(57)【要約】【課題】製造歩留まりを向上させることができるスラリーの製造方法を提供すること。【解決手段】複数の材料を、撹拌羽根を備える攪拌機により混合することでスラリーを調製した後、排出ポンプを用いて攪拌機からスラリーを排出する際において、スラリーの排出に伴い、液面が波立ち始めるタイミングに基づいて、撹拌羽根の回転を開始させることを特徴とするスラリーの製造方法。【選択図】  図１
2015042384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の材料を、撹拌羽根を備える攪拌機により混合することでスラリーを調製するスラリー調製工程と、
ポンプの吸引力によって前記スラリーを前記攪拌機の底部に設けられた排出口から排出する排出工程と、を有するスラリーの製造方法であって、
前記排出工程では、前記スラリーの排出を開始させる際には、前記撹拌羽根を停止した状態とし、前記スラリーの排出を開始した後、前記スラリーの排出の途中の段階において、前記撹拌羽根の回転を開始させる制御を行い、
前記スラリーの排出が進行する途中で前記スラリー液面に波立ちが生じ始めるタイミングに基づいて、前記撹拌羽根の回転を開始させるタイミングを設定することを特徴とするスラリーの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のスラリーの製造方法において、
前記スラリー調製工程では、前記撹拌羽根の全体が前記材料に浸漬した状態で、前記複数の材料の混合を行い、
前記撹拌羽根の回転を開始させるタイミングを、前記撹拌羽根の少なくとも一部が前記スラリー液面上に露出するタイミングより後であって、前記ポンプの吸引力によって前記スラリー液面に波立ちが生じ始めるタイミングよりも前に設定することを特徴とするスラリーの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のスラリーの製造方法において、
前記排出工程では、前記攪拌機内に相対湿度５％以下のドライエアーを供給しながら、前記スラリーを前記攪拌機から排出することを特徴とするスラリーの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のスラリーの製造方法において、
前記排出工程では、前記スラリー液面の高さを検出するための検出手段によって前記撹拌羽根の回転を開始させるタイミングを検知することを特徴とするスラリーの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のスラリーの製造方法において、
前記攪拌機として、枠型形状の撹拌羽根を複数備えたプラネタリーミキサーを用い、前記複数の撹拌羽根が、公転とともに自転を行う遊星運動をすることを特徴とする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、スラリーの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
塗工用の塗布液などに用いられるスラリーを製造する方法として、複数の粉末材料を混練する混練部と、混練した粉末材料を溶媒と混合する希釈部とからなる二軸混練押出機内に、粉末材料や溶媒を搬送方向と逆方向に戻すためのパドルを設けることによって、分散性などを向上させたスラリーを製造する方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２２７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記特許文献１に記載の方法では、粉末材料や溶媒を搬送方向と逆方向に戻すという構造上、製造されるスラリーが二軸混練押出機内に多く残留してしまい、これを清掃のたびに廃棄すると、粉末材料の投入量に対する廃棄量が多くなるため、スラリーの製造歩留まりが低下してしまうという問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、製造歩留まりを向上させることができるスラリーの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
複数の材料を、撹拌羽根を備える攪拌機により混合することでスラリーを調製した後、排出ポンプを用いて攪拌機からスラリーを排出する際において、スラリーの排出に伴い、液面が波立ち始めるタイミングに基づいて、撹拌羽根の回転を開始させることで、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、攪拌機からスラリーを排出する際において、液面が波立ち始めるタイミングに基づいて、撹拌羽根の回転を開始させることで、液面の波立ちの発生を防ぐことができるため、これにより、液面の波立ちによる攪拌機の側壁へのスラリーの付着を防止し、スラリーの製造歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本実施形態に係るスラリー製造装置を示す構成図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るスラリー製造装置に用いる攪拌機および撹拌羽根の動作を説明するための図である。
