特許 6606927 混練システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6606927

(24)【登録日】2019年11月1日

(45)【発行日】2019年11月20日

(54)【発明の名称】混練システム

(51)【国際特許分類】

   B01F 7/08 20060101AFI20191111BHJP

   B01F 3/18 20060101ALI20191111BHJP

   B01F 15/02 20060101ALI20191111BHJP

【ＦＩ】

   B01F7/08 B

   B01F3/18

   B01F15/02 A

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-169341(P2015-169341)

(22)【出願日】2015年8月28日

(65)【公開番号】特開2017-42746(P2017-42746A)

(43)【公開日】2017年3月2日

【審査請求日】2018年5月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(74)【代理人】

【識別番号】100148013

【弁理士】

【氏名又は名称】中山 浩光

(74)【代理人】

【識別番号】100180851

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼口 誠

(72)【発明者】

【氏名】岡村 建志

【審査官】 増田 健司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１５７２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２４３４７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−８３７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２９８７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０１６９２１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｆ ７／０８

Ｂ０１Ｆ ３／１８

Ｂ０１Ｆ １５／０２

Ｈ０１Ｍ ４／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

活物質の投入量を調整可能な活物質投入部と、
バインダの投入量を調整可能なバインダ投入部と、
前記活物質投入部から投入される前記活物質及び前記バインダ投入部から投入される前記バインダを混合すると共に、撹拌体が固定された軸部を回転することにより前記活物質と前記バインダとを固練りする混練部と、
前記軸部を回転させる駆動部と、
前記駆動部にかかる負荷を検出する検出部と、
前記検出部により検出される前記負荷が、ピーク値となる第一目標値と前記第一目標値よりも低い第二目標値との間の所定値又は所定範囲となるように、前記活物質投入部における投入量及び／又は前記バインダ投入部における投入量を制御する制御部と、を備え、 前記制御部は、判定制御部と、調製制御部と、を有しており、
前記判定制御部は、前記検出部により検出される前記負荷が前記所定範囲外になったときに、前記混練部に投入される前記活物質の前記バインダに対する投入量の割合を徐々に又は段階的に減らしていく第１制御、又は前記混練部に投入される前記活物質の前記バインダに対する投入量の割合を徐々に又は段階的に増やしていく第２制御をするように、前記活物質投入部及び／又はバインダ投入部を制御し、
前記調製制御部は、
前記第１制御が実行された際に前記負荷が減少したときは、前記第２制御を開始し、前記負荷が減少に転じるまで前記第２制御を継続し、前記負荷が減少しなかったときは、前記第１制御を開始し、前記負荷が減少に転じるまで前記第１制御を継続する、第１調製を実行するように前記活物質投入部及び／又はバインダ投入部を制御し、
前記第２制御が実行された際に前記負荷が増大しなかったときは、前記第１制御を開始し、前記負荷が減少に転じるまで前記第１制御を継続し、前記負荷が増大したときは、前記第２制御を開始し、前記負荷が減少に転じるまで前記第２制御を継続する、第２調製を実行するように前記活物質投入部及び／又はバインダ投入部を制御する、混練システム。

【請求項2】

前記混練部は、互いに平行に配置された二本の前記軸部にそれぞれ支持された送り体によって前記活物質及び前記バインダを一方向に送りながら、前記二本の前記軸部にそれぞれ支持された撹拌体によって前記活物質及び前記バインダを撹拌する二軸押出混練機である、請求項１記載の混練システム。

【請求項3】

前記駆動部にかかる負荷は、前記駆動部に供給される電流値又は電力値として検出される、請求項１又は２記載の混練システム。

【請求項4】

前記判定制御部は、前記バインダ投入部を制御することにより前記第１制御を実行し、
前記調製制御部は、前記バインダ投入部を制御することにより前記第１調製を実行する、請求項１〜３の何れか一項記載の混練システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、混練システムに関する。

