特開 2024-112212 電池電極スラリー処理装置および電池電極スラリー処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024112212

(43)【公開日】2024-08-20

(54)【発明の名称】電池電極スラリー処理装置および電池電極スラリー処理方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 4/04 20060101AFI20240813BHJP

   H01M 4/139 20100101ALI20240813BHJP

   B05C 11/10 20060101ALI20240813BHJP

   B05C 11/00 20060101ALI20240813BHJP

【ＦＩ】

H01M4/04 Z

H01M4/139

B05C11/10

B05C11/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023017132

(22)【出願日】2023-02-07

(71)【出願人】

【識別番号】507317502

【氏名又は名称】エリーパワー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101236

【弁理士】

【氏名又は名称】栗原 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100166914

【弁理士】

【氏名又は名称】山▲崎▼ 雄一郎

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 尋史

(72)【発明者】

【氏名】河手 昌大

(72)【発明者】

【氏名】井口 隆康

【テーマコード（参考）】

4F042

5H050

【Ｆターム（参考）】

4F042AA06

4F042AA22

4F042AB00

4F042BA02

4F042BA12

4F042BA15

4F042CA01

4F042CA05

4F042CA06

4F042CB02

4F042CB08

4F042CB20

4F042CB25

4F042CB27

4F042DH09

5H050AA19

5H050BA17

5H050CA01

5H050CA08

5H050CA09

5H050GA10

5H050GA22

5H050GA29

(57)【要約】      （修正有）

【課題】電池電極スラリーの品質を安定して維持することができる電池電極スラリー処理装置を提供する。
【解決手段】電池電極スラリー作製用の複数の材料を供給する供給手段１１～１３と、複数の材料を輸送する第１輸送手段２１～２３と、複数の材料を混練して連続的に排出する第１混練手段１４と、前記混練物を受け取り輸送する入口部２４１と、前記混練物を排出する出口部２５１と、を備え、前記第１混練手段１４から排出された混練物を輸送する第２輸送手段２４、２５と、前記混練物の一部を貯留する第１貯留部４１と、前記混練物の一部を貯留する第２貯留部１８１～１８３を有し、当該第２貯留部１８１～１８３に貯留されている前記混練物を電極用板に塗布する塗布手段と、前記第２貯留部１８１～１８３の内部の前記混練物の量を監視し、前記第１貯留部４１の貯留量を調整するように前記供給手段１１～１３を制御する輸送量制御手段６１と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池電極スラリーを作製して塗布する電池電極スラリー処理装置であって、
前記電池電極スラリーの作製用の複数の材料を供給する供給手段と、
前記供給手段から供給された複数の材料を輸送する第１輸送手段と、
前記第１輸送手段により輸送された複数の材料を混練して連続的に排出する第１混練手段と、
前記第１混練手段から排出された混練物を受け取り輸送する入口部と、前記入口部を経由して輸送された前記混練物を排出する出口部と、を備え、前記第１混練手段から排出された前記混練物を輸送する第２輸送手段と、
前記第２輸送手段の途中に設けられ、前記混練物の一部を貯留する第１貯留部と、
前記第２輸送手段に接続されて、当該第２輸送手段により輸送された前記混練物の一部を貯留する第２貯留部を有し、当該第２貯留部に貯留されている前記混練物を電極用板に塗布する塗布手段と、
前記第２貯留部の内部の前記混練物の量を監視し、この監視量に基づいて、前記第１貯留部の貯留量を調整するように前記供給手段を制御する輸送量制御手段と、
を備えることを特徴とする電池電極スラリー処理装置。

【請求項2】

前記第１貯留部は前記入口部の途中に設けられており、前記入口部と前記出口部との間には当該入口部から輸送された前記混練物をさらに混練して当該出口部に向かって連続的に排出する第２混練手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の電池電極スラリー処理装置。

【請求項3】

前記第１混練手段および前記第２混練手段のうち少なくともいずれかは、複数設けられ、
前記第１混練手段が複数設けられている場合には、前記複数の第１混練手段は並列あるいは直列に設けられ、
前記第２混練手段が複数設けられている場合には、前記複数の第２混練手段は並列あるいは直列に設けられている、
ことを特徴とする請求項２に記載の電池電極スラリー処理装置。

【請求項4】

前記第１混練手段は、前記複数の材料を粗混練し、
前記第２混練手段は、前記第２輸送手段により輸送された材料を本混練することを特徴とする請求項２に記載の電池電極スラリー処理装置。

【請求項5】

前記塗布手段を複数備え、
前記第２輸送手段の前記出口部が複数に分岐し、前記分岐した複数の前記出口部のそれぞれに前記塗布手段が接続されている、
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の電池電極スラリー処理装置。

【請求項6】

前記輸送量制御手段は、複数の前記塗布手段の電極用板への塗布状況を監視し、塗布可能な前記塗布手段の数に応じて、前記第１貯留部における貯留量を調整する、
ことを特徴とする請求項５に記載の電池電極スラリー処理装置。

【請求項7】

前記輸送量制御手段は、複数の前記塗布手段への供給を、各塗布手段における塗布状況に応じて優先順位を付けて制御する、
ことを特徴とする請求項６に記載の電池電極スラリー処理装置。

【請求項8】

前記第２輸送手段により輸送される前記混練物を循環させる循環手段をさらに具備する、
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の電池電極スラリー処理装置。

【請求項9】

電池電極スラリーを作製して塗布する電池電極スラリー処理装置における電池電極スラリー処理方法であって、
前記電池電極スラリーの作製用の複数の材料を供給し、
供給された前記複数の材料を輸送し、
輸送された前記複数の材料を混練し、混練物を連続的に排出し、
前記混練物の一部を第１貯留部に貯留しつつ輸送し、
輸送された前記混練物の一部を第２貯留部に貯留するとともに、前記混練物を電極用板に塗布するに際し、
前記第２貯留部で貯留されている前記混練物の量を監視し、この監視量に基づいて、前記第２貯留部の貯留量を調整するように前記電池電極スラリーの作製用の複数の材料の供給量を制御する、
ことを特徴とする電池電極スラリー処理方法。

【請求項10】

前記混練物を前記第１貯留部から前記第２貯留部へ輸送する途中で、再混練して、再混練した前記混練物を連続的に輸送する、
ことを特徴とする請求項９に記載の電池電極スラリー処理方法。

【請求項11】

前記混練を、前記複数の材料の粗混練とし、
前記再混練を、本混練とする、
ことを特徴とする請求項１０に記載の電池電極スラリー処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池電極スラリー処理装置および電池電極スラリー処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、複数の材料を混練してスラリーを得る方法として、バッチ混練が一般的である。バッチ混練とは、スラリーの作製に必要な複数の材料を全て大釜に投入し、これら複数の材料が均一に混ざるまで混練を行うことである。

【0003】

ただ、バッチ混練では、大釜に複数の材料を一度にまとめて投入してから均一に混ぜるため、混練時間を長くとる必要がある。また、大釜の取り替え等の作業を人手で行う必要があるなど、バッチ混練は、スラリーの作製過程における工数増加の原因になっていた。

【0004】

また、バッチ混練では、大釜に複数の材料を全て投入してから、スラリーが得られるまでに、時間がかかってしまう。このため、ある程度の量のスラリーを短時間で得るためには、１度のバッチ混練で得られるスラリー量を増加させる必要があり、スラリー量の増加に応じて大きくした大釜を用意する必要がある。したがって、バッチ混練では装置の小型化が困難であった。

【0005】

また、バッチ混練では、大釜の取り替え作業といった人手で行う必要のある工程が上述のように存在するため、スラリーの作製工程の完全自動化が困難であった。

【0006】

さらに、バッチ混練では、作製するスラリー量の自由度が低く、スラリーが不足しないよう多めに作製するなどによって、大量に得られたスラリーを使用するまでのタイムラグが問題になることがあった。

【0007】

そこで、所定量ずつ連続的に投入した複数の材料を粗混練する予備混練部と、予備混練部で粗混練された材料を本混練する本混練部と、を備え、予備混練部で粗混練された材料を、モーノポンプにより本混練部に供給して連続的にスラリーを作製する混練装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【0008】

また、電池電極スラリーを作製して塗布する電池電極スラリー処理装置であって、前記電池電極スラリーの作製用の複数の材料を供給する供給手段と、前記供給手段から供給された複数の材料を輸送する第１輸送手段と、前記第１輸送手段により輸送された複数の材料を混練して連続的に排出する第１混練手段と、前記第１混練手段から排出された材料を輸送する第２輸送手段と、前記第２輸送手段により輸送された材料を循環させる循環手段と、前記循環手段により循環している材料の一部を貯留する、当該循環手段に接続された貯留部と、当該貯留部に貯留されている材料を電極用板に塗布する塗布手段と、を備えた電池電極スラリー処理装置が提案されている（特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００４－３３９２４号公報