【図３】図３は、実施例および比較例のスラリーの粘度を測定した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、本実施形態の製造方法に用いられるスラリー製造装置１を示す構成図である。本実施形態のスラリー製造装置１は、塗工用の塗布液などのスラリー１００を製造するための装置であり、図１に示すように、攪拌機２００、排出用流路３００、排出ポンプ４００、フィルタ５００、レギュレータ６００、および電磁弁７００，８００から構成される。
【００１１】
本実施形態においては、まず、スラリー１００を製造するための複数の原料からなる原料混合物を、攪拌機２００に投入し、このような原料混合物を攪拌機２００内で混合することによりスラリー１００を調製する。次いで、調製したスラリー１００を、攪拌機２００から排出し、排出ポンプ４００によって吸引することでフィルタ５００を通過させて、外部に接続されたタンク（不図示）などに供給する。これにより、本実施形態においては、スラリー１００を得ることができる。
【００１２】
本実施形態のスラリー製造装置１により製造するスラリー１００としては、特に限定されず、たとえば、リチウム二次電池などの電池の電極に用いられる正極電極スラリーなどが挙げられる。なお、正極電極スラリーを製造する際においては、原料としては、正極活物質、バインダ、および溶媒を用いればよく、これらに加えて導電助剤などを任意に含ませてもよい。
【００１３】
正極電極スラリーを製造する際に用いる正極活物質としては、たとえば、遷移金属とリチウムとの複合酸化物を用いることができ、ＬｉＣｏＯ２などのＬｉ・Ｃｏ系複合酸化物、ＬｉＮｉＯ２などのＬｉ・Ｎｉ系複合酸化物、スピネルＬｉＭｎ２Ｏ４などのＬｉ・Ｍｎ系複合酸化物、ＬｉＦｅＯ２などのＬｉ・Ｆｅ系複合酸化物などが挙げられる。この他、ＬｉＦｅＰＯ４などの遷移金属とリチウムのリン酸化合物や硫酸化合物；Ｖ２Ｏ５、ＭｎＯ２、ＴｉＳ２、ＭｏＳ２、ＭｏＯ３などの遷移金属酸化物や硫化物；ＰｂＯ２、ＡｇＯ、ＮｉＯＯＨなどが挙げられる。
【００１４】
また、バインダとしては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、スチレンブタジエンゴムなどが挙げられる。
【００１５】
さらに、導電助剤としては、たとえば、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、バルカン、ブラックパール、カーボンナノファイバー、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンナノバルーン、ハードカーボン、フラーレンなどが挙げられる。
【００１６】
溶媒としては、たとえば、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミドなどの非プロトン性有機溶媒を単独、または２種類以上組み合わせたものを用いることができる。
【００１７】
まず、スラリー１００を製造するための原料を準備し、複数の原料からなる原料混合物を混合することで、スラリー１００を調製する方法について説明する。
【００１８】
本実施形態においては、攪拌機２００を用いて、複数の原料からなる原料混合物（たとえば、正極電極スラリーである場合には、正極活物質、バインダ、溶媒、および導電助剤）を混合することで、スラリー１００を調製する。なお、スラリー１００の調製に用いる攪拌機２００には、図１に示すように、ロータ２１０と、ロータ２１０に接続された駆動軸２２０と、駆動軸２２０の先端に設けられた撹拌羽根２３０と、レベル計２４０とが備えられている。
【００１９】
図２（Ａ）、図２（Ｂ）に、本実施形態で用いる攪拌機２００の具体的な構成を示す。図２（Ａ）は、図１に示す攪拌機２００を、攪拌機２００の底面側から、駆動軸２２０の軸方向に向かって見た図、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す攪拌機２００に備えられた３枚の撹拌羽根２３０のうち、１つを拡大して示した側面図である。攪拌機２００は、図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示すように、図２（Ａ）中に示す矢印Ａの方向に回転可能なロータ２１０と、ロータ２１０に回転可能な状態で接続された３本の駆動軸２２０と、各駆動軸２２０の先端に設けられた３枚の撹拌羽根２３０とを備えている。なお、図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示ように、攪拌機２００は、撹拌羽根２３０を３枚備えるものであるが、図１中においては、３枚の撹拌羽根２３０のうち１枚のみ示している。