【背景技術】

【0002】

二次電池やキャパシタのような蓄電装置は再充電が可能であり、繰り返し使用することができるため電源として広く利用されている。従来から、ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug-in Hybrid Vehicle）などの車両に搭載される蓄電装置として、リチウムイオン二次電池や、ニッケル水素二次電池などが知られている。これらの二次電池は、活物質を含むペースト状又はスラリー状の活物質合剤を金属箔の表面に塗布して活物質層を形成した電極を、セパレータを介在させた状態で積層又は捲回するなどして電極組立体を形成し、当該電極組立体をケースに収容することにより形成される。

【0003】

ペースト状又スラリー状の電極用活物質合剤（以下、単に「電極用合剤」と称する。）の調製は、少なくとも活物質、バインダ及び溶媒を混練することにより行われる。具体的には、活物質とバインダとを混合して混練（固練り）し、次いで溶媒で希釈する方法が用いられている。このような混練には、例えば、混練室内に二本の回転軸を配置し、回転軸に支持された送りスクリューにより投入される活物質及びバインダを上流から下流に送りながら、回転軸に支持されたバレル（撹拌体）にて撹拌する二軸押出混練機（例えば、特許文献１）や、混練機のタンク内で１回分の原材料の混練が終わると、タンクの回収口からスラリー状の電極用合剤を回収することができるバッチ式の混練機（例えば、特許文献２）が使用される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−８３７０３号公報

【特許文献2】特開２００９−２２８９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記混練機により製造される電極用合剤は、固練り時の活物質とバインダとの配合割合を一定にすることにより、品質を一定に維持することが求められている。

【0006】

そこで、本発明は、混練機により製造される電極用合剤における固練り時の活物質とバインダとの配合割合を一定に維持することができる、混練システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の混練システムは、活物質の投入量を調整可能な活物質投入部と、バインダの投入量を調整可能なバインダ投入部と、活物質投入部から投入される活物質及びバインダ投入部から投入されるバインダを混合すると共に、撹拌体が固定された軸部を回転することにより活物質とバインダとを固練りする混練部と、軸部を回転させる駆動部と、駆動部にかかる負荷を検出する検出部と、検出部により検出される負荷がピーク値となる第一目標値と前記第一目標値よりも低い第二目標値との間の所定値又は所定範囲となるように、活物質投入部における投入量及び／又はバインダ投入部における投入量を制御する制御部と、を備える。

【0008】

この混練システムでは、活物質とバインダとを固練りする場合、「バインダと活物質との配合割合」が所定値になったとき「負荷」がピーク値になるという現象に基づいて、活物質投入部における投入量及びバインダ投入部における投入量の少なくとも一方が制御されている。言い換えれば、上記「負荷」がピーク値となるように、活物質とバインダとの配合割合を調整すれば、活物質とバインダとの配合割合は一定となる。この混練システムでは、予め活物質とバインダとの配合比が分かっていない場合であっても、上記負荷がピーク値（粘度がピーク値）となる第一目標値と前記第一目標値よりも低い第二目標値との間の所定値又は所定範囲となるように活物質投入部における投入量及びバインダ投入部における投入量の少なくとも一方が調整されるので、バインダと活物質との配合割合を一定又は一定の範囲にすることができる。この結果、混練機により製造される電極用合剤における活物質とバインダとの配合割合を一定又は一定の範囲に維持することができる。

【0009】

本発明の混練システムでは、混練部は、互いに平行に配置された二本の軸部にそれぞれ支持された送り体によって活物質及びバインダを一方向に送りながら、二本の軸部にそれぞれ支持された撹拌体によって活物質及びバインダを撹拌する二軸押出混練機であってもよい。

【0010】

この構成の混練システムによれば、二軸押出混練機を用いて活物質及びバインダを混練して電極用合剤を製造する場合であっても、活物質とバインダとの配合割合を一定に維持することができる。

