(57)【要約】【課題】スラリー状の活物質合剤の供給経路における詰まりを抑制することができる活物質合剤の供給方法及び活物質合剤の供給装置を提供すること。【解決手段】スラリー状の活物質合剤１１を塗工部２０に供給する。この際に、活物質合剤１１を複数本の配管４１〜４５を繋いで構成された供給経路４０に流しながら供給経路４０の途中の管継手５０〜５３での各管内圧力を測定して、管内圧力が上昇した管継手５０〜５３において管内温度を上昇させて溜まった固形分の粘度を低下させて供給経路４０の下流に流す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラリー状の活物質合剤を塗工部に供給する際に、前記活物質合剤を供給経路に流しながら該供給経路途中に存在する複数の内径変化部分での管内圧力を測定して、管内圧力が上昇した前記内径変化部分において管内温度を調整して溜まった固形分を供給経路の下流に流すことを特徴とする活物質合剤の供給方法。
【請求項２】
前記供給経路は複数本の配管を繋いで構成され、前記内径変化部分は複数の配管の継ぎ目部分である請求項１に記載の活物質合剤の供給方法。
【請求項３】
スラリー状の活物質合剤を塗工部に供給するための活物質合剤の供給装置であって、
前記活物質合剤が流れる供給経路と、
前記供給経路途中に存在する複数の内径変化部分での各管内圧力を測定するための複数の圧力測定装置と、
前記内径変化部分での各管内温度を調整するための複数の温調装置と、
前記複数の圧力測定装置による測定結果から、前記内径変化部分での管内圧力が上昇した前記内径変化部分に対応した前記温調装置を駆動させるコントローラと、
を備えることを特徴とする活物質合剤の供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活物質合剤の供給方法及び活物質合剤の供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＶ（Electric Vehicle）やＰＨＶ（Plug in Hybrid Vehicle）などの車両には、原動機となる電動機への供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン電池などの二次電池が搭載されている。蓄電装置はケース内に電極組立体を備える。電極組立体を構成する電極の製造工程においては、例えば、塗工工程において帯状金属箔にスラリー状の活物質合剤を塗布した後、乾燥工程及びプレス工程を経て、帯状金属箔上に活物質合剤の層が形成された電極中間体が形成される。活物質合剤の層はプレス工程においてロールプレスされて高密度化される。そして、電極中間体から目的とする形状の電極を切断することにより電極が製造される。
【０００３】
電極の製造工程のうち、塗工工程は、塗工部から帯状金属箔に活物質合剤を塗布して行われる。塗布する液はタンクに貯められ、供給経路を通して塗工部のノズルに送られてノズルから吐出される（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２０１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、スラリー状の活物質合剤を塗工部に供給する供給経路において、例えば、複数本の配管を繋いで構成された部分は、管継手を用いることで内径が変化しており、この内径変化部分には固形分の詰まりが発生しやすく、その対策が望まれている。
【０００６】
本発明の目的は、スラリー状の活物質合剤の供給経路における詰まりを抑制することができる活物質合剤の供給方法及び活物質合剤の供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するための活物質合剤の供給方法は、スラリー状の活物質合剤を塗工部に供給する際に、前記活物質合剤を供給経路に流しながら該供給経路途中に存在する複数の内径変化部分での管内圧力を測定して、管内圧力が上昇した前記内径変化部分において管内温度を調整して溜まった固形分を供給経路の下流に流すことを要旨とする。
【０００８】