【００２０】
図２（Ａ）に示すように、攪拌機２００においては、ロータ２１０が、ロータ２１０の中心を回転軸として矢印Ａの方向に回転可能となっており、ロータ２１０が回転することにより、ロータ２１０に設けられた駆動軸２２０および撹拌羽根２３０が回転する。これに加えて、攪拌機２００においては、図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示すように、ロータ２１０に設けられた各駆動軸２２０が矢印Ｂの方向に回転することにより、各駆動軸２２０に設けられた撹拌羽根２３０が、それぞれ回転可能となっている。そして、攪拌機２００においては、ロータ２１０が矢印Ａの方向に回転しながら、これと同時に、ロータ２１０に設けられた３枚の攪拌羽根２３０が駆動軸２２０を中心に矢印Ｂの方向に回転することで、３枚の攪拌羽根２３０が、公転しながら自転する遊星運動を行うように構成されている。すなわち、ロータ２１０が回転することで、３枚の攪拌羽根２３０は公転し、さらに、３枚の攪拌羽根２３０が駆動軸２２０を中心に自転することで、３枚の攪拌羽根２３０は遊星運動を行うこととなる。
【００２１】
なお、本実施形態においては、攪拌機２００としては、特に限定されないが、このような３枚の撹拌羽根２３０が遊星運動するトリミックスタイプのプラネタリーミキサーを用いることにより、良好に原料混合物を混合することができる。また、本実施形態では、攪拌羽根２３０を３枚備えるような構成を例示したが、３枚備える構成に特に限定されるものではない。
【００２２】
また、本実施形態においては、撹拌羽根２３０の形状を、図２（Ｂ）に示すような枠型形状とするものであり、これにより、スラリー１００の調製の効率を向上させることが可能となる。すなわち、撹拌羽根２３０の形状を、図２（Ｂ）に示すように、駆動軸２２０に接続された一対の上端部２３１と、各上端部２３１から延びる一対の側端部２３２と、一対の側端部２３２の先端同士を繋ぐ下端部２３３とからなる枠型形状とし、これを遊星運動させることで、原料混合物を混合する際のせん断力を向上させることができ、これにより、スラリー１００の調製の効率を向上させることが可能となる。
【００２３】
特に、このような枠型形状の撹拌羽根２３０として、下端部２３３が、上端部２３１に対して、図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示す矢印Ｂと逆方向に相対的に捩じれた形状、具体的には、矢印Ｂの逆方向に３０〜１００°捩じれた形状（すなわち、図２（Ａ）に示す図と同様の方向から見た場合に、下端部２３３と上端部２３１とがなす角度が、３０〜１００°となるように、矢印Ｂ方向に対して、下端部２３３が上端部２３１よりも遅れた位置にあるような形状）のものを用いた場合には、次のような効果を奏することができる。すなわち、下端部２３３が上端部２３１に対して、矢印Ｂと逆方向（撹拌羽根２３０の自転方向と逆方向）に捩じれることにより、上端部２３１と下端部２３３とを繋ぐ２本の側端部２３２が、撹拌羽根２３０の自転方向に向かって傾斜することとなる。そして、このような撹拌羽根２３０が矢印Ｂの方向に向かって自転した場合には、原料混合物が攪拌機２００の底面方向に押し付けられることとなり、これにより、原料混合物の巻き上げを防ぐことができ、混合物に気泡が混じるエアーがみの発生を防止することができる。
【００２４】
ここで、混合物に気泡が混じるエアーがみが発生した場合には、このような気泡の空気中に含まれる水分が、スラリー１００を形成するための原料混合物に取り込まれることで、原料混合物の成分と水分とが反応してしまい、得られるスラリー１００の品質が安定しないものとなるおそれがある。これに対し、撹拌羽根２３０の形状を、上述したように、上端部２３１と下端部２３３とが捩じれた枠型形状とすることにより、このようなエアーがみの発生を防止することができ、得られるスラリー１００の品質をより向上させることができる。
【００２５】
なお、上述した例においては、撹拌羽根２３０の形状を枠型形状としたが、本実施形態では、撹拌羽根２３０の形状は、特に限定されず、原料混合物の粘度などに応じて公知の撹拌羽根を用いることができる。
【００２６】
また、原料混合物を混合する際においては、撹拌羽根２３０の回転速度は、特に限定されず、原料混合物の混合を適切に行うことができる範囲で適宜設定することができる。たとえば、撹拌羽根２３０の回転速度は、原料混合物を混合するのに十分なせん断力を確保しながら、原料混合物においてエアーがみが発生しない程度の範囲で設定することができる。
【００２７】