【特許文献2】特開２０１７－１４７１９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

上述した電池電極スラリー処理装置では、二次電池の電池電極（正極や負極）を構成する電極板（正極板や負極板）を形成する際、必要な材料を混練して得られた電池電極スラリーを電極用板である金属シート（正極用板であればアルミシート、負極用板であれば銅シート）上に塗布し、乾燥させることで、電極板を形成することができる。

【0011】

このような電池電極スラリー処理装置では、完全自動化の要望がある。
しかしながら、安定した品質の電池電極スラリーを生成・塗布処理できるようにすべく、装置全体の運用のさらなる自動化を進めていくにあたっては、前述の先行技術文献に開示の処理装置に対して、どのような装置構成としてどのような制御をすればよいかについてまだ検討の余地がある。

【0012】

そこで、本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、電池電極スラリー処理装置において、混練処理を自動化しつつ品質が安定したスラリーを生成し、塗布処理することを課題とし、電池電極スラリーの品質を安定して維持することができる電池電極スラリー処理装置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】

【0013】

本発明は、上述の課題を解決するために、以下の事項を提案している。
第１の態様は、
電池電極スラリーを作製して塗布する電池電極スラリー処理装置であって、
前記電池電極スラリーの作製用の複数の材料を供給する供給手段と、
前記供給手段から供給された複数の材料を輸送する第１輸送手段と、
前記第１輸送手段により輸送された複数の材料を混練して連続的に排出する第１混練手段と、
前記第１混練手段から排出された混練物を受け取り輸送する入口部と、前記入口部を経由して輸送された前記混練物を排出する出口部と、を備え、前記第１混練手段から排出された前記混練物を輸送する第２輸送手段と、
前記第２輸送手段の途中に設けられ、前記混練物の一部を貯留する第１貯留部と、
前記第２輸送手段に接続されて、当該第２輸送手段により輸送された前記混練物の一部を貯留する第２貯留部を有し、当該第２貯留部に貯留されている前記混練物を電極用板に塗布する塗布手段と、
前記第２貯留部の内部の前記混練物の量を監視し、この監視量に基づいて、前記第１貯留部の貯留量を調整するように前記供給手段を制御する輸送量制御手段と、
を備えることを特徴とする電池電極スラリー処理装置である。

【0014】

第２の態様は、
前記第１貯留部は前記入口部の途中に設けられており、前記入口部と前記出口部との間には当該入口部から輸送された前記混練物をさらに混練して当該出口部に向かって連続的に排出する第２混練手段を備えることを特徴とする第１の態様の電池電極スラリー処理装置である。

【0015】

第３の態様は、
前記第１混練手段および前記第２混練手段のうち少なくともいずれかは、複数設けられ、
前記第１混練手段が複数設けられている場合には、前記複数の第１混練手段は並列あるいは直列に設けられ、
前記第２混練手段が複数設けられている場合には、前記複数の第２混練手段は並列あるいは直列に設けられている、
ことを特徴とする第２の態様の電池電極スラリー処理装置である。

【0016】

第４の態様は、
前記第１混練手段は、前記複数の材料を粗混練し、
前記第２混練手段は、前記第２輸送手段により輸送された材料を本混練することを特徴とする第２の態様の電池電極スラリー処理装置である。

【0017】

第５の態様は、
前記塗布手段を複数備え、
前記第２輸送手段の前記出口部が複数に分岐し、前記分岐した複数の前記出口部のそれぞれに前記塗布手段が接続されている、
ことを特徴とする第１の態様～第４の態様のいずれかに記載の電池電極スラリー処理装置である。

【0018】

第６の態様は、
前記輸送量制御手段は、複数の前記塗布手段の電極用板への塗布状況を監視し、塗布可能な前記塗布手段の数に応じて、前記第１貯留部における貯留量を調整する、
ことを特徴とする第５の態様の電池電極スラリー処理装置である。

【0019】

第７の態様は、
前記輸送量制御手段は、複数の前記塗布手段への供給を、各塗布手段における塗布状況に応じて優先順位を付けて制御する、
ことを特徴とする第５又は６の態様の電池電極スラリー処理装置である。

【0020】

第８の態様は、
前記第２輸送手段により輸送される前記混練物を循環させる循環手段をさらに具備する、
ことを特徴とする第１～７の態様のいずれかの電池電極スラリー処理装置である。

【0021】

第９の態様は、
電池電極スラリーを作製して塗布する電池電極スラリー処理装置における電池電極スラリー処理方法であって、
前記電池電極スラリーの作製用の複数の材料を供給し、
供給された前記複数の材料を輸送し、
輸送された前記複数の材料を混練し、混練物を連続的に排出し、
前記混練物の一部を第１貯留部に貯留しつつ輸送し、
輸送された前記混練物の一部を第２貯留部に貯留するとともに、前記混練物を電極用板に塗布するに際し、
前記第２貯留部で貯留されている前記混練物の量を監視し、この監視量に基づいて、前記第２貯留部の貯留量を調整するように前記電池電極スラリーの作製用の複数の材料の供給量を制御する、
ことを特徴とする電池電極スラリー処理方法である。

【0022】

第１０の態様は、
前記混練物を前記第１貯留部から前記第２貯留部へ輸送する途中で、再混練して、再混練した前記混練物を連続的に輸送する、
ことを特徴とする第９の態様の電池電極スラリー処理方法である。

【0023】

第１１の態様は、
前記混練を、前記複数の材料の粗混練とし、
前記再混練を、本混練とする、
ことを特徴とする第１０の態様の電池電極スラリー処理方法である。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、電池電極スラリー処理装置において、混練処理を自動化しつつ品質が安定したスラリーを生成し、塗布処理することができ、電池電極スラリーの品質を安定して維持しつつ処理することができる電池電極スラリー処理装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の第１実施形態に係る電池電極スラリー処理装置の概略を示す構成図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係る電池電極スラリー処理装置が備える貯留タンクの概略を示す断面図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係る収容タンクの概略構成を示す斜視図である。

【図4】本発明の第２実施形態に係る電池電極スラリー処理装置の概略を示す構成図である。

【図5】本発明の第３実施形態に係る電池電極スラリー処理装置の概略を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて、詳細に説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素などとの置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組み合わせを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

【0027】

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る電池電極スラリー処理装置１の概略を示す構成図である。電池電極スラリー処理装置１は、複数の材料として、例えば、バインダーである被混練材料Ａ、例えば、正極活物質である被混練材料Ｂ、および、例えば、導電助剤（導電助材）である被混練材料Ｃを混練して、リチウムイオン二次電池の正極に用いられる正極スラリーを作製し、作製した正極スラリーを正極用板である金属箔（アルミニウム箔）に塗布する装置である。

【0028】

例えば、バインダーである被混練材料Ａは、供給手段の１つである被混練材料Ａ供給部１１に収容される。被混練材料Ａ供給部１１には、第１輸送手段の１つである配管２１が連通しており、被混練材料Ａ供給部１１は、配管２１に被混練材料Ａの所定量を連続的に供給する。配管２１には、予備混練部１４が連通しているとともに、モーノポンプであるポンプ５１が設けられている。モーノポンプであるポンプ５１は、配管２１に供給された被混練材料Ａを予備混練部１４に向って付勢する。

【0029】

なお、上述の連続的とは、本実施形態では、時間的に途切れることなく（とめどなく）という意味である。このため、配管２１に被混練材料Ａを連続的に供給するとは、時間的に途切れることなく（とめどなく）配管２１に被混練材料Ａを供給するということである。

【0030】

また、被混練材料Ａの一例であるバインダーとしては、有機溶剤に溶かして用いるポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの有機溶剤系（非水系）のバインダーを使用することができる。また、水系バインダーとして、水に分散可能であるスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）や、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロニトリル、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートなどのエチレン性不飽和カルボン酸エステルや、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸などのエチレン性不飽和カルボン酸や、ＳＢＲと併用されるだけでなく近年バインダーとしても注目されているカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）などの水系ポリマーや、アルギン酸化合物などを使用することもできる。
また、これらを複数種類混合したものを使用することもできる。

【0031】

さらに、バインダーは、溶剤に溶解または分散させて使用することもできる。溶剤としては、Ｎ－メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、イソプロパノール、トルエン、水などを使用することができ、これらを複数種類混合したものを使用することもできる。これらは、使用する導電助剤や活物質の種類および特性に応じて、適宜選択して使用することができる。