これによれば、スラリー状の活物質合剤を塗工部に供給する際に、活物質合剤を供給経路に流しながら供給経路途中の複数の内径変化部分での各管内圧力が測定される。そして、管内圧力が上昇した内径変化部分において、管内温度が調整されることで溜まった固形分の粘度が低下し、溜まっていた固形分が供給経路の下流に流される。よって、スラリー状の活物質合剤の供給経路における詰まりを抑制することができる。
【０００９】
また、活物質合剤の供給方法について、前記供給経路は複数本の配管を繋いで構成され、前記内径変化部分は複数の配管の継ぎ目部分である。
これによれば、配管の繋ぎ目部分は内径変化によって活物質合剤の固形分が溜まりやすい。よって、活物質合剤の供給方法を、配管の繋ぎ目部分を有する供給経路に適用することで、スラリー状の活物質合剤の供給経路における詰まりを抑制することができる。
【００１０】
上記問題点を解決するための活物質合剤の供給装置は、スラリー状の活物質合剤を塗工部に供給するための活物質合剤の供給装置であって、前記活物質合剤が流れる供給経路と、前記供給経路途中に存在する複数の内径変化部分での各管内圧力を測定するための複数の圧力測定装置と、前記内径変化部分での各管内温度を調整するための複数の温調装置と、前記複数の圧力測定装置による測定結果から、前記内径変化部分での管内圧力が上昇した前記内径変化部分に対応した前記温調装置を駆動させるコントローラと、を備えることを要旨とする。
【００１１】
これによれば、供給経路に活物質合剤を流しながら、供給経路途中の複数の内径変化部分での各管内圧力が各圧力測定装置により測定される。コントローラは、複数の圧力測定装置による測定結果のうち、管内圧力が上昇した内径変化部分に対応した温調装置の駆動を制御して管内温度を調整させる。これにより、溜まった固形分の粘度が低下し、固形分は供給経路の下流に流され、スラリー状の活物質合剤の供給経路における詰まりを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、スラリー状の活物質合剤の供給経路における詰まりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態の活物質合剤の供給装置を含む塗工設備を模式的に示す図。
【図２】（ａ）は活物質合剤の供給装置の一部を示す平面での一部断面図、（ｂ）は活物質合剤の供給装置の一部を示す側面図、（ｃ）は活物質合剤の供給装置の一部を示す正面での一部断面図。
【図３】（ａ）は活物質合剤の供給装置の一部を示す斜視図、（ｂ）は活物質合剤の供給装置の内部を示す斜視図。
【図４】（ａ）は比較のための活物質合剤の供給装置の一部を示す斜視図、（ｂ）は比較のための活物質合剤の供給装置の内部を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、活物質合剤の供給方法及び活物質合剤の供給装置を具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。
図１に示すように、活物質合剤の供給から塗工までを行う塗工設備１０は、スラリー状の活物質合剤１１を、帯状集電体としての帯状金属箔１２に塗布する塗工部２０を備える。塗工部２０の塗工方式は、ダイ方式であるが、塗工方式は転写方式等、ダイ方式以外の方式であってもよい。
【００１５】
塗工設備１０は、活物質合剤の供給装置３０を備える。活物質合剤の供給装置３０は、スラリー状の活物質合剤１１を塗工部２０に自動供給するためのものである。活物質合剤の供給装置３０は、供給経路４０を備えている。供給経路４０により、内部に活物質合剤１１を貯留するタンク１３と塗工部２０とを繋いでおり、供給経路４０の途中にはポンプ１４が設けられている。そして、タンク１３内の活物質合剤１１は、ポンプ１４により塗工部２０へと圧送されるようになっている。このように、供給経路４０を通して活物質合剤１１が塗工部２０に供給される。塗工部２０は、帯状金属箔１２の片面に対向配置され、塗工部２０は、搬送用ローラ１５によって搬送される帯状金属箔１２に対し活物質合剤１１を塗布する。
【００１６】
