JP6361607B2 - 混練機およびそれを用いる電極活物質を含む電極体の製造方法 - Google Patents

混練機およびそれを用いる電極活物質を含む電極体の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は，混練原料を混練してペースト状の混練物を得る混練機，および，その混練機を用いて電極活物質ペーストを作製することによる電極活物質を含む電極体の製造方法に関する。さらに詳細には，得られる混練物の粘度の不均一を軽減するようにした混練機，および，その混練機により得られた粘度ばらつきの少ない電極活物質ペーストを用いることによる，電極活物質を含む電極体の製造方法に関するものである。
従来から，電極活物質を分散媒に分散してペースト状にした電極活物質ペーストが，電極体の製造に使用されている。すなわち，電極活物質ペーストを集電体上に塗工することで集電体上に電極活物質層を形成し，電極体を得るのである。ここで，電極活物質ペーストの作製にはむろん，混練機が使用される。その混練機の一例として，特許文献１の図１に記載されているものを挙げることができる。同図の混練機は，「ホッパ５」に投入された「混合物４」（すなわち原材料）を，「押し出しスクリュー２」で搬送しつつ攪拌・混練するものである。原材料として電極活物質を含む混合物を用いることにより，同図中左端の部分の「貫通孔７」から電極活物質ペーストが得られる。
特開平９−１８０７０９号公報
しかしながら前記した従来の技術では，次のような問題点があった。得られる電極活物質ペーストの粘度が必ずしも一定でないのである。すなわち，一定の条件で混練機を駆動していても，得られる電極活物質ペーストの粘度が一時的に上昇することがあった。このため，得られる電極活物質ペーストをそのまま塗工に供していると，突発的に粘度異常による塗工不良が起こる場合があった。これにより，電極体の製造に支障が生じた。特に，電極活物質ペーストを得るための混練の原材料における固形分率を高めに設定していると，このようなことが起こりやすい傾向があった。混練機の駆動を倍速等の高速回転状態で行っている場合も同様の傾向があった。
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，得られる混練物の粘度の不均一が少ない混練機，および，粘度ばらつきの少ない電極活物質ペーストを用いて電極活物質を含む電極体を安定して製造できる方法を提供することにある。
本発明の一態様に係る混練機は，固形分と混練溶媒とを含み固形分率が６０重量％以上である混練原料を混練する混練機であって，混練原料の投入を受ける投入口と，混練原料が混練されてなる混練物を排出する排出口とが形成されており，軸回りの回転運動により投入口から排出口へ向けて混練原料を混練しつつ搬送する回転搬送部材を有し，回転搬送部材は，混練原料を混練する混練区間と，混練区間より上流側に位置し混練原料を搬送する第１搬送区間と，混練区間より下流側に位置し混練原料を搬送する第２搬送区間とを有するものである。ここでさらに，第１搬送区間と第２搬送区間とでは，同じ搬送対象物を搬送する場合の搬送力について，後者の方が小さい。
上記態様に係る混練機では，投入口に混練原料が投入されるとその混練原料は，回転搬送部材の軸回りの回転運動により排出口へ向けて搬送されていく。その搬送過程で混練原料は混練されるので，排出口からは混練物（ペースト）として排出される。ここで，回転搬送部材における上流側の第１搬送区間と下流側の第２搬送区間との間の混練区間では，第１搬送区間からの混練原料の流入の方が，第２搬送区間への混練物の流出よりも優勢な状況で混練が行われる。第１搬送区間と第２搬送区間とでは，後者の搬送力が前者の搬送力より弱いためである。このため，混練区間で混練物の減少により負圧状態が生じることがあまりない。これにより，混練物の粘度の一時的な上昇その他の経時変動の少ない，安定した混練が行われるものである。