【0032】

例えば、正極活物質である被混練材料Ｂは、供給手段の１つである被混練材料Ｂ供給部１２に収容される。被混練材料Ｂ供給部１２には、第１輸送手段の１つである配管２２が連通しており、被混練材料Ｂ供給部１２は、配管２２に被混練材料Ｂを連続的に供給する。配管２２には、予備混練部１４が連通しているとともに、例えば、重量計５２が設けられている。重量計５２は、被混練材料Ｂ供給部１２から予備混練部１４に向かって配管２２の内部を流通した被混練材料Ｂの重量を計測して、配管２２の内部を流通した被混練材料Ｂの瞬時流量を測定し、測定結果を被混練材料Ｂ供給部１２に送信するとともに、瞬時流量の変動の有無の確認と、積算流量の管理と、を行う。被混練材料Ｂ供給部１２には、投入された被混練材料Ｂを配管２２に供給するフィーダー（図示省略）が設けられており、被混練材料Ｂ供給部１２は、重量計５２から送信された測定結果に基づいて供給量を決定し、決定した供給量で、被混練材料Ｂを、フィーダーを介して配管２２に連続的に供給する。配管２２は、鉛直方向に延伸しており、予備混練部１４は、配管２２の下端に連通している。このため、配管２２に供給された被混練材料Ｂは、重力により自由落下して連続的に予備混練部１４に供給されることになる。

【0033】

なお、被混練材料Ｂの一例である正極活物質としては、一般式Ｌｉ_ｘＭＯ_２（Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ 、Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｌの中から選ばれる１種以上の元素であり、ｘは０＜ｘ＜１．５を満たすものとする）などの層状構造・スピネル構造を有する物質や、一般式ＬｉｘＡＰＯ_４（Ａは、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｍｎの中から選ばれる１種以上の金属元素であり、ｘは０＜ｘ≦１．２を満たすものとする）などのオリビン型構造を有する物質などを使用することができる。特に、オリビン型リン酸鉄リチウムを有する物質である、一般式Ｌｉ_ｘＦｅ_ｙＡ_{（１－ｙ）}ＰＯ_４（ただし、ｘは０＜ｘ≦１を満たし、ｙは０＜ｙ≦１を満たし、ＡはＴｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｍｎの中から選ばれる一種の金属元素であるものとする）で表わされるリチウムリン酸金属化合物を使用することが望ましい。また、リチウムリン酸金属化合物の表面にカーボンが被覆された粒子、または、この粒子の凝集体を使用することもできる。

【0034】

例えば、導電助剤である被混練材料Ｃは、供給手段の１つである被混練材料Ｃ供給部１３に収容される。被混練材料Ｃ供給部１３には、第１輸送手段の１つである配管２３が連通しており、被混練材料Ｃ供給部１３は、配管２３に被混練材料Ｃを連続的に供給する。配管２３には、予備混練部１４が連通しているとともに、例えば、重量計５３が設けられている。重量計５３は、被混練材料Ｃ供給部１３から予備混練部１４に向かって配管２３の内部を流通した被混練材料Ｃの重量を計測して、配管２３の内部を流通した被混練材料Ｃの瞬時流量を測定し、測定結果を被混練材料Ｃ供給部１３に送信するとともに、瞬時流量の変動の有無の確認と、積算流量の管理と、を行う。被混練材料Ｃ供給部１３には、投入された被混練材料Ｃを配管２３に供給するフィーダー（図示省略）が設けられており、被混練材料Ｃ供給部１３は、重量計５３から送信された測定結果に基づいて供給量を決定し、決定した供給量で、被混練材料Ｃを、フィーダーを介して配管２３に連続的に供給する。配管２３は、鉛直方向に延伸しており、予備混練部１４は、配管２３の下端に連通している。このため、配管２３に供給された被混練材料Ｃは、重力により自由落下して連続的に予備混練部１４に供給されることになる。

【0035】

なお、被混練材料Ｃの一例である導電助剤としては、アセチレンブラック、ファーネスブラック、カーボンブラックなどのカーボン粉体を使用することができる。また、これらを複数種類混合したものを使用することもできる。

【0036】

以上より、予備混練部１４には、ポンプ５１により付勢されたバインダーが適切な分量で連続的に供給されるとともに、重力により自由落下して正極活物質および導電助剤がそれぞれ適切な分量で連続的に供給されることになる。なお、バインダーなどの液体の被混練材料に対しても安定した量を供給可能であれば自由落下で供給することを妨げるものではなく、正極活物質や導電助剤などの粉体の被混練材料に対しても所定量ずつ排出可能な供給手段を配管２２や配管２３に設けることで自由落下を用いることなく適量ずつ予備混練部１４へ供給可能であればそのような供給手段を用いることを妨げるものではない。このように、被混練材料の供給は、その性質に応じて所定量ずつ予備混練部１４へ供給する。

【0037】

予備混練部１４は、連続的に供給される、例えば、バインダー、正極活物質、および導電助剤を、逐次、粗混練して予備混練スラリーとして連続的に排出する。予備混練部１４には、第２輸送手段の１つである配管２４を介して本混練部１５が連通しており、予備混練部１４から連続的に排出された予備混練スラリーは、ポンプ５１からバインダーへの付勢力や予備混練部１４からの吐出力を利用して、配管２４を介して本混練部１５に連続的に供給される。

【0038】

以上によれば、予備混練部１４は、例えば、バインダー、正極活物質、および導電助剤の粗混練を行いつつ、これら材料の連続的な受け入れと、本混練部１５への予備混練スラリーの連続的な供給と、を行う。すなわち、予備混練部１４は、予備混練スラリーを本混練部１５へ連続的に供給することと、新たに供給された材料を連続的に粗混練することと、を並行して行う。

【0039】

予備混練部１４には、例えば、浅田鉄工株式会社のミラクルＫＣＫ、シルバーソン社製のインライン型ミキサーであるフラッシュブレンドやフラッシュミックス、ティーメックス社製の粉体溶解システム、ＩＫＡ社製のＭＨＤなどを用いることができる。予備混練部１４の構成の一例は、例えば、特開２０１７－１４７１８８号公報に記載されたものである。

【0040】

なお、バインダーのような液体と、正極活物質および導電助剤のような粉体と、を混練する場合には、最初から本混練を行ってしまうと、液体リッチな領域と、粉体リッチな領域と、ができてしまうおそれがある。また、予備混練部１４による粗混練が完了した段階では、液体内における粉体の分散が十分に均等化されていないため、所望の品質を有する正極スラリーを得ることができない。そこで、電池電極スラリー処理装置１は、予備混練部１４による粗混練を行った後に、本混練部１５による本混練を行う。

【0041】

本混練部１５は、連続的に供給される予備混練スラリーを、逐次、本混練して正極スラリーとして連続的に排出する。本混練部１５による本混練は、予備混練部１４により粗混練された予備混練スラリーを、所望の品質を有する正極スラリーになるまで混練することを目的とする。この本混練部１５には、第２輸送手段の１つである配管２５を介して塗布部１９が連通しており、本混練部１５から連続的に排出された正極スラリーは、本混練部１５からの吐出力により、配管２５を介して塗布部１９に連続的に供給される。

【0042】

本混練部１５は、予備混練スラリーの本混練を行いつつ、予備混練スラリーの連続的な受け入れと、塗布部１９への正極スラリーの連続的な供給と、を行う。すなわち、本混練部１５は、正極スラリーを塗布部１９へ連続的に供給することと、新たに供給された予備混練スラリーを連続的に混練することと、を並行して行う。

【0043】

なお、配管２４のうち予備混練部１４に連結している部分、言い換えると配管２４のうち予備混練部１４側の端部の接続部のことを、入口部２４１と呼ぶこととする。また、配管２５のうち塗布部１９側の端部の接続部のことを、出口部２５１と呼ぶこととする。すると、本混練部１５は、入口部２４１と出口部２５１との間に配置されていることになる。

【0044】

本混練部１５には、例えば、ＩＫＡ社製の攪拌装置ＤＲ／ＤＲＯやＵＴＬやＭＫＯ、プライミクス社製の混合装置薄膜旋回型ミキサーのフィルミックス（登録商標）、浅田鉄工株式会社製の混合装置ゼロミル（登録商標）などを用いることができる。本混練部１５の構成の一例は、例えば、特開２０１７－１４７１８８号公報に記載されたものである。

【0045】

また、予備混練部１４と本混練部１５との間には、第１貯留部の一例である貯留タンク４１が配置されている。すなわち、貯留タンク４１は、予備混練部１４に連通する配管２４の途中に設けられており、予備混練スラリーの少なくとも一部を貯留する。この貯留タンク４１は、配管２４を介して予備混練部１４から連続的に供給される予備混練スラリーの一部を貯留するとともに、貯留している予備混練スラリーを、配管２４を介して本混練部１５に連続的に供給する。