供給経路４０は、複数本の配管（図１では５本）４１，４２，４３，４４，４５を繋いで構成されている。例えば各配管４１〜４５の長さは、それぞれ、例えば１ｍ程度である。本実施形態では、各配管４１〜４５はゴムホースよりなる。配管４１の一端と配管４２の一端とは管継手５０により結合され、配管４１の他端はポンプ１４を介してタンク１３と接続されている。配管４２の他端と配管４３の一端とは管継手５１により結合されている。配管４３の他端と配管４４の一端とは管継手５２により結合されている。配管４４の他端と配管４５の一端とは管継手５３により結合され、配管４５の他端は塗工部２０と接続されている。
【００１７】
図２（ａ），（ｂ），（ｃ）を用いて、配管の内径変化部分及び継ぎ目部分としての管継手５０，５１，５２，５３を説明する。管継手５０〜５３は、同一の構造となっている。各管継手５０〜５３は、管継手本体５５を有する。管継手本体５５は、中心軸線の延びる方向に延びる流路５５ａが形成されている。流路５５ａの一端開口部５５ｂにおいて、接続対象の一対の配管Ａ，Ｂのうちの一方の配管Ａが液密状態にて嵌入されている。また、流路５５ａの他端開口部５５ｃにおいて、他方の配管Ｂが液密状態にて嵌入されている。管継手本体５５の流路５５ａの内径は配管Ａ，Ｂの内径よりも若干大きくなっており、各管継手５０〜５３において供給経路４０の内径が変化している。
【００１８】
図１に示すように、活物質合剤の供給装置３０は、複数の圧力測定装置としての圧力センサ６０，６１，６２，６３を備える。管継手５０には圧力センサ６０が設けられているとともに管継手５１には圧力センサ６１が設けられている。以下同様に、管継手５２には圧力センサ６２が設けられているとともに管継手５３には圧力センサ６３が設けられている。各圧力センサ６０〜６３は、同一構成となっている。図２（ｂ），（ｃ）に示すように、各圧力センサ６０〜６３は、センサ本体部６５と、センサ本体部６５から延びる導入管部６６を有する。導入管部６６は管継手本体５５の連通孔５５ｄを通して流路５５ａと連通している。そして、管継手本体５５の流路５５ａでの管内圧力Ｐ（Ｐ１〜Ｐ４）がセンサ本体部６５において電気信号に変換される。
【００１９】
このようにして複数の圧力センサ６０〜６３により、活物質合剤１１を供給経路４０に流しながら供給経路途中の複数の配管４１〜４５の継ぎ目部分としての管継手５０〜５３での各管内圧力を測定することができる。
【００２０】
図１に示すように、活物質合剤の供給装置３０は、温調装置７０，７１，７２，７３を備える。管継手５０には温調装置７０が設けられているとともに管継手５１には温調装置７１が設けられている。以下同様に、管継手５２には温調装置７２が設けられているとともに管継手５３には温調装置７３が設けられている。各温調装置７０〜７３は、同一構成となっている。
【００２１】
図２（ａ），（ｃ）に示すように、各温調装置７０〜７３は、管継手本体５５の外周面に捲回された電熱線７５と、管継手本体５５の外周側から電熱線７５を覆うカバー７６とを有する。電熱線７５は、管継手本体５５の外周面と接触しており、電熱線７５と管継手本体５５は熱的に結合されている。カバー７６は、管継手本体５５の外周面を気密状態で塞いでいる。そして、電熱線７５への通電により電熱線７５が発熱し、管継手本体５５を外周面側から加熱可能になっている。管継手本体５５の加熱により、配管４１〜４５の各継ぎ目部分としての管継手５０〜５３において管内温度を調整、より具体的には上昇させることができるようになっている。
【００２２】
図１に示すように、活物質合剤の供給装置３０は、コントローラ８０を備える。コントローラ８０は各圧力センサ６０〜６３と接続され、各圧力センサ６０〜６３から圧力検出信号を入力する。コントローラ８０は各温調装置７０〜７３と接続され、各温調装置７０〜７３を駆動することができる。複数の圧力センサ６０〜６３による測定結果（圧力検出信号）から、コントローラ８０は、管内圧力の上昇した管継手５０〜５３に対応した温調装置７０〜７３の駆動を制御し、管内圧力の上昇した管継手５０〜５３の管内温度を調整できるようになっている。
【００２３】
活物質合剤１１の粘度は温度に依存する。活物質合剤１１の温度が高くなるほど、活物質合剤１１の粘度は低下し、流動性が高まる。活物質合剤１１の温度が低くなるほど、活物質合剤１１の粘度は上昇し、流動性が低くなる。
