希釈バインダーとともに混練される。該混練処理においても希釈バインダーと硬練混練物とが該処理部における剪断分散処理域を通過することでそれらは均一状に混練されるとともに相互に均一状に分散される。
This kneaded and kneaded material is subsequently sent to the primary dilution kneading and
この一次希釈物はひき続き二次希釈混練分散処理部５へ送られ、該処理部で予め定めた配合割合となるように供給される溶剤とともに混練される。該混練処理においても溶剤と一次希釈物とが該処理部における剪断分散処理域を通過することでそれらは均一状に混練されるとともに相互に均一状に分散される。
かくして、均質な、塗布工程に供することができる適度の粘度の二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーが品質再現性良好に連続的に得られる。
This primary dilution is subsequently sent to the secondary dilution kneading
Thus, a homogeneous electrode mixture-containing composition slurry for a secondary battery having an appropriate viscosity that can be used in the coating process is continuously obtained with good quality reproducibility.
正極合剤含有組成物に係る正極活物質としては、特に限定されないが、例えば
LiMO2 又はLiM2O4で表されるリチウム含有金属酸化物であって、元素M がCo、Ni、Mn、Fe、Cuなどの金属元素の少なくとも１種であるもの、より具体的には、LiCoO2などのリチウムコバルト酸化物、LiMnO4などのリチウムマンガン酸化物、LiNiO2などのリチウムニッケル酸化物などのリチウム含有金属酸化物、又はこれらを基本構造とする複合酸化物（例えば異種金属添加物）；
二酸化マンガン、五酸化バナジウム、クロム酸化物などの金属酸化物、又はこれらを基本構造とする複合酸化物；
二硫化チタン、二硫化モリブデンなどの金属酸化物
などが挙げられる。
これらの正極活物質は一種単独で用いてもよく、例えば混合物や固溶体として２種以上を併用しても構わない。
The positive electrode active material according to the positive electrode mixture-containing composition is not particularly limited.
A lithium-containing metal oxide represented by LiMO 2 or LiM 2 O 4 , wherein the element M is at least one metal element such as Co, Ni, Mn, Fe, Cu, more specifically, Lithium-containing metal oxides such as lithium cobalt oxides such as LiCoO 2 , lithium manganese oxides such as LiMnO 4 , lithium nickel oxides such as LiNiO 2 , or composite oxides based on these (for example, different metal additives) );
Metal oxides such as manganese dioxide, vanadium pentoxide, chromium oxide, or composite oxides having these as basic structures;
And metal oxides such as titanium disulfide and molybdenum disulfide.
These positive electrode active materials may be used alone or in combination of two or more as a mixture or a solid solution, for example.
負極合剤含有組成物に係る負極活物質としては、リチウムイオンをドープ、脱ドープできるものであれば特に限定されないが、
黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物の焼成体、メソカーボンマイクロビーズ、炭素繊維、活性炭などの炭素材料；
Si、Sn、Inなどの合金又はLiに近い低電圧で充放電できるSi、Sn、Inなどの酸化物
などを用いることができる。
これらの負極活物質は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用しても構わない。
The negative electrode active material according to the negative electrode mixture-containing composition is not particularly limited as long as it can be doped and dedoped with lithium ions,
Carbon materials such as graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, fired bodies of organic polymer compounds, mesocarbon microbeads, carbon fibers, activated carbon;
An alloy such as Si, Sn, or In or an oxide such as Si, Sn, or In that can be charged / discharged at a low voltage close to Li can be used.
These negative electrode active materials may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
導電助剤としては、例えば、ファーネスブラック、ケッチエンブラックなどのカーボンブラック系導電助剤；アセチレンブラック；鱗片状黒鉛；繊維状炭素；活性炭などが挙げられる。なお、導電助剤は、正極合剤含有組成物の調製には必須の原材料であるが、負極合剤含有組成物の調製においても、必要に応じて使用することができる。 Examples of the conductive assistant include carbon black conductive assistants such as furnace black and Ketchen black; acetylene black; flaky graphite; fibrous carbon; activated carbon and the like. In addition, although a conductive support agent is an essential raw material for preparation of a positive electrode mixture containing composition, it can be used as needed also in preparation of a negative electrode mixture containing composition.
