JP6606835B2 - 予備混練装置及び混練装置 - Google Patents
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Description
これにより、本混練の条件変更は、対向して回転するテーパ面間のギャップの調整のみで行うことが可能であるので、本混練の条件変更作業が容易となる。
本実施形態による混練装置は、例えば、リチウムイオン二次電池の電極(正極及び負極)を製造するための装置を構成する。リチウムイオン二次電池の電極は、アルミニウム箔や銅箔等の基材に活物質材料のスラリを塗布して乾燥することにより製造される。本実施形態の混練装置は、活物質材料のスラリを製造する装置である。
本実施形態の混練装置について、図を参照して説明する。
図1に示すように、混練装置1は、溶解装置2と、供給装置3と、予備混練装置4と、本混練装置5と、制御装置6等とを備える。
供給管路45は、活物質材料のプレスラリを本混練装置5に供給可能なように、ハウジング41の他端面、すなわち一対のスクリュウ42の前端側の端面に配管される。
記憶部61には、増粘剤の溶解液の溶解度と増粘剤の溶解液の粘度との関係を示すデータ(図5参照)、増粘剤の溶解液の粘度と増粘剤溶解時間との関係を示すデータ(図6参照)、活物質材料のスラリの粘度と本混練装置5の回転子52の周速との関係を示すデータ(図7参照)、活物質材料のスラリの粘度と本混練装置5のバルブ57の開度との関係を示すデータ(図8参照)、その他の溶解制御、混練制御等に関するデータが記憶される。
次に、制御装置6による処理について、図3を参照して説明する。なお、作業者は、活物質の粉体の種類や量に応じて最適なスクリュウギャップを予め求めておき、求めたスクリュウギャップに近い開口41bに移動台461を移動しておくものとする。
具体的には、溶解制御部62は、記憶部61から増粘剤の溶解液の粘度と増粘剤の溶解液の溶解度との関係を示すデータ、及び増粘剤の溶解液の粘度と増粘剤溶解時間との関係を示すデータを読み出す。
具体的には、溶解制御部62は、定量ポンプ26を駆動して所定量の増粘剤の溶解液を供給管路25を通じて予備混練装置4の開口41bから一対のスクリュウ42間に供給する。供給制御部63は、低周波発生装置32を駆動して所定量の活物質等の粉体を供給管路33を通じて予備混練装置4の開口41bから一対のスクリュウ42間に供給する。
具体的には、予備混練制御部64は、駆動モータ43を駆動して一対のスクリュウ42を軸線回りで回転させ、ハウジング41の開口41aから供給される増粘剤の溶解液及び活物質の粉体を搬送しつつ混練する。
具体的には、まず、本混練制御部65は、本混練装置5に活物質材料のプレスラリが供給される前に、以下の準備工程を行う。すなわち、本混練制御部65は、ハウジング51内の収容容器53を冷却するために、冷却水を冷却管路51aから給水して冷却管路51bから排水する。収容容器53を冷却する理由は、後述する回転子52の外周面と収容容器53の内周面とのギャップG間で行われる活物質材料のプレスラリの分散中において、活物質材料のプレスラリの温度上昇を抑制するためである。
上述の実施形態では、スクリュウ羽根42aの形成ピッチPを同一ピッチでそれぞれ形成した一対のスクリュウ42を備える構成とした。しかし、図9Aに示す第一の変形例のように、スクリュウ羽根42Aaのピッチが前記搬送方向に向かうに従って徐々に小さくなる(pa1>pa2>・・・>pan)ように形成した一対のスクリュウ42Aを備える構成としてもよい。これにより、増粘剤の溶解液及び活物質の粉体が、一対のスクリュウ42Aのスクリュウ羽根42Aaの外周同士間を搬送される際に発生するせん断力は、増粘剤の溶解液及び活物質の粉体が搬送されるに従って徐々に大きくなるので、増粘剤の溶解液及び活物質の粉体の混練状態を良好なものとすることができる。
本実施形態の予備混練装置4によれば、ハウジング41内に平行且つ並べて配置され、軸線回りに回転可能な一対のスクリュウ42を有し、投入される増粘剤の溶解液及び活物質の粉体を一対のスクリュウ42の回転により撹拌することにより、活物質の粉体を増粘剤の溶解液に対し濡らしながら一対のスクリュウ42の軸線方向に搬送する。そして、一対のスクリュウ42は、スクリュウ羽根42aの外周とハウジング41の内壁とのハウジングギャップhg1,hg2,・・・,hgnが増粘剤の溶解液及び活物質の粉体の搬送方向に向かうに従って徐々に狭くなるように形成される。
これにより、本混練の条件変更は、対向して回転する回転子52の外周面と収容容器53の内周面とのギャップGを調整するのみで行うことが可能であるので、本混練の条件変更作業が容易となる。
なお、上述の実施形態では、予備混練装置4に設けた投入部46は、ボールネジ464及び駆動モータ465で移動台461を移動させる構成としたが、作業者による手動で移動台461を移動させる構成としてもよい。
また、リチウムイオン二次電池の負極用の活物質材料を製造する場合について説明したが、リチウムイオン二次電池の正極用の活物質材料を製造する場合も適用可能である。また、本発明が適用される材料としては、リチウムイオン二次電池の電極用の活物質材料に限定されるものではなく、例えばキャパシタの材料、医薬品用や化粧品用の微粒子スラリ、食品用のペースト等にも適用可能である。
Claims (4)
- ハウジング内に平行且つ並べて配置され、軸線回りに回転可能な一対のスクリュウを有し、投入される粉体及び液体を前記一対のスクリュウの回転により撹拌することにより、前記粉体を前記液体に対し濡らしながら前記一対のスクリュウの軸線方向に搬送する予備混練の制御を行う制御装置を備える予備混練装置であって、
前記一対のスクリュウは、スクリュウ羽根の先端と前記ハウジングの内壁との径方向のハウジングギャップが前記粉体及び前記液体の搬送方向に向かうに従って徐々に狭くなるように形成され、且つ、前記スクリュウ羽根の径が前記搬送方向に向かうに従って徐々に大きくなるように形成されるとともに、前記スクリュウ羽根の先端同士の径方向のスクリュウギャップが前記搬送方向に向かうに従って徐々に狭くなるように形成され、
前記ハウジングには、前記粉体及び前記液体の投入が可能な投入部が前記軸線方向に移動可能に設けられ、
前記投入部は、移動台と駆動モータを備え、前記駆動モータの駆動で前記移動台の移動が可能であり、
前記粉体の損傷程度と前記ハウジングギャップ及び前記スクリュウギャップとの関係に基づいて、前記粉体の種類又は量に応じて予め求められている前記ハウジングギャップ及び前記スクリュウギャップに近いところに、前記投入部を予め移動させた状態で、前記制御装置は、前記予備混練の制御を行う、予備混練装置。 - 前記一対のスクリュウは、前記スクリュウ羽根のピッチが前記搬送方向に向かうに従って徐々に小さくなるように形成される、請求項1に記載の予備混練装置。
- 前記一対のスクリュウは、前記スクリュウ羽根の先端幅が前記搬送方向に向かうに従って徐々に大きくなるように形成される、請求項1又は2に記載の予備混練装置。
- 請求項1−3の何れか一項に記載の予備混練装置と、
前記予備混練装置から供給される前記粉体及び前記液体のプレスラリを、対向して回転するテーパ面間の調整可能なギャップに通すことにより、前記プレスラリ中において前記粉体を分散させてスラリとする本混練装置と、
を備える混練装置。
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