(57)【要約】【課題】廃棄されるスラリーを削減できる、電極用スラリー製造システムを提供する。【解決手段】粉末投入部２ａ及び／又は溶剤投入部２ｂを具備し、電極用粉末と溶剤とを混合してスラリーを製造する混合装置３と、スラリーの貯蔵容器４と、混合装置３と貯蔵容器４とを連結する第１スラリー経路５と、第１スラリー経路５上に配置される第１粘度計６と、第１粘度計６での測定結果から、粉末投入部２ａにおける粉末投入量を制御する粉末制御部７ａ、及び／又は、溶剤投入部２ｂにおける溶剤投入量を制御する溶剤制御部７ｂと、第１スラリー経路５上であって第１粘度計６よりも下流側に配置され、第２粘度計８を具備する中間容器９と、第１スラリー経路５上であって中間容器９よりも下流側に配置される第１弁１０及び／又はポンプ１３と、第１粘度計６及び／又は第２粘度計８での測定結果から、第１弁１０の開閉を切り替える、及び／又は、前記ポンプ１３の動作を制御する第１制御部１１と、を備えることを特徴とする電極用スラリー製造システム１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末投入部及び／又は溶剤投入部を具備し、電極用粉末と溶剤とを混合してスラリーを製造する混合装置と、
前記スラリーの貯蔵容器と、
前記混合装置と前記貯蔵容器とを連結する第１スラリー経路と、
前記第１スラリー経路上に配置される第１粘度計と、
前記第１粘度計での測定結果から、前記粉末投入部における粉末投入量を制御する粉末制御部、及び／又は、前記溶剤投入部における溶剤投入量を制御する溶剤制御部と、
前記第１スラリー経路上であって前記第１粘度計よりも下流側に配置され、第２粘度計を具備する中間容器と、
前記第１スラリー経路上であって前記中間容器よりも下流側に配置される第１弁及び／又はポンプと、
前記第１粘度計及び／又は前記第２粘度計での測定結果から、前記第１弁の開閉を切り替える、及び／又は、前記ポンプの動作を制御する第１制御部と、
を備えることを特徴とする電極用スラリー製造システム。
【請求項２】
前記第１スラリー経路上であって前記第１粘度計よりも下流側かつ前記中間容器よりも上流側に配置される経路変更可能な第２弁と、
前記第２弁と前記貯蔵容器とを連結する第２スラリー経路と、
前記第１粘度計及び／又は前記第２粘度計での測定結果から、前記第２弁を制御する第２制御部と、
を備える請求項１に記載の電極用スラリー製造システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電極用スラリー製造システムを用いて、電極用スラリーを製造する電極用スラリーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極用スラリー製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電池やキャパシタなどの蓄電装置は正極及び負極からなる電極を具備する。一般に、電極は集電体と電極活物質層からなる。そして、一般的に、電極は、電極用粉末と溶剤とを混合した電極用スラリーを集電体に塗工し、当該電極用スラリーを乾燥して溶剤を除去する方法で製造される。ここで、製造される電極の品質を一定に保つ目的で、電極用スラリーの粘度に着目した技術も知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、所定の粘度の電極用スラリーを、集電体に塗工する方法が記載されている（請求項１及び請求項４を参照。）。特許文献２には、粘度変化を抑制した正極用スラリーが記載されており（実施例及び図１を参照。）、また、特許文献３には、特定の粘度の負極用スラリーを用いた負極の製造方法が記載されている（請求項１、図４を参照。）。
【０００４】
また、蓄電装置の工業生産にあたり、電極用粉末と溶剤とを混合して電極用スラリーを製造する混合装置と、電極用スラリーを塗工する塗工装置とを、配管で連結して、連続的に電極用スラリー及び電極を製造する方法も知られている。
【０００５】
例えば、特許文献４には、電極用粉末と溶剤とを混合して電極用スラリーを製造する混合装置と、電極用スラリーを貯蔵するタンクと、電極用スラリーを塗工する塗工装置とを、配管で連結して、連続的に電極用スラリー及び電極を製造する方法が具体的に記載されている（図１を参照。）。特許文献４に記載の方法においては、電極用スラリーをサンプリングして、その粘度を測定している（００４７段落を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−５５２５４号公報
【特許文献２】特開２０１５−９９７６７号公報
【特許文献３】特開２０１５−１５３６５８号公報
【特許文献４】特開２０１３−２３２３６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