電極合剤含有組成物に係るバインダーとしては、例えば、
ポリテトラフルオロエチレン、ポリフツ化ビニリデン(PVDF)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂系結着剤；
エチレン−プロピレン−ジエン共重合樹脂、スチレンブタジエンゴム(SBR) 、ポリブタジエン、フッ素ゴムなどのゴム系結着剤；
ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース(CMC) などのセルロース樹脂などの多糖類
などが挙げられる。
これらの結着剤は１種単独で用いてもよく、２種以上を併用しても構わない。
なお、電極合剤含有組成物の調製に当たっては、結着剤は、予め溶剤に溶解させた溶液として用いることもできる。
As a binder according to the electrode mixture-containing composition, for example,
Resin-based binders such as polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethylene, polypropylene, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyester resin, acrylic resin, phenol resin, epoxy resin;
Rubber-based binders such as ethylene-propylene-diene copolymer resins, styrene butadiene rubber (SBR), polybutadiene, and fluorine rubber;
Examples thereof include polysaccharides such as cellulose resins such as hydroxypropylcellulose and carboxymethylcellulose (CMC).
These binders may be used alone or in combination of two or more.
In preparing the electrode mixture-containing composition, the binder can also be used as a solution previously dissolved in a solvent.
電極合剤含有組成物に係る溶剤としては、例えば、N −メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミドなどの非プロトン性有機溶媒を１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。 As the solvent for the electrode mixture-containing composition, for example, an aprotic organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylacetamide, dimethylformamide or the like may be used alone, or two or more kinds thereof may be used. May be used in combination.
以下に実施例等について説明するが、以下の記載を含む実施形態の説明は本発明をそれらに制限するものではない。以下の記載を含む実施形態の説明で記載した条件等は本発明の趣旨から逸脱しない範囲で変更する限り全て本発明の範囲に含まれる。
なお、以下の記載を含む実施形態の説明及び特許請求の範囲に「部」又は「％」とあるのは特に断らない限り質量基準である。
Examples and the like will be described below, but the description of the embodiments including the following description does not limit the present invention thereto. The conditions described in the description of the embodiment including the following description are all included in the scope of the present invention as long as they are changed without departing from the spirit of the present invention.
Note that “part” or “%” in the description of the embodiments including the following description and the claims is based on mass unless otherwise specified.
＜実施例１＞
リチウムイオン二次電池材料の正極活物質であるマンガン酸リチウム（平均粒子径：５μｍ）と導電助剤であるアセチレンブラックを図１の連続式混練分散機１０のフィード部１から定量フィーダー８を使用しマンガン酸リチウム９５部：アセチレンブラック５部の割合で供給した。連続式混練分散機１０の軸回転数は毎分７５回転とし、各処理部の温度設定は２０℃とし７℃のチラー水（冷却水）を固定円盤及び混練シリンダーの、それらに予め設けておいた図示省略の通水路に通して温度制御を行なった。
<Example 1>
A lithium manganate (average particle size: 5 μm), which is a positive electrode active material of a lithium ion secondary battery material, and acetylene black, which is a conductive additive, are used from a
液状原料であるバインダー〔ポリフツ化ビニリデン(PVDF)（固形分濃度８％）〕、一次希釈バインダー〔ＰＶＤＦを溶剤であるＮＭＰで稀釈した稀釈ＰＶＤＦ（固形分濃度４％）〕及びＮＭＰ溶剤はそれぞれバインダー投入部２７、稀釈バインダー投入部３５及び溶剤投入部４３から圧注入を行ないスラリー排出部７から固形分濃度５５％の正極合剤含有組成物スラリーとして回収した。
Liquid raw material binder [polyvinylidene fluoride (PVDF) (solid content concentration 8%)], primary dilution binder [PVDF diluted with PVN (
＜比較例１＞
リチウムイオン二次電池材料の正極括物質であるマンガン酸リチウム（平均粒子径：５μｍ）と導電助剤であるアセチレンブラックを淺田鉄工（株）製プラネタリーデスパー（ＰＶＭ１００−２Ｄ）を使用してマンガン酸リチウム９５部：アセチレンブラック５部に液状原料であるＰＶＤＦ（固形分濃度８％）を５．７５部加え固形分濃度９５％とし、ＰＶＭ１００−２Ｄの低速軸回転数は毎分２０回転に設定し、１時間固練り混練を行った。
<Comparative Example 1>
Lithium ion secondary battery material lithium manganate (average particle diameter: 5 μm) and conductive auxiliary agent acetylene black using a planetary desper (PVM100-2D) manufactured by Iwata Tekko Co., Ltd. 95 parts of lithium acid: 5.75 parts of PVDF (solid content concentration 8%) as a liquid raw material is added to 5 parts of acetylene black to obtain a solid content concentration of 95%, and the low-speed shaft rotation speed of PVM100-2D is set to 20 rotations per minute And kneading and kneading for 1 hour.
