(57)【要約】【課題】製造した電極用ペーストから、容易かつ確実に気泡を除去することができる電極用ペーストの製造方法および該製造方法により生成された電極用ペーストを用いて製造される二次電池を提供する。【解決手段】脱泡タンク６に電極用ペースト８を導入しつつ、脱泡タンク６の内部を真空引きして、電極用ペースト８に含まれる気泡を真空脱泡する工程を備える電極用ペーストの製造方法であって、電極用ペースト８に含まれる気泡を真空脱泡する工程において、脱泡タンク６に導入する電極用ペースト８の流量（供給流量Ｑ）を調整して、脱泡タンク６における電極用ペースト８の液面の上昇速度（液面上昇速度ＶＬ）を、電極用ペースト８における気泡の上昇速度（基準気泡上昇速度ＶＧａ）に比して小さくする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱泡タンクに電極用ペーストを導入しつつ、前記脱泡タンクの内部を真空引きして、前記電極用ペーストに含まれる気泡を真空脱泡する工程を備える電極用ペーストの製造方法であって、
前記電極用ペーストに含まれる気泡を真空脱泡する前記工程において、
前記脱泡タンクに導入する前記電極用ペーストの流量を調整して、
前記脱泡タンクにおける前記電極用ペーストの液面の上昇速度を、
前記電極用ペーストにおける気泡の上昇速度に比して小さくする、
ことを特徴とする電極用ペーストの製造方法。
【請求項２】
前記電極用ペーストに含まれる気泡を真空脱泡する前記工程は、
二軸押出混練機とモーノポンプを備える電極用ペーストの製造システムを用いて、
前記二軸押出混練機の排出口と前記モーノポンプの吸込口を接続し、かつ、
前記モーノポンプの吐出口を脱泡タンクに接続するとともに、真空ポンプの吸込口を前記脱泡タンクに接続し、
前記モーノポンプにおけるロータとステータの接触部において形成する気密ラインを境界として、該気密ラインより前記脱泡タンク側の配管系を密閉回路に構成し、
前記真空ポンプにより、前記脱泡タンクから真空排気をして、前記気密ラインより前記脱泡タンク側の配管系を真空状態に維持しつつ、
前記モーノポンプにより前記脱泡タンクに前記電極用ペーストを移送して、
前記気密ラインより前記脱泡タンク側の配管系の内部および前記脱泡タンクの内部において、前記電極用ペーストを連続的に真空脱泡処理することにより、実施される、
ことを特徴とする請求項１に記載の電極用ペーストの製造方法。
【請求項３】
前記モーノポンプは、
該モーノポンプが有するモータ軸の軸封部により遠い側の接続口を前記吸込口とし、
前記モータ軸の軸封部により近い側の接続口を前記吸込口とする、
ことを特徴とする請求項２に記載の電極用ペーストの製造方法。
【請求項４】
前記請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された電極用ペーストの製造方法により製造された前記電極用ペーストを用いて製造された、
ことを特徴とする二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極用ペーストの製造方法および当該製造方法により製造された電極用ペーストを用いて製造される二次電池の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、良質な（即ち、均質な）電極用ペーストを生成するために、二軸押出混練機を用いて電極用ペーストを生成する技術が知られており、例えば、以下に示す特許文献１にその技術が開示され、公知となっている。【０００３】
特許文献１に開示されている従来技術では、中空のバレルと、バレルの内部に形成された混練室に互いに所定の間隔を空けて平行に設けられる二つの回転軸を具備する混練機（即ち、二軸押出混練機）であって、混練室において、粉体が供給される粉体投入部よりも、粉体の搬送方向における下流側に、結着剤が供給される結着剤投入部を配置し、粉体投入部と結着剤投入部の間には、回転軸に設けられ、粉体を圧縮するスペーサを具備する粉体処理部を配置している。
このような二軸押出混練機を用いて、電極合剤（電極用ペースト）を生成することによって、良質な（即ち、均質な）ペーストの生成を可能にしている。【０００４】
従来、特許文献１に示すような二軸押出混練機を用いて電極用ペーストの製造を行う場合、二軸押出混練機の内部は気密性がない（即ち、開放回路になっている）ため、二軸押出混練機から排出された電極用ペーストは、真空脱泡処理するための密閉回路（脱泡タンク）に導入する前に、生成された電極用ペーストの全量を一旦タンクで受けてバッチ処理する必要があった。
このため、二軸押出混練機を用いて電極用ペーストを生成する場合、バッチ処理を行う分だけ生成時間が長くなるため、二軸押出混練機を用いた場合には、電極用ペーストの生成に要する時間の短縮を図ることが困難であった。【０００５】
本願出願人らは、二軸押出混練機とモーノポンプを組み合わせた電極用ペースト製造システムに係る技術を特願２０１２−１５１９２０（本願出願時には未公開）において開示している。
斯かる特願２０１２−１５１９２０において開示された電極用ペースト製造システムを用いることにより、二軸押出混練機で生成された電極用ペーストをバッチ処理する必要がなくなり、脱泡タンクへ移送する配管経路中において、連続的に真空脱泡を行うことを可能にして、電極用ペーストの製造に要する時間の短縮を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２２４４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特願２０１２−１５１９２０において開示された電極用ペースト製造システムで製造した電極用ペーストは、その後脱泡タンクにおいて脱泡処理を行う。
しかしながら、電極用ペーストに対する脱泡処理方法の如何によっては、脱泡処理に時間を要してしまい、特願２０１２−１５１９２０において開示された電極用ペースト製造システムを使用しても、電極用ペーストの製造に要する時間を思うように短縮できないという問題があった。
また、脱泡処理方法の如何によっては、電極用ペースト中の気泡を十分に除去することができず、気泡が含まれている部分を除いた電極用ペーストを使用することになるため、電極用ペーストの歩留まりを、思うように改善できないという問題もあった。【０００８】
本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、製造した電極用ペーストから、容易かつ確実に気泡を除去することができる電極用ペーストの製造方法および該製造方法により生成された電極用ペーストを用いて製造される二次電池を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。【００１０】
即ち、第一の発明は、脱泡タンクに電極用ペーストを導入しつつ、前記脱泡タンクの内部を真空引きして、前記電極用ペーストに含まれる気泡を真空脱泡する工程を備える電極用ペーストの製造方法であって、前記電極用ペーストに含まれる気泡を真空脱泡する前記工程において、前記脱泡タンクに導入する前記電極用ペーストの流量を調整して、前記脱泡タンクにおける前記電極用ペーストの液面の上昇速度を、前記電極用ペーストにおける気泡の上昇速度に比して小さくするものである。【００１１】