【0011】

本発明の混練システムでは、駆動部にかかる負荷は、駆動部に供給される電流値又は電力値として検出されてもよい。

【0012】

この構成の混練システムによれば、駆動部にかかる負荷を容易に取得することができる。

【0013】

本発明の混練システムでは、制御部は、判定制御部と、調製制御部と、を有しており、判定制御部は、検出部による負荷が所定範囲外になったときに、混練部に投入される活物質のバインダに対する投入量の割合を徐々に又は段階的に減らしていく第１制御、又は混練部に投入される活物質のバインダに対する投入量の割合を徐々に又は段階的に増やしていく第２制御をするように、活物質投入部及び／又はバインダ投入部を制御し、調製制御部は、第１制御が実行された際に負荷が減少したときは、第２制御を開始し、負荷が減少に転じるまで第２制御を継続し、負荷が減少しなかったときは、第１制御を開始し、負荷が減少に転じるまで第１制御を継続する、第１調製を実行するように活物質投入部及び／又はバインダ投入部を制御し、第２制御が実行された際に負荷が増大しなかったときは、第１制御を開始し、負荷が減少に転じるまで第１制御を継続し、負荷が増大したときは、第２制御を開始し、負荷が減少に転じるまで第２制御を継続する、第２調製を実行するように活物質投入部及び／又はバインダ投入部を制御してもよい。

【0014】

この構成の混練システムによれば、上記負荷のピーク値を記憶等しておかなくても、判定制御部による制御によって、駆動部にかかる負荷が上述の所定値又は所定範囲となるような制御内容（活物質及び／又はバインダの投入量の調整内容）が決定される。そして、調製制御部が、上記負荷が上述の所定値又は所定範囲になるまで、判定制御部によって決定された制御内容を継続する。これにより、上記負荷（粘度）が上述の所定値又は所定範囲となるように活物質投入部における投入量及びバインダ投入部における投入量の少なくとも一方が調整されるので、バインダと活物質との配合割合を一定又は一定の範囲にすることができる。

【0015】

本発明の混練システムでは、判定制御部は、バインダ投入部を制御することにより第１制御を実行し、調製制御部は、バインダ投入部を制御することにより第１調製を実行してもよい。

【0016】

原料供給量の微調整は、フィーダ等で供給される粉体よりも、ポンプ等で供給される液体の方が容易かつ精度良く行える。この構成の混練システムによれば、ポンプ等で供給されるバインダの供給制御が行われるため、第１調製を容易かつ精度良く行うことができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、混練機により製造される電極用合剤における活物質とバインダとの配合割合を一定に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】一実施形態に係る混練システムの概略構成を示す構成図である。

【図2】図１の混練システムの機能ブロック図である。

【図3】一実施形態に係る混練処理制御の一例を示すフローチャートである。

【図4】変形例に係る混練処理制御の一例を示すフローチャートである。

【図5】「バインダの投入量に対する活物質の投入量の割合」と「電流値」との関係を示したグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照して一実施形態について説明する。図面の説明において、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

【0020】

二次電池であるリチウムイオン電池の正極用合剤（電極用合剤）の製造を例として混練システム１を説明する。正極用合剤の原材料は、例えば、リチウム・マンガン複合酸化物、リチウム・コバルト複合酸化物、リチウム・ニッケル複合酸化物等の、リチウムと遷移金属との金属複合酸化物からなる正極活物質と、アセチレンブラック等の導電剤と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のバインダと、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）等の溶媒とを含んでいる。また、必要に応じて増粘剤等が含まれていてもよい。なお、正極用合剤の原材料は、上述した物質に限定されるわけではなく、適宜変更してもよい。

【0021】

図１に示されるように、混練システム１は、二軸押出混練機１０と、検出器（検出部）１５と、活物質投入部４１と、バインダ投入部４３と、溶媒投入部４５と、制御部６０と、を備えている。