上記の混練機においては，回転搬送部材における第１搬送区間および第２搬送区間にはいずれも，スクリュー羽根が備えられており，第１搬送区間のスクリュー羽根の外径と第２搬送区間のスクリュー羽根の外径とでは，１．４以上の比で前者（上流側）の方が大きい。他の条件が同じの場合，スクリュー羽根の外径が大きいほど搬送力が強い。第１搬送区間と第２搬送区間とで上記の程度に外径差があれば，混練物の製造条件がある程度厳しい場合でも有意な効果が得られる。外径比が１．６以上であればさらに好ましい。搬送力そのものに着目すれば，０．８４以下の比で後者（下流側）が小さいことが望ましい。能力比が０．７２以下であればより好ましく，０．５８以下であればさらに好ましい。なお，混練物の製造条件があまり厳しくない場合には，第１搬送区間と第２搬送区間との搬送力の違いが上記に満たない程度であってもある程度の効果はある。
また，本発明の別の一態様に係る電極体の製造方法は，電極活物質を含む電極体を製造する方法であって，電極活物質を含む混練原料を混練機で混練することで電極活物質ペーストを得る混練工程と，混練工程で得られた電極活物質ペーストを集電体上に塗布することで，集電体上に電極活物質層が形成されたものである電極体を得る物質層形成工程とを有する。そして混練工程では，混練機として，混練原料の投入を受ける投入口と，混練原料が混練されてなる混練物を排出する排出口とが形成されており，軸回りの回転運動により投入口から排出口へ向けて混練原料を混練しつつ搬送する回転搬送部材を有し，回転搬送部材は，混練原料を混練する混練区間と，混練区間より上流側に位置し混練原料を搬送する第１搬送区間と，混練区間より下流側に位置し混練原料を搬送する第２搬送区間とを有するものであり，第１搬送区間と第２搬送区間とでは，同じ搬送対象物を搬送する場合の搬送力について，後者の方が小さく，回転搬送部材における第１搬送区間および第２搬送区間にはいずれも，スクリュー羽根が備えられており，第１搬送区間のスクリュー羽根の外径と第２搬送区間のスクリュー羽根の外径とでは，１．２以上の比で前者の方が大きい，ものを使用し，その投入口に電極活物質を含む混練原料を投入することで，その排出口から電極活物質ペーストを得る。
この態様の電極体の製造方法では，電極活物質を含む混練原料が前記態様の混練機により混練され，電極活物質ペーストが得られる（混練工程）。前記態様の混練機が使用されるため，得られる電極活物質ペーストの粘度等が安定している。このため，この電極活物質ペーストを用いて電極体を得る（物質層形成工程）ことで，品質の高い電極体が製造される。
ここで，混練工程にて，混練機の投入口に投入する混練原料における固形分率が６０重量％以上である場合に，本発明を適用することの技術的意義がより高い。混練原料における固形分率が高いということは，電極活物質ペーストの製造に際して粘度不均一等が生じやすく，製造条件としては厳しいといえる。そのような場合でも，本発明を適用することにより，安定した電極活物質ペーストの製造およびそれによる高品質な電極体の製造が可能だからである。
本構成によれば，得られる混練物の粘度の不均一が少ない混練機，および，粘度ばらつきの少ない電極活物質ペーストを用いて電極活物質を含む電極体を安定して製造できる方法が提供されている。
実施の形態における電極体の製造手順を示すフローチャートである。 実施の形態に係る混練機を概略的に示す断面図である。 実施の形態に係る混練機の搬送スクリューを示す斜視図である。 実施の形態に係る混練機の搬送スクリューに設けられているスクリュー羽根を示す斜視図である。 図４に示すスクリュー羽根の正面図である。 実施の形態に係る混練機の断面図である。 混練機の加工点での状況を示す模式図である。 （比較例）従来技術における混練機の機内圧力および排出されるペーストの粘度の変動を示すグラフである。 排出されるペーストの粘度のばらつきを示すグラフである。 排出されるペースト中の固形物の残存比のばらつきを示すグラフである。
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，次の混練工程と活物質層形成とを含む工程手順（図１参照）での電極体の製造に本発明を適用したものである。
１．電極活物質ペーストの作製（混練工程）
２．作製した電極活物質ペーストによる，集電体上への電極活物質層の形成（活物質層形成工程）
前記混練工程は，図１中に示されるように，第１搬送段階と，混練段階と，第２搬送段階とを有する。この混練工程は図２に示す混練機１を用いて行われる。図２の混練機１について説明する。混練機１は簡略にいえば，ハウジング２の内部に搬送スクリュー３を備えたものである。ハウジング２には，一方の端部付近の投入口４と，もう一方の端部付近の排出口５とが形成されている。また，搬送スクリュー３には，投入口４付近と排出口５付近とにそれぞれ，スクリュー羽根が設けられた搬送区間６，７が設けられている。投入口４側の搬送区間を第１搬送区間６といい，排出口５側の搬送区間を第２搬送区間７という。また，第１搬送区間６と第２搬送区間７との間の区間を混練区間８という。