その後、固形分濃度を４％に調整したＰＶＤＦを２２部加え、３０分混合し、その後ＮＭＰを５７部加え、高速攪拌を３０分間行い、固形分濃度５５％のスラリーとして回収した。ＰＶＭ１００−２Ｄの攪拌中の温度設定は２０℃とし液温の上昇を抑えた。負荷電流は低速軸が約１２Ａ、高速軸が約１５Ａであった。 Thereafter, 22 parts of PVDF adjusted to a solid content concentration of 4% was added, mixed for 30 minutes, and then 57 parts of NMP was added, followed by high-speed stirring for 30 minutes, and recovered as a slurry having a solid content concentration of 55%. The temperature setting during stirring of PVM100-2D was set to 20 ° C. to suppress an increase in the liquid temperature. The load current was about 12A for the low speed axis and about 15A for the high speed axis.
これら実施例１及び比較例１で得られたスラリーをアルミ箔に塗布した結果を如何に示す。
塗布速度 合材厚 塗工量 密度 備考 （ｍ／分） （μｍ）（ｍｇ／ｃｍ2 ）（ｇ／ｃｃ） 実施例１ ３ １０５ ２２．５ ２．１６ 塗工面は平滑であった。比較例１ ３ １１０ ２２．１ ２．０ 塗工面はひび割れ発生。
The results of applying the slurry obtained in Example 1 and Comparative Example 1 to an aluminum foil are shown below.
Coating speed Composite material thickness Coating amount Density Remarks (m / min) (μm) (mg / cm 2 ) (g / cc) Example 1 3 105 22.5 2.16 The coated surface was smooth. Comparative Example 1 3 110 22.1 2.0 The coated surface was cracked.
実施例１と比較例１を比較する。
１．塗工量を２２．１ｍｇ／ｃｍ2 に換算した場合、実施例１の合材厚は１０３μｍとなる。比較例１の合材厚に対して実施例１は約９３％であることから合材の充填密度が約７％上昇していることがわかる。
２．密度の測定においても比較例１が２．０、実施例１が２．１６であることから圧密度が約８％上昇していることがわかる。
充填密度及び圧密度の上昇は電池容量の上昇に寄与する。
３．塗工面の平滑性は作業効率の効率化に寄与する。塗工面がひび割れを起こす塗料の物性では塗工速度をさらに遅くしなければならないが、平滑性が保たれている場合は塗工速度をさらに早く出来る可能性が有る。
Example 1 and Comparative Example 1 are compared.
1. When the coating amount is converted to 22.1 mg / cm 2 , the composite thickness of Example 1 is 103 μm. Since Example 1 is about 93% with respect to the composite material thickness of Comparative Example 1, it can be seen that the packing density of the composite material is increased by about 7%.
2. Also in the measurement of density, it can be understood that the pressure density is increased by about 8% because Comparative Example 1 is 2.0 and Example 1 is 2.16.
The increase in packing density and pressure density contributes to an increase in battery capacity.
3. The smoothness of the coated surface contributes to the improvement of work efficiency. Although the coating speed has to be further slowed down for the physical properties of the paint that causes the coating surface to crack, if the smoothness is maintained, there is a possibility that the coating speed can be further increased.