【0046】

貯留タンク４１の一例の構造は、例えば、図２に示すものである。
図２は、貯留タンク４１の概略を示す断面図である。貯留タンク４１は、モーター４１１、攪拌部４１２、およびケース４１３を備える。攪拌部４１２は、いわゆるアンカー型攪拌翼であり、回転軸４１２１および攪拌翼４１２２を備える。回転軸４１２１は、回転軸４１２１の長手方向の中心線を回転軸として、モーター４１１により回転駆動され、回転軸４１２１が回転すると、攪拌翼４１２２も回転する。貯留タンク４１は、モーター４１１を駆動して攪拌翼４１２２を回転させることで、貯留している予備混練スラリーを攪拌する。なお、予備混練スラリーは、貯留タンク４１の側面の上部に設けられた搬入口（図示省略）から貯留タンク４１の内壁をつたって貯留タンク４１内に入る。これは、内壁をつたわせずに貯留タンク４１の上方から入ることによって予備混練スラリーに発生する気泡を避けるためである。すなわち、このように、予備混錬スラリーを貯留タンク４１の内壁をつたって入れることにより、貯留タンク４１内に気泡が発生するのを防止している。そして、貯留タンク４１に貯留されている予備混練スラリーは、貯留タンク４１の底面に設けられた排出口（図示省略）から排出される。

【0047】

なお、貯留タンク４１の構造は、これに限定されず、予備混練スラリーの一部を貯留し、貯留した予備混練スラリーを本混練部１５に連続的に供給する構造であればよく、例えば、攪拌部４１２を備えてなくてもよい。ただし、攪拌部４１２を設けて貯留している予備混練スラリーを撹拌しておく方が、後述するような、被混練材料の分散状態や予備混練スラリーの粘度等の予備混練スラリーの品質を維持管理し易いので好適である。

【0048】

予備混練部１４には、被混練材料Ａ供給部１１、被混練材料Ｂ供給部１２、および被混練材料Ｃ供給部１３のそれぞれからバインダーなどの被混練材料Ａ、正極活物質などの被混練材料Ｂ、および導電助剤などの被混練材料Ｃが予め定められた配合比で供給される。しかし、フィーダーのタイミング、計量誤差、搬送に基づく影響（搬送速度、搬送タイミング、搬送量など）などにより、僅かではあるが、予備混練部１４で粗混練されて連続的に排出される予備混練スラリーの品質にばらつきが生じてしまうことがある。しかし、予備混練部１４と本混練部１５との間に貯留タンク４１を備えるため、予備混練部１４で粗混練されて連続的に排出される予備混練スラリーは、貯留タンク４１で貯留された後に、本混練部１５に供給される。したがって、予備混練部１４で粗混練された予備混練スラリーは、貯留タンク４１で貯留されている間に混ざり合うので、本混練部１５に供給された時点での予備混練スラリーの品質のばらつきは、予備混練部１４から排出された時点での予備混練スラリーの品質のばらつきと比べて小さくなる。よって、正極スラリーの品質を安定して維持することができる。

【0049】

また、貯留タンク４１には、貯留している予備混練スラリーを攪拌する攪拌部４１２が設けられている場合には、予備混練部１４で粗混練された予備混練スラリーは、貯留タンク４１で貯留されている間にさらに混ざり合うので、粗混練により分散させた、予備混練スラリーを構成する材料が分離してしまうことなく、予備混練スラリーを複数の材料が混練された状態に維持することができ、正極スラリーの品質を安定して維持することができる。

【0050】

また、予備混練部１４と本混練部１５との間に貯留タンク４１が設けられていると、予備混練部１４の処理量と、本混練部１５の処理量と、が異なっていても、貯留タンク４１をいわゆるバッファとして利用することができ、本混練部１５の処理量に等しい量の予備混練スラリーを本混練部１５に供給することができる。具体的には、予備混練部１４の処理量が、本混練部１５の処理量よりも少ない場合、その差分を貯留タンク４１に貯留されている予備混練スラリーで補って、本混練部１５の処理量に等しい量の予備混練スラリーを本混練部１５に供給することができる。また、予備混練部１４の処理量が、本混練部１５の処理量よりも多い場合、その差分を貯留タンク４１に貯留して、本混練部１５の処理量に等しい量の予備混練スラリーを本混練部１５に供給することができる。このため、予備混練部１４により粗混練された予備混練スラリーを連続的に本混練部１５に供給しつつ、作製する正極スラリーの目標量や、清掃といったメンテナンス状況などに応じて、適宜、予備混練部１４と本混練部１５とを独立して駆動させることができる。

【0051】

さらに、貯留タンク４１から本混練部１５への供給量を調整して本混練部１５から塗布部１９への供給量を調整することができる。すなわち、貯留タンク４１の出口の図示しない調整弁の開放状態や開放時間を調整することにより、本混練部１５への供給量を調整することができる。なお、貯留タンク４１の出口に調整弁が設けられていない場合には、貯留タンク４１と本混練部１５との間に調整弁を設けて調整できるようにしてもよい。

【0052】

配管２５の途中、本混練部１５の後流には、フィルタ１６が設けられている。フィルタ１６は、配管２５の内部を輸送される正極スラリーに含まれる不純物を除去するものである。フィルタ１６により除去される不純物としては、気泡や、未分散の凝集塊などがある。なお、本混練部１５による混練を介した正極スラリーに気泡や未分散の凝固塊などが生じないような混練及び搬送をするようであれば、フィルタ１６は、必ずしも備える必要はないが、気泡や未分散の凝集塊による影響への対策としてはフィルタ１６を設けておいた方が好適である。

【0053】

配管２５には、配管２９を介して図示では３つの塗布手段が連通している。すなわち、配管２９の３つの分岐配管２９１～２９３には、それぞれバルブ１７１～１７３を介して、塗布部１９を構成する収容タンク１８１～１８３と、コーター１９１～１９３とが順次連通しており、配管２５内部を輸送される正極スラリーは、コーター１９１～１９３に連続的に供給される。このように、本実施形態では、塗布部１９は、収容タンク１８１～１８３の１つと対応するコーター１９１～１９３の１つからなる塗布手段を複数準備された構成となっている。なお、塗布手段の数は、勿論、限定されず、１つ又は２つでもよく、４つ以上でもよい。

【0054】

収容タンク１８１、１８２及び１８３は、正極スラリーの少なくとも一部を貯留する第２貯留部の一例であり、正極スラリーを正極用板に塗布するコーター１９１、１９２および１９３に供給する。正極用板としては、金属箔のように電気伝導性を有するものであれば使用することができ、材質や形状や大きさには特に制限がない。好ましくは、正極用板ならアルミニウム箔、負極用板なら銅箔を使用することが望ましい。

【0055】

なお、収容タンク１８１～１８３への正極スラリーの供給および停止は、バルブ１７１～１７３によって行われる。複数のバルブ１７１～１７３のうち、２個以上が同時に開くことで２個以上の収容タンク１８１～１８３に同時に正極スラリーを供給するようにしてもよく、複数のバルブ１７１～１７３のうち、１つ開くことで３つの収容タンク１８１～１８３のうち開いたバルブと連通する収容タンクに正極スラリーを供給するようにしてもよい。

【0056】

図３は、分岐配管２９１と、収容タンク１８１を示す斜視図である。図３において、矢印は、正極スラリーの流れる向きを示している。分岐配管２９１の端部は、収容タンク１８１の底面に形成された貫通孔２９１ａを介して、収容タンク１８１が連通し、分岐配管２９１に流れ込んだ正極スラリーは、収容タンク１８１の底面から収容タンク１８１の内部に流入する。収容タンク１８１の貯留可能な量は貯留タンク４１の貯留量より小さいことから底面から正極スラリーを流入することができ、このようにすることで正極スラリーに気泡を含まないよう収容タンク１８１に供給することができる。もちろん、貯留タンク４１と同様に、収容タンク１８１の上方から内壁をつたって正極スラリーを流入するようにしてもよいが、上方から流入させるための壁をわざわざ設けなければならない可能性もあることを踏まえると、収容量の小さいタンクであれば底面から流入させた方が収容タンクのサイズが大きくなることを避けることができる。コーター１９１は、収容タンク１８１に貯留されている正極スラリーを、正極用板に塗布する。

【0057】

配管２９２、収容タンク１８２およびコーター１９２、並びに配管２９３、収容タンク１８３およびコーター１９３についても、上述の配管２９１、収容タンク１８１およびコーター１９１との場合と同様に連通し、上述の配管２９１、収容タンク１８１およびコーター１９１との場合と同様に正極スラリーが移送される。