混合装置において、電極用粉末と溶剤とを混合して電極用スラリーを製造する際には、電極用スラリーが一定の粘度となるように、電極用粉末と溶剤とを予め定められた適切な配合比で混合する。ここで、電極用粉末の粒度分布や表面積などの微妙な変動、電極用粉末のロット変更、さらには、生産現場の温度変動などに因り、電極用スラリーの粘度が変動する場合があることに本発明者は着目した。電極用スラリーの粘度の変動の結果、電極用スラリーの粘度が、電極製造を管理するための規格値を外れる場合が想定される。規格値を外れたスラリーは廃棄されるため、生産効率が低下することになる。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みて為されたものであり、廃棄されるスラリーを削減できる、電極用スラリー製造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】
【０００９】
まず、廃棄されるスラリーを削減する目的で、規格値を外れた電極用スラリーを混合装置に輸送して、電極用粉末又は溶剤を添加し混合するとのスラリー再調製を行う方法が考えられる。しかしながら、この方法では、混合装置において本来予定していた電極用粉末と溶剤との混合を中止して、規格値を外れた電極用スラリーを再調製することになるため、結果的に、混合装置での電極用スラリー生産量を減じることになる。
【００１０】
本発明者は鋭い才知により、混合装置での電極用スラリー生産量を減じることなく、かつ、廃棄されるスラリーを削減できる電極用スラリー製造システムを想起した。また、本発明者は、連続的なスラリーの製造において、特許文献４に記載されているようにサンプリングして電極用スラリーの粘度を測定するのではなく、ｉｎ  ｓｉｔｕ（その場）で電極用スラリーの粘度を測定することを志向した。以上を鑑み、本発明者の熟慮の結果、本発明者は本発明を完成した。
【００１１】
すなわち、本発明の電極用スラリー製造システムは、
粉末投入部及び／又は溶剤投入部を具備し、電極用粉末と溶剤とを混合してスラリーを製造する混合装置と、
前記スラリーの貯蔵容器と、
前記混合装置と前記貯蔵容器とを連結する第１スラリー経路と、
前記第１スラリー経路上に配置される第１粘度計と、
前記第１粘度計での測定結果から、前記粉末投入部における粉末投入量を制御する粉末制御部、及び／又は、前記溶剤投入部における溶剤投入量を制御する溶剤制御部と、
前記第１スラリー経路上であって前記第１粘度計よりも下流側に配置され、第２粘度計を具備する中間容器と、
前記第１スラリー経路上であって前記中間容器よりも下流側に配置される第１弁及び／又はポンプと、
前記第１粘度計及び／又は前記第２粘度計での測定結果から、前記第１弁の開閉を切り替える、及び／又は、前記ポンプの動作を制御する第１制御部と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電極用スラリー製造システムを用いることにより、混合装置での電極用スラリー生産量を減じることなく、かつ、廃棄されるスラリーを削減しつつ、電極用スラリーを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１の電極用スラリー製造システム１の模式図である。
【図２】実施例２の電極用スラリー製造システム１の模式図である。
【図３】実施例２の電極用スラリー製造システム１における動作状態図である。
【図４】実施例２の電極用スラリー製造システム１における動作状態図である。
【図５】実施例２の電極用スラリー製造システム１における動作状態図である。
【図６】実施例２の電極用スラリー製造システム１における動作状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明を実施するための形態を説明する。なお、特に断らない限り、本明細書に記載された数値範囲「ｘ〜ｙ」は、下限ｘ及び上限ｙをその範囲に含む。そして、これらの上限値及び下限値、並びに実施例中に列記した数値も含めてそれらを任意に組み合わせることで新たな数値範囲を構成し得る。更に、上記の何れかの数値範囲内から任意に選択した数値を新たな数値範囲の上限、下限の数値とすることができる。
【００１５】
本発明の電極用スラリー製造システム（後述する本発明の第２態様の電極用スラリー製造システムとの区別が必要な場合には、本発明の第１態様の電極用スラリー製造システムということがある。）は、粉末投入部及び／又は溶剤投入部を具備し、電極用粉末と溶剤とを混合してスラリーを製造する混合装置と、前記スラリーの貯蔵容器と、前記混合装置と前記貯蔵容器とを連結する第１スラリー経路と、前記第１スラリー経路上に配置される第１粘度計と、前記第１粘度計での測定結果から、前記粉末投入部における粉末投入量を制御する粉末制御部、及び／又は、前記溶剤投入部における溶剤投入量を制御する溶剤制御部と、前記第１スラリー経路上であって前記第１粘度計よりも下流側に配置され、第２粘度計を具備する中間容器と、前記第１スラリー経路上であって前記中間容器よりも下流側に配置される第１弁及び／又はポンプと、前記第１粘度計及び／又は前記第２粘度計での測定結果から、前記第１弁の開閉を切り替える、及び／又は、前記ポンプの動作を制御する第１制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明の電極用スラリー製造システムは、中間容器を備えるため、規格値を外れたスラリーが一時的に発生しても、中間容器に貯蔵しておくことができる。ここで、第１粘度計での規格外との測定結果から、粉末制御部及び／又は溶剤制御部が投入量を制御すること（いわゆるフィードバック制御）で、混合装置においては、規格内のスラリーが製造されることになる。そして、規格内のスラリーが中間容器に導入されることにより、規格外のスラリーは希釈される。中間容器に具備される第２粘度計での測定の結果、中間容器に存在するスラリーが規格値を満足する粘度を示したら、スラリーは貯蔵容器へ輸送される。