これにより混練機１は，投入口４に投入された混練原料を搬送スクリュー３の軸回りの回転により，ハウジング２内で図２中右向きに搬送するようになっている。そして，この搬送に伴い混練原料が混練区間８で混練されてペースト状となり，排出口５から排出されるのである。
混練機１についてさらに説明する。ハウジング２の内部には実際には，図３に示されるように２本の搬送スクリュー３が平行に配置されている。各搬送スクリュー３における第１搬送区間６，第２搬送区間７の範囲内の部分には，それぞれ，第１スクリュー羽根１１，第２スクリュー羽根１２が設けられている。これにより混練機１では，２本の搬送スクリュー３を回転させることで，混練原料に対する図中の搬送方向への搬送力が生じるようになっている。
第１スクリュー羽根１１，第２スクリュー羽根１２について，図４の斜視図により説明する。第１スクリュー羽根１１および第２スクリュー羽根１２はいずれも，図４に示される形状のものである。すなわちこれらのスクリュー羽根は，ローター部１３と，その外周面上に設けられたネジ山部１４とを有している。ローター部１３は全体として，「ルーローの三角形」と呼ばれるような側面がやや膨らんだ三角柱状の部分である。その，やや膨らんだ側面がローター部１３の外周面である。ネジ山部１４は一般的な螺旋状の凸部である。また，ローター部１３の中心には，軸に取り付けるための取り付け孔１５が形成されている。
第１スクリュー羽根１１および第２スクリュー羽根１２はいずれも上記の形状で，サイズのみを異にするものである。ここでいうサイズとは，図５の正面図中に示されるような，ネジ山部１４の外径Ａやローター部１３の径Ｂのことである。第１スクリュー羽根１１と第２スクリュー羽根１２とでのサイズの違いの具体例については後述する。なお，搬送スクリュー３における，混練区間８の部分にも，上記のローター部１３のような外形の攪拌部材１６が設けられている。ただし攪拌部材１６には，ネジ山部１４は設けられていない。
図３の２本の搬送スクリュー３は，いずれも上記のように構成されており，混練実行時には２本揃って同じ回転方向に同じ回転速度で回転するようにされている。これにより，第１搬送区間６および第２搬送区間７にて，混練原料に対する図３中右向きの搬送力が発生するようになっている。このように２本の搬送スクリュー３を回転させると，混練区間８の部分では，混練原料の混練が行われる。すなわちこの区間では，図６に示されるように，攪拌部材１６の頂点とハウジング２の内面１７とが近接している箇所が５箇所存在する。また，一方の攪拌部材１６の頂点の１つと，もう一方の攪拌部材１６の頂点以外の箇所とが近接している箇所が１箇所存在する。これら計６箇所を加工点１８という。なお，混練区間８における内面１７の内径Ｃは，攪拌部材１６の頂点と内面１７との間にわずかに隙間ができる程度に設定されている。
２本の搬送スクリュー３は図６中では同じ向きに回転し，これに伴い６箇所の加工点１８も移動する。各加工点１８では，図７に示されるように，静止している内面１７と移動している攪拌部材１６の頂点との間の速度差により，混練原料１９がほぐされて攪拌される。なお図７は攪拌部材１６とハウジング２の内面１７との間の加工点１８を描いたものであるが，攪拌部材１６同士の間の加工点においても同様である。この加工点では両攪拌部材１６の移動が逆向きであり，やはり速度差が存在するからである。
ここで，上記のように構成された混練機１では，すなわち，上流側の第１搬送区間６の方が，下流側の第２搬送区間７と比較して，同じ搬送対象物を搬送する場合の搬送力がより強力となるようにされている。具体的には，前述の第１スクリュー羽根１１と第２スクリュー羽根１２との前述のサイズ差により，搬送力の差が実現されている。
例えば，図５に示したネジ山部１４の外径Ａは，大きいほど搬送力が強い。一方，外径Ａが同じだったとすれば，ローター部１３の径Ｂは逆に小さいほど搬送力が強い。このため例えば，ローター部１３の径Ｂを同じくして外径Ａに差を付け，第１スクリュー羽根１１の外径Ａを第２スクリュー羽根１２の外径Ａより大きくすればよい。あるいは，外径Ａを同じくしてローター部１３の径Ｂに差を付けてもよい。その場合にはむろん，第１スクリュー羽根１１の径Ｂを第２スクリュー羽根１２の径Ｂより小さくする。むろん，外径Ａと径Ｂとの両方に差を付けてもよい。