第二の発明は、前記電極用ペーストに含まれる気泡を真空脱泡する前記工程は、二軸押出混練機とモーノポンプを備える電極用ペーストの製造システムを用いて、前記二軸押出混練機の排出口と前記モーノポンプの吸込口を接続し、かつ、前記モーノポンプの吐出口を脱泡タンクに接続するとともに、真空ポンプの吸込口を前記脱泡タンクに接続し、前記モーノポンプにおけるロータとステータの接触部において形成する気密ラインを境界として、該気密ラインより前記脱泡タンク側の配管系を密閉回路に構成し、前記真空ポンプにより、前記脱泡タンクから真空排気をして、前記気密ラインより前記脱泡タンク側の配管系を真空状態に維持しつつ、前記モーノポンプにより前記脱泡タンクに前記電極用ペーストを移送して、前記気密ラインより前記脱泡タンク側の配管系の内部および前記脱泡タンクの内部において、前記電極用ペーストを連続的に真空脱泡処理することにより、実施されるものである。【００１２】
第三の発明は、前記モーノポンプは、該モーノポンプが有するモータ軸の軸封部により遠い側の接続口を前記吸込口とし、前記モータ軸の軸封部により近い側の接続口を前記吸込口とするものである。【００１３】
第四の発明は、前記請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された電極用ペーストの製造方法により製造された前記電極用ペーストを用いて製造されたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。【００１５】
第一の発明および第二の発明は、電極用ペーストに含まれる気泡を確実に除去することができる。【００１６】
第三の発明は、簡易な構成の電極用ペーストの製造システムによって、電極用ペーストに含まれる気泡をより確実に除去することができる。【００１７】
第四の発明は、気泡が確実に除去された電極用ペーストを使用することにより、透け等の不良が少ない品質のよい電極体を製造することができ、またこれにより、二次電池の性能向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る電極用ペースト製造システムの全体構成を示す模式図。
【図２】本発明に係る電極用ペースト製造システムに備えられるモーノポンプを示す模式図。
【図３】本発明に係る電極用ペースト製造システムを用いた場合における電極用ペーストを製造する工程の流れを示す模式図。
【図４】本発明の第一の実施形態に係る電極用ペースト製造システムにおける脱泡状況を示す模式図。
【図５】従来の電極用ペースト製造システムを用いた場合における電極用ペーストを製造する工程の流れを示す模式図。
【図６】本発明の一実施形態に係る電極用ペーストの製造方法における電極用ペーストに含まれた気泡の除去状況を示す図、（ａ）脱泡タンクへの電極用ペーストの導入状況を示す断面模式図、（ｂ）電極用ペーストの液面上昇速度と該電極用ペーストに含まれる気泡の気泡上昇速度との関係を説明するための模式図。
【図７】本発明の第二の実施形態に係る電極用ペースト製造システムの全体構成を示す模式図。
【図８】本発明の第二の実施形態に係る電極用ペースト製造システムにおけるモーノポンプの配置状況を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の第一の実施形態に係る電極用ペーストの製造システムの全体構成について、図１から図５を用いて説明をする。
図１に示す如く、本発明の第一の実施形態に係る電極用ペースト製造システム１は、電極用ペースト８を製造するためのシステムであり、二軸押出混練機２、バッファタンク３、モーノポンプ４、脱泡タンク６、真空ポンプ７等を備える構成としている。
そして、電極用ペースト製造システム１を使用して電極用ペースト８を製造することにより、本発明に係る電極用ペーストの製造方法を実現することができる。
【００２０】
二軸押出混練機２は、複数種類の粉体や液体を混練するのに用いられる装置であり、中空のバレル（図示せず）と、バレルの内部に形成された混練室（図示せず）において、互いに所定の間隔を空けて平行に設けられる二つの回転軸（図示せず）を備えている。
そして、二軸押出混練機２は、混練室に粉体（活物質や増粘材）や液体（溶媒）が供給され、粉体および液体を圧縮等しながら搬送し、また混練途中で、追加の液体（溶媒）や粉体（結着剤）を混練室に供給しつつ、さらに圧縮等しながら搬送して、各粉体および液体を混練して、電極用ペースト８を生成するものである（図３参照）。
【００２１】
バッファタンク３は、二軸押出混練機２で生成された電極用ペースト８を、モーノポンプ４に導入する手前で、一時的に貯溜するためのタンクであり、二軸押出混練機２から排出される電極用ペースト８の排出量の変動を吸収する役割を果たすものである。
このためバッファタンク３は、二軸押出混練機２からの電極用ペースト８の排出量とモーノポンプ４による電極用ペースト８の供給量が一致するように制御等している場合には、省略することも可能である。
【００２２】
モーノポンプ４は、回転容積式一軸偏心ねじポンプに分類されるポンプであり、二軸押出混練機２で生成された電極用ペースト８を、脱泡タンク６に向けて移送するための手段として用いている。
【００２３】
図２に示すように、モーノポンプ４は、ケーシング４ａの内部において、ロータ４ｂおよびステータ４ｃを有する構造のポンプである。
ロータ４ｂは、所定のひねり角度を持ちながら略螺旋状に湾曲する金属製の棒状体であり、いずれの箇所においても、その断面形状が真円になるように構成されている。
また、ステータ４ｃは、ロータ４ｂを挿入するための空隙部が形成されている弾性を有する材料（例えば、ＥＰＤＭ）からなる部材である。
【００２４】
そして、ステータ４ｃの空隙部中にロータ４ｂが差し込まれると、該ステータ４ｃとロータ４ｂの間には接線によってシールされた螺旋状の隙間が形成され、この隙間が密閉空間たる複数の独立したキャビティ４ｄ・４ｄ・・・を形成するように構成されている。
また換言すると、モーノポンプ４では、ロータ４ｂとステータ４ｃが接触する部位で、該モーノポンプ４の一次側と二次側の気密性を確保する気密ラインを形成する構成としている。
【００２５】
また、モーノポンプ４のケーシング４ａには、該ケーシング４ａの内部に向けて電極用ペースト８を導入するための吸込口４ｅと、該ケーシング４ａから電極用ペースト８を排出するための吐出口４ｆを備えている。
そして図１に示す如く、モーノポンプ４は、吸込口４ｅ側がバッファタンク３に接続されており、また、吐出口４ｆ側が、配管５によって脱泡タンク６に接続されている。
また、該配管５上には、電極用ペースト８に含まれる異物を除去するためのフィルタ５ａ・５ａを設けている。
【００２６】
さらに図２に示す如く、モーノポンプ４において、ロータ４ｂは、ユニバーサルジョイント４ｇを介して、モータ（図示せず）の軸に固設された回転軸４ｈに連結されており、モータを作動させることにより、ロータ４ｂをステータ４ｃ内で回転させることができる構成としている。
【００２７】
そして、ロータ４ｂがステータ４ｃ内で回転するとき、吸込口４ｅからケーシング４ａ内に導入された電極用ペースト８が、移送方向において最も上流側の（端部が開放されている）キャビティ４ｄに吸い込まれ、さらに、ロータ４ｂがステータ４ｃ内で回転すると、各キャビティ４ｄ・４ｄ・・・がモーノポンプ４の吐出口４ｆ側へと移動する。
即ち、モーノポンプ４では、各キャビティ４ｄ・４ｄ・・・内に吸い込まれた電極用ペースト８が、吐出口４ｆの方向へと連続的に移送され、最終的に、吐出口４ｆから排出される。
尚、モーノポンプ４は、モータ（図示せず）の回転方向を反転させることにより、吸込口４ｅ側を吐出口とし、吐出口４ｆ側を吸込口として使用することも可能である。
【００２８】
このようにモーノポンプ４では、ロータ４ｂおよびステータ４ｃの隙間として独立した複数のキャビティ４ｄ・４ｄ・・・が形成されており、各キャビティ４ｄ・４ｄ・・・間は、ロータ４ｂおよびステータ４ｃの接触位置（接線位置）において気密性が確保されている。
【００２９】