【００１７】
したがって、本発明の電極用スラリー製造システムは、規格外のスラリーが製造された場合であっても、混合装置において本来予定していた電極用粉末と溶剤との混合を継続しつつ、かつ、規格外のスラリーを廃棄することもなく、電極用スラリーを製造できる。
【００１８】
以下、本発明を特定する事項を詳細に説明する。
【００１９】
本発明の電極用スラリー製造システムは、蓄電装置に用いる電極を製造するための電極用スラリーを製造するシステムである。蓄電装置としては、一次電池、二次電池、キャパシタを例示できる。特に二次電池としては、リチウムイオン二次電池、ナトリウムイオン二次電池及びニッケル水素充電池を例示でき、キャパシタとしては、電気二重層キャパシタ及びリチウムイオンキャパシタを例示できる。
【００２０】
本発明の電極用スラリー製造システムは、粉末投入部及び／又は溶剤投入部を具備し、電極用粉末と溶剤とを混合してスラリーを製造する混合装置を備える。粉末投入部は電極用粉末を混合装置内に投入する機械であり、溶剤投入部は溶剤を混合装置内に投入する機械である。粉末投入部及び溶剤投入部としては、公知の機械を適宜採用すればよい。具体的な粉末投入部として、往復運動式供給装置、振動式供給装置、テーブル式回転運動式供給装置、スクリュー式回転運動式供給装置、容器移動型供給装置、エンドレスベルト式供給装置を例示できる。具体的な溶剤投入部として、各種の自動液供給装置を例示できる。混合装置には、少なくとも粉末投入部及び溶剤投入部のいずれかが具備される。例えば、粉末投入部を具備しない混合装置の場合には、電極用粉末は人手で供給され、溶剤投入部を具備しない混合装置の場合には、溶剤は人手で供給される。工程の自動化の観点からは、混合装置には、粉末投入部及び溶剤投入部の両者が具備されることが好ましい。
【００２１】
電極用粉末としては、正極用粉末でもよいし、負極用粉末でもよい。電極用粉末の具体例として、正極活物質、負極活物質、導電助剤、結着剤、セラミックスなどを例示できる。電極用粉末が電極活物質層を製造するためのものであれば、電極用粉末には正極活物質又は負極活物質から選択される活物質と、結着剤と、必要に応じて導電助剤が含有される。また、電極用粉末が電極活物質層を被覆するセラミックス層を製造するためのものであれば、電極用粉末にはセラミックスと結着剤が含有される。
【００２２】
溶剤としては、具体的にＮ−メチル−２−ピロリドン（以下、「ＮＭＰ」と略す場合がある。）、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メタノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、及び、水を例示できる。これらの溶剤は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。汎用性、除去容易性などの観点から、溶剤としては、ＮＭＰ又は水が好ましい。
【００２３】
スラリーは、溶剤及び溶剤以外の固形分からなる組成物と表現することもできる。スラリーにおいて、溶剤以外の固形分（以下、単に「固形分」ということがある。）の配合量は、３０〜９０質量％の範囲内が好ましく、５０〜８０質量％の範囲内が好ましく、６０〜７０質量％の範囲内がより好ましい。
【００２４】
混合装置としては、混合攪拌機、ボールミル、サンドミル、ビーズミル、分散機、超音波分散機、ホモジナイザー、ホモミキサー、プラネタリーミキサー、遊星式攪拌脱泡装置、二軸押出機を例示できる。具体的な混合装置としては、商品名ディスパーミキサー（プライミクス株式会社）、商品名クレアミックス（エム・テクニック株式会社）、商品名フィルミックス（プライミクス株式会社）、商品名ペイントコンディショナー（レッドデビル社）、商品名DYNO-MILL（株式会社シンマルエンタープライゼス）、商品名アイリッヒ  インテンシブ  ミキサー（日本アイリッヒ株式会社）、商品名脱泡機DP-200（エム・テクニック株式会社）、商品名あわとり練太郎（株式会社シンキー）、商品名スターミル（アシザワファインテック株式会社）、商品名ホモディスパー（プライミクス株式会社）、商品名KRCニーダ（株式会社栗本鐵工所）を挙げることができる。混合装置における混合速度は、スラリーの各成分が好適に分散若しくは溶解できる速度を適宜設定すればよい。