さらに、原料混合物を混合する際においては、攪拌機２００内を減圧状態としてもよく、これにより、攪拌機２００内への水分の混入を防止することができ、原料混合物の成分と水分との反応を抑制し、得られるスラリー１００の品質を良好なものとすることができる。ここで、攪拌機２００内を減圧する方法としては、たとえば、別途用意した真空ポンプを攪拌機２００に接続し、真空ポンプによって攪拌機２００内を減圧させながら混合を行う方法を用いることができる。あるいは、予め真空ポンプなどにより攪拌機２００内を減圧した後、真空ポンプを停止させて攪拌機２００内を減圧状態に保ったまま、原料混合物中の溶媒の蒸発量を低減させながら、混合を行う方法を用いることもできる。
【００２８】
本実施形態においては、以上のような構成を有する攪拌機２００を用いて、攪拌機２００内に原料混合物を投入した後、駆動軸２２０を回転させることにより、撹拌羽根２３０が回転してせん断力を発生させ、これにより、原料混合物を、所定時間混合することにより（あるいは、原料混合物が所定の性状となるまで混合することにより）、スラリー１００を調製することができる。なお、原料混合物を混合する際においては、原料混合物に含まれる各原料を一度に混合してもよいが、各原料のうち、固形状の原料のみを先に混合し、その後、液状の原料を加えて、さらに混合を行うこととしてもよい。たとえば、スラリー１００として正極電極スラリーを調製する場合においては、先に固形状の正極活物質、バインダ、および導電助剤を混合し、その後、液状の溶媒を加えて、さらに混合を行うことで、正極電極スラリーを調製することができる。あるいは、バインダを溶媒に溶解させた状態で用いる場合には、先に固形状の正極活物質、および導電助剤を混合し、その後、バインダを溶媒に溶解させた溶液を加えて、さらに混合することで正極電極スラリーを調製することもできる。
【００２９】
以上のようにして、本実施形態においては、複数の原料からなる原料混合物を混合することで、スラリー１００を調製することができる。なお、スラリー１００を調製する際に攪拌機２００内を減圧させていた場合には、スラリー１００の調製後に、レギュレータ６００から電磁弁７００を通じて攪拌機２００にドライエアーを供給することで、攪拌機２００内の圧力を常圧程度に戻す処理を行う。また、スラリー１００を調製する際においては、レベル計２４０によって、攪拌機２００内のスラリー１００の液面高さを監視しながら、調製を行ってもよい。
【００３０】
次いで、上記のように攪拌機２００を用いて調製したスラリー１００を、攪拌機２００から排出する。以下、スラリー１００を排出する方法について説明する。
【００３１】
本実施形態のスラリー製造装置１においては、図１に示すように、攪拌機２００の底面には、攪拌機２００を用いて調製されたスラリー１００を、攪拌機２００から排出するための排出用流路３００が接続されており、排出用流路３００には、スラリー１００を吸引するための排出ポンプ４００が設けられている。
【００３２】
そして、本実施形態では、攪拌機２００の底面に設けられた弁（不図示）を開放し、攪拌機２００から排出用流路３００への流路を確保した後、排出ポンプ４００の吸引力を用いて、スラリー１００を排出用流路３００内に吸引することによって、スラリー１００の排出を開始させる。なお、本実施形態においては、このようなスラリー１００の排出の開始時には、上述した攪拌機２００のロータ２１０および駆動軸２２０を停止させた状態とし、攪拌羽根２３０を回転させないようにし、スラリー１００の撹拌を行っていない状態にて、スラリー１００の排出を開始する。
【００３３】
また、上述したようにスラリー１００を排出する際においては、スラリー１００の排出と同時に、攪拌機２００内にドライエアーの供給を行う。具体的には、レギュレータ６００により適当な気圧に制御したドライエアーを、電磁弁７００によって流量の調製を行いながら、攪拌機２００に供給する。これにより、本実施形態においては、スラリー１００の排出を行っている間、攪拌機２００内の気圧を常圧程度に調製することができ、その結果、スラリー１００の排出に伴い攪拌機２００内が減圧状態となってしまうことによる不具合を防止することができる。すなわち、攪拌機２００内が減圧状態となってしまった場合には、排出ポンプ４００によりスラリー１００を吸引するのが困難となり、攪拌機２００からスラリー１００を排出できなくなってしまうという不具合が生じるが、上述したように、攪拌機２００内の気圧を常圧程度に調製することにより、このような不具合を防止することができる。加えて、攪拌機２００内の圧力の調製を、ドライエアーによって行うことにより、スラリー１００の成分と空気中の水分との反応を防ぐことができ、製造されるスラリー１００の品質を向上させることができる。
【００３４】