本発明は二次電池形成のための電極合剤含有組成物スラリー塗布対象材への塗布工程に供することができる均質な電極合剤含有組成物スラリーを少なくとも粉体の電極活物質を含む粉体電池材料を出発原料として目的とする電極合剤含有組成物スラリーまで一貫して連続的に再現性良好に製造することができる二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーの連続製造装置及び連続製造方法を提供することに利用できる。 The present invention relates to a powder containing at least a powdered electrode active material as a homogeneous electrode mixture-containing composition slurry that can be used in an application process to an electrode mixture-containing composition slurry application target material for forming a secondary battery. Continuous production apparatus and continuous production of electrode mixture-containing composition slurry for secondary batteries capable of producing continuously and reproducibly good electrode mixture-containing composition slurry starting from battery materials It can be used to provide a manufacturing method.
１０ 電極合剤含有組成物スラリーの連続製造装置（連続式混練分散機）
６１ 原料ホッパー
６２ ロードセル
６３ スパイラルフィーダー
６４ 連絡筒体
６５ 筒体
８ 定量フィーダー
１ フィード部
１１１ 原料受入口
１２ スパイラルロッド
１２１ 軸棒
１２２ スパイラルフィン
２ メカノケミカル処理部
３ 硬練混練分散処理部
４ 一次希釈混練分散処理部
５ 二次希釈混練分散処理部
６ メータリング部
７ 排出部
２１ 固定円盤
２２ 混練シリンダー
２３ 回転円盤
２４ 中間スクリュー
２５ 液注部回転円盤
２６ 液注部シリンダー
２７ バインダー投入部
２８ 逆止弁
２９ 固定円盤
３０ 混練シリンダー
３１ 回転円盤
３２ 中間スクリュー
１３ 液注部回転円盤
３４ 液注部シリンダー
３５ 希釈バインダー投入部
３６ 逆止弁
３７ 固定円盤
３８ 混練シリンダー
３９ 回転円盤
４０ 中間スクリュー
４１ 液注部回転円盤
４２ 液注部シリンダー
４３ 溶媒投入部
４４ 逆止弁
４５ 固定円盤
４６ 混練シリンダー
４７ 回転円盤
４８ 中間スクリュー
４９ メータリングスクリュー
５０ メータリングシリンダー
５１ 前固定ブレード
５２ スクリューヘッド
２００、３００、４００、５００、６００ 回転軸
２０１ 回転円盤２３、２５、３１、３３、３９の上流側の面
２０１’凹所（キャビティ）
２０２ 回転円盤２３、２５、３１、３３、３９の下流側の面
２０２’凹所（キャビティ）
２０３ 回転円盤４１の上流側の面
２０３’凹所（キャビティ）
２０４ 回転円盤４１の下流側の面
２０４’凹所（キャビティ）
２０５ 回転円盤４７の上流側の面
２０５’凹所（キャビティ）
２０６ 回転円盤４７の下流側の面
２０６’凹所（キャビティ）
２０７ 固定円盤２１、２９、３７の上流側の面
２０７’凹所（キャビティ）
２０８ 固定円盤２１、２９、３７の下流側の面
２０８’凹所（キャビティ）
２０９ 固定円盤４５、５１の上流側の面
２０９’凹所（キャビティ）
２１０ 固定円盤４５の下流側の面
２１０’凹所（キャビティ）
３０１ 回転円盤の他の例の上流側の面
３０１’凹所（キャビティ）
３０２ 回転円盤の他の例の下流側の面
３０２’凹所（キャビティ）
３０７ 固定円盤の他の例の上流側の面
３０７’凹所（キャビティ）
３０８ 固定円盤の他の例の下流側の面
３０８’凹所（キャビティ）
10 Continuous production equipment for electrode mixture-containing composition slurry (continuous kneading and dispersing machine)
61
202 Downstream surface 202 'recess (cavity) of
204
205 A
206
207 A
208
209 The
210 Downstream surface 210 'of the fixed disk 45 (cavity)
301 Other example upstream surface 301 'recess (cavity) of rotating disk
302 Downstream surface 302 'recess (cavity) of another example of rotating disk
307
308 Another example of a fixed disk downstream face 308'recess (cavity)
Claims (12)
該供給部から供給される粉体電池材料にメカノケミカル処理を施してメカノケミカル処理物を得るためのメカノケミカル処理部と、
液状のバインダーを投入するためのバインダー投入部を有するとともに該バインダー投入部から投入される液状バインダーと前記メカノケミカル処理部から供給される前記メカノケミカル処理物とに混練分散処理を施して該バインダーと該メカノケミカル処理物とを混練するとともに相互に分散させて硬練混練物を得るための硬練混練分散処理部と、
液状の希釈剤を投入するための希釈剤投入部を有するとともに該希釈剤投入部から投入される液状希釈剤と前記硬練混練分散処理部から供給される前記硬練混練物とに混練分散処理を施して該希釈剤と該硬練混練物とを混練するとともに相互に分散させて電極合剤含有組成物スラリーを得るための希釈混練分散処理部とを含み、
前記メカノケミカル処理部、硬練混練分散処理部及び希釈混練分散処理部のそれぞれは、１又は２以上の環状の固定円盤と、該環状固定円盤に対向配置されるとともに該環状固定円盤に通された回転軸に支持され、該回転軸が回転駆動されることで該環状固定円盤と中心軸線を同じくして回転駆動される１又は２以上の回転円盤とを含んでおり、該環状固定円盤と該回転円盤とで該環状固定円盤と該回転円盤との隙間に入り込む処理対象材料に剪断及び分散処理を施す剪断分散処理域が１段又は２段以上に形成されており、前記メカノケミカル処理部、硬練混練分散処理部及び希釈混練分散処理部のそれぞれにおける前記回転軸は前記供給部から連続して延びて一体的に回転可能な連続回転軸を形成しており、該供給部に位置する該連続回転軸の部分は該部分の回転により前記粉体電池材料を前記メカノケミカル処理部へ送るための送り部材を有しており、
前記硬練混練分散処理部における前記バインダー投入部は、該硬練混練分散処理部において前記メカノケミカル処理部にもっとも近く配置されている前記回転円盤が嵌挿されている液注部シリンダーに設けられており、