【0022】

二軸押出混練機１０は、互いに平行に配置された一対の軸部１３（もう１本の軸部１３は、図１の紙面奥側に配置されている。）と、ケース３と、駆動部１１と、第１供給部５Ａと、第２供給部５Ｂと、排出部７と、を有している。

【0023】

ケース３は、一対の軸部１３を回転可能に支持する。駆動部１１は、一対の軸部１３を駆動する。第１供給部５Ａは、活物質投入部４１及びバインダ投入部４３の下方に配置されており、活物質投入部４１から投入される活物質及びバインダ投入部４３から投入されるバインダをケース３の内部に供給する。第２供給部５Ｂは、溶媒投入部４５の下方に配置されており、溶媒投入部４５から投入される溶媒をケース３の内部に供給する。排出部７は、ケース３の内部において製造された電極用合剤をケース３の外部に排出する。

【0024】

互いに平行に配置された二本の軸部１３には、第一送りスクリュー（送り体）２１と、第一撹拌体２３と、第二送りスクリュー２５と、第二撹拌体２７と、がそれぞれ支持されている。第一送りスクリュー２１は、第１供給部５Ａから供給される活物質及びバインダを矢印Ｄ方向に搬送する。第一撹拌体２３は、第１供給部５Ａから供給された活物質及びバインダを矢印Ｄ方向に搬送しながら撹拌する。言い換えれば、活物質及びバインダは、第一撹拌体２３によって流動されると共にせん断力が加えられることにより分散され、所望の混練状態の混練物とされる。

【0025】

第二送りスクリュー２５は、第一撹拌体２３から供給される活物質及びバインダと、第２供給部５Ｂから供給される溶媒とを矢印Ｄ方向に搬送する。第二撹拌体２７は、第一撹拌体２３から供給される活物質及びバインダと、第２供給部５Ｂから供給された溶媒とを矢印Ｄ方向に搬送しながら撹拌する。言い換えれば、活物質、バインダ及び溶媒は、第二撹拌体２７によって流動されると共に、活物質及びバインダは、溶媒によって希釈され、スラリー状の電極用合剤として、排出部７から排出される。

【0026】

検出器１５は、二軸押出混練機１０の駆動部１１にかかる負荷を検出する。本実施形態では、検出器１５は、駆動部１１に供給される電流値を検出する。なお、駆動部１１にかかる負荷は、駆動部１１によって消費される電力であり電流値に比例する。

【0027】

活物質投入部４１は、第１供給部５Ａを介してケース３の内部に活物質を投入する。活物質投入部４１は、例えば、フィーダである。活物質の投入量の調整は、制御部６０がフィーダを駆動させるモータの回転を制御することによって行われる。

【0028】

バインダ投入部４３は、第１供給部５Ａを介してケース３の内部にバインダを投入する。バインダ投入部４３は、例えばポンプである。バインダの投入量の調整は、制御部６０が、ポンプを駆動させるモータの周波数を制御することによって行われる。

【0029】

溶媒投入部４５は、第２供給部５Ｂを介してケース３の内部に溶媒を投入する。溶媒投入部４５は、例えばポンプである。溶媒の投入量の調整は、制御部６０が、ポンプを駆動させるモータの周波数を制御することによって行われる。

【0030】

制御部６０は、混練システム１における各種制御処理を実行する部分であり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read OnlyMemory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などからなる電子制御ユニットである。図２に示されるように、制御部６０は、混練システム１における各種制御処理を実行する概念的な部分としての情報取得部６１と、判定制御部６３と、調製制御部６５と、を有している。このような概念的な部分は、例えばＲＯＭに格納されているプログラムがＲＡＭ上にロードされてＣＰＵで実行される。

【0031】

情報取得部６１は、検出器１５から駆動部１１に供給されている電流値を取得する。情報取得部６１は、検出器１５から送出されてくる電流値を取得するようにしてもよいし、検出器１５に対し、当該電流値を送出するように命令を出してもよい。