第１搬送区間６と第２搬送区間７とで搬送力の差を付ける手段は，上記の外径Ａや径Ｂに限られない。他には例えば，ネジ山部１４の条数（多いほど搬送力が強い），ネジ山部１４に切り欠きを設けた場合のその切り欠きの大きさ（小さいほど搬送力が強い）等がある。さらには，第１搬送区間６と第２搬送区間７とで搬送スクリュー３の回転速度に差がつく（速いほど搬送力が強い）ようにすることでも実現できる。これらの２つ以上を組み合わせて使用してもよい。
以上のように構成されている混練機１を用いて，電池の電極体に用いる電極活物質ペーストを製造することができる。例として，リチウムイオン二次電池の負極に用いる負極活物質ペーストを製造する場合を挙げて説明する。使用する混練原料は，例えば次の通りである。
活物質：黒鉛
増粘材：ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）
結着材：ＳＢＲ（スチレンブタジエンラバー）
混練溶媒：水（イオン交換水）
これらの混練原料を前述のように，混練機１の投入口４に投入する。すると，搬送スクリュー３の回転により，投入された混練原料は混練機１内で図３中左から右へと搬送されていく。すなわち搬送スクリュー３の回転により第１搬送区間６および第２搬送区間７にて，図３中右向きの搬送力が発生する。この第１搬送区間６（第１スクリュー羽根１１）の搬送力により，投入口４に投入された混練原料が混練区間８に送られる（第１搬送段階）。また，混練区間８では攪拌部材１６の回転により，混練原料が混練され負極活物質ペーストとなる（混練段階）。そして第２搬送区間７（第２スクリュー羽根１２）の搬送力により，負極活物質ペーストとなった混練区間８の混練原料が排出口５へ向けて押し出される（第２搬送段階）。こうして，排出口５から負極活物質ペーストが排出される。
上記の混練機１の作用において，第１搬送区間６と第２搬送区間７とでの前述の搬送力の差により，次のような効果がある。すなわち，混練区間８においては，第１搬送区間６からの流入の方が第２搬送区間７への流出よりも優勢な状態にある。このため，混練区間８が負圧状態になることがない。これにより混練機１では，排出される負極活物質ペーストにおける混練の程度が一定しており，排出が途切れるようなこともない。つまり，一定の粘度の負極活物質ペーストが安定的に得られるのである。
もし，第１搬送区間６と第２搬送区間７とで搬送力が等しいと，上記のようにはならない。つまりこの場合には混練区間８においては，第１搬送区間６からの流入よりも第２搬送区間７への流出の方がやや優勢な状態となる。混練が進んでいない混練原料よりも混練済みの負極活物質ペーストの方がやや搬送されやすいからである。このため，混練の実行により，混練区間８内に存在する混練原料は徐々に減少していくこととなる。したがって，混練の実行中にときどき，図８の上段のグラフ中に「Ｄ」で示されるように一時的ながら負圧が発生する。そしてこのとき，排出口５から排出される負極活物質ペーストの粘度が，図８の下段のグラフ中に示されるように，一時的に上昇してピークＥをなす。なお，負極活物質ペーストの排出量はこのとき一時的に減少する。このように，第１搬送区間６と第２搬送区間７とで搬送力が等しいと，混練原料の混練が実は安定しないのである。
これに対し本形態の混練機１では，前述のように第１搬送区間６と第２搬送区間７とで搬送力に差を付けることで，このような不具合を防止しているのである。つまり本形態の混練機１では，得られる負極活物質ペーストの粘度や流量が比較的安定している。つまり，図８の下段のグラフのピークＥのような目立った粘度変動は生じない。本形態の混練機１のこのような効果は，負極活物質ペーストの排出流量が大きい製造条件の場合により顕著である。このことを，図９および図１０のグラフにより説明する。
図９は，混練により得られる負極活物質ペーストの粘度のばらつき（標準偏差）を示すグラフである。図９のグラフには，製造条件として次の３通りの場合につき，負極活物質ペーストの粘度のばらつきを示している。
・小排出流量（０．７Ｌ／分），搬送力差なし（従来技術）……左端
・大排出流量（１．４Ｌ／分），搬送力差なし（従来技術）……中央