【００２５】
本発明の電極用スラリー製造システムは、スラリーの貯蔵容器を備える。貯蔵容器の具体例としては、一般にタンクと認識される容器が好ましい。貯蔵容器の外部形状としては、角柱形状、円柱形状又は球状を例示できる。貯蔵容器の材質は、スラリーの品質に影響しないものであれば、限定されない。具体的な材質として、アルミニウム、鉄、ステンレス鋼などの金属材料や、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレンなどの樹脂材料を例示することができる。また、貯蔵容器は、電極製造において電極用スラリー製造工程の次工程にあたるスラリー塗工工程用のスラリー貯蔵容器を兼ねていてもよい。
【００２６】
混合装置と貯蔵容器とは、第１スラリー経路を介して、連結される。第１スラリー経路の具体例としては、一般に配管と認識されるものが好ましい。第１スラリー経路の材質は、スラリーの品質に影響しないものであれば、限定されない。第１スラリー経路の具体的な材質として、アルミニウム、鉄、ステンレス鋼などの金属材料や、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレンなどの樹脂材料を例示することができる。第１スラリー経路には、適切な箇所に適切な数及び能力のポンプが配置されるのが好ましい。
【００２７】
本発明の電極用スラリー製造システムは、第１スラリー経路上に配置される第１粘度計を備える。第１粘度計は、流動するスラリーの粘度をｉｎ  ｓｉｔｕ（その場）で測定できるものであれば限定されない。第１粘度計は、中間容器に具備される第２粘度計と同種の粘度計であるのが好ましい。第１粘度計と第２粘度計が同種の粘度計であれば、機種間の測定誤差を無くすことができる。第１粘度計及び第２粘度計として、ＪＩＳ  Ｚ  ８８０３で規定する振動式粘度計が好ましい。
【００２８】
本発明の電極用スラリー製造システムは、第１スラリー経路上であって第１粘度計よりも下流側に、第２粘度計を具備する中間容器と、さらに下流側に第１弁及び／又はポンプ（以下、他のポンプと区別するために、「中間容器下流側ポンプ」ということがある。）を備える。上述したように、第２粘度計は、第１粘度計と同種の粘度計であるのが好ましく、具体的には、ＪＩＳ  Ｚ  ８８０３で規定する振動式粘度計が好ましい。
【００２９】
中間容器の具体例としては、一般にタンクと認識される容器が好ましい。中間容器の外部形状としては、角柱形状、円柱形状又は球状を例示できる。中間容器の材質は、スラリーの品質に影響しないものであれば、限定されない。具体的な材質として、アルミニウム、鉄、ステンレス鋼などの金属材料や、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレンなどの樹脂材料を例示することができる。
【００３０】
中間容器には、攪拌機や液位測定用自動レベル計が配置されるのが好ましい。攪拌機や液位測定用自動レベル計としては公知のものを適宜採用すればよい。攪拌機としては、混合装置で説明したものを採用すればよい。具体的な液位測定用自動レベル計としては、フロート  スプリングバランス式レベル計、ディスプレーサ  サーボバランス式レベル計、マイクロ波式レベル計、静電容量式レベル計を例示できる。
【００３１】
本発明の電極用スラリー製造システムは、第１粘度計での測定結果から、粉末投入部における粉末投入量を制御する粉末制御部、及び／又は、溶剤投入部における溶剤投入量を制御する溶剤制御部と、第１粘度計及び／又は第２粘度計での測定結果から、第１弁の開閉を切り替える及び／又は中間容器下流側ポンプの動作を制御する第１制御部と、を備える。粉末投入部と粉末制御部、溶剤投入部と溶剤制御部、第１弁と第１制御部、中間容器下流側ポンプと第１制御部は、それぞれ電気的に接続できる。また、各制御部は、いずれもＣＰＵ及びメモリーを備えるコンピューターである。各制御部は、第１粘度計と電気的に接続されているのが好ましい。
【００３２】
本発明の第１態様の電極用スラリー製造システムにおいて、第１粘度計の測定結果が規格内であれば、第１弁を開状態として、及び／又は、中間容器下流側ポンプを作動させて、スラリーは中間容器を経由して貯蔵容器へ輸送される。
【００３３】
しかし、第１粘度計の測定結果が規格外であれば、第１弁が閉じられて、及び／又は、中間容器下流側ポンプを停止させて、スラリーは中間容器に一時的に貯蔵される。そして、第１粘度計での規格外との測定結果から、粉末制御部及び／又は溶剤制御部が投入量を適切に制御することで、混合装置においては、新たな配合での電極用スラリーが製造される。随時、第１粘度計での測定結果が粉末制御部及び／又は溶剤制御部に送られ、粉末制御部及び／又は溶剤制御部が投入量を制御すること（いわゆるフィードバック制御）により、混合装置においては、規格内のスラリーが製造される。
そして、規格内のスラリーが第２粘度計を具備する中間容器に導入されることにより、中間容器に一時的に貯蔵されていた規格外のスラリーは希釈される。第２粘度計での測定において、中間容器に存在するスラリーが規格値を満足する粘度を示したら、第１弁を開状態として、及び／又は、中間容器下流側ポンプを作動させて、スラリーは貯蔵容器へ輸送される。