前記希釈混練分散処理部における前記希釈剤投入部は、すくなくとも、該希釈混練分散処理部において前記硬練混練分散処理部にもっとも近く配置されている前記回転円盤が嵌挿されている液注部シリンダーに設けられていることを特徴とする二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーの連続製造装置。 A supply part of a powder battery material containing at least a powdered electrode active material;
A mechanochemical treatment unit for obtaining a mechanochemical treatment product by subjecting the powder battery material supplied from the supply unit to mechanochemical treatment;
And said binder is subjected to kneading dispersion treatment in said mechanochemical treatment was supplied from the mechanochemical treatment unit and a liquid binder is introduced from the binder insertion portion and having a binder insertion portion for inserting a liquid binder A kneading and kneading dispersion processing unit for kneading the mechanochemically processed product and dispersing the mechanochemically processed product to obtain a kneaded kneaded product;
Kneading and dispersing treatment with a diluent feeding section for feeding a liquid diluent and into the liquid diluent fed from the diluent feeding section and the kneaded kneaded product fed from the kneading and kneading processing section A dilution kneading and dispersing treatment part for kneading the diluent and the kneaded kneaded material and dispersing them to obtain an electrode mixture-containing composition slurry,
Each of the mechanochemical processing section, the kneading kneading dispersion processing section, and the dilution kneading dispersion processing section is arranged to face one or two or more annular fixed disks, the annular fixed disks, and passed through the annular fixed disks. The annular fixed disk and one or more rotating disks that are rotationally driven in the same manner as the central axis when the rotational shaft is rotationally driven. The mechanochemical processing section is formed with one or two or more stages of shear dispersion treatment areas for applying shear and dispersion treatment to the material to be processed that enters the gap between the annular fixed disk and the rotary disk with the rotating disk. The rotary shaft in each of the kneading kneading dispersion processing section and the dilution kneading dispersion processing section extends continuously from the supply section to form a continuous rotation shaft that can rotate integrally, and is located in the supply section The continuous rotation The part has a feeding member for the rotation of the partial sending the powder cell material to the mechanochemical treatment unit,
The binder charging section in the kneading and kneading dispersion processing section is provided in a liquid injection section cylinder into which the rotating disk disposed closest to the mechanochemical processing section in the kneading and kneading processing section is inserted. And
The diluent charging unit in the dilution kneading and dispersing unit is at least a liquid injection unit cylinder in which the rotating disk disposed closest to the kneading and kneading and dispersing unit is inserted in the dilution kneading and dispersing unit. An apparatus for continuously producing an electrode mixture-containing composition slurry for a secondary battery.