【００２４】
次に、活物質合剤の供給装置３０を含む塗工設備１０の作用について説明する。
スラリー状の活物質合剤１１を塗工部２０に供給する。このとき供給経路４０には、活物質合剤１１に含まれる固形分も流れる。活物質合剤１１を複数本の配管４１〜４５を繋いで構成された供給経路４０に流しながら圧力センサ６０〜６３により供給経路４０の途中の管継手５０〜５３での各管内圧力が測定される。
【００２５】
図３（ａ），（ｂ）に示すように、配管の内径変化部分（管継手）において固形分９０が溜まると、固形分９０から溶媒が揮発し、粘度が高まることがある。そして、溜まった固形分９０により実質的な内径が小さくなると、当該内径変化部分（管継手）での管内圧力が上昇する。
【００２６】
コントローラ８０は圧力センサ６０〜６３からの圧力検出信号に基づいて管内圧力をモニタしており、管内圧力が上昇した内径変化部分（管継手）を検知する。そして、コントローラ８０は管内圧力が上昇した内径変化部分（管継手）において管内温度を調整して溜まった固形分の粘度を低下させ、固形分９０を供給経路４０の下流に流す。
【００２７】
具体的には、管内圧力が上昇した管継手に対応する温調装置７０〜７３における電熱線７５に通電する。電熱線７５への通電により、電熱線７５が発熱して管継手本体５５の温度が上昇するとともに流路５５ａでの管内温度が上昇する。これにより、溜まった固形分９０の粘度が低下し、固形分９０の流動性が上昇して、供給経路４０を流れる活物質合剤１１とともに下流に流され、詰まりが低減される。その後、コントローラ８０は、管内圧力が上昇した内径変化部分（管継手）において管内圧力が低下したら、電熱線７５への通電を停止させる。
【００２８】
図４（ａ），（ｂ）は比較例である。
図４（ａ），（ｂ）に示すように、スラリー状の活物質合剤の供給経路の構成として複数本の配管４１，４２，４３，４４を繋いで構成する場合、内径変化部分である配管の継ぎ目部分（管継手５０，５１，５２）において固形分１００が溜まって詰まりやすい。しかもどの部分（どの配管の継ぎ目部分）で詰まるかは分からない。
【００２９】
本実施形態においては、各管継手５０〜５３に圧力センサ６０〜６３を設け、管内圧力が上昇した箇所、即ち、固形分９０が溜まった箇所のみに温調装置７０〜７３により管内温度を上昇させる。
【００３０】
図１を用いて説明すると、圧力センサ６０による管継手５０での管内圧力Ｐ１、圧力センサ６１による管継手５１での管内圧力Ｐ２、圧力センサ６２による管継手５２での管内圧力Ｐ３、圧力センサ６３による管継手５３での管内圧力Ｐ４をモニタしている。そして、コントローラ８０は、管内圧力Ｐ１が閾値よりも上昇すると温調装置７０を、管内圧力Ｐ２が閾値よりも上昇すると温調装置７１を、管内圧力Ｐ３が閾値よりも上昇すると温調装置７２を、管内圧力Ｐ４が閾値よりも上昇すると温調装置７３を作動させる。なお、閾値は実験等により予め設定されており、例えば、管内圧力の上昇により管継手５０〜５３が損傷を受ける虞のある圧力よりも若干低い値である。
【００３１】
そして、温調装置７０〜７３により管継手５０〜５３の温度を上昇させて溜まった固形分９０を下流側に流す。よって、固形分９０が溜まって詰まりが発生しつつある部位を圧力センサ６０〜６３によって特定し、当該部位の温度を温調装置７０〜７３によって上昇させる。これにより、溜まった固形分９０が下流に押し流されて詰まりを抑制することができる。
【００３２】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）活物質合剤の供給方法として、スラリー状の活物質合剤１１を塗工部２０に供給する。この際に、活物質合剤１１を複数本の配管４１〜４５を繋いで構成された供給経路４０に流しながら供給経路４０の途中の複数の配管４１〜４５の管継手５０〜５３での各管内圧力を測定する。そして、管内圧力が上昇した管継手５０〜５３において管内温度を上昇させて溜まった固形分９０を供給経路４０の下流に流す。よって、スラリー状の活物質合剤１１の供給経路４０における詰まりを抑制することができる。
【００３３】