【0032】

判定制御部６３は、情報取得部６１により取得される電流値が規定範囲（負荷が所定範囲）外になったときに、一時的に、二軸押出混練機１０に投入される活物質のバインダに対する投入量の割合を徐々に（又は段階的に）減らしていく制御、言い換えれば、一時的に、電極用合剤における活物質の割合を徐々に（又は段階的に）減らしていく制御（第１制御）をするように、バインダ投入部４３を制御する。具体的には、判定制御部６３は、単位時間当たりのバインダの供給量が徐々に（又は段階的に）増えていくように、バインダ投入部４３を制御する。

【0033】

調製制御部６５は、判定制御部６３によるバインダ投入部４３の制御が実行された際に上記電流値が低下したときは、二軸押出混練機１０に投入される活物質のバインダに対する投入量の割合を徐々に（又は段階的に）増やしていく制御、言い換えれば、電極用合剤における活物質の割合を徐々に（又は段階的に）増やしていく制御（第２制御）を実行する。具体的には、調製制御部６５は、現在の単位時間当たりのバインダの供給量を徐々に（又は段階的に）減らしていくように、バインダ投入部４３を制御する。調製制御部６５は、上記電流値が低下に転じるまで当該第２制御の実行を継続する。

【0034】

調製制御部６５は、判定制御部６３によるバインダ投入部４３の制御が実行された際に上記電流値が低下しなかったときは、二軸押出混練機１０に投入される活物質のバインダに対する投入量の割合を徐々に（又は段階的に）減らしていく制御、言い換えれば、電極用合剤における活物質の割合を徐々に（又は段階的に）減らしていく制御（第１制御）を実行する。具体的には、調製制御部６５は、現在の単位時間当たりのバインダの供給量を徐々に（又は段階的に）増やしていくように、バインダ投入部４３を制御する。調製制御部６５は、上記電流値が低下に転じるまで当該第１制御の実行を継続する。

【0035】

制御部６０は、上記制御の他、溶媒投入部４５における単位時間当たりの溶媒の供給量を調整する。例えば、排出部７から排出されるスラリー状の電極用合剤の粘度に基づいて、溶媒投入部４５における単位時間当たりの溶媒の供給量を調整してもよい。

【0036】

次に、上記実施形態の混練システム１における混練制御（第１調製）について、主に図３を用いて説明する。まず、調製制御部６５は、前回定常混練時におけるバインダの投入量（以後、「初期設定値Ｖ０」とも称する。）を設定する（ステップＳ１）。具体的には、設備が起動した際に、バインダ投入部４３から投入される単位時間当たりのバインダの投入量が、初期設定値Ｖ０となるような設定がなされる。なお、活物質の単位時間当たりの投入量は投入量Ｂ０で一定である。

【0037】

ステップＳ１による設定がなされた状態で設備を起動させる。すなわち、図１に示される二軸押出混練機１０による活物質とバインダとの固練りが開始される（ステップＳ２）。判定制御部６３は、情報取得部６１により取得される電流値が規定範囲内にあることを監視する（ステップＳ３：ＮＯ）。ここで、情報取得部６１により取得される電流値が規定範囲から外れた場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、判定制御部６３は、バインダ投入部４３を制御してバインダの単位時間当たりの投入量を一時的に増やしていくように制御（第１制御）する（ステップＳ４）。

【0038】

調製制御部６５は、ステップＳ４によるバインダ量の増量によって、情報取得部６１により取得される電流値が低下するか否かを監視する（ステップＳ５）。ここで、電流値が低下した場合には（ステップＳ５：ＹＥＳ）、調製制御部６５は、バインダ投入部４３を制御してバインダの単位時間当たりの投入量を徐々に（又は段階的に）減量していくように制御（第２制御）する（ステップＳ６）。そして、調製制御部６５は、情報取得部６１により取得される電流値が低下に転じるまで、バインダの単位時間当たりの投入量を徐々に（又は段階的に）減量していく（ステップＳ７：ＮＯ）。