・大排出流量（１．４Ｌ／分），搬送力差あり（本形態）………右端
排出流量が小さい条件設定の場合には，搬送力差なしであっても粘度ばらつきは３００ｍＰａ・ｓ程度であり，これはさほど大きい値ではない。しかし，搬送力差なしのまま排出流量を大きくすると，粘度ばらつきは１７００ｍＰａ・ｓ程度にまで大きくなっている。これに対し本形態のように搬送力差ありとすることにより，排出流量が大きくても粘度ばらつきを，小排出流量で搬送力差なしの場合と同等以下に抑えることができる。
図１０は，混練により得られる負極活物質ペーストにおける固形物の残存比のばらつき（標準偏差）を示すグラフである。ここでいう固形物の残存比とは，排出された負極活物質ペースト中に含まれる，混練不十分により混練溶媒に分散されず塊状の固形物であり続けている固体成分（混練原料のうち混練溶媒以外のもの）の重量割合である。図１０のグラフでも，図９のグラフの場合と同様の３通りの条件につき，固形物の残存比のばらつきを示している。
排出流量が小さい条件設定の場合には，搬送力差なしであっても固形物の残存比のばらつきは０．２重量％程度であり，これはさほど大きい値ではない。しかし，搬送力差なしのまま排出流量を大きくすると，固形物の残存比のばらつきは０．９重量％程度にまで大きくなっている。これに対し本形態のように搬送力差ありとすることにより，排出流量が大きくても固形物の残存比のばらつきを，小排出流量で搬送力差なしの場合より小さい０．１重量％程度に抑えることができる。
このように図９および図１０により，本形態のように搬送力差を設けることの効果が示されている。なお，これらのグラフには示さなかったが，排出流量が小さい条件設定の場合であっても，本形態のように搬送力差を設けることにより，粘度や固形物の残存比をより小さく抑えることができる。このため，排出流量が小さい条件設定の場合であっても，本形態の技術を採用する意義はある。
このようにして得られた負極活物質ペーストを集電体上に塗布することで，集電体上に負極活物質層を形成することができる。これにより二次電池等の電極体が得られる。電極体は，集電体と，その表面上の負極活物質層とを有するものである。一般的には，塗布の後，負極活物質ペーストの層を乾燥させて混練溶媒を除去することで負極活物質層とする。また，集電体の両面に負極活物質層を形成するのが普通である。ここで，上記のように混練機１で得られる負極活物質ペーストの粘度や固形物の残存比のばらつきが小さいことから，電極体の負極活物質層の品質も安定している。また，塗布の工程も安定的に行うことができる。
以下に実施例を示す。実施例では混練原料としては，負極活物質ペーストを製造する場合のものとして前述した通りのものを用い，得られる負極活物質ペーストの目標粘度を４０００ｍＰａ・ｓとした。また，処理条件は，以下の２通りとした。
・排出流量：０．７Ｌ／分（軸回転速度：６００ｒｐｍ）
・排出流量：１．４Ｌ／分（軸回転速度：１２００ｒｐｍ）
表１に，比較例１〜３および実施例１〜３の詳細を示す。表１には，各例の製造条件として，「固形分」，「排出流量」，「スクリュー外径比」の３項目を，結果として，「ペースト粘度」，「粘度ばらつき」，「残存固形分ばらつき」，「判定」の４項目を表示している。まず，これらの各項目について説明する。
「固形分」：投入される混練原料中における固体成分，つまり混練溶媒以外のすべての成分が占める重量比である。
「排出流量」：排出される負極活物質ペーストの流量，すなわち混練の処理速度のことである。
「スクリュー外径比」：第１スクリュー羽根１１の外径Ａを第２スクリュー羽根１２の外径Ａで割った比である。比較例１，２では，違いがなく１．０であるため，本形態の特徴を満たしていない。このため表１中では斜体字で示している。なお，ローター部１３の径Ｂについては，いずれの比較例および実施例でも，第１スクリュー羽根１１と第２スクリュー羽根１２とで同一であることとした。
「スクリュー能力比」：第１スクリュー羽根１１の搬送力（単位時間当たりの搬送量，ここでは実測値）で，第２スクリュー羽根１２の搬送力を割った比である。「スクリュー外径比」の値が大きいほど小さい値となる。比較例１，２では，違いがなく１．０であるため，「スクリュー外径比」と同様に表１中では斜体字で示している。
「ペースト粘度」：混練により得られる負極活物質ペーストの粘度の平均値である。