（２）管内圧力が上昇した管継手５０〜５３の温度を上昇させて溜まった固形分９０を下流に流した後、管内圧力が下降したら、管内温度を上昇させることを停止する。このため、管内圧力が上昇し、固形分９０が流れた後も温度を上昇させ続ける場合のように、エネルギが浪費されることを抑制できるとともに、流れる活物質合剤１１が温度上昇により変質することを抑制できる。
【００３４】
（３）スラリー状の活物質合剤１１を塗工部２０に供給するための活物質合剤の供給装置３０の構成として、複数本の配管４１〜４５を繋いで構成された供給経路４０を備える。また、活物質合剤１１を供給経路４０に流しながら供給経路４０途中の管継手５０〜５３での各管内圧力を測定するための複数の圧力センサ６０〜６３を備える。さらに、管継手５０〜５３において管内温度を調整するための温調装置７０〜７３を備える。さらには、管内圧力が上昇した管継手５０〜５３に対応した温調装置７０〜７３により管内温度を調整するコントローラ８０を備える。これにより、溜まった固形分９０が供給経路４０の下流に流され、スラリー状の活物質合剤１１の供給経路４０における詰まりを抑制することができる。
【００３５】
（４）管内圧力が上昇した箇所のみの温度を上昇させて溜まった固形分９０を下流に流すので、流れる活物質合剤１１全体の温度を上昇させる場合と異なり、温度上昇させる活物質合剤１１の量を小量にして溜まった固形分９０の除去が可能となる。
【００３６】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○  管継手５０〜５３における管継手本体５５の流路５５ａの内径は接続対象の配管Ａ，Ｂの内径よりも拡径されていたが、縮径されていてもよい。
【００３７】
○  供給経路４０において、内径変化部分は、管継手５０〜５３によるものではなく、配管の屈曲部であってもよい。
○  接続対象の一対の配管を管継手で結合したが、管継手に代わりフランジを用いて接続対象の一対の配管を繋いでもよい。
【００３８】
○  各配管４１〜４５はゴムホースであったが、配管の材料は問わない。例えば、各配管４１〜４５としてステンレス製配管を用いてもよい。
○  温調装置７０〜７３は、電熱線７５によって管継手本体５５の内部の温度調整を行ったが、これに限ることはない。例えば、管継手本体５５の外周面に捲回したパイプに熱媒体を流通させて管継手本体５５の内部の温度調整を行ってもよいし、管継手本体５５の外周側から熱風を直接吹き付けて管継手本体５５の内部の温度調整を行ってもよい。
【００３９】
○  圧力測定装置は、管継手５０〜５３の上流側と下流側に配置された圧力センサとし、上流側圧力センサによって測定された各管内圧力と、下流側圧力センサによって測定された各管内圧力との差圧から、管内圧力が上昇したか否かを判定してもよい。
【００４０】
○  活物質合剤１１は、温度上昇に伴い粘度が低下する物性を有していたが、活物質合剤１１は、温度下降に伴い粘度が低下する物性を有していてもよい。この場合、管内圧力が上昇した場合は、温調装置７０〜７３により管継手５０〜５３の管内温度を低下させて溜まった固形分９０の粘度を低下させ、流動性を高めて供給経路４０の下流に流すようにする。
【００４１】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（１）前記供給経路は屈曲部を備え、前記内径変化部分は前記屈曲部である活物質合剤の供給方法。
【００４２】
（２）前記圧力測定装置は、前記内径変化部分の上流側と下流側の差圧を検出する活物質合剤の供給装置。
【符号の説明】
【００４３】
１１…活物質合剤、２０…塗工部、３０…活物質合剤の供給装置、４０…供給経路、４１，４２，４３，４４，４５…配管、５０，５１，５２，５３…内径変化部分及び配管の繋ぎ目部分としての管継手、６０，６１，６２，６３…圧力測定装置としての圧力センサ、７０，７１，７２，７３…温調装置、８０…コントローラ、９０…固形分。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2018133140.tif 000005
【図４】
2018133140.tif 000006