【0039】

情報取得部６１により取得される電流値が低下に転じると（ステップＳ７：ＹＥＳ）、調製制御部６５は、電流値が低下に転じた（ピーク値に到達した）際にバインダ投入部４３が二軸押出混練機１０に供給している単位時間当たりのバインダの投入量Ｖ１（＜Ｖ０）をもって、定常混練時におけるバインダの投入量Ｖ１（再設定値Ｖ１）として設定する（ステップＳ１０）。

【0040】

また、ステップＳ５において電流値が低下しなかった場合には（ステップＳ５：ＮＯ）、調製制御部６５は、バインダ投入部４３を制御してバインダの単位時間当たりの投入量を徐々に（又は段階的に）増量していくように制御（第１制御）する（ステップＳ８）。そして、調製制御部６５は、情報取得部６１により取得される電流値が低下に転じるまでバインダの単位時間当たりの投入量を徐々に（又は段階的に）増量していく（ステップＳ９：ＮＯ）。

【0041】

情報取得部６１により取得される電流値が低下に転じると（ステップＳ９：ＹＥＳ）、調製制御部６５は、電流値が低下に転じた（ピーク値に到達した）際にバインダ投入部４３が二軸押出混練機１０に供給している単位時間当たりのバインダの投入量Ｖ２（＞Ｖ０）をもって、定常混練時におけるバインダの投入量Ｖ２（再設定値Ｖ２）として設定する（ステップＳ１０）。

【0042】

このようにステップＳ１〜ステップＳ１０の処理を実行することにより、二軸押出混練機１０により製造される電極用合剤における活物質とバインダとの配合割合を一定に維持することができる。

【0043】

次に、上記実施形態の混練システム１の作用効果について説明する。上記混練システム１では、図５に示されるように、活物質とバインダとを固練りする場合、「バインダと活物質との配合割合」が所定値になったとき「電流値」がピーク値になるという現象に基づいて、バインダ投入部４３における投入量が制御されている。すなわち、上記実施形態の混練システム１では、予め活物質とバインダとの配合比が分かっていない場合であっても、上記電流値がピーク値（粘度がピーク値）となるようにバインダ投入部４３における投入量が調整されるので、バインダと活物質との配合割合を一定にすることができる。

【0044】

図５において、例えば、情報取得部６１により取得される電流値Ａが規定範囲（例えば、Ｐ１＜Ａ＜Ｐ）から外れた場合に、判定制御部６３が、一時的に、電極用合剤における活物質の割合を徐々に（又は段階的に）減らしていく制御（第１制御）をしたとする。これにより、電流値が低下する場合には、バインダと活物質との配合割合の状態は、ピーク値となる場合よりも左側（例えばＳ１）にあることになる。そこで、調製制御部６５は、電極用合剤における活物質の割合を徐々に（又は段階的に）増やしていく制御（第２制御）を行うと、電流値は徐々にピーク値に向かい、やがて低下に転ずる。本実施形態では、電流値が低下に転ずる際のバインダと活物質との配合割合の状態を継続するように制御している。これにより、活物質とバインダとの配合割合を一定に維持することができる。

【0045】

一方、判定制御部６３が、第１制御をしたことにより、電流値が低下しなかった場合には、バインダと活物質との配合割合の状態は、ピーク値となる場合よりも右側（例えばＳ２）にあることになる。そこで、調製制御部６５は、電極用合剤における活物質の割合を徐々に（又は段階的に）減らしていく制御（第１制御）を行うと、電流値は徐々にピーク値に向かい、やがて低下に転ずる。本実施形態では、電流値が低下に転ずる際のバインダと活物質との配合割合の状態を継続するように制御している。これにより、活物質とバインダとの配合割合を一定に維持することができる。