なお、レギュレータ６００により供給するドライエアーとしては、相対湿度が５％以下のものを用いることにより、スラリー１００の成分と空気中の水分との反応をより有効に防止することができ、製造されるスラリー１００の品質をより向上させることができる。
【００３５】
また、本実施形態においては、スラリー１００を吸引するための排出ポンプ４００としては、特に限定されないが、たとえば、エアー駆動式のダイヤフラムポンプなどを用いることができる。排出ポンプ４００として、エアー駆動式のダイヤフラムポンプを用いる場合には、排出ポンプ４００を駆動させるためのエアーは、図１に示すように、レギュレータ６００から、電磁弁８００を通じて供給されるドライエアーを用いることができる。
【００３６】
ここで、図１に示すスラリー製造装置１においては、１つのレギュレータ６００によって攪拌機２００および排出ポンプ４００の両者にドライエアーを供給する構成としたが、本実施形態では、レギュレータ６００に代えて２つのレギュレータを用意して、一方のレギュレータを攪拌機２００に接続し、他方のレギュレータを排出ポンプ４００に接続するような構成としてもよい。この際においては、２つのレギュレータがそれぞれ独立して稼働し、攪拌機２００および排出ポンプ４００に別々にドライエアーを供給する。なお、このようにレギュレータ６００に代えて２つのレギュレータを用いる際においては、排出ポンプ４００に対しては、ドライエアーに代えて、通常の水分を含んだエアーを供給することとしてもよい。
【００３７】
そして、本実施形態においては、攪拌機２００からスラリー１００を排出する際には、攪拌機２００の攪拌羽根２３０を以下のように制御する。すなわち、まず、スラリー１００の排出の開始時には、上述したように、攪拌羽根２３０の回転を停止さておき、スラリー１００の撹拌を行っていない状態にて、スラリー１００の排出を行う。そして、攪拌羽根２３０の回転を停止させた状態のままスラリー１００の排出を進行させ、攪拌機２００内のスラリー１００の液面の低下が進行し、スラリー１００の排出の途中における所定のタイミングで、停止させていた撹拌羽根２３０の回転を開始させる。その後、撹拌羽根２３０の回転によりスラリー１００を撹拌させながら、スラリー１００の排出を進行させ、最終的に調製したスラリー１００を全て、攪拌機２００から排出させる。
【００３８】
本実施形態において、スラリー１００の排出の途中における、撹拌羽根２３０の回転を開始させるタイミングとしては、スラリー１００の排出が進行することで攪拌機２００内のスラリー１００の液面が下がった結果、撹拌羽根２３０の少なくとも一部が露出した後であって、かつ、スラリー１００の液面に波立ちが発生し始める時点よりも前のタイミングとする。
【００３９】
ここで、撹拌羽根２３０を回転させない状態で、攪拌機２００からスラリー１００を連続的に排出させると、スラリー１００の液面が所定の水準以下となった際に、スラリー１００の液面に波立ちが発生し、波立ちによってスラリー１００が攪拌機２００の側壁に付着し、側壁に付着したまま乾燥して攪拌機２００内に残留してしまい、その結果として、スラリー１００の製造歩留まりが低下してしまうという不具合がある。
【００４０】
なお、このようなスラリー１００の液面における波立ちは、次のようにして発生するものと考えられる。すなわち、攪拌機２００内からスラリー１００を排出させる際には、排出開始当初は、スラリー１００の液面が十分に高いため、排出ポンプ４００の吸引力よりもスラリー１００の自重の方が支配的となり、主として、スラリー１００の自重により、スラリー１００の排出が進行する。一方、スラリー１００の排出がある程度進行すると、スラリー１００の液面が下がっていき、攪拌機２００内のスラリー１００の自重が徐々に小さくなっていくため、スラリー１００の自重よりも排出ポンプ４００の吸引力の方が支配的となった状態にて、スラリー１００の排出が行われることとなる。そして、排出ポンプ４００の吸引力の方が支配的となると、攪拌機２００内のスラリー１００に対して働く排出ポンプ４００の吸引力が、攪拌機２００と排出用流路３００との接続部分に集中するため、該接続部分と、それ以外の部分とにおいてスラリー１００の排出速度に差が生じ、その結果として、スラリー１００の液面に波立ちが発生してしまうと考えられる。
【００４１】
そして、このようにスラリー１００の液面に波立ちが発生した場合には、スラリー１００が、波立ちによって攪拌機２００の側壁に付着し、側壁に付着したまま乾燥して攪拌機２００内に残留してしまい、その結果として、スラリー１００の製造歩留まりが低下してしまうこととなる。
【００４２】
これに対し、本実施形態においては、上述したように、撹拌羽根２３０の少なくとも一部が露出した後であって、かつ、スラリー１００の液面に波立ちが発生し始める時点よりも前のタイミングで、撹拌羽根２３０の回転を開始させることにより、攪拌機２００内の液面の波立ちの発生を防ぐことができ、これにより、スラリー１００の製造歩留まりを向上させることができる。