このため、電極用ペースト製造システム１では、モーノポンプ４における気密ライン（即ち、ロータ４ｂとステータ４ｃの接触位置）を境界として、当該気密ラインよりも一次側の配管系を、二軸押出混練機２およびバッファタンク３と連通する開放回路としながら、当該気密ラインよりも二次側の配管系を、密閉回路とすることができる。
【００３０】
図４に示す如く、脱泡タンク６は、電極用ペースト８を貯溜するための容器であって、該脱泡タンク６内を減圧（例えば、−９０ｋＰａ程度）し、電極用ペースト８中に混在している気泡を膨張させることによって、当該気泡を浮上、破泡させることで除去するための設備である。
【００３１】
また真空ポンプ７は、脱泡タンク６に接続されており、該脱泡タンク６内を真空引きするための設備であり、脱泡タンク６内の真空度を−９０ｋＰａ程度にまで到達させることができる能力を有している。
また、電極用ペースト製造システム１では、脱泡タンク６からモーノポンプ４に至る配管経路を密閉回路としているため、フィルタ５ａ・５ａの二次側における真空度（図１に示す圧力Ｐ１）を−９０ｋＰａ程度とすることができ、また、フィルタ５ａ・５ａの一次側における真空度（図１に示す圧力Ｐ２）を−３５ｋＰａ程度とすることができる。
【００３２】
図５に示す如く、従来の電極用ペースト製造システム５１を使用した場合、二軸押出混練機２で生成した電極用ペースト８をバッファタンク３で受け、バッファタンク３からモーノポンプ４で、脱泡タンク６に移送する。
このように、モーノポンプ４で脱泡タンク６に生成された電極用ペースト８を移送するとき、脱泡タンク６で電極用ペースト８の全量を一旦貯溜してから（即ち、バッチ処理してから）、真空ポンプ７により脱泡タンク６の内部を真空引きして、電極用ペースト８を真空脱泡処理して、気泡を除去する構成としている。
【００３３】
一方、図３に示す如く、電極用ペースト製造システム１を使用した場合、モーノポンプ４における気密ラインよりも二次側の配管系を密閉回路としているため、脱泡タンク６に向けて移送する電極用ペースト８を、モーノポンプ４から脱泡タンク６に至る経路（配管５）上で、バッチ処理することなく連続的に真空脱泡処理することができる。
【００３４】
また、図４に示す如く、脱泡タンク６では、該脱泡タンク６に電極用ペースト８を導入する開口部であって、配管５に連通する導入口６ｃを形成している。
そして導入口６ｃは、脱泡タンク６における略円柱状の部位である胴部６ａの上方に形成しており、導入口６ｃから脱泡タンク６内に導入された電極用ペースト８が、鉛直な内壁面となっている胴部６ａの内壁面６ｂに沿って下方に向けて流れて、底部６ｄにおいて貯溜されるように構成している。
尚、ここでいう「上方」とは、胴部６ａよりも上の部位と、胴部６ａにおける上部を含む概念であり、導入口６ｃから脱泡タンク６内に導入された電極用ペースト８を、内壁面６ｂに沿って流下させることができる位置であればよい。
【００３５】
次に、本発明の一実施形態に係る電極用ペーストの製造方法における、電極用ペーストに含まれる気泡の除去方法について、図６を用いて説明をする。
図６（ａ）に示す如く、導入口６ｃから脱泡タンク６に導入された電極用ペースト８は、胴部６ａの内壁面６ｂを流下していき、脱泡タンク６の底部６ｄに貯溜されていく。
このとき、脱泡タンク６の底部６ｄに貯溜される電極用ペースト８は、導入口６ｃから供給される電極用ペースト８の流量（以下、供給流量Ｑと記載する）に応じて、所定の速度で液面が上昇していく。
尚以下では、電極用ペースト８の液面の上昇速度のことを液面上昇速度ＶＬと呼び、液面上昇速度ＶＬは、脱泡タンク６の胴部６ａの内部空間の水平方向における断面積をＡとするとき、以下に示す数式１により求めることができる。
【００３６】
【数１】
2014049788.tif 000003
【００３７】
単位時間あたりに供給される電極用ペースト８は、液面において、その供給流量Ｑに応じた所定の厚みの薄膜を形成する。
電池用ペースト８のように比重が大きいペースト中に気泡が混入している場合、減圧環境下では密度差が大きくなって、供給直後のペーストと既に気泡が除去されているペーストが二層に分離するため、安定的に薄膜が形成される。
そして、その薄膜を構成する電極用ペースト８に含まれる気泡は、所定の速度で、液面に向けて上昇していく。
尚以下では、電極用ペースト８における気泡の上昇速度のことを気泡上昇速度ＶＧと呼ぶ。
【００３８】
気泡上昇速度ＶＧは、厚みＴの薄膜において、その最下部から最上部まで気泡が上昇するのに要した時間をｔとするとき、ＶＧ＝Ｔ／ｔで表される。
そして、気泡上昇速度ＶＧは、ストークスの式に基づき、以下に示す数式２によって算出することができる。
尚、数式２中に示すｒは気泡の半径であり、また、数式２中のρＬは電極用ペースト８の密度であり、ρＧは気泡の密度であり、ηは電極用ペースト８の粘度である。
【００３９】
【数２】
2014049788.tif 000004
【００４０】
また、本実施形態に係る電極用ペーストの製造方法では、電極用ペースト８から除去すべき気泡の半径ｒの最小値を基準半径ｒａとして規定している。
即ち、本実施形態で示す電極用ペースト８においては、基準半径ｒａ以上の大きさの気泡は除去すべきであり、基準半径ｒａ未満の大きさの気泡が含まれることは許容している。
そして、本発明の一実施形態に係る電極用ペーストの製造方法では、液面上昇速度ＶＬを、大きさが基準半径ｒａである気泡の気泡上昇速度ＶＧ（以下、基準気泡上昇速度ＶＧａと呼ぶ）に比して小さくする（即ち、液面上昇速度ＶＬ＜基準気泡上昇速度ＶＧａ）構成としている。
【００４１】
具体的には、本発明の一実施形態に係る電極用ペーストの製造方法では、液面上昇速度ＶＬを基準気泡上昇速度ＶＧａに比して小さくするために、モーノポンプ４のモータの回転数をインバータ制御して、脱泡タンク６に対する電極用ペースト８の供給流量Ｑを調整する構成としている。
【００４２】
液面上昇速度ＶＬが基準気泡上昇速度ＶＧａに比して小さいと、図６（ｂ）に示すように、電極用ペースト８に含まれる気泡を、貯溜された電極用ペースト８の上に次の電極用ペースト８による薄膜が形成される前に、気液界面まで浮上させることができる。
気液界面まで浮上し液面に出現した気泡は、該気液界面において、界面活性剤による表面張力では気泡を維持することができない大きさにまで膨張して、容易かつ確実に破泡されるため、電極用ペースト８に含まれていた基準半径ｒａ以上の大きさの気泡が、該電極用ペースト８中から確実に除去される。
【００４３】
尚、脱泡タンク６に導入された電極用ペースト８は、胴部６ａの内壁面６ｂにおいて薄膜を形成しながら流下していくため、減圧状態におかれた内壁面６ｂにおける該薄膜においても破泡が促進され、脱泡タンク６の底部６ｄに貯溜されていく前の時点でも、電極用ペースト８から気泡が除去される。
【００４４】
尚、本実施形態において、図６（ａ）で示す脱泡タンク６は、胴部６ａの水平断面における断面積が一定である場合を例示しているが、本実施形態に係る電極用ペーストの製造方法に用いる脱泡タンク６の形状をこれに限定するものではなく、例えば、図１、図３および図４に示す腕状の底部を有し、胴部６ａの断面積が一定でない形状を有する構成であってもよい。
このような断面積が一定でない脱泡タンク６を用いる場合、液面高さと断面積との関係を予め知得しておくとともに、該脱泡タンク６に導入される電極用ペースト８の液面高さを図示しない液面センサ等で検出し、液面高さに従って、電極用ペースト８の供給流量Ｑを制御する構成とすることも可能である。
そして、液面高さに応じて電極用ペースト８に供給流量Ｑを制御することにより、液面上昇速度ＶＬを基準気泡上昇速度ＶＧａに比して大きい値に維持する構成としてもよい。