「粘度ばらつき」：混練により得られる負極活物質ペーストの粘度のばらつき（標準偏差）である。
「残存固形分ばらつき」：混練により得られる負極活物質ペーストにおける，図１０で説明した固形物の残存比のばらつき（標準偏差）である。
判定：混練により得られる負極活物質ペーストの品質についての，「粘度ばらつき」および「残存固形分ばらつき」による良否判定である。
◎：「粘度ばらつき」が３００ｍＰａ・ｓ以下，かつ，「残存固形分ばらつき」が０．２ｗｔ％以下のもの。
○：「粘度ばらつき」が１０５０ｍＰａ・ｓ以下，かつ，「残存固形分ばらつき」が０．５ｗｔ％以下であって，「◎」に該当しないもの。
×：「◎」にも「○」にも該当しないもの。この「×」判定の理由となる値については，表１中では斜体字で表示している。
Figure 0006361607
表１から次のようなことが分かる。まず，固形分率が低く排出流量が小さい条件設定であれば搬送力差なしであっても特に問題はない（比較例１）が，固形分率および排出流量を上げると，搬送力差なしでは著しく悪い結果となってしまう（比較例２）。しかし，搬送力差をつけた実施例１〜４ではいずれも，「粘度ばらつき」，「残存固形分ばらつき」がともに，比較例２よりも向上している。特に，「スクリュー外径比」が１．４以上（「スクリュー能力比」では０．７２以下）である実施例２〜４では，判定が「◎」となる優れた結果が得られている。
表２に示す実施例５〜７は，混練原料中の増粘材を増量することにより，得られる負極活物質ペーストの目標粘度を７０００ｍＰａ・ｓとした実施例である。このように高粘度の負極活物質ペーストを得ようとする場合でも実施例５〜７では，搬送力差を設けていることにより，「◎」もしくは「○」の判定が得られている。特に，「スクリュー外径比」が１．６以上（「スクリュー能力比」では０．５８以下）である実施例６，７では，判定が「◎」となる優れた結果が得られている。
Figure 0006361607
表３に示す実施例８は，排出流量（処理速度）をさらに上げた実施例である（軸回転速度：１８００ｒｐｍ）。負極活物質ペーストの目標粘度は表１の各例と同じくを４０００ｍＰａ・ｓとした。このように高い処理速度で負極活物質ペーストを得ようとする場合でも実施例８では，「スクリュー外径比」を１．６（「スクリュー能力比」では０．５８）として搬送力差を設けていることにより，判定が「◎」となる優れた結果が得られている。
Figure 0006361607
以上詳細に説明したように本実施の形態および実施例によれば，混練原料を搬送スクリュー３で搬送しつつ攪拌（混練）して負極活物質ペーストを製造する混練機１において，混練区間８の上流側と下流側とにそれぞれ搬送区間（第１搬送区間６および第２搬送区間７）を設けている。そして，第１搬送区間６と第２搬送区間７とで，同じ搬送対象物を搬送する場合の搬送力に差がつくように構成している。すなわち，上流側の第１搬送区間６の方が，下流側の第２搬送区間７よりも強力な搬送力を発揮するようにしている。これにより，混練区間８における一時的な負圧状態の発生，およびそれに伴う負極活物質ペーストの粘度の一時的な上昇が起きないようにしている。こうして，得られる負極活物質ペーストにおける粘度や残存固形分のばらつきを抑え，安定して負極活物質ペーストを製造できる混練機１，およびそれを用いた電極体の製造方法が実現されている。
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，製造しようとするペーストは，負極活物質ペーストには限らない。正極活物質ペーストを混練により製造しようとする場合にも本発明の適用が可能である。また，対象とする電池の種類は問わない。さらに，電池用途以外のペーストの製造に対しても本発明の適用が可能である。
また，混練機１の搬送スクリュー３の構成についても変形が可能である。搬送スクリュー３についてはまず，第１スクリュー羽根１１，第２スクリュー羽根１２の形状について変形が考えられる。図４に示した第１スクリュー羽根１１，第２スクリュー羽根１２は，ローター部１３とネジ山部１４とを有するものであったが，このうちローター部１３は必須ではない。すなわち，回転軸に直にネジ山部１４を形成した構成であってもよい。その場合，回転軸そのものの直径が前述の「径Ｂ」に相当すると考えてよい。また，ネジ山部１４については，図示したような螺旋状に連続したものでなくてもよい。複数の扇形の突起形状を軸方向に対して傾斜させて設けたものであってもよい。