【００３４】
本発明の第１態様の電極用スラリー製造システムにおける、第１粘度計、粉末制御部、溶剤制御部、第２粘度計、第１制御部のすべては、総合制御部に電気的に接続されていることが好ましい。総合制御部は、粉末制御部、溶剤制御部及び第１制御部を兼ねてもよい。さらに、適宜配置されるポンプや、本発明の第１態様の電極用スラリー製造システムにおけるすべての電動式の構成要素も総合制御部に電気的に接続されていることが好ましい。総合制御部は、ＣＰＵ及びメモリーを備えるコンピューターである。総合制御部は、第１粘度計及び第２粘度計で測定された値に従い、粉末制御部、溶剤制御部、第１制御部、ポンプなどの動作を総合的に制御する。
【００３５】
上述した本発明の第１態様の電極用スラリー製造システムにおいては、第１粘度計の測定結果が規格内であれば、スラリーは中間容器を経由して貯蔵容器へ輸送され、第１粘度計の測定結果が規格外であれば、スラリーは中間容器に一時的に貯蔵される。しかし、通常の生産時には、第１粘度計の測定結果は規格内を示すのが普通であり、第１粘度計の測定結果が規格外を示すのが稀であることを、本発明者は考慮した。そして、本発明者は、以下の態様の発明（以下、本発明の第２態様の電極用スラリー製造システムという。）を完成した。
【００３６】
本発明の第２態様の電極用スラリー製造システムは、本発明の第１態様の電極用スラリー製造システムの構成に加えて、
第１スラリー経路上であって第１粘度計よりも下流側かつ中間容器よりも上流側に配置される経路変更可能な第２弁と、
第２弁と貯蔵容器とを連結する第２スラリー経路と、
第１粘度計及び／又は第２粘度計での測定結果から、第２弁を制御する第２制御部と、を備える。
【００３７】
第２弁は第２制御部と電気的に接続される。第２制御部は、第１粘度計及び／又は第２粘度計と電気的に接続されているのが好ましく、第１粘度計及び第２粘度計と電気的に接続されているのがより好ましい。第２弁は、第１粘度計を経由して輸送されるスラリーの第２弁以降の経路を、第１スラリー経路のみ、第２スラリー経路のみ、並びに、第１スラリー経路及び第２スラリー経路の両経路に変更可能とする。第２スラリー経路の材質等の説明については、第１スラリー経路での説明を援用する。
【００３８】
本発明の第２態様の電極用スラリー製造システムにおいて、第１粘度計の測定結果が規格内であれば、第２弁は第２弁以降のスラリーの経路を第２スラリー経路側のみ開状態とする。そうすることで、スラリーは中間容器を経由せずに、直接に貯蔵容器へ輸送される。本発明の第２態様の電極用スラリー製造システムは、通常の生産時には、スラリーの輸送に中間容器が関与しないため、スラリーの輸送を円滑に行うことができるし、中間容器に関する設備の劣化を防止できる。
【００３９】
本発明の第２態様の電極用スラリー製造システムにおいて、第１粘度計の測定結果が規格外であれば、第２弁は第２弁以降のスラリーの経路を第１スラリー経路側のみ開状態とし、かつ、第１弁は第１弁以降のスラリーの経路を閉状態とすること及び／又は中間容器下流側ポンプが停止状態であることで、規格外のスラリーは中間容器に一時的に貯蔵される。
【００４０】
本発明の第１態様の電極用スラリー製造システムにおいて説明したのと同様に、第１粘度計での規格外との測定結果から、粉末制御部及び／又は溶剤制御部が投入量を適切に制御することで、混合装置においては、新たな配合での電極用スラリーが製造される。随時、第１粘度計での測定結果が粉末制御部及び／又は溶剤制御部に送られることにより、混合装置においては、規格内のスラリーが製造される。
【００４１】
そして、規格内のスラリーが第２粘度計を具備する中間容器に導入されることにより、中間容器に一時的に貯蔵されていた規格外のスラリーは希釈される。第２粘度計での測定において、中間容器に存在するスラリーが規格値を満足する粘度を示したら、第１弁は開状態及び／又は中間容器下流側ポンプが作動状態となり、規格内のスラリーが貯蔵容器へ輸送される。それと同時に、第２弁は、第２弁以降のスラリーの経路を第２スラリー経路側のみ開状態とすることで、以後、混合装置で製造された規格内のスラリーは、貯蔵容器へ直接に輸送される。そして、中間容器に存在するスラリーが無くなった時点で、第１弁を閉状態及び／又は中間容器下流側ポンプを停止状態とする。
【００４２】
また、本発明の第２態様の電極用スラリー製造システムにおいて、第１粘度計の測定結果が規格外となり、第２弁以降のスラリーの経路を第１スラリー経路側のみ開状態とした後に、第１粘度計の測定結果が規格内となった場合には、第２弁は、第２弁以降の第１スラリー経路及び第２スラリー経路の両経路を開状態とすることができる。
【００４３】