【００４５】
尚、本実施形態では、脱泡タンク６に対して電極用ペースト８を供給するための手段がモーノポンプ４である場合を例示しているが、本実施形態に係る電極用ペースト製造システム１における電極用ペースト８の供給手段の構成をこれに限定するものではない。
本実施形態に係る電極用ペースト製造システム１における電極用ペースト８の供給手段としては、例えば、脱泡タンク６内の真空度を高めて、バッファタンク３に貯溜される電極用ペースト８を吸引して脱泡タンク６内に導入する構成としてもよい。
またこの場合、脱泡タンク６内に電極用ペースト８を導入する配管の途中に流量調整弁を設けて、該流量調整弁の開度や脱泡タンク６内の真空度を調整することによって、脱泡タンク６内に導入する電極用ペースト８の供給流量Ｑを調整する構成としてもよい。
【００４６】
即ち、本発明の一実施形態に係る電極用ペーストの製造方法は、脱泡タンク６に電極用ペースト８を導入しつつ、脱泡タンク６の内部を真空引きして、電極用ペースト８に含まれる気泡を真空脱泡する工程を備えるものであって、電極用ペースト８に含まれる気泡を真空脱泡する工程において、脱泡タンク６に導入する電極用ペースト８の流量（供給流量Ｑ）を調整して、脱泡タンク６における電極用ペースト８の液面の上昇速度（液面上昇速度ＶＬ）を、電極用ペースト８における気泡の上昇速度（基準気泡上昇速度ＶＧａ）に比して小さくするものである。
【００４７】
また、本発明の一実施形態に係る電極用ペーストの製造方法において、電極用ペースト８に含まれる気泡を真空脱泡する工程は、二軸押出混練機２とモーノポンプ４を備える電極用ペースト製造システム１を用いて、二軸押出混練機２の排出口とモーノポンプ４の吸込口４ｅを接続し、かつ、モーノポンプ４の吐出口４ｆを脱泡タンク６に接続するとともに、真空ポンプ７の吸込口を脱泡タンク６に接続し、モーノポンプ４におけるロータ４ｂとステータ４ｃの接触部において形成する気密ラインを境界として、該気密ラインより脱泡タンク６側の配管系（配管５）を密閉回路に構成し、真空ポンプ７により、脱泡タンク６から真空排気をして、前記気密ラインより脱泡タンク６側の配管系（配管５）を真空状態に維持しつつ、モーノポンプ４により脱泡タンク６に電極用ペースト８を移送して、前記気密ラインより脱泡タンク６側の配管系（配管５）の内部および脱泡タンク６の内部において、電極用ペースト８を連続的に真空脱泡処理することにより、実施されるものである。
このような構成により、電極用ペースト８に含まれる気泡を確実に除去することができる。
【００４８】
次に、本発明の第二の実施形態に係る電極用ペーストの製造システムの構成について、図７および図８を用いて説明をする。
図７および図８に示す如く、本発明の第二の実施形態に係る電極用ペースト製造システム１１では、本発明の第一の実施形態に係る電極用ペースト製造システム１に対して、モーノポンプ４の接続方向を逆向きにする構成としている。
【００４９】
即ち、電極用ペースト製造システム１において吸込口４ｅとして使用していたモーノポンプ４の一方の接続口を、電極用ペースト８の移送方向における下流側に配置し（即ち、吐出口として使用し）、吐出口４ｆとして使用していた他方の接続口を、電極用ペースト８の移送方向における上流側に配置する（即ち、吸込口として使用する）構成としている。
【００５０】
そして、モーノポンプ４をこのような配置として、モータ（図示せず）の回転方向を逆向きにすることで、モーノポンプ４によって電極用ペースト８を移送しつつ、モーノポンプ４のモータ（図示せず）側のケーシング４ａの内部を真空引きすることができ、さらに、回転軸４ｈの軸封部からケーシング４ａ内に空気を導入することができる構成としている。
【００５１】
真空引きされている配管５の内部に空気が導入されると、脱泡タンク６内に供給される電極用ペースト８を、配管５内を流動する空気により付勢して飛散させることができ、脱泡タンク６の底部６ｄに貯溜された電極用ペースト８の液面に、飛散した電極用ペースト８を衝突させて、液面に浮上している気泡をより確実に破泡することができる。
【００５２】
脱泡タンク６内に破泡を促進させるための空気を導入するためには、配管５に空気を導入するためのバルブ等を用いる構成も採用しうるが、電極用ペースト製造システム１１では、モーノポンプ４の配置方向を逆向きにするだけで、バルブ等を別途備えることなく、簡易に空気を導入することが可能になる。
【００５３】
即ち、本発明の一実施形態に係る電極用ペーストの製造方法において、モーノポンプ４は、該モーノポンプ４が有するモータ軸の軸封部により遠い側の接続口（吐出口４ｆ）を吸込口とし、モータ軸の軸封部により近い側の接続口（吸込口４ｅ）を吸込口とするものである。
このような構成により、簡易な構成の電極用ペースト製造システム１１によって、電極用ペースト８に含まれる気泡をより確実に除去することができる。
【００５４】
次に、本発明の各実施形態に係る電極用ペースト製造システム１・１１を用いて製造した電極用ペーストについて、説明をする。
これまでに説明をした各電極用ペースト製造システム１・１１を用いて製造した電極用ペースト８では、電極用ペースト８に含まれる気泡が従来に比して確実に除去されているため、その電極用ペースト８を金属箔に塗工したときに生じる不良（透け）が低減されている。
このため、電極用ペースト製造システム１・１１を用いて製造した電極用ペースト８から二次電池を製造することによって、二次電池の内部不良を低減することができ、二次電池の信頼性向上等の品質改善に寄与することができる。
【００５５】
また、各電極用ペースト製造システム１・１１を用いて製造した電極用ペースト８では、脱泡タンク６の内部に貯溜された状態において、全体にわたって気泡が除去されており、上澄みを除去する必要がなく、生成された全ての電極用ペースト８を使用することができるため、電極用ペースト８の歩留まりが、従来に比して改善されている。
このため、電極用ペースト製造システム１・１１を用いて製造した電極用ペースト８から二次電池を製造することによって、二次電池のコスト低減に寄与することができる。
【００５６】
即ち、本発明の一実施形態に係る二次電池は、本発明の一実施形態に係る電極用ペーストの製造方法により製造された電極用ペースト８を用いて製造されたものである。
このように、気泡が確実に除去された電極用ペースト８を使用することにより、透け等の不良が少ない品質のよい電極体を製造することができ、またこれにより、二次電池の性能向上に寄与することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、二次電池を製造するための電極用ペーストのみならず、ペースト中の気泡を除去する必要があるペーストの製造方法として広く適用することが可能であり、例えば、ペースト状の食品、化学製品、薬品等を製造するための技術として応用することが可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１    電極用ペースト製造システム
２    二軸押出混練機
４    モーノポンプ
６    脱泡タンク
７    真空ポンプ
８    電極用ペースト
【図１】
2014049788.tif 000005
【図２】
2014049788.tif 000006
【図３】
2014049788.tif 000007
【図４】
2014049788.tif 000008
【図５】
2014049788.tif 000009
【図６】
2014049788.tif 000010
【図７】
2014049788.tif 000011
【図８】