搬送スクリュー３についてはまた，混練区間８の部分の形状にも変形が考えられる。前記形態では，混練区間８の攪拌部材１６は攪拌機能のみを有し搬送機能は有しないこととして説明したが，ある程度の搬送機能を併せ持つ構成であってもよい。さらに，混練機１の全体構成としては，２本の搬送スクリュー３を有する構成に限られない。１本の搬送スクリュー３によって構成されるものであってもよいし，逆に３本（あるいはさらにそれ以上）本の搬送スクリュー３を有する構成のものであってもよい。
また，混練機１への混練原料の投入については，前記形態では単純に投入口４に投入するとしか述べなかったが，もう少し複雑であってもよい。例えば，混練溶媒（前記形態では水）について，投入口４にはその一部のみを投入し，混練区間８と第２搬送区間７との境目辺りで残部を追加投入することとしてもよい。また，結着材（前記形態ではＳＢＲ）について，投入口４には投入せず，第２搬送区間７の辺りに追加投入することとしてもよい。
１ 混練機
３ 搬送スクリュー（回転搬送部材）
４ 投入口
５ 排出口
６ 第１搬送区間
７ 第２搬送区間
８ 混練区間
１１ 第１スクリュー羽根
１２ 第２スクリュー羽根
１４ ネジ山部
１９ 混練原料
Ａ ネジ山部の外径

Claims (3)

  1. 固形分と混練溶媒とを含み固形分率が６０重量％以上である混練原料を混練する混練機であって，
    前記混練原料の投入を受ける投入口と，前記混練原料が混練されてなる混練物を排出する排出口とが形成されており，
    軸回りの回転運動により前記投入口から前記排出口へ向けて前記混練原料を混練しつつ搬送する回転搬送部材を有し，
    前記回転搬送部材は，
    前記混練原料を混練する混練区間と，
    前記混練区間より上流側に位置し前記混練原料を搬送する第１搬送区間と，
    前記混練区間より下流側に位置し前記混練原料を搬送する第２搬送区間とを有するものであり，
    前記第１搬送区間と前記第２搬送区間とでは，同じ搬送対象物を搬送する場合の搬送力について，後者の方が小さく，
    前記回転搬送部材における前記第１搬送区間および前記第２搬送区間にはいずれも，スクリュー羽根が備えられており，
    前記第１搬送区間のスクリュー羽根の外径と前記第２搬送区間のスクリュー羽根の外径とでは，１．４以上の比で前者の方が大きいことを特徴とする混練機。
  2. 電極活物質を含む電極体の製造方法において，
    電極活物質を含む混練原料を混練機で混練することで電極活物質ペーストを得る混練工程と，
    前記混練工程で得られた電極活物質ペーストを集電体上に塗布することで，集電体上に電極活物質層が形成されたものである電極体を得る物質層形成工程とを有し，
    前記混練工程では，
    前記混練機として，
    混練原料の投入を受ける投入口と，前記混練原料が混練されてなる混練物を排出する排出口とが形成されており，
    軸回りの回転運動により前記投入口から前記排出口へ向けて前記混練原料を混練しつつ搬送する回転搬送部材を有し，
    前記回転搬送部材は，
    前記混練原料を混練する混練区間と，
    前記混練区間より上流側に位置し前記混練原料を搬送する第１搬送区間と，
    前記混練区間より下流側に位置し前記混練原料を搬送する第２搬送区間とを有するものであり，
    前記第１搬送区間と前記第２搬送区間とでは，同じ搬送対象物を搬送する場合の搬送力について，後者の方が小さく，
    前記回転搬送部材における前記第１搬送区間および前記第２搬送区間にはいずれも，スクリュー羽根が備えられており，
    前記第１搬送区間のスクリュー羽根の外径と前記第２搬送区間のスクリュー羽根の外径とでは，１．２以上の比で前者の方が大きい，ものを使用し，
    前記投入口に電極活物質を含む混練原料を投入し，
    前記排出口から前記電極活物質ペーストを得ることを特徴とする電極体の製造方法。
  3. 請求項２に記載の電極体の製造方法において，
    前記混練工程にて，前記混練機の前記投入口に投入する混練原料における固形分率を６０重量％以上とすることを特徴とする電極体の製造方法。
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