それにより、一部の規格内のスラリーは貯蔵容器へ直接に輸送される。そして、残りの規格内のスラリーは中間容器に輸送され、規格外のスラリーの希釈に寄与できる。第２粘度計での測定結果から、中間容器に存在するスラリーが規格値を満足する粘度を示したら、第１弁は開状態及び／又は中間容器下流側ポンプが作動状態となり、スラリーは貯蔵容器へ輸送される。それと同時に、第２弁は、第２弁以降の経路を第２スラリー経路側のみ開状態とすることで、以後、混合装置で製造された規格内のスラリーすべてが貯蔵容器へ直接に輸送される。
【００４４】
本発明の第２態様の電極用スラリー製造システムにおいては、規格外のスラリーが製造されて、一時的に貯蔵容器へのスラリーの供給が滞る事態が生じても、後に、２経路からのスラリー供給が可能となる。そのため、貯蔵容器における一時的なスラリー供給不足を早急に解消することができる。
【００４５】
第１態様で説明したのと同様に、本発明の第２態様の電極用スラリー製造システムにおける、第１粘度計、粉末制御部、溶剤制御部、第２粘度計、第１制御部、第２制御部のすべては、総合制御部に電気的に接続されていることが好ましい。さらに、適宜配置されるポンプや、本発明の第２態様の電極用スラリー製造システムにおけるすべての構成要素も総合制御部に電気的に接続されていることが好ましい。総合制御部は、ＣＰＵ及びメモリーを備えるコンピューターである。総合制御部は、第１粘度計及び第２粘度計で測定された値に従い、粉末制御部、溶剤制御部、第１制御部、第２制御部、ポンプの動作を総合的に制御する。総合制御部は、粉末制御部、溶剤制御部、第１制御部及び第２制御部を兼ねてもよい。
【００４６】
本発明の電極用スラリー製造システムにおいて、第１粘度計の値が規格値を大幅に外れた場合や、中間容器の容量にゆとりが無い場合には、別途、中間容器に電極用粉末又は溶剤を添加してもよい。中間容器は電極用粉末又は溶剤添加のための装置を備えてもよいし、又は、中間容器に人手で添加してもよい。また、第１スラリー経路上や第２スラリー経路上には、スラリーに生じた泡を除去するための脱泡機が配置されてもよい。
【００４７】
なお、本発明は電極用粉末と溶剤とを混合した電極用スラリーに関するものであるが、固体電解質と溶剤とを混合した固体電解質用スラリーや、セラミックス積層型セパレーターを製造するための、セラミックスと溶剤とを混合したセパレーター用スラリーにも応用可能である。
【００４８】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。
【実施例】
【００４９】
以下に、実施例などを示し、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は、実施例によって限定されるものではない。
【００５０】
（実施例１）
実施例１の電極用スラリー製造システム１の模式図を図１に示す。
実施例１の電極用スラリー製造システム１は、
粉末投入部２ａ及び溶剤投入部２ｂを具備し、電極用粉末と溶剤とを混合してスラリーを製造する混合装置３と、
前記スラリーの貯蔵容器４と、
前記混合装置３と前記貯蔵容器４とを連結する第１スラリー経路５と、
前記第１スラリー経路５上に配置される第１粘度計６と、
前記第１粘度計６での測定結果から、前記粉末投入部２ａにおける粉末投入量を制御する粉末制御部７ａ、及び、前記溶剤投入部２ｂにおける溶剤投入量を制御する溶剤制御部７ｂと、
前記第１スラリー経路５上であって前記第１粘度計６よりも下流側に配置され、第２粘度計８を具備する中間容器９と、
前記第１スラリー経路５上であって前記中間容器９よりも下流側に配置される第１弁１０及び第２ポンプ（中間容器下流側ポンプ）１３と、
前記第１粘度計６及び／又は前記第２粘度計８での測定結果から、前記第１弁１０の開閉を切り替える、及び、前記第２ポンプ１３の動作を制御する第１制御部１１と、を備える。
【００５１】
混合装置３は、スラリー排出口を有しており（図示せず。）、スラリー排出口は第１スラリー経路５に連結している。粉末投入部２ａは粉末制御部７ａと電気的に接続されており、溶剤投入部２ｂは溶剤制御部７ｂと電気的に接続されている。設定された電極用粉末及び溶剤の量に応じて、粉末制御部７ａが粉末投入部２ａに粉末量を指示し、溶剤制御部７ｂが溶剤投入部２ｂに溶剤量を指示する。そして、所定の量の電極用粉末が粉末投入部２ａから、所定の量の溶剤が溶剤投入部２ｂから、それぞれ、混合装置３に供給される。電極用粉末と溶剤は、混合装置３によって混合され、スラリーとなる。
【００５２】
スラリーの貯蔵容器４は、集電体にスラリーを塗布するスラリー塗工工程用のスラリー貯蔵容器を兼ねる。混合装置３と貯蔵容器４とは、配管である第１スラリー経路５を介して連結されている。第１スラリー経路５上には、上流側から、第１粘度計６、第１ポンプ１２、中間容器９（第２粘度計８）、第１弁１０、第２ポンプ（中間容器下流側ポンプ）１３が、この順に配置されている。混合装置３で製造されたスラリーは、第１スラリー経路５を通じて、貯蔵容器４方向に輸送される。第１弁１０及び第２ポンプ１３は第１制御部１１と電気的に接続されており、第１制御部１１は第１弁１０の開閉の切り替えと、第２ポンプ１３の動作を指示する。
【００５３】