2014049788.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成27年3月23日(2015.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱泡タンクに電極用ペーストを導入しつつ、前記脱泡タンクの内部を真空引きして、前記電極用ペーストに含まれる気泡を真空脱泡する工程を備える電極用ペーストの製造方法であって、
前記電極用ペーストに含まれる気泡を真空脱泡する前記工程において、
前記脱泡タンクに導入する前記電極用ペーストの流量を調整して、
前記脱泡タンクにおける前記電極用ペーストの液面の上昇速度を、
前記電極用ペーストにおける気泡の上昇速度に比して小さくする、
ことを特徴とする電極用ペーストの製造方法。
【請求項２】
前記電極用ペーストに含まれる気泡を真空脱泡する前記工程は、
二軸押出混練機とモーノポンプを備える電極用ペーストの製造システムを用いて、
前記二軸押出混練機の排出口と前記モーノポンプの吸込口を接続し、かつ、
前記モーノポンプの吐出口を脱泡タンクに接続するとともに、真空ポンプの吸込口を前記脱泡タンクに接続し、
前記モーノポンプにおけるロータとステータの接触部において形成する気密ラインを境界として、該気密ラインより前記脱泡タンク側の配管系を密閉回路に構成し、
前記真空ポンプにより、前記脱泡タンクから真空排気をして、前記気密ラインより前記脱泡タンク側の配管系を真空状態に維持しつつ、
前記モーノポンプにより前記脱泡タンクに前記電極用ペーストを移送して、
前記気密ラインより前記脱泡タンク側の配管系の内部および前記脱泡タンクの内部において、前記電極用ペーストを連続的に真空脱泡処理することにより、実施される、
ことを特徴とする請求項１に記載の電極用ペーストの製造方法。
【請求項３】
前記モーノポンプは、
該モーノポンプが有するモータ軸の軸封部により遠い側の接続口を前記吸込口とし、
前記モータ軸の軸封部により近い側の接続口を前記吐出口とする、
ことを特徴とする請求項２に記載の電極用ペーストの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極用ペーストの製造方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、良質な（即ち、均質な）電極用ペーストを生成するために、二軸押出混練機を用いて電極用ペーストを生成する技術が知られており、例えば、以下に示す特許文献１にその技術が開示され、公知となっている。
【０００３】
特許文献１に開示されている従来技術では、中空のバレルと、バレルの内部に形成された混練室に互いに所定の間隔を空けて平行に設けられる二つの回転軸を具備する混練機（即ち、二軸押出混練機）であって、混練室において、粉体が供給される粉体投入部よりも、粉体の搬送方向における下流側に、結着剤が供給される結着剤投入部を配置し、粉体投入部と結着剤投入部の間には、回転軸に設けられ、粉体を圧縮するスペーサを具備する粉体処理部を配置している。
このような二軸押出混練機を用いて、電極合剤（電極用ペースト）を生成することによって、良質な（即ち、均質な）ペーストの生成を可能にしている。
【０００４】
従来、特許文献１に示すような二軸押出混練機を用いて電極用ペーストの製造を行う場合、二軸押出混練機の内部は気密性がない（即ち、開放回路になっている）ため、二軸押出混練機から排出された電極用ペーストは、真空脱泡処理するための密閉回路（脱泡タンク）に導入する前に、生成された電極用ペーストの全量を一旦タンクで受けてバッチ処理する必要があった。
このため、二軸押出混練機を用いて電極用ペーストを生成する場合、バッチ処理を行う分だけ生成時間が長くなるため、二軸押出混練機を用いた場合には、電極用ペーストの生成に要する時間の短縮を図ることが困難であった。
【０００５】
本願出願人らは、二軸押出混練機とモーノポンプを組み合わせた電極用ペースト製造システムに係る技術を特願２０１２−１５１９２０（本願出願時には未公開）において開示している。
斯かる特願２０１２−１５１９２０において開示された電極用ペースト製造システムを用いることにより、二軸押出混練機で生成された電極用ペーストをバッチ処理する必要がなくなり、脱泡タンクへ移送する配管経路中において、連続的に真空脱泡を行うことを可能にして、電極用ペーストの製造に要する時間の短縮を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２２４４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特願２０１２−１５１９２０において開示された電極用ペースト製造システムで製造した電極用ペーストは、その後脱泡タンクにおいて脱泡処理を行う。
しかしながら、電極用ペーストに対する脱泡処理方法の如何によっては、脱泡処理に時間を要してしまい、特願２０１２−１５１９２０において開示された電極用ペースト製造システムを使用しても、電極用ペーストの製造に要する時間を思うように短縮できないという問題があった。
また、脱泡処理方法の如何によっては、電極用ペースト中の気泡を十分に除去することができず、気泡が含まれている部分を除いた電極用ペーストを使用することになるため、電極用ペーストの歩留まりを、思うように改善できないという問題もあった。
【０００８】
本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、製造した電極用ペーストから、容易かつ確実に気泡を除去することができる電極用ペーストの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、第一の発明は、脱泡タンクに電極用ペーストを導入しつつ、前記脱泡タンクの内部を真空引きして、前記電極用ペーストに含まれる気泡を真空脱泡する工程を備える電極用ペーストの製造方法であって、前記電極用ペーストに含まれる気泡を真空脱泡する前記工程において、前記脱泡タンクに導入する前記電極用ペーストの流量を調整して、前記脱泡タンクにおける前記電極用ペーストの液面の上昇速度を、前記電極用ペーストにおける気泡の上昇速度に比して小さくするものである。
【００１１】
第二の発明は、前記電極用ペーストに含まれる気泡を真空脱泡する前記工程は、二軸押出混練機とモーノポンプを備える電極用ペーストの製造システムを用いて、前記二軸押出混練機の排出口と前記モーノポンプの吸込口を接続し、かつ、前記モーノポンプの吐出口を脱泡タンクに接続するとともに、真空ポンプの吸込口を前記脱泡タンクに接続し、前記モーノポンプにおけるロータとステータの接触部において形成する気密ラインを境界として、該気密ラインより前記脱泡タンク側の配管系を密閉回路に構成し、前記真空ポンプにより、前記脱泡タンクから真空排気をして、前記気密ラインより前記脱泡タンク側の配管系を真空状態に維持しつつ、前記モーノポンプにより前記脱泡タンクに前記電極用ペーストを移送して、前記気密ラインより前記脱泡タンク側の配管系の内部および前記脱泡タンクの内部において、前記電極用ペーストを連続的に真空脱泡処理することにより、実施されるものである。
【００１２】
第三の発明は、前記モーノポンプは、該モーノポンプが有するモータ軸の軸封部により遠い側の接続口を前記吸込口とし、前記モータ軸の軸封部により近い側の接続口を前記吐出口とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１４】
第一の発明および第二の発明は、電極用ペーストに含まれる気泡を確実に除去することができる。
【００１５】