【００４３】
加えて、本実施形態によれば、上述したように、攪拌機２００の側壁へのスラリー１００の付着および残留を防止することにより、攪拌機２００から排出されるスラリー１００の濃度（粘度）を安定したものとすることができ、そのため、得られるスラリー１００を、塗工などを行う際の取扱性に優れたものとすることができる。
【００４４】
なお、本実施形態においては、撹拌羽根２３０の回転を開始させる具体的なタイミングは、液面の波立ちによるスラリー１００の側壁への付着を防止することができる範囲で設定すればよい。たとえば、撹拌羽根２３０の回転を開始させるタイミングは、液面に波立ちが発生する直前でもよいし、液面に波立ちが発生するより所定時間以上前としてもよい。なお、上記所定時間としては、たとえば、スラリー製造装置１によりスラリー１００の調整および排出を行う際における、スラリー１００排出時の液面の波立ちが発生するタイミングのばらつきを考慮した時間とすることができる。あるいは、撹拌羽根２３０の回転を開始させるタイミングとしては、スラリー１００の液面における波立ちの発生と同時としてもよい。
【００４５】
ここで、本実施形態では、撹拌羽根２３０の少なくとも一部が露出した後であって、かつ、スラリー１００の液面に波立ちが発生し始める時点よりも前のタイミングで、撹拌羽根２３０の回転を開始させるが、回転の開始のタイミングが早すぎると、撹拌羽根２３０の全体がスラリー１００に浸漬した状態で撹拌が行われることとなり、この場合には、スラリー１００内で渦が発生してしまい、これにより、スラリー１００内に気泡が混じるエアーがみが発生し、このような気泡の空気中に含まれる水分がスラリー１００の成分と反応することで、得られるスラリー１００の品質が安定しないものとなるおそれがある。
【００４６】
これに対し、本実施形態においては、スラリー１００の排出中において、撹拌羽根２３０の回転を開始させるタイミングを、撹拌羽根２３０の少なくとも一部が露出した後とすることにより、スラリー１００内に渦を発生させることなく撹拌羽根２３０を回転させることができ、これにより、スラリー１００内でのエアーがみの発生を防止しながら、得られるスラリー１００の品質を良好なものとすることができる。
【００４７】
また、本実施形態においては、スラリー１００の排出中に撹拌羽根２３０の回転を開始させる制御は、たとえば、スラリー１００を排出している間に低下していくスラリー１００の液面高さに基づいて行うことができる。すなわち、攪拌機２００からスラリー１００を排出させた場合における、スラリー１００の液面に波立ちが発生し始める時点での液面高さを予め検知し、これを記憶させておき、その後、スラリー１００の排出を行う際において、レベル計２４０によってスラリー１００の液面高さを監視し、スラリー１００の液面高さが、予め記憶させた液面高さ付近となったタイミングで、撹拌羽根２３０の回転を開始させることができる。
【００４８】
これにより、本実施形態においては、スラリー１００の排出中における、撹拌羽根２３０の回転の開始させるタイミングを、スラリー１００の液面高さに基づいて検知することによって、次のような効果を奏することができる。すなわち、攪拌機２００内のスラリー１００の液面に波立ちが発生し始めるタイミングは、通常、センサなどによる検出が困難であるか、あるいは、オペレータが目視で検出する手間がかかってしまうのに対し、スラリー１００の液面高さは、レベル計２４０によって容易に測定可能なものである。そのため、このような液面高さに基づいて、撹拌羽根２３０の回転を開始させるタイミングを検知することにより、比較的簡便に液面の波立ちの発生を防止することができ、これにより、スラリー１００の製造歩留まりを容易に向上させることができる。
【００４９】
特に、このように撹拌羽根２３０の回転を開始させるタイミングを、スラリー１００の液面高さに基づいて検知する方法によれば、スラリー１００を排出用流路３００からムラなく排出することができるという効果を奏する。すなわち、スラリー１００の排出中においては、スラリー１００の液面高さが下がるにつれて、攪拌機２００内のスラリー１００の自重が小さくなり、そのため、スラリー１００の排出速度が低下し、排出用流路３００に排出されるスラリー１００の量が減少してしまうこととなる。これに対し、撹拌羽根２３０の回転の開始を、スラリー１００の液面高さに基づいて制御することによれば、スラリー１００の排出速度が低下し始める際のスラリー１００の液面高さに応じて、撹拌羽根２３０の回転を開始させる制御を行うことも可能であり、この場合には、撹拌羽根２３０の回転によって、スラリー１００を排出用流路３００に押し出し、これにより、排出用流路３００に排出されるスラリー１００の量の減少を防ぎ、スラリー１００の排出量のムラを低減させることができる。
【００５０】