【0058】

以上の構成を備える電池電極スラリー処理装置１は、収容タンク１８１～１８３のそれぞれの内部に収容されている正極スラリーの量を監視し、その監視量に基づいて、貯留タンク４１の内部の貯留量を制御する輸送量制御部６１を備える。

【0059】

輸送量制御部６１による収容タンク１８１～１８３の内部の正極スラリーの量の監視は、各収容タンク１８１～１８３にセンサーを設けて測定してもよいし、収容タンク１８１～１８３への正極スラリーの供給量と、コーター１９１～１９３への供給量とをそれぞれ測定し、その差分を算出することにより収容タンク１８１～１８３への正極スラリーの収容量を把握するようにしてもよい。

【0060】

収容タンク１８１～１８３の収容量の監視により、貯留タンク４１の貯留量を調節する制御は、例えば、以下のように行われる。

【0061】

収容タンク１８１～１８３の収容量が所定の下限量より少なくなった場合には、貯留タンク４１の貯留量を増やすように制御する。具体的には、貯留タンク４１から本混練部１５への予備混練スラリーの供給量を増やすことにより行う。予備混練スラリーの供給量の増加は、貯留タンク４１に調整弁が設けられている場合には、調整弁の調整により供給量を増加し、次いで、被混練材料Ａ、被混練材料Ｂおよび被混練材料Ｃの予備混練部１４への供給量を増加させる。また、貯留タンク４１に調整弁が設けられていない場合には、直接、被混練材料Ａ、被混練材料Ｂおよび被混練材料Ｃの予備混練部１４への供給量を増加させる。

【0062】

なお、輸送量制御部６１が判別する収容タンク１８１～１８３の所定の下限量とは、各収容タンク１８１～１８３のそれぞれの収容量であってもよく、全ての収容タンク１８１～１８３の合計の収容量であってもよく、平均の収容量であってもよい。本実施形態では、輸送量制御部６１は、各収容タンク１８１～１８３のそれぞれの収容量が下限量となった場合に、貯留タンク４１の貯留量を増やすように制御するようにした。３つの収容タンク１８１～１８３の全てが下限量となった場合に制御する場合も、３つの収容タンク１８１～１８３の合計量で制御する場合であっても、まったく減らない収容タンクと極端に減るのが早い収容タンクとが発生した場合には、貯留タンク４１への供給量を増やす制御をする前に、減るのが早い収容タンクだけが空になってしまうことも考えられる。特に、収容タンクの数が多くなるとこのような課題も生じやすい。このような事態に対しては、例えば、収容タンク１８１～１８３の貯留量の制御のための下限量（以下、第１の下限量）とは別に、収容タンク１８１～１８３が空になるのを防ぐためのしきい値として、第１の下限量よりも低い第２の下限量を設定し、複数の収容タンク１８１～１８３のいずれか１つでもこの第２の下限量に到達したら強制的に貯留タンク４１への供給量を増やすとともに、第２の下限量となった収容タンクに対応するバルブ１７１～１７３を優先的に空けて対象の収容タンクへ正極スラリーを供給するようにするようにすればよい。この時、強制的に正極スラリーを供給する収容タンクへは少なくとも第１の下限量を超える正極スラリーの供給を行うようにすることで、またすぐに第２の下限量に達することがないようにするのがよい。特に、３つの収容タンク１８１～１８３の全てが第１の下限量となった場合に本発明の制御をすることを考慮すると、第２の下限量となった収容タンクにおける貯留量の所定の上限量あるいはその近傍まで供給する必要はなく、第１の下限量あるいはそれを少し超える程度の量まで供給しておくことで、本実施形態での制御、つまり、３つの収容タンク１８１～１８３のそれぞれが第１の下限量となる、あるいは３つの収容タンク１８１～１８３の合計量が第１の下限量にまでにかかる時間差を小さくすることが期待でき、３つの収容タンク１８１～１８３の全てが第１の下限量に至り易くなり、本発明の制御が実行し易い。また、第２の下限量に達した収容タンク１８１～１８３に対して第１の下限量あるいはそれを少し超える程度の量まで補充する制御は、例えば、第２の下限量となったことを検出してから所定の時間（第２の下限量に達した収容タンク１８１～１８３に第１の下限量あるいはそれを少し超える程度の量の正極スラリーが供給されるのに相当する時間）だけ貯留タンク４１への供給量を増やし、第２の下限量となった収容タンクに対応するバルブ１７１～１７３を優先的に空けるようにすればよい。

【0063】

輸送量制御部６１によって貯留タンク４１の貯留量を増やすように制御した後は、第１の下限量より少なくなった収容タンク１８１～１８３に対応するバルブ１７１～１７３を開くことで収容タンク１８１～１８３が第１の下限量よりも多い収容量となるように制御する。

【0064】

また、収容タンク１８１～１８３の収容量の監視により、貯留タンク４１の貯留量を調節する制御の他の例は、例えば、以下のように行われる。

【0065】

収容タンク１８１～１８３の何れかの収容量が所定の下限量より少なくなった場合には、貯留タンク４１の貯留量を増やすように制御する。具体的には、貯留タンク４１から本混練部１５への予備混練スラリーの供給量を増やすことにより行う。次いで、被混練材料Ａ、被混練材料Ｂおよび被混練材料Ｃの予備混練部１４への供給量を増加させる。また、貯留タンク４１に調整弁が設けられていない場合には、直接、被混練材料Ａ、被混練材料Ｂおよび被混練材料Ｃの予備混練部１４への供給量を増加させる。

【0066】

なお、輸送量制御部６１が判別する収容タンク１８１～１８３の何れかの所定の下限量とは、各収容タンク１８１～１８３のそれぞれの収容量であって、本実施形態では、輸送量制御部６１は、各収容タンク１８１～１８３の何れかの収容量が下限量となった場合に、貯留タンク４１の貯留量を増やすように制御するようにした。３つの収容タンク１８１～１８３の複数が下限量となった場合に制御する場合は、まったく減らない収容タンクと極端に減るのが早い収容タンクとが発生した場合には、貯留タンク４１への供給量を増やす制御をする前に、減るのが早い収容タンクだけが空になってしまうことも考えられる。特に、収容タンクの数が多くなるとこのような課題も生じやすい。このような事態に対しては、例えば、収容タンク１８１～１８３の貯留量の制御のための下限量（以下、第１の下限量）とは別に、収容タンク１８１～１８３が空になるのを防ぐためのしきい値として、第１の下限量よりも低い第２の下限量を設定し、複数の収容タンク１８１～１８３のいずれか１つでもこの第２の下限量に到達したら強制的に貯留タンク４１への供給量を増やすとともに、第２の下限量となった収容タンクに対応するバルブ１７１～１７３を優先的に空けて対象の収容タンクへ正極スラリーを供給するようにするようにすればよい。この時、強制的に正極スラリーを供給する収容タンクへは少なくとも第１の下限量を超える正極スラリーの供給を行うようにすることで、またすぐに第２の下限量に達することがないようにするのがよい。特に、３つの収容タンク１８１～１８３の全てが第１の下限量となった場合に本発明の制御をすることを考慮すると、第１の下限量あるいはそれを少し超える程度の量まで供給しておくことで、本実施形態での制御、つまり、３つの収容タンク１８１～１８３のそれぞれが第１の下限量となるあるいは３つの収容タンク１８１～１８３の合計量が第１の下限量にまでにかかる時間差を小さくすることが期待でき、３つの収容タンク１８１～１８３の全てが第１の下限量に至り易くなり、本発明の制御が実行し易い。また、第２の下限量に達した収容タンク１８１～１８３に対して第１の下限量あるいはそれを少し超える程度の量まで補充する制御は、例えば、第２の下限量となったことを検出してから所定の時間（第２の下限量に達した収容タンク１８１～１８３に第１の下限量あるいはそれを少し超える程度の量の正極スラリーが供給されるのに相当する時間）だけ貯留タンク４１への供給量を増やし、第２の下限量となった収容タンクに対応するバルブ１７１～１７３を優先的に空けるようにすればよい。