【0046】

上記実施形態の混練システム１では、二軸押出混練機１０に供給するバインダの供給量を調整することができるので、二軸押出混練機１０を用いて活物質及びバインダを混練して電極用合剤を製造する場合であっても、活物質とバインダとの配合割合を一定に維持することができる。

【0047】

上記実施形態の混練システム１では、駆動部１１にかかる負荷として駆動部１１に供給される電流値を取得している。二軸押出混練機１０には、駆動部１１に供給される電流値を監視する機能を有していることが多いので、駆動部１１にかかる負荷を計測する機器を別途設けることなく、駆動部１１にかかる負荷を容易に取得することができる。

【0048】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0049】

＜変形例１＞
上記実施形態では、混練部が連続式の二軸押出混練機として形成されている例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、バッチ式の混練機であってもよい。バッチ式の混練機の一例は、少なくとも活物質、バインダ及び溶媒を含む原材料を収容するタンク本体と、タンク本体内で原材料を混練する撹拌部と、タンク本体内で混練された後の原材料を排出する排出部と、を備えている。撹拌部は、複数のブレードを有しており、複数のブレードは、タンク本体内において遊星運動を行いながら、活物質、バインダ及び溶媒を混練する。このようなバッチ式の混練機では、タンク内において１回分の原材料の混練が終わると、タンクの排出口からスラリー状の電極用合剤を回収することができる。

【0050】

このような混練機に対し、二軸押出混練機１０に備えられている上述の検出器（検出部）１５と、活物質投入部４１と、バインダ投入部４３と、溶媒投入部４５と、制御部６０と、を設け、混練システムとして構成してもよい。このような構成の混練システムであっても、混練機により製造される電極用合剤における活物質とバインダとの配合割合を一定に維持することができる。

【0051】

＜変形例２＞
上記実施形態では、駆動部１１にかかる負荷として、駆動部１１に供給される電流値を取得する例を挙げて説明したが、これに代わり、例えば電力値を取得するようにしてもよい。また、駆動部１１にかかる負荷として、駆動部１１にかかるトルクを検出してもよい。この場合、駆動部１１とケース３との間にトルクセンサを設ければよい。また、駆動部１１にかかる負荷として、活物質とバインダとを混練する際の混練応力を取得するようにしてもよい。

【0052】

＜変形例３＞
上記実施形態では、判定制御部６３は、情報取得部６１により取得される電流値が規定範囲外になったときに、一時的に、二軸押出混練機１０に投入される活物質のバインダに対する投入量の割合を徐々に（又は段階的に）減らしていく制御（第１制御）をするように、バインダ投入部４３を制御する例を挙げて説明したが、これに代えて、一時的に、二軸押出混練機１０に投入される活物質のバインダに対する投入量の割合を徐々に（又は段階的に）増やしていく制御（第２制御）をするようにしてもよい。以下、判定制御部６３が第２制御を実行した際の混練制御（第２調製）について、図４を用いて説明する。

【0053】

判定制御部６３は、判定制御部６３は、バインダ投入部４３を制御してバインダの単位時間当たりの投入量を一時的に減らしていくように制御（第２制御）する（ステップＳ２１）調製制御部６５は、ステップＳ２１によるバインダ量の減量によって、情報取得部６１により取得される電流値が低下するか否かを監視する（ステップＳ２２）。ここで、電流値が上昇した場合には（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、調製制御部６５は、バインダ投入部４３を制御してバインダの単位時間当たりの投入量を徐々に（又は段階的に）減量していくように制御（第２制御）する（ステップＳ２３）。そして、調製制御部６５は、情報取得部６１により取得される電流値が低下に転じるまで、バインダの単位時間当たりの投入量を徐々に（又は段階的に）減らしていく（ステップＳ２４：ＮＯ）。

【0054】

情報取得部６１により取得される電流値が低下に転じると（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、調製制御部６５は、電流値が低下に転じた（ピーク値に到達した）際にバインダ投入部４３が二軸押出混練機１０に供給している単位時間当たりのバインダの投入量Ｖ３（＜Ｖ０）をもって、定常混練時におけるバインダの投入量Ｖ３（再設定値Ｖ３）として設定する（ステップＳ２７）。