第三の発明は、簡易な構成の電極用ペーストの製造システムによって、電極用ペーストに含まれる気泡をより確実に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る電極用ペースト製造システムの全体構成を示す模式図。
【図２】本発明に係る電極用ペースト製造システムに備えられるモーノポンプを示す模式図。
【図３】本発明に係る電極用ペースト製造システムを用いた場合における電極用ペーストを製造する工程の流れを示す模式図。
【図４】本発明の第一の実施形態に係る電極用ペースト製造システムにおける脱泡状況を示す模式図。
【図５】従来の電極用ペースト製造システムを用いた場合における電極用ペーストを製造する工程の流れを示す模式図。
【図６】本発明の一実施形態に係る電極用ペーストの製造方法における電極用ペーストに含まれた気泡の除去状況を示す図、（ａ）脱泡タンクへの電極用ペーストの導入状況を示す断面模式図、（ｂ）電極用ペーストの液面上昇速度と該電極用ペーストに含まれる気泡の気泡上昇速度との関係を説明するための模式図。
【図７】本発明の第二の実施形態に係る電極用ペースト製造システムの全体構成を示す模式図。
【図８】本発明の第二の実施形態に係る電極用ペースト製造システムにおけるモーノポンプの配置状況を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の第一の実施形態に係る電極用ペーストの製造システムの全体構成について、図１から図５を用いて説明をする。
図１に示す如く、本発明の第一の実施形態に係る電極用ペースト製造システム１は、電極用ペースト８を製造するためのシステムであり、二軸押出混練機２、バッファタンク３、モーノポンプ４、脱泡タンク６、真空ポンプ７等を備える構成としている。
そして、電極用ペースト製造システム１を使用して電極用ペースト８を製造することにより、本発明に係る電極用ペーストの製造方法を実現することができる。
【００１８】
二軸押出混練機２は、複数種類の粉体や液体を混練するのに用いられる装置であり、中空のバレル（図示せず）と、バレルの内部に形成された混練室（図示せず）において、互いに所定の間隔を空けて平行に設けられる二つの回転軸（図示せず）を備えている。
そして、二軸押出混練機２は、混練室に粉体（活物質や増粘材）や液体（溶媒）が供給され、粉体および液体を圧縮等しながら搬送し、また混練途中で、追加の液体（溶媒）や粉体（結着剤）を混練室に供給しつつ、さらに圧縮等しながら搬送して、各粉体および液体を混練して、電極用ペースト８を生成するものである（図３参照）。
【００１９】
バッファタンク３は、二軸押出混練機２で生成された電極用ペースト８を、モーノポンプ４に導入する手前で、一時的に貯溜するためのタンクであり、二軸押出混練機２から排出される電極用ペースト８の排出量の変動を吸収する役割を果たすものである。
このためバッファタンク３は、二軸押出混練機２からの電極用ペースト８の排出量とモーノポンプ４による電極用ペースト８の供給量が一致するように制御等している場合には、省略することも可能である。
【００２０】
モーノポンプ４は、回転容積式一軸偏心ねじポンプに分類されるポンプであり、二軸押出混練機２で生成された電極用ペースト８を、脱泡タンク６に向けて移送するための手段として用いている。
【００２１】
図２に示すように、モーノポンプ４は、ケーシング４ａの内部において、ロータ４ｂおよびステータ４ｃを有する構造のポンプである。
ロータ４ｂは、所定のひねり角度を持ちながら略螺旋状に湾曲する金属製の棒状体であり、いずれの箇所においても、その断面形状が真円になるように構成されている。
また、ステータ４ｃは、ロータ４ｂを挿入するための空隙部が形成されている弾性を有する材料（例えば、ＥＰＤＭ）からなる部材である。
【００２２】
そして、ステータ４ｃの空隙部中にロータ４ｂが差し込まれると、該ステータ４ｃとロータ４ｂの間には接線によってシールされた螺旋状の隙間が形成され、この隙間が密閉空間たる複数の独立したキャビティ４ｄ・４ｄ・・・を形成するように構成されている。
また換言すると、モーノポンプ４では、ロータ４ｂとステータ４ｃが接触する部位で、該モーノポンプ４の一次側と二次側の気密性を確保する気密ラインを形成する構成としている。
【００２３】
また、モーノポンプ４のケーシング４ａには、該ケーシング４ａの内部に向けて電極用ペースト８を導入するための吸込口４ｅと、該ケーシング４ａから電極用ペースト８を排出するための吐出口４ｆを備えている。
そして図１に示す如く、モーノポンプ４は、吸込口４ｅ側がバッファタンク３に接続されており、また、吐出口４ｆ側が、配管５によって脱泡タンク６に接続されている。
また、該配管５上には、電極用ペースト８に含まれる異物を除去するためのフィルタ５ａ・５ａを設けている。
【００２４】
さらに図２に示す如く、モーノポンプ４において、ロータ４ｂは、ユニバーサルジョイント４ｇを介して、モータ（図示せず）の軸に固設された回転軸４ｈに連結されており、モータを作動させることにより、ロータ４ｂをステータ４ｃ内で回転させることができる構成としている。
【００２５】
そして、ロータ４ｂがステータ４ｃ内で回転するとき、吸込口４ｅからケーシング４ａ内に導入された電極用ペースト８が、移送方向において最も上流側の（端部が開放されている）キャビティ４ｄに吸い込まれ、さらに、ロータ４ｂがステータ４ｃ内で回転すると、各キャビティ４ｄ・４ｄ・・・がモーノポンプ４の吐出口４ｆ側へと移動する。
即ち、モーノポンプ４では、各キャビティ４ｄ・４ｄ・・・内に吸い込まれた電極用ペースト８が、吐出口４ｆの方向へと連続的に移送され、最終的に、吐出口４ｆから排出される。
尚、モーノポンプ４は、モータ（図示せず）の回転方向を反転させることにより、吸込口４ｅ側を吐出口とし、吐出口４ｆ側を吸込口として使用することも可能である。
【００２６】
このようにモーノポンプ４では、ロータ４ｂおよびステータ４ｃの隙間として独立した複数のキャビティ４ｄ・４ｄ・・・が形成されており、各キャビティ４ｄ・４ｄ・・・間は、ロータ４ｂおよびステータ４ｃの接触位置（接線位置）において気密性が確保されている。
【００２７】
このため、電極用ペースト製造システム１では、モーノポンプ４における気密ライン（即ち、ロータ４ｂとステータ４ｃの接触位置）を境界として、当該気密ラインよりも一次側の配管系を、二軸押出混練機２およびバッファタンク３と連通する開放回路としながら、当該気密ラインよりも二次側の配管系を、密閉回路とすることができる。
【００２８】
図４に示す如く、脱泡タンク６は、電極用ペースト８を貯溜するための容器であって、該脱泡タンク６内を減圧（例えば、−９０ｋＰａ程度）し、電極用ペースト８中に混在している気泡を膨張させることによって、当該気泡を浮上、破泡させることで除去するための設備である。
【００２９】
また真空ポンプ７は、脱泡タンク６に接続されており、該脱泡タンク６内を真空引きするための設備であり、脱泡タンク６内の真空度を−９０ｋＰａ程度にまで到達させることができる能力を有している。
また、電極用ペースト製造システム１では、脱泡タンク６からモーノポンプ４に至る配管経路を密閉回路としているため、フィルタ５ａ・５ａの二次側における真空度（図１に示す圧力Ｐ１）を−９０ｋＰａ程度とすることができ、また、フィルタ５ａ・５ａの一次側における真空度（図１に示す圧力Ｐ２）を−３５ｋＰａ程度とすることができる。
【００３０】
図５に示す如く、従来の電極用ペースト製造システム５１を使用した場合、二軸押出混練機２で生成した電極用ペースト８をバッファタンク３で受け、バッファタンク３からモーノポンプ４で、脱泡タンク６に移送する。