前記希釈混練分散処理部における前記希釈剤投入部は、該希釈剤投入部側への処理対象材料の逆流を防止する逆止弁が接続されている請求項１記載の二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーの連続製造装置。 The binder charging section in the kneading and kneading dispersion processing section is connected to a check valve for preventing the mechanochemically processed product from flowing back to the binder charging section.
2. The electrode assembly for a secondary battery according to claim 1, wherein a check valve for preventing a backflow of the material to be processed to the diluent charging unit is connected to the diluent charging unit in the dilution kneading and dispersing unit. Continuous production equipment for agent-containing composition slurry.
前記メカノケミカル処理部は、該供給部から供給される該電極活物質と該添加剤とを混合するとともに該電極活物質の周囲に少なくとも一種の前記添加剤を散点状に分散配置するスポットメカノケミカル処理を実施するメカノケミカル処理部である請求項１、２又は３記載の二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーの連続製造装置。 The powder battery material supplied from the supply unit to the mechanochemical processing unit includes at least one powder additive in addition to the powder electrode active material,
The mechanochemical processing unit mixes the electrode active material and the additive supplied from the supply unit, and disperses and arranges at least one additive around the electrode active material in a scattered manner. The apparatus for continuously producing an electrode mixture-containing composition slurry for a secondary battery according to claim 1, 2 or 3, wherein the apparatus is a mechanochemical treatment section for performing chemical treatment .
前記一次希釈混練分散処理部における前記一次希釈剤投入部は、該一次希釈混練分散処理部において前記硬練混練分散処理部にもっとも近く配置されている前記回転円盤が嵌挿されている液注部シリンダーに設けられており、
前記二次希釈混練分散処理部における前記二次希釈剤投入部は、該二次希釈混練分散処理部において前記一次希釈混練分散処理部にもっとも近く配置されている前記回転円盤が嵌挿されている液注部シリンダーに設けられている請求項１から８のいずれか１項に記載の二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーの連続製造装置。 The dilution kneading and dispersing unit is provided in two stages in the same direction as the feeding direction of the battery material by the supply unit, and a primary diluent charging unit and a secondary diluent charging unit are provided as the diluent charging unit. In the same direction as the battery material feeding direction, the upstream-stage dilution kneading dispersion processing unit has the primary diluent charging unit for charging a liquid primary diluent as the liquid diluent, and the primary A primary dilution kneading dispersion process for kneading the primary diluent introduced from the diluent charging section and the kneaded kneaded dispersion supplied from the kneading kneading dispersion processing section and mutually dispersing them to obtain a primary dilution The downstream kneading / dispersing section has the secondary diluent charging section for charging a liquid secondary diluent as the liquid diluent, and is charged from the secondary diluent charging section. Secondary diluent and the primary dilution mixture A secondary dilution kneading and dispersing processing unit for obtaining said dispersed mutually electrode mixture containing composition slurry while kneading the said primary dilution fed from the distribution processing unit,
The primary diluent charging unit in the primary dilution kneading and dispersing unit is a liquid injection unit into which the rotating disk disposed closest to the kneading and kneading and dispersing unit in the primary dilution kneading and dispersing unit is inserted. Provided in the cylinder,
The secondary diluent charging unit in the secondary dilution kneading and dispersing unit is fitted with the rotating disk disposed closest to the primary dilution kneading and dispersing unit in the secondary dilution kneading and dispersing unit. The continuous manufacturing apparatus of the electrode mixture containing composition slurry for secondary batteries of any one of Claim 1 to 8 provided in the liquid injection part cylinder .
前記二次希釈混練分散処理部における前記二次希釈剤投入部は、該二次希釈剤投入部側への前記一次希釈物の逆流を防止する逆止弁が接続されている請求項９記載の二次電池用の電極合剤含有組成物スラリーの連続製造装置。 The non-return valve which prevents the back flow of the primary dilution to the secondary diluent charging part side is connected to the secondary diluent charging part in the secondary dilution kneading dispersion processing part. The continuous manufacturing apparatus of the electrode mixture containing composition slurry for secondary batteries.
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