【0067】

輸送量制御部６１によって貯留タンク４１の貯留量を増やすように制御した後は、第１の下限量より少なくなった収容タンク１８１～１８３に対応するバルブ１７１～１７３を開くことで収容タンク１８１～１８３が第１の下限量よりも多い収容量となるように制御する。このとき、第１の下限量より少なくなっていない収容タンク１８１～１８３のバルブ１７１～１７３を閉じることで、第１の下限量よりも少ない収容タンク１８１～１８３に優先的に正極スラリーを供給するようにしてもよい。バルブ１７１～１７３は、収容タンク１８１～１８３のうち、第１の下限量より多い所定の収容量に達した収容タンクに対するバルブから順次閉じるようにしてもよいし、第１の下限量以上の収容量となった収容タンクが所定数（例えば半数以上）になったら一斉にすべてのバルブを止めるようにしてもよい。ただし、後者のように一斉にバルブを閉じるようにすると、一部の収容タンクでの収容量が過剰に多くなることや、第１の下限量に満たないままのものが半数程度残ることになるため、個別にバルブの開閉制御する方が望ましい。なお、所定の収容量としては、予め設定しておいた収容タンク１８１～１８３の上限量でもよいし、第１の下限量に到達していない（バルブが閉じられて正極スラリーの供給をしない）収容タンクが収容している量まででもよい。前者の方は制御回数が少なくなることが期待でき、後者の方は収容タンク全てが１回にかかる制御時間が短くできることが期待できる。どちらの制御とするかは求める効果に応じて選択すればよく、どちらで制御するかを輸送量制御部６１にて選択可能としてもよい。

【0068】

貯留タンク４１の内部の貯留量は、輸送量制御部６１により監視できるようになっている。貯留タンク４１の貯留量の監視は、貯留タンク４１にセンサーを設けて測定してもよいし、貯留タンク４１への予備混練スラリーの供給量と、貯留タンク４１から本混練部１５への正極スラリーの供給量とをそれぞれ測定し、その差分により貯留タンク４１への予備混練スラリーの貯留量を把握するようにしてもよい。

【0069】

一方、収容タンク１８１～１８３の収容量が所定の上限量より多くなった場合には、貯留タンク４１の貯留量を減らすように制御する。例えば、収容タンク１８１～１８３のうちの収容タンク１８１の収容量が所定の上限量より多くなった場合は、収容タンク１８１のバルブ１７１を閉じて収容タンク１８１に正極スラリーは供給されないようにする。その間に、他の収容タンク１８２，１８３の収容量が所定の上限量より多くなった場合は、３つの収容タンク１８１～１８３全ての収容量が所定の上限量を超えるので、貯留タンク４１の貯留量を減らすように制御することになる。一方、他の収容タンク１８２，１８３の収容量が所定の上限量より多くなる前に収容タンク１８１の収容量が所定の上限量より少なくなった場合は、バルブ１７１を開いて収容タンク１８１に正極スラリーが供給されるようにし、この後に、他の収容タンク１８２，１８３の収容量が所定の上限量より多くなったとしても収容タンク１８１の収容量が所定の上限量より少ない状態であれば貯留タンク４１の貯留量を減らすように制御はしないこととなる。貯留タンク４１の貯留量を減らす制御は、具体的には、貯留タンク４１を介して本混練部１５へ供給される予備混練スラリーからの供給量を減らすことにより行う。貯留タンク４１から本混練部１５への予備混練スラリーの供給量の減少は、貯留タンク４１に調整弁が設けられている場合には、調整弁の調整（開閉の調整、開時間や閉時間の調整、あるいは、開口の大きさの調整等やこれらの組合せでの調整）により本混練部１５への供給量を減少することができる。次いで、貯留タンク４１の貯留量が上限量より増加した場合には、被混練材料Ａ、被混練材料Ｂおよび被混練材料Ｃの予備混練部１４への供給量を減少させる。また、貯留タンク４１から本混練部１５への供給量を調整する調整弁が設けられていない場合には、直接、被混練材料Ａ、被混練材料Ｂおよび被混練材料Ｃの予備混練部１４への供給量を減少させる。

【0070】

なお、輸送量制御部６１が判別する収容タンク１８１～１８３の所定の上限量とは、下限量と同様に、各収容タンク１８１～１８３のそれぞれの収容量に対して設定された上限量であってもよく、全ての収容タンク１８１～１８３の合計の収容量に対して設定された上限量であってもよく、収容タンク１８１～１８３の平均の収容量であってもよい。本実施形態では、輸送量制御部６１は、各収容タンク１８１～１８３のそれぞれの収容量が上限量より多くなった場合に、貯留タンク４１の貯留量を減らすように制御するようにした。
また、収容タンク１８１～１８３の収容量の減少を早急に行う場合には、バルブ１７１～１７３を一時的に閉じるようにしてもよい。

【0071】

このように、輸送量制御部６１は、収容タンク１８１～１８３の収容量の監視をして貯留タンク４１からの本混練部１５への予備混練スラリーの供給量を調整することにより、混練処理を自動化しつつ品質が安定したスラリーを生成する際に、電池電極スラリーの品質を安定して維持しつつ処理することができ、また、品質を安定したまま、正極スラリーの正極用板への塗布を継続して行うことができる。

【0072】

また、輸送量制御部６１は、複数のコーターへ１９１～１９３への正極スラリーの供給を、各コーター１９１～１９３における塗布状況に応じて優先順位を付けて制御するようにてもよい。

【0073】

これにより、同時に複数のコーター１９１～１９３への正極スラリーの供給が必要な場合に、コーター１９１～１９３による塗布が中断されるのを抑制して、効率よく供給することができる。

【0074】

また、輸送量制御部６１は、複数のコーター１９１～１９３の電極用板への塗布状況を監視し、塗布可能なコーター１９１～１９３の数に応じて、貯留タンク４１における貯留量を調整するように制御する。例えば、コーターとして稼働（コーターへ電源が投入されたら“稼働”と判断してもよいし、電源投入後に稼働スイッチをオンにして稼働開始するものであれば稼働スイッチのオンを稼働と判断すればよい）しているものを塗布可能と判断するようにした場合、電源投入されているコーター数に応じて貯留量を調整するように制御すればよい。

【0075】

これにより、予備混練した予備混練スラリーを長期間タンクに溜め置くのを防止することができる。

【0076】

例えば、収容タンク１８１～１８３のうち、下限値を下回った又は上限値を上回った収容タンクが複数ある場合には、優先順位を考慮して貯留タンク４１からの供給量を調整すればよい。例えば、メンテナンス時期を考慮して、メンテナンス時期が近い収容タンクに対しては、追加供給を一時停止してメンテナンスを優先するなどの制御を行ってもよい。また、追加供給すべき収容タンクが複数ある場合には、貯留タンク４１からの供給量の増大を大きくするなどの制御を行う。

【0077】

以上の構成を備える電池電極スラリー処理装置１は、以下の効果を奏することができる。

【0078】

電池電極スラリー処理装置１は、予備混練部１４に、被混練材料Ａ供給部１１および配管２１により例えば、バインダーである被混練材料Ａを供給し、被混練材料Ｂ供給部１２および配管２２により正極活物質を供給し、被混練材料Ｃ供給部１３および配管２３により導電助剤を供給し、予備混練部１４により、供給された複数の材料を粗混練し、配管２４により、粗混練された予備混練スラリーを本混練部１５に供給し、本混練部１５により、予備混練スラリーを本混練する。このため、予備混練部１４は、複数の材料の粗混練を行いつつ、これら複数の材料の受け入れと、粗混練した材料の本混練部１５への供給と、を行うことができる。すなわち、予備混練部１４は、粗混練済みの材料を本混練部１５へ供給することと、新たに供給される複数の材料を粗混練することと、を並行して行うことができる。したがって、本混練部１５への予備混練スラリーの供給を連続的に行うことができる。よって、本混練部１５による本混練を連続的に行うことができ、予備混練部１４の後段における工程を止める必要がないので、正極スラリーを連続的かつ短時間に得ることができる。

【0079】

また、電池電極スラリー処理装置１は、上述のように本混練部１５への予備混練スラリーの供給を連続的に行うことができるので、従来のように大釜を取り替える必要がない。このため、正極スラリーの作製過程における工数を削減することができる。

【0080】

また、電池電極スラリー処理装置１は、上述のように本混練部１５への予備混練スラリーの供給を連続的に行うことができるので、大量の材料を一度に混練する必要がない。このため、予備混練部１４を小型化することができるので、電池電極スラリー処理装置１を小型化することができる。

【0081】

また、電池電極スラリー処理装置１は、モーノポンプであるポンプ５１により、配管２１により輸送されるバインダーを付勢するとともに、予備混練部１４から予備混練スラリーを排出し、本混練部１５から正極スラリーを付勢した状態で排出する。このため、モーノポンプであるポンプ５１による付勢力や、予備混練部１４や本混練部１５による吐出力により、電池電極スラリー処理装置１に設けられた各構成における材料や排出物が、電池電極スラリー処理装置１内を移送されることになる。したがって、正極スラリーの作製工程全体を自動化することができる。

【0082】

なお、ポンプ５１の付勢力だけでは不十分な場合には、例えば、貯留タンク４１と本混練部１５との間や、本混練部１５の後流側にモーノポンプを設けてもよい。これにより、付勢力が向上し、正極スラリーが順調に安定して移送されることになる。