中間容器９には、第２粘度計８、パドル式の攪拌機１４及びスラリーの液位を測定するための液位測定用自動レベル計１５が具備されている。なお、第１粘度計６及び第２粘度計８は、共に、振動式粘度計である。
【００５４】
実施例１の電極用スラリー製造システム１における、粉末制御部７ａ、溶剤制御部７ｂ、混合装置３、第１粘度計６、第２粘度計８、第１制御部１１、第１ポンプ１２、第２ポンプ１３、攪拌機１４、液位測定用自動レベル計１５のすべては、総合制御部１６と電気的に接続されている。各構成要素の動作の制御は総合制御部１６によって為される。第１粘度計６の測定値は、随時、総合制御部１６に報告され、総合制御部１６から溶剤制御部７ｂへ、その情報が伝達される。そして、溶剤制御部７ｂが溶剤投入部２ｂに溶剤量を再指示する。本実施例で説明する各構成要素の動作は、総合制御部１６による指示である。
【００５５】
混合装置３は二軸押出機であり、電極用粉末と溶剤とを連続して混合して、スラリーが製造される。第１ポンプ１２により、第１スラリー経路５を通じて、スラリーが貯蔵容器４方向に輸送される。スラリーが第１粘度計６を通過する時に測定される粘度の値が規格値を満足していれば、第１制御部１１は第１弁１０に開状態となるように指示する。それに伴い、第２ポンプ１３も作動する。このようにして、混合装置３で製造された規格内のスラリーは順次、貯蔵容器４へ輸送される。
【００５６】
第１粘度計６の値が規格値を外れた場合、第１制御部１１は第１弁１０に閉状態となるよう、かつ第２ポンプ１３の停止を指示する。これにより、貯蔵容器４へのスラリーの輸送は中断されて、規格外のスラリーは中間容器９に貯蔵される。同時に、溶剤制御部７ｂは、溶剤投入部２ｂにおける溶剤投入量を修正指示する。中間容器９における攪拌機１４によってスラリーが攪拌され、そして、第２粘度計８はスラリーの粘度の測定値を、随時、総合制御部１６へ報告する。混合装置３においては、電極用粉末と修正指示された量の溶剤とで、新たなスラリーを製造する。新たなスラリーは規格を満足することが想定される。新たなスラリーも中間容器９に輸送され、規格外のスラリーと混合される。新たなスラリーが追加されるにつれて、規格外のスラリーは希釈される。そして、第１粘度計６の値及び第２粘度計８の値が共に規格内となった場合、第１制御部１１は第１弁１０に開状態、第２ポンプ１３も作動状態となるように指示する。その結果、規格内のスラリーが貯蔵容器４へ輸送される。本実施例では、第２ポンプ１３の吐出し能力は第１ポンプ１２より大きい。第１弁１０が閉じられている間に中間容器９に貯蔵されたスラリーが吐き出されるまで、第２ポンプ１３の吐出し量は第１ポンプ１２より大きく設定される。したがって、貯蔵容器４でのスラリー不足が速やかに回復される。
【００５７】
以上のとおり、実施例１の電極用スラリー製造システム１を用いることにより、混合装置３でのスラリー生産量を減じることなく、かつ、スラリーを廃棄することなく、電極用スラリーを製造できる。なお、実施例１の説明では、フィードバック制御に溶剤制御部７ｂを用いたが、当然に、粉末制御部７ａを用いることもできる。以下説明する実施例２においても同様である。
【００５８】
（実施例２）
実施例２の電極用スラリー製造システム１の模式図を図２に示す。
実施例２の電極用スラリー製造システム１は、
粉末投入部２ａ及び溶剤投入部２ｂを具備し、電極用粉末と溶剤とを混合してスラリーを製造する混合装置３と、
前記スラリーの貯蔵容器４と、
前記混合装置３と前記貯蔵容器４とを連結する第１スラリー経路５と、
前記第１スラリー経路５上に配置される第１粘度計６と、
前記第１粘度計６での測定結果から、前記粉末投入部２ａにおける粉末投入量を制御する粉末制御部７ａ、及び、前記溶剤投入部２ｂにおける溶剤投入量を制御する溶剤制御部７ｂと、
前記第１スラリー経路５上であって前記第１粘度計６よりも下流側に配置され、第２粘度計８を具備する中間容器９と、
前記第１スラリー経路５上であって前記中間容器９よりも下流側に配置される第１弁１０及び第２ポンプ（中間容器下流側ポンプ）１３と、
第１粘度計６及び／又は第２粘度計８での測定結果から、前記第１弁１０の開閉を切り替える、及び、前記第２ポンプ１３の動作を制御する第１制御部１１と、を備え、
さらに、
前記第１スラリー経路５上であって前記第１粘度計６よりも下流側かつ前記中間容器９よりも上流側に配置される経路変更可能な第２弁１７と、
前記第２弁１７と前記貯蔵容器４とを連結する第２スラリー経路１８と、
第１粘度計６及び／又は第２粘度計８での測定結果から、前記第２弁１７を制御する第２制御部１９と、を備える。
【００５９】
第２弁１７は、第１粘度計６を経由して輸送されるスラリーの第２弁１７以降の経路を、第１スラリー経路５のみ、第２スラリー経路１８のみ、並びに、第１スラリー経路５及び第２スラリー経路１８の両経路に変更可能とする。配管である第２スラリー経路１８は、第２弁１７と貯蔵容器４とを直接に連結する。第２制御部１９は、第２弁１７及び総合制御部１６と電気的に接続されており、第２弁１７の切り替えを指示する。実施例２の電極用スラリー製造システム１におけるその他の構成は、実施例１の電極用スラリー製造システム１と同様である。