このように、モーノポンプ４で脱泡タンク６に生成された電極用ペースト８を移送するとき、脱泡タンク６で電極用ペースト８の全量を一旦貯溜してから（即ち、バッチ処理してから）、真空ポンプ７により脱泡タンク６の内部を真空引きして、電極用ペースト８を真空脱泡処理して、気泡を除去する構成としている。
【００３１】
一方、図３に示す如く、電極用ペースト製造システム１を使用した場合、モーノポンプ４における気密ラインよりも二次側の配管系を密閉回路としているため、脱泡タンク６に向けて移送する電極用ペースト８を、モーノポンプ４から脱泡タンク６に至る経路（配管５）上で、バッチ処理することなく連続的に真空脱泡処理することができる。
【００３２】
また、図４に示す如く、脱泡タンク６では、該脱泡タンク６に電極用ペースト８を導入する開口部であって、配管５に連通する導入口６ｃを形成している。
そして導入口６ｃは、脱泡タンク６における略円柱状の部位である胴部６ａの上方に形成しており、導入口６ｃから脱泡タンク６内に導入された電極用ペースト８が、鉛直な内壁面となっている胴部６ａの内壁面６ｂに沿って下方に向けて流れて、底部６ｄにおいて貯溜されるように構成している。
尚、ここでいう「上方」とは、胴部６ａよりも上の部位と、胴部６ａにおける上部を含む概念であり、導入口６ｃから脱泡タンク６内に導入された電極用ペースト８を、内壁面６ｂに沿って流下させることができる位置であればよい。
【００３３】
次に、本発明の一実施形態に係る電極用ペーストの製造方法における、電極用ペーストに含まれる気泡の除去方法について、図６を用いて説明をする。
図６（ａ）に示す如く、導入口６ｃから脱泡タンク６に導入された電極用ペースト８は、胴部６ａの内壁面６ｂを流下していき、脱泡タンク６の底部６ｄに貯溜されていく。
このとき、脱泡タンク６の底部６ｄに貯溜される電極用ペースト８は、導入口６ｃから供給される電極用ペースト８の流量（以下、供給流量Ｑと記載する）に応じて、所定の速度で液面が上昇していく。
尚以下では、電極用ペースト８の液面の上昇速度のことを液面上昇速度ＶＬと呼び、液面上昇速度ＶＬは、脱泡タンク６の胴部６ａの内部空間の水平方向における断面積をＡとするとき、以下に示す数式１により求めることができる。
【００３４】
【数１】
2014049788.tif 000013
【００３５】
単位時間あたりに供給される電極用ペースト８は、液面において、その供給流量Ｑに応じた所定の厚みの薄膜を形成する。
電池用ペースト８のように比重が大きいペースト中に気泡が混入している場合、減圧環境下では密度差が大きくなって、供給直後のペーストと既に気泡が除去されているペーストが二層に分離するため、安定的に薄膜が形成される。
そして、その薄膜を構成する電極用ペースト８に含まれる気泡は、所定の速度で、液面に向けて上昇していく。
尚以下では、電極用ペースト８における気泡の上昇速度のことを気泡上昇速度ＶＧと呼ぶ。
【００３６】
気泡上昇速度ＶＧは、厚みＴの薄膜において、その最下部から最上部まで気泡が上昇するのに要した時間をｔとするとき、ＶＧ＝Ｔ／ｔで表される。
そして、気泡上昇速度ＶＧは、ストークスの式に基づき、以下に示す数式２によって算出することができる。
尚、数式２中に示すｒは気泡の半径であり、また、数式２中のρＬは電極用ペースト８の密度であり、ρＧは気泡の密度であり、ηは電極用ペースト８の粘度である。
【００３７】
【数２】
2014049788.tif 000014
【００３８】
また、本実施形態に係る電極用ペーストの製造方法では、電極用ペースト８から除去すべき気泡の半径ｒの最小値を基準半径ｒａとして規定している。
即ち、本実施形態で示す電極用ペースト８においては、基準半径ｒａ以上の大きさの気泡は除去すべきであり、基準半径ｒａ未満の大きさの気泡が含まれることは許容している。
そして、本発明の一実施形態に係る電極用ペーストの製造方法では、液面上昇速度ＶＬを、大きさが基準半径ｒａである気泡の気泡上昇速度ＶＧ（以下、基準気泡上昇速度ＶＧａと呼ぶ）に比して小さくする（即ち、液面上昇速度ＶＬ＜基準気泡上昇速度ＶＧａ）構成としている。
【００３９】
具体的には、本発明の一実施形態に係る電極用ペーストの製造方法では、液面上昇速度ＶＬを基準気泡上昇速度ＶＧａに比して小さくするために、モーノポンプ４のモータの回転数をインバータ制御して、脱泡タンク６に対する電極用ペースト８の供給流量Ｑを調整する構成としている。
【００４０】
液面上昇速度ＶＬが基準気泡上昇速度ＶＧａに比して小さいと、図６（ｂ）に示すように、電極用ペースト８に含まれる気泡を、貯溜された電極用ペースト８の上に次の電極用ペースト８による薄膜が形成される前に、気液界面まで浮上させることができる。
気液界面まで浮上し液面に出現した気泡は、該気液界面において、界面活性剤による表面張力では気泡を維持することができない大きさにまで膨張して、容易かつ確実に破泡されるため、電極用ペースト８に含まれていた基準半径ｒａ以上の大きさの気泡が、該電極用ペースト８中から確実に除去される。
【００４１】
尚、脱泡タンク６に導入された電極用ペースト８は、胴部６ａの内壁面６ｂにおいて薄膜を形成しながら流下していくため、減圧状態におかれた内壁面６ｂにおける該薄膜においても破泡が促進され、脱泡タンク６の底部６ｄに貯溜されていく前の時点でも、電極用ペースト８から気泡が除去される。
【００４２】
尚、本実施形態において、図６（ａ）で示す脱泡タンク６は、胴部６ａの水平断面における断面積が一定である場合を例示しているが、本実施形態に係る電極用ペーストの製造方法に用いる脱泡タンク６の形状をこれに限定するものではなく、例えば、図１、図３および図４に示す腕状の底部を有し、胴部６ａの断面積が一定でない形状を有する構成であってもよい。
このような断面積が一定でない脱泡タンク６を用いる場合、液面高さと断面積との関係を予め知得しておくとともに、該脱泡タンク６に導入される電極用ペースト８の液面高さを図示しない液面センサ等で検出し、液面高さに従って、電極用ペースト８の供給流量Ｑを制御する構成とすることも可能である。
そして、液面高さに応じて電極用ペースト８に供給流量Ｑを制御することにより、液面上昇速度ＶＬを基準気泡上昇速度ＶＧａに比して大きい値に維持する構成としてもよい。
【００４３】
尚、本実施形態では、脱泡タンク６に対して電極用ペースト８を供給するための手段がモーノポンプ４である場合を例示しているが、本実施形態に係る電極用ペースト製造システム１における電極用ペースト８の供給手段の構成をこれに限定するものではない。
本実施形態に係る電極用ペースト製造システム１における電極用ペースト８の供給手段としては、例えば、脱泡タンク６内の真空度を高めて、バッファタンク３に貯溜される電極用ペースト８を吸引して脱泡タンク６内に導入する構成としてもよい。
またこの場合、脱泡タンク６内に電極用ペースト８を導入する配管の途中に流量調整弁を設けて、該流量調整弁の開度や脱泡タンク６内の真空度を調整することによって、脱泡タンク６内に導入する電極用ペースト８の供給流量Ｑを調整する構成としてもよい。
【００４４】
即ち、本発明の一実施形態に係る電極用ペーストの製造方法は、脱泡タンク６に電極用ペースト８を導入しつつ、脱泡タンク６の内部を真空引きして、電極用ペースト８に含まれる気泡を真空脱泡する工程を備えるものであって、電極用ペースト８に含まれる気泡を真空脱泡する工程において、脱泡タンク６に導入する電極用ペースト８の流量（供給流量Ｑ）を調整して、脱泡タンク６における電極用ペースト８の液面の上昇速度（液面上昇速度ＶＬ）を、電極用ペースト８における気泡の上昇速度（基準気泡上昇速度ＶＧａ）に比して小さくするものである。
【００４５】