【0055】

また、ステップＳ２２において電流値が上昇しなかった場合には（ステップＳ２２：ＮＯ）、調製制御部６５は、バインダ投入部４３を制御してバインダの単位時間当たりの投入量を徐々に（又は段階的に）増やしていくように制御（第１制御）する（ステップＳ２５）。そして、調製制御部６５は、情報取得部６１により取得される電流値が低下に転じるまでバインダの単位時間当たりの投入量を徐々に（又は段階的に）増やしていく（ステップＳ２６：ＮＯ）。

【0056】

情報取得部６１により取得される電流値が低下に転じると（ステップＳ２６：ＹＥＳ）、調製制御部６５は、電流値が低下に転じた（ピーク値に到達した）際にバインダ投入部４３が二軸押出混練機１０に供給している単位時間当たりのバインダの投入量Ｖ４（＞Ｖ０）をもって、定常混練時におけるバインダの投入量Ｖ４（再設定値Ｖ４）として設定する（ステップＳ２７）。

【0057】

＜変形例４＞
上記実施形態又は変形例では、第１制御又は第２制御を実行するにあたり、バインダ投入部４３における投入量を制御する例を挙げて説明したが、例えば、活物質投入部４１における投入量を制御するようにしてもよいし、活物質投入部４１における投入量とバインダ投入部４３における投入量との両方を制御するようにしてもよい。

【0058】

＜その他の変形例＞
上記実施形態又は変形例では、電流値がピーク値Ｐとなるように、活物質投入部４１における投入量及び／又はバインダ投入部４３における投入量が制御される例を挙げて説明したが、図５に示されるように、電流値がピーク値Ｐとなる第一目標値Ｔ１と当該第一目標値Ｔ１よりも低い第二目標値Ｔ２との間の所定値又は規定範囲となるように、活物質投入部４１における投入量及び／又はバインダ投入部４３における投入量が制御されてもよい。

【0059】

具体的には、第一目標値Ｔ１と第二目標値Ｔ２との間の、例えば、所定値ｔ１となるように、活物質投入部４１における投入量及び／又はバインダ投入部４３における投入量が制御されてもよい。また、第一目標値Ｔ１と第二目標値Ｔ２との間の、例えば、所定値ｔ１以上となるように、又は所定値ｔ２以上所定値ｔ３以下等となるように、活物質投入部４１における投入量及び／又はバインダ投入部４３における投入量が制御されてもよい。

【0060】

上記実施形態又は変形例では、正極用合剤（電極用合剤）の製造を例として混練システム１を説明したが、負極用合剤（電極用合剤）の製造する場合であっても、上記混練システム１を適用することができる。この場合の負極用合剤の原材料は、例えば、グラファイト等の活物質と、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等の増粘剤と、スチレンブタジエンブロック共重合体（ＳＢＲ）等のバインダとして機能し得る水に分散するポリマーと、水などの溶媒とを含んでいてもよい。なお、活物質とバインダとの固練り時において加えられるせん断力は、負極用合剤を製造する場合に比べて正極用合剤を製造する場合の方が大きい。したがって、上記実施形態又は変形例に係る混練システムは、正極用合剤を製造する場合により有効である。

【符号の説明】

【0061】

１…混練システム、３…ケース、５Ａ…第１供給部、５Ｂ…第２供給部、７…排出部、１０…二軸押出混練機（混練部）、１１…駆動部、１３…軸部、１５…検出器（検出部）、２１…第一送りスクリュー（送り体）、２３…第一撹拌体、２５…第二送りスクリュー、２７…第二撹拌体、４１…活物質投入部、４３…バインダ投入部、４５…溶媒投入部、６０…制御部、６１…情報取得部、６３…判定制御部、６５…調製制御部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】