【0083】

予備混練部１４には、被混練材料Ａ供給部１１、被混練材料Ｂ供給部１２、および被混練材料Ｃ供給部１３のそれぞれからバインダーである被混練材料Ａ、正極活物質である被混練材料Ｂ、および導電助剤である被混練材料Ｃが予め定められた配合比で供給される。しかし、フィーダーのタイミング、計量誤差、搬送に基づく影響（搬送速度、搬送タイミング、搬送量など）などにより、僅かではあるが、予備混練部１４で粗混練されて連続的に排出される予備混練スラリーの品質にばらつきが生じてしまうことがある。しかし、電池電極スラリー処理装置１は、予備混練部１４と本混練部１５との間に貯留タンク４１を備える。このため、予備混練部１４で粗混練されて連続的に排出される予備混練スラリーは、貯留タンク４１で貯留された後に、本混練部１５に供給される。したがって、予備混練部１４で粗混練された予備混練スラリーは、貯留タンク４１で貯留されている間に混ざり合うので、本混練部１５に供給された時点での予備混練スラリーの品質のばらつきは、予備混練部１４から排出された時点での予備混練スラリーの品質のばらつきと比べて、小さくなる。よって、予備混練部１４での粗混練での予備混錬スラリーの品質ばらつきは抑えられ、正極スラリーの品質への影響を抑えることができる。

【0084】

また、電池電極スラリー処理装置１では、貯留タンク４１に、貯留している予備混練スラリーを攪拌する攪拌部４１２が設けられている。このため、予備混練部１４で粗混練された予備混練スラリーは、貯留タンク４１で貯留されている間にさらに混ざり合うので、粗混練により分散させた、予備混練スラリーを構成する材料が分離してしまうことなく、予備混練スラリーを複数の材料が混練された状態に維持することができ、正極スラリーの品質を安定にすることができる。

【0085】

また、電池電極スラリー処理装置１では、予備混練部１４と本混練部１５との間に貯留タンク４１が設けられているので、予備混練部１４の処理量と、本混練部１５の処理量と、が異なっていても、貯留タンク４１をいわゆるバッファとして利用することができ、本混練部１５の処理量に等しい量の予備混練スラリーを本混練部１５に供給することができる。具体的には、予備混練部１４の処理量が、本混練部１５の処理量よりも少ない場合、その差分を貯留タンク４１に貯留されている予備混練スラリーで補って、本混練部１５の処理量に等しい量の予備混練スラリーを本混練部１５に供給することができる。また、予備混練部１４の処理量が、本混練部１５の処理量よりも多い場合、その差分を貯留タンク４１に貯留して、本混練部１５の処理量に等しい量の予備混練スラリーを本混練部１５に供給することができる。このため、予備混練部１４により粗混練された予備混練スラリーを連続的に本混練部１５に供給しつつ、作製する正極スラリーの目標量や、清掃といったメンテナンス状況などに応じて、適宜、予備混練部１４と本混練部１５とを独立して駆動させることができる。

【0086】

さらに、電池電極スラリー処理装置１では、収容タンク１８１～１８３の収容量を監視して貯留タンク４１の貯留量を制御する輸送量制御部６１が設けられているので、電池電極スラリー処理装置において、混練処理を自動化しつつ品質が安定したスラリーを生成し、電池電極スラリーの品質を安定に保つことができるとともに、コーター１９１～１９３への正極スラリーの供給を停止することなく連続的に行うことができ、メンテナンス期間などを除いて、コーター１９１～１９３への供給を連続して行うことができる。

【0087】

また、輸送量制御部６１は、複数のコーターへ１９１～１９３への正極スラリーの供給を、各コーター１９１～１９３における塗布状況に応じて優先順位を付けて制御するので、同時に複数のコーター１９１～１９３への正極スラリーの供給が必要な場合に、コーター１９１～１９３による塗布が中断されるのを抑制して、効率よく供給することができる。

【0088】

また、輸送量制御部６１は、複数のコーター１９１～１９３の電極用板への塗布状況を監視し、塗布可能なコーター１９１～１９３の数に応じて、貯留タンク４１における貯留量を調整するので、予備混練した予備混練スラリーを長期間タンクに溜め置くのを防止することができる。

【0089】

このような電池電極スラリー処理装置１では、被混練材料Ａ供給部１１、被混練材料Ｂ供給部１２、および被混練材料Ｃ供給部１３のそれぞれを初端とし、収容タンク１８１～１８３を終端とし、これらが連通して形成される空間を、密閉し、空間制御部を連通して、上記空間を、減圧または不活性ガスを充満させた状態にしてもよい。なお、不活性ガスとしては、例えば窒素を使用することができる。

【0090】

このため、被混練材料Ａ供給部１１、被混練材料Ｂ供給部１２、および被混練材料Ｃ供給部１３に各材料が投入されてから、収容タンク１８１～１８３に貯留されている正極スラリーが正極用板に塗布されるまでの間において、これら材料や正極スラリーが大気にさらされてしまうのを抑制することができる。したがって、正極スラリーの品質を安定させることができるとともに、正極スラリーの作製状態にかかわらず安定した塗布処理をコーター１９１～１９３により行うことができる。

【0091】

有機溶剤系バインダーは、吸水性を有するため、大気雰囲気では水分を吸収しやすく、水分を吸収してしまうことで品質への影響が生じてしまうおそれがある。このため、バインダーとして有機溶剤系バインダーを使用する場合には、空間制御部による空間制御は特に有効である。

【0092】

一方、水系バインダーは、元来、水分を有している。このため、水系バインダーでは、有機溶剤系バインダーと比べて、大気中の水分による品質への影響が小さい。したがって、バインダーとして水系バインダーを使用する場合には、空間制御部による空間制御を行わなくてもよいが、主に温度を安定させることを目的として、温調用のガスを導入するために空間制御部による空間制御を行うこととしてもよい。

【0093】

＜第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態に係る電池電極スラリー処理装置１Ａの概略を示す構成図である。電池電極スラリー処理装置１Ａは、図１に示した本発明の第１実施形態に係る電池電極スラリー処理装置１とは、循環配管２８、およびモーノポンプ５５を備える点が異なる。なお、電池電極スラリー処理装置１Ａにおいて、電池電極スラリー処理装置１と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。

【0094】

図４に示すように、本混練部１５から正極スラリーが連続的に供給される配管２５の途中に、循環配管２８が設けられている。循環配管２８は、配管２１から配管２５と同様の管状の配管を、環状に形成して構成されており、一部は配管２５と共用され、途中にモーノポンプであるポンプ５５およびフィルタ１６が設けられている。ポンプ５５は、循環配管２８に供給された正極スラリーをフィルタ１６に向かって付勢する。フィルタ１６は、循環配管２８の内部を循環する正極スラリーに含まれる不純物を除去する。フィルタ１６により除去される不純物としては、気泡や、未分散の凝集塊などがある。

【0095】

また、循環配管２８の途中には、配管２５と塗布手段との接続部となる出口部２５１が３つ設けられており、出口部２５１のそれぞれには配管２９である分岐配管２９１～２９３に接続している。分岐配管２９１～２９３には、それぞれバルブ１７１～１７３、収容タンク１８１～１８３、およびコーター１９１～１９３が設けられており、循環配管２８の内部を流通する正極スラリーの少なくとも一部は、モーノポンプ５５による付勢力により、収容タンク１８１～１８３およびコーター１９１～１９３に連続的に供給される。

【0096】

電池電極スラリー処理装置１Ａは、モーノポンプであるポンプ５１により、配管２１ により輸送されるバインダーである被混練材料Ａを付勢するとともに、予備混練部１４から予備混練スラリーを排出し、本混練部１５から本混練スラリーを排出し、モーノポンプ５５により、循環配管２８により輸送される正極スラリーを付勢する。このため、モーノポンプ５５による付勢力や、予備混練部１４や本混練部１５による吐出力により、電池電極スラリー処理装置１Ａに設けられた各構成における材料や排出物が、電池電極スラリー処理装置１Ａ内を移送されることになる。したがって、正極スラリーの処理工程全体を自動化することができる。

【0097】

また、本混練部１５から排出された正極スラリーを、配管２５を介して循環配管２８ に供給し、供給された正極スラリーを循環配管２８において循環させる。また、この循環配管２８には、分岐配管２９１～２９３のそれぞれを介してコーター１９１～１９３のそれぞれが接続される。このため、本混練部１５で本混練された正極スラリーは、配管２５と、循環配管２８と、分岐配管２９１～２９３のそれぞれと、を介して、コーター１９１～１９３のそれぞれに供給される。したがって、コーター１９１～１９３のそれぞれを駆動させることで、電池電極スラリー処理装置１Ａにおいて得られた正極スラリーを用いた電池電極の作製を複数ラインで連続的に且つ安定して行うことができるので、電池電極の生産能力を向上させることができる。また、コーター１９１～１９３のうち、いずれか１つ又は２つを駆動させて電池電極の作製を継続しつつ、他のものを停止させて清掃やメンテナンスを行うこともできる。以上によれば、電池電極の生産性を向上させることができる。