あるいは、本実施形態においては、スラリー１００の排出中に撹拌羽根２３０の回転を開始させる制御は、たとえば、スラリー１００の排出を開始した時点からの経過時間に基づいて行うことができる。すなわち、攪拌機２００からスラリー１００を排出させた場合における、スラリー１００の排出を開始した時点からスラリー１００の液面に波立ちが発生し始めるまでの所要時間を予め検知し、これを記憶させておき、その後、スラリー１００の排出を行う際において、タイマーなどによってスラリー１００の排出を開始した時点からの経過時間を監視し、該経過時間が、予め記録させた所要時間付近となったタイミングで、撹拌羽根２３０の回転を開始させることができる。
【００５１】
これにより、本実施形態においては、スラリー１００の排出中における、撹拌羽根２３０の回転の開始させるタイミングを、スラリー１００の排出時における経過時間に基づいて検知することによって、比較的簡便に液面の波立ちの発生を防止することができ、これにより、スラリー１００の製造歩留まりを容易に向上させることができる。
【００５２】
なお、本実施形態においては、スラリー１００の排出中に撹拌羽根２３０を回転させる際における撹拌羽根２３０の回転速度は、特に限定されず、スラリー１００にエアーがみを発生させず、かつ、液面の波立ちの発生を防止することができる範囲で適宜設定すればよいが、通常は、原料混合物を攪拌機２００内で混合してスラリー１００を調製する際における撹拌羽根２３０の回転速度よりも遅くする。
【００５３】
また、スラリー１００の排出中において、このように撹拌羽根２３０の回転を開始させる際には、撹拌羽根２３０の回転方法としては、特に限定されず、撹拌羽根２３０を遊星運動させる方法を用いてもよいし、撹拌羽根２３０を自転のみさせる方法を用いてもよい。
【００５４】
以上のようにして、本実施形態においては、攪拌機２００内のスラリー１００を排出することができる。
【００５５】
そして、本実施形態においては、上述したように攪拌機２００から排出されたスラリー１００は、排出用流路３００内を通り、排出ポンプ４００によって送り出され、排出用流路３００に設けられたフィルタ５００を通過し、スラリー製造装置１の外部に設けられたタンク（不図示）などに供給される。これにより、本実施形態の製造方法によって製造されたスラリー１００が得られる。なお、排出用流路３００に設けるフィルタ５００としては、特に限定されず、スラリー１００に含まれる不純物などを除去することができるものであれば何でもよく、公知のフィルタを用いることができる。
【００５６】
なお、上述の実施形態において、攪拌機２００は、本発明の攪拌機に、撹拌羽根２３０は、本発明の撹拌羽根に、排出ポンプ４００は、本発明のポンプに、レベル計２４０は、本発明の検出手段に、それぞれ相当する。
【００５７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００５８】
たとえば、上述した実施形態においては、スラリー１００の排出中における、撹拌羽根２３０の回転を開始させるタイミングを、撹拌羽根２３０の少なくとも一部が露出した後であって、かつ、スラリー１００の液面に波立ちが発生し始める時点よりも前のタイミングとしたが、撹拌羽根２３０の回転の開始は、スラリー１００の液面の波立ちが発生するタイミングに拘わらず、スラリー１００の排出中にスラリー１００の液面から撹拌羽根２３０の少なくとも一部が露出した時点としてもよい。
【００５９】
これにより、撹拌羽根２３０の回転の開始を、撹拌羽根２３０の少なくとも一部が露出した後に行うことで、次のような効果を奏することができる。すなわち、撹拌羽根２３０の全体がスラリー１００に浸漬した状態で撹拌を行った場合には、スラリー１００内で渦が発生してしまい、これにより、スラリー１００内に気泡が混じるエアーがみが発生し、このような気泡の空気中に含まれる水分がスラリー１００の成分と反応することで、得られるスラリー１００の品質が安定しないものとなるおそれがある。これに対し、撹拌羽根２３０の回転の開始を、撹拌羽根２３０が露出した後に行うことによれば、スラリー１００内における渦の発生を防止することができるため、これにより、得られるスラリー１００の品質を良好なものとすることができる。なお、この際においては、撹拌羽根２３０の回転の開始を遅くするほど、スラリー１００をすべて排出させるまでの撹拌羽根２３０の稼働時間が短くなり、これにより、スラリー１００を製造する際における消費電力量を低減させ、コストダウンを図ることができるという観点から、撹拌羽根２３０の回転の開始は、スラリー１００の液面の波立ちが発生した後に行うことが好ましい。
【００６０】
《実施例》
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づいて説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。また本実施例は、本発明の製造方法について、効果を確認する実施例を説明する。なお、本実施例においては、スラリーの調製、および調製したスラリーの排出は、図１に示すスラリー製造装置１を用いて行った。