また、本発明の一実施形態に係る電極用ペーストの製造方法において、電極用ペースト８に含まれる気泡を真空脱泡する工程は、二軸押出混練機２とモーノポンプ４を備える電極用ペースト製造システム１を用いて、二軸押出混練機２の排出口とモーノポンプ４の吸込口４ｅを接続し、かつ、モーノポンプ４の吐出口４ｆを脱泡タンク６に接続するとともに、真空ポンプ７の吸込口を脱泡タンク６に接続し、モーノポンプ４におけるロータ４ｂとステータ４ｃの接触部において形成する気密ラインを境界として、該気密ラインより脱泡タンク６側の配管系（配管５）を密閉回路に構成し、真空ポンプ７により、脱泡タンク６から真空排気をして、前記気密ラインより脱泡タンク６側の配管系（配管５）を真空状態に維持しつつ、モーノポンプ４により脱泡タンク６に電極用ペースト８を移送して、前記気密ラインより脱泡タンク６側の配管系（配管５）の内部および脱泡タンク６の内部において、電極用ペースト８を連続的に真空脱泡処理することにより、実施されるものである。
このような構成により、電極用ペースト８に含まれる気泡を確実に除去することができる。
【００４６】
次に、本発明の第二の実施形態に係る電極用ペーストの製造システムの構成について、図７および図８を用いて説明をする。
図７および図８に示す如く、本発明の第二の実施形態に係る電極用ペースト製造システム１１では、本発明の第一の実施形態に係る電極用ペースト製造システム１に対して、モーノポンプ４の接続方向を逆向きにする構成としている。
【００４７】
即ち、電極用ペースト製造システム１において吸込口４ｅとして使用していたモーノポンプ４の一方の接続口を、電極用ペースト８の移送方向における下流側に配置し（即ち、吐出口として使用し）、吐出口４ｆとして使用していた他方の接続口を、電極用ペースト８の移送方向における上流側に配置する（即ち、吸込口として使用する）構成としている。
【００４８】
そして、モーノポンプ４をこのような配置として、モータ（図示せず）の回転方向を逆向きにすることで、モーノポンプ４によって電極用ペースト８を移送しつつ、モーノポンプ４のモータ（図示せず）側のケーシング４ａの内部を真空引きすることができ、さらに、回転軸４ｈの軸封部からケーシング４ａ内に空気を導入することができる構成としている。
【００４９】
真空引きされている配管５の内部に空気が導入されると、脱泡タンク６内に供給される電極用ペースト８を、配管５内を流動する空気により付勢して飛散させることができ、脱泡タンク６の底部６ｄに貯溜された電極用ペースト８の液面に、飛散した電極用ペースト８を衝突させて、液面に浮上している気泡をより確実に破泡することができる。
【００５０】
脱泡タンク６内に破泡を促進させるための空気を導入するためには、配管５に空気を導入するためのバルブ等を用いる構成も採用しうるが、電極用ペースト製造システム１１では、モーノポンプ４の配置方向を逆向きにするだけで、バルブ等を別途備えることなく、簡易に空気を導入することが可能になる。
【００５１】
即ち、本発明の一実施形態に係る電極用ペーストの製造方法において、モーノポンプ４は、該モーノポンプ４が有するモータ軸の軸封部により遠い側の接続口（吐出口４ｆ）を吸込口とし、モータ軸の軸封部により近い側の接続口（吸込口４ｅ）を吐出口とするものである。
このような構成により、簡易な構成の電極用ペースト製造システム１１によって、電極用ペースト８に含まれる気泡をより確実に除去することができる。
【００５２】
次に、本発明の各実施形態に係る電極用ペースト製造システム１・１１を用いて製造した電極用ペーストについて、説明をする。
これまでに説明をした各電極用ペースト製造システム１・１１を用いて製造した電極用ペースト８では、電極用ペースト８に含まれる気泡が従来に比して確実に除去されているため、その電極用ペースト８を金属箔に塗工したときに生じる不良（透け）が低減されている。
このため、電極用ペースト製造システム１・１１を用いて製造した電極用ペースト８から二次電池を製造することによって、二次電池の内部不良を低減することができ、二次電池の信頼性向上等の品質改善に寄与することができる。
【００５３】
また、各電極用ペースト製造システム１・１１を用いて製造した電極用ペースト８では、脱泡タンク６の内部に貯溜された状態において、全体にわたって気泡が除去されており、上澄みを除去する必要がなく、生成された全ての電極用ペースト８を使用することができるため、電極用ペースト８の歩留まりが、従来に比して改善されている。
このため、電極用ペースト製造システム１・１１を用いて製造した電極用ペースト８から二次電池を製造することによって、二次電池のコスト低減に寄与することができる。
【００５４】
即ち、本発明の一実施形態に係る二次電池は、本発明の一実施形態に係る電極用ペーストの製造方法により製造された電極用ペースト８を用いて製造されたものである。
このように、気泡が確実に除去された電極用ペースト８を使用することにより、透け等の不良が少ない品質のよい電極体を製造することができ、またこれにより、二次電池の性能向上に寄与することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、二次電池を製造するための電極用ペーストのみならず、ペースト中の気泡を除去する必要があるペーストの製造方法として広く適用することが可能であり、例えば、ペースト状の食品、化学製品、薬品等を製造するための技術として応用することが可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１    電極用ペースト製造システム
２    二軸押出混練機
４    モーノポンプ
６    脱泡タンク
７    真空ポンプ
８    電極用ペースト
【手続補正書】
【提出日】平成28年3月24日(2016.3.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱泡タンクに電極用ペーストを導入しつつ、前記脱泡タンクの内部を真空引きして、前記電極用ペーストに含まれる気泡を真空脱泡する工程を備える電極用ペーストの製造方法であって、
前記電極用ペーストに含まれる気泡を真空脱泡する前記工程は、
二軸押出混練機とモーノポンプを備える電極用ペーストの製造システムを用いて、
前記二軸押出混練機の排出口と前記モーノポンプの吸込口を接続し、かつ、
前記モーノポンプの吐出口を脱泡タンクに接続するとともに、真空ポンプの吸込口を前記脱泡タンクに接続し、
前記モーノポンプにおけるロータとステータの接触部において形成する気密ラインを境界として、該気密ラインより前記脱泡タンク側の配管系を密閉回路に構成し、
前記真空ポンプにより、前記脱泡タンクから真空排気をして、前記気密ラインより前記脱泡タンク側の配管系を真空状態に維持しつつ、
前記モーノポンプにより前記脱泡タンクに前記電極用ペーストを移送して、
前記気密ラインより前記脱泡タンク側の配管系の内部および前記脱泡タンクの内部において、前記電極用ペーストを連続的に真空脱泡処理することにより、実施され、
ここで、前記電極用ペーストに含まれる気泡を真空脱泡する前記工程において、
前記脱泡タンクに導入する前記電極用ペーストの流量を調整して、
前記脱泡タンクにおける前記電極用ペーストの液面の上昇速度を、
前記電極用ペーストにおける気泡の上昇速度に比して小さくする、
ことを特徴とする電極用ペーストの製造方法。
【請求項２】
前記モーノポンプは、
該モーノポンプが有するモータ軸の軸封部により遠い側の接続口を前記吸込口とし、
前記モータ軸の軸封部により近い側の接続口を前記吸込口とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の電極用ペーストの製造方法。
【国際調査報告】
2014049788.tif 000015
2014049788.tif 000016