【0098】

また、本混練部１５で本混練された正極スラリーは、配管２５の内部を流通してからコーター１９１～１９３に供給されるまでの期間、循環配管２８により循環している。このため、上述の期間、正極スラリーが流れ続けるので、収容タンク１８１～１８３に収容しきれない正極スラリーが発生しても、この正極スラリーが停滞することがなく、分離や沈降が発生してしまうのを防止することができ、正極スラリーの品質低下を防止することができる。

【0099】

ここで、循環配管２８の入口側に貯留タンク４１と同様な貯留タンクをさらに設けてもよい。このような貯留タンクには、貯留している正極スラリーを攪拌する攪拌部が設けられているのが好ましい。これにより、循環配管２８の内部を循環する正極スラリーと、配管２５を介して本混練部１５から連続的に供給される正極スラリーとは、貯留タンクで貯留されている間にさらに混ざり合うので、粗混練および本混練により分散させた、正極スラリーを構成する材料が分離してしまうことなく、正極スラリーを複数の材料が混練された状態に維持することができ、正極スラリーの品質を安定して維持することができる。

【0100】

また、循環配管２８に貯留タンクがさらに設けられていると、本混練部１５の処理量と、コーター１９１～１９３のそれぞれの処理量の総和と、が異なっていても、貯留タンクを追加のバッファとして利用することができ、コーター１９１～１９３のそれぞれの処理量の総和に等しい量の正極スラリーをコーター１９１～１９３に供給することができる。このため、コーター１９１～１９３に正極スラリーを連続的に供給しつつ、作製する正極スラリーの目標量や、清掃といったメンテナンス状況などに応じて、適宜、予備混練部１４および本混練部１５や、コーター１９１～１９３を独立して駆動させることができる。

【0101】

＜第３実施形態＞
図５は、本発明の第３実施形態に係る電池電極スラリー処理装置１Ｂの概略を示す構成図である。
例えば、上述の第１実施形態および第２実施形態では、予備混練部１４および本混練部１５の２つの混練部が設けられている場合について説明した。しかし、混練部は、３つ以上であってもよいし、１つであってもよい。

【0102】

図５に示す電池電極スラリー処理装置１Ｂは、図１に示した本発明の第１実施形態に係る電池電極スラリー処理装置１とは、予備混練部１４および本混練部１５の代わりに混練部１１４を備える点が異なる。電池電極スラリー処理装置１Ｂは、それぞれ、電池電極スラリー処理装置１、１Ａと同様の効果を奏することができる。

【0103】

＜他の実施形態＞
上述の第１実施形態～第３実施形態では、正極スラリーの例を説明したが、本発明は、これに限らず、例えば負極スラリーに対して適用することもできるし、第３実施形態の配管２９に代えて第２実施形態の循環配管２８を用いるようにしてもよい。

【0104】

また、上述の第１実施形態および第２実施形態では、混練すべき複数の材料の全てを、予備混練部１４といった最初の混練部に対して供給している。しかし、これに限らず、混練すべき複数の材料を、複数の混練部に分散して供給してもよい。

【0105】

また、上述の第１実施形態～第３実施形態では、被混練材料Ａ供給部１１から予備混練部１４又は混練部１４１への被混練材料Ａの供給を、モーノポンプであるポンプ５１により行うものとした。しかしこれに限らず、例えば、ダイヤフラムポンプ、ピストンポンプ、プランジャーポンプ、デラスコポンプ、ギヤーポンプ、ベーンポンプなどを用いることもできる。また、被混練材料Ａ供給部１１を予備混練部１４又は混練部１４１よりも高い位置に設け、重力を利用してバインダーに圧力を付勢することで、被混練材料Ａ供給部１１から予備混練部１４へのバインダーの供給を行うものとしてもよい。なお、重量を利用する場合でも、供給する材料の供給量を制御するために、配管２１にポンプ５１を設けておくことが好ましい。

【0106】

また、上述の第１実施形態および第２実施形態では、予備混練部１４は、１つ設けられるものとしたが、これに限らず、例えば、２つ以上の複数が並列あるいは直列に設けられるものとしてもよい。これによれば、複数を並列に設けた場合は、作製する正極スラリーの目標量や、清掃といったメンテナンス状況に応じて、複数の予備混練部１４のそれぞれを独立して駆動させることができる。一方、複数を直列に設けた場合は、異種の活物質を混練する場合など応用した混練に適合することができる。

【0107】

また、上述の第１実施形態および第２実施形態では、本混練部１５は、１つ設けられるものとしたが、これに限らず、上述の予備混練部１４と同様に、複数が並列あるいは直列に設けられるものとしてもよい。これによれば、複数を並列に設けた場合は、作製する正極スラリーの目標量や、清掃といったメンテナンス状況に応じて、複数の本混練部１５のそれぞれを独立して駆動させることができる。一方、複数を直列に設けた場合は、異種の活物質を混練する場合など応用した混練に適合することができる。

【0108】

また、上述の第１実施形態において、予備混練部１４を上述のように複数並列に設けるとともに、本混練部１５も上述のように複数並列に設けるものとしてもよい。この場合、予備混練部１４のそれぞれと、本混練部１５のそれぞれと、をそれぞれ独立して制御し、予備混練部１４のそれぞれの処理量の総和と、本混練部１５のそれぞれの処理量の総和と、を等しくする。これによれば、予備混練部１４により混練された予備混練スラリーを連続的に本混練部１５に供給しつつ、作製する正極スラリーの目標量や、清掃といったメンテナンス状況などに応じて、適宜、予備混練部１４のそれぞれや本混練部１５のそれぞれを駆動させることができる。

【0109】

また、上述の第１実施形態～第３実施形態は、被混練材料Ａ供給部１１、被混練材料Ｂ供給部１２、および被混練材料Ｃ供給部１３のそれぞれから、すなわち異なる構成から、バインダー、正極活物質、および導電助剤などの被混練材料Ａ～Ｃのそれぞれが供給されるものとした。しかし、これに限らず、バインダー、正極活物質、および導電助剤などの被混練材料Ａ～Ｃのそれぞれが、同一の構成から供給されるものとしてもよい。

【0110】

また、上述の第１実施形態～第３実施形態は、被混練材料Ａ供給部１１、被混練材料Ｂ供給部１２、および被混練材料Ｃ供給部１３のそれぞれからの供給量の調整は、ポンプ５１や重量計５２、５３で行うようにしたが、配管２１～２３のポンプ５１及び重量計５２、５３の後流側に調整弁などを設け、供給量の調整を行うことができるようにしてもよい。

【0111】

また、上述の第１実施形態では、モーノポンプは、配管２１に設けられるポンプ５１とした。しかし、これに限らず、配管２４、配管２５、循環配管２８、分岐配管２９１～２９３のいずれかに設けられるものとしてもよい。配管２４、２５、分岐配管２９１～２９３や循環配管２８に設ける場合には、付勢手段として、圧力などによりスラリーを吸引するようにして付勢する構成を設けることが好ましい。さらに、配管２４に設ける場合には、最初の予備混練スラリーが予備混練部１４から排出されるまで、配管２５に設ける場合には、最初の正極スラリーが本混練部１５から排出されるまで、配管２１に設けられたポンプ５１によりバインダーを付勢させたり、予備混練部１４や本混練部１５にある程度の付勢力を有する構成を設けて材料を付勢させたりすることが好ましい。このように付勢させることで、電池電極スラリー処理装置１内における材料やスラリーの移送をよりスムーズに行うことができる。

【0112】

また、上述の各実施形態では、予備混練部１４や混練部１４１には、３種類の材料が供給されるものとしたが、これに限らず、例えば２種類の材料や、４種類の材料が供給されるものとしてもよい。

【符号の説明】

【0113】

１、１Ａ、１Ｂ； 電池電極スラリー処理装置
１１； 被混練材料Ａ供給部
１２； 被混練材料Ｂ供給部
１３； 被混練材料Ｃ供給部
１４； 予備混練部
１５； 本混練部
１６； フィルタ
１８１、１８２、１８３； 収容タンク
１９１、１９２、１９３； コーター
２１～２５； 配管
２８； 循環配管
２９、２９１～２９３； 分岐配管
４１； 貯留タンク
５１； ポンプ
５２、５３； 重量計
５５； モーノポンプ
１１４； 混練部
２４１； 入口部
２５１； 出口部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】