【００６０】
図３〜図６に、実施例２の電極用スラリー製造システム１における動作状態図を示す。
【００６１】
図３は、第１粘度計６の値が規格値を満足する場合のスラリーの経路を矢印で示した動作状態図である。混合装置３にて所定の混合が終了し、スラリーが製造された時点で、第１ポンプ１２が作動して、第１スラリー経路５を通じて、スラリーが貯蔵容器４方向に輸送される。スラリーが第１粘度計６を通過する時に測定される粘度の値が規格値を満足していれば、第２制御部１９は、スラリーが直接に貯蔵容器４へ輸送されるように第２弁１７に指示する。その結果、混合装置３で製造されたスラリーは、中間容器９を経由することなく、第２スラリー経路１８を通じて貯蔵容器４へ輸送される。
【００６２】
図４は、第１粘度計６の値が規格値を外れた場合のスラリーの経路を矢印で示した動作状態図である。第１粘度計６の値が規格値を外れた場合、第２制御部１９は、スラリーが中間容器９へ輸送されるように第２弁１７に指示する。同時に、第１制御部１１は第１弁１０に閉状態となるように指示する。これらの指示により、貯蔵容器４へのスラリーの輸送は中断されて、規格外のスラリーは中間容器９に貯蔵される。同時に、溶剤制御部７ｂは、溶剤投入部２ｂにおける溶剤投入量を修正指示する。中間容器９の攪拌機１４が動作を開始し、そして、第２粘度計８は測定値を、随時、総合制御部１６へ報告する。混合装置３においては、電極用粉末と修正指示された量の溶剤とで、新たなスラリーを製造する。新たなスラリーは規格を満足することが想定される。新たなスラリーも中間容器９に輸送され、規格外のスラリーと混合される。
【００６３】
新たなスラリーが追加されるにつれて、規格外のスラリーは希釈される。そして、第１粘度計６の値及び第２粘度計８の値が共に規格内となった場合、第１制御部１１は第１弁１０に開状態となるように指示する。それに伴い、図５の動作状態図に示すように、第２ポンプ１３が作動し、中間容器９内で調製された規格内のスラリーは貯蔵容器４へ輸送される。また、第２制御部１９は、混合装置３で製造される規格内のスラリーが直接に貯蔵容器４へ輸送されるように第２弁１７に指示する。これらの指示により、貯蔵容器４へは、中間容器９→第１スラリー経路５→貯蔵容器４との経路と、混合装置３→第１スラリー経路５→第２弁１７→第２スラリー経路１８→貯蔵容器４との経路との２経路からスラリーが輸送される。２経路からのスラリー輸送に因り、貯蔵容器４でのスラリー不足が速やかに回復される。
【００６４】
また、第１粘度計６の値が規格値を外れた場合、一時的に図４で示す動作状態とした後に、新たなスラリーの測定結果である第１粘度計６の値が規格値を満足した時点で、第２制御部１９は、規格内のスラリーが中間容器９へ輸送される経路及び第２スラリー経路の両経路を輸送できるように、第２弁１７に指示してもよい。この時点の動作状態図を図６に示す。図６において、第１弁１０は閉状態である。図６の状態であれば、新たな規格内のスラリーの一部は、中間容器９内の規格外のスラリーを希釈し、そして、新たな規格内のスラリーの残部は、直接、貯蔵容器４へ輸送される。集電体にスラリーを塗布するスラリー塗工工程用のスラリー貯蔵容器を兼ねた貯蔵容器４ではスラリーが消費されていくが、図６の状態であれば、貯蔵容器４内のスラリーが空になる事態を避けることができる。
【００６５】
図６の状態の後、中間容器９内のスラリーが規格内となれば、図５の状態にすればよい。そして、中間容器９内のスラリーすべてが貯蔵容器４に輸送された時点で、図３の状態にする。
【００６６】
以上のとおり、実施例２の電極用スラリー製造システム１を用いることにより、混合装置３での電極用スラリー生産量を減じることなく、かつ、スラリーを廃棄することなく、電極用スラリーを製造できる。
【００６７】
なお、図２において、第２弁１７に替えて、第１スラリー経路５と第２スラリー経路１８との連結部とし、かつ、当該連結部よりも下流側の第１スラリー経路５上や第２スラリー経路１８上に開閉弁を配置する電極用スラリー製造システムも把握することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１  電極用スラリー製造システム
２ａ  粉末投入部
２ｂ  溶剤投入部
３  混合装置
４  貯蔵容器
５  第１スラリー経路
６  第１粘度計
７ａ  粉末制御部
７ｂ  溶剤制御部
８  第２粘度計
９  中間容器
１０  第１弁
１１  第１制御部
１２  第１ポンプ
１３  第２ポンプ（中間容器下流側ポンプ）
１４  攪拌機
１５  液位測定用自動レベル計
１６  総合制御部
１７  第２弁
１８  第２スラリー経路
１９  第２制御部
【図１】
2018067433.tif 000003
【図２】
2018067433.tif 000004
【図３】
2018067433.tif 000005
【図４】
2018067433.tif 000006
【図５】
2018067433.tif 000007
【図６】
2018067433.tif 000008