【００６１】
（材料の混合）
まず、正極活物質として、ＬｉＭｎ２Ｏ４およびＬｉＮｉＯ２を、導電助剤として、カーボンブラックを準備した。次いで、準備した正極活物質および導電助剤を、攪拌機２００に投入し、撹拌羽根２３０を回転させることによって混合した。その後、バインダとして、結晶変化点が１３６℃、融点が１７０℃であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を準備し、このポリフッ化ビニリデンをＮ−メチルピロリドンに溶解させて得た溶液を、攪拌機２００内に加え、再度、撹拌羽根２３０を回転させることによって混合を行い、スラリーを調製した。
【００６２】
（実施例１のスラリー１００）
上記のスラリーを調製した後、撹拌羽根２３０を停止させ、攪拌機２００の底面に設けられた弁を開放し、排出ポンプ４００によってスラリーを吸引することでスラリーの排出を開始した。なお、スラリーを排出している間においては、レギュレータ６００により、攪拌機２００内にドライエアーを連続して供給し、攪拌機２００内の気圧を常圧程度に維持した。そして、スラリーの排出時には、レベル計２４０によってスラリーの液面高さを監視し、液面高さが、予め調査した波立ちが発生し始める液面高さ付近となったタイミングで、撹拌羽根２３０を、速度６ｒｐｍで回転させ始めた。その後、撹拌羽根２３０の回転を継続させたまま、攪拌機２００内のスラリーを、全て排出させ、排出用流路３００を通じてフィルタ５００を通過させることにより、実施例１のスラリー１００を得た。
【００６３】
（比較例１のスラリー）
上記のスラリーを調製した後、撹拌羽根２３０を停止させ、攪拌機２００の底面に設けられた弁を開放し、排出ポンプ４００によってスラリーを吸引することでスラリーの排出を開始した。なお、スラリーを排出させている間においては、レギュレータ６００により、攪拌機２００内にドライエアーを連続して供給し、攪拌機２００内の気圧を常圧程度に維持した。その後、撹拌羽根２３０を回転させることなく、排出ポンプ４００の吸引力によって、攪拌機２００内のスラリーを、全て排出させ、排出用流路３００を通じてフィルタ５００を通過させることにより、比較例１のスラリーを得た。
【００６４】
（評価方法）
実施例１のスラリー１００および比較例１のスラリーについて、粘度を測定した。具体的には、せん断速度を１ｓｅｃ−１とした状態で粘度（ｃｐ）を測定し、せん断速度を１ｓｅｃ−１から約６００ｓｅｃ−１まで上昇させながら、図３に示すように、各せん断速度における粘度の測定を行った。すなわち、せん断速度を１ｓｅｃ−１とした際の粘度（ｃｐ）を測定した後、せん断速度を所定値上昇させ、上昇後のせん断速度における粘度を測定するという作業を、せん断速度が約６００ｓｅｃ−１となるまで繰り返した。その後、せん断速度を約６００ｓｅｃ−１から１ｓｅｃ−１まで下降させながら、同様に、図３に示すように、各せん断速度における粘度の測定を行った。なお、図３においては、実施例１のスラリー１００について、せん断速度を上昇させて粘度を測定した結果を黒丸で、せん断速度を下降させて粘度を測定した結果を白丸で、それぞれ示した。また、比較例１のスラリーについては、せん断速度を上昇させて粘度を測定した結果を黒四角で、せん断速度を徐々に下降させて粘度を測定した結果を白四角で、それぞれ示した。
【００６５】
（考察）
実施例１では、スラリー１００が攪拌機２００から排出される際において液面の波立ちの発生が抑制されるため、スラリー１００の攪拌機２００側壁への付着が防止され、これにより、スラリー１００の溶媒の揮発が抑制される。そのため、実施例１のスラリー１００は、溶媒の揮発による粘度の上昇が抑えられ、図３に示すように、比較例１のスラリーと比較して粘度が低くなっている。これにより、実施例１においては、比較例１と比較して、得られるスラリーの粘度の調製が容易であり、所望の粘度のスラリー１００を得ることができることが確認された。加えて、実施例１のスラリー１００は、図３に示すように、せん断速度を上昇させながら測定した粘度と、せん断速度を下降させながら測定した粘度との差が、比較例１のスラリーより小さいため、塗工用の塗布液などとして用いる際の取扱い性および塗工の安定性に優れていることが確認された。
【符号の説明】
【００６６】
１００…スラリー
２００…攪拌機
２１０…ロータ
２２０…駆動軸
２３０…撹拌羽根
２４０…レベル計
３００…排出用流路
４００…排出ポンプ
５００…フィルタ
６００…レギュレータ
７００，８００…電磁弁
【図１】
2015042384.tif 000003
【図２】
2015042384.tif 000004
【図３】
2015042384.tif 000005