電極漿料製造裝置和電極漿料製造方法

2023-09-17 19:42:45 3

電極漿料製造裝置和電極漿料製造方法
【專利摘要】本發明涉及電極漿料製造裝置和電極漿料製造方法。在通過利用兩個旋轉軸（21，22）的旋轉混煉粉末和溶劑的混合物來製造電極漿料的電極漿料製造裝置（1）中，殼體（10）的內部包括：注入區（30），粉末和溶劑被分別注入到所述注入區內且粉末和溶劑利用進給螺杆（31，32）的旋轉向傳送方向上的下遊側被傳送；粗混區（40），在所述粗混區內通過利用5mm槳葉（41，42）的旋轉不向粉末施加高剪切力而使粉末和溶劑混合，來生成混合物；和混煉區（50），在所述混煉區內通過利用1mm槳葉（61，62，73，74，83，84）的旋轉向混合物施加比在粗混區（40）內施加的剪切力高的剪切力而混煉所述混合物。
【專利說明】電極漿料製造裝置和電極漿料製造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種通過混煉(knead)粉末和溶劑的混合物來製造電極漿料的電極漿料製造裝置和電極眾料製造方法。
【背景技術】
[0002]電池的發電元件是通過用電解液浸潰電極元件而形成的。電極元件是通過層疊或卷繞正極、負極和隔板而形成的。正極是通過使塗覆到正極集電體上的用於正極的電極漿料乾燥且然後衝壓該電極漿料而形成的。負極是通過使塗敷到負極集電體上的用於負極的電極漿料乾燥且然後衝壓該電極漿料而形成的。
[0003]這種電極漿料例如利用在日本專利申請公報N0.2005-222772 (JP2005-222772A)中記載的連續式雙軸混煉機來製造。JP2005-222772A中記載的連續式雙軸混煉機具有這樣的結構，即，在可旋轉地支承在中空筒體中的兩個旋轉軸中的每個上裝設有螺杆、槳葉(paddle)等。JP2005-222772A中記載的連續式雙軸混煉機通過螺杆傳送被分別注入到筒體中的粉末(活性物質等)和溶劑，並利用槳葉等的旋轉向從槳葉和筒體的內壁之間通過的粉末施加高剪切力。此後，JP2005-222772A中記載的連續式雙軸混煉機通過利用槳葉等的旋轉用進一步注入到筒體中的溶劑稀釋粉末和溶劑的混合物來製造電極漿料。

【發明內容】

[0004]JP2005-222772A中記載的連續式雙軸混煉機在粉末和溶劑已被分別注入到筒體中之後立即向粉末施加高剪切力。在這種情況下，可能在粉末未被充分潤溼的狀態下向粉末施加高剪切力。在這樣的情況下，粉末的移動不良，從而粉末不能在各個槳葉和筒體的內壁之間散脫，並直接承受高剪切載荷。當粉末承受高剪切載荷時，活性物質的顆粒破裂或碎落。
[0005]例如，在製造用於負極的電極漿料時，如果負極活性物質的顆粒破裂或碎落，則在使用塗覆有上述電極漿料的負極來形成電池時，在負極活性物質的表面處離子傳導的容易性和發生電離反應的容易性產生變化。亦即，對於JP2005-222772A中記載的連續式雙軸混煉機，活性物質的顆粒可能破裂或碎落，進而可能無法確保與設計一致的電池特性。由於活性物質的顆粒的這種破裂或碎落而導致的無法確保電池特性的不便也類似地發生於製造用於正極的電極漿料的情況。
[0006]本發明提供了一種能夠抑制活性物質的顆粒的破裂和碎落的電極漿料製造裝置和電極漿料製造方法。
[0007]本發明的第一方面涉及一種電極漿料製造裝置。所述電極漿料製造裝置包括中空的外部構件、兩個旋轉軸、傳送部、粗混部和混煉部。所述中空的外部構件限定有注入區、粗混區和混煉區。所述粗混區位於所述注入區和所述混煉區之間。所述兩個旋轉軸在所述旋轉軸以預定的間隔彼此平行地定位的狀態下由所述外部構件支承。所述傳送部由所述旋轉軸支承在所述外部構件的內部。所述傳送部構造成在所述注入區內利用所述傳送部的旋轉向傳送方向上的下遊側傳送被分別注入的粉末和溶劑。所述粗混部由所述旋轉軸支承在所述外部構件的內部。所述粗混部構造成通過利用所述粗混部的旋轉不向所述粉末施加高於或等於預定剪切力的剪切力而使所述粉末和所述溶劑在所述粗混區內混合，來生成混合物。所述混煉部由所述旋轉軸支承在所述外部構件的內部。所述混煉部構造成在所述混煉區內通過利用所述混煉部的旋轉向所述混合物施加比在所述粗混區內施加的剪切力高的剪切力而混煉所述混合物，來製造電極漿料。
[0008]在所述電極漿料製造裝置中，所述粗混部的旋轉軌跡的外周和所述外部構件的內壁之間的間隙可大於或等於3mm且小於或等於10mm。
[0009]在所述電極漿料製造裝置中，每個所述旋轉軸在所述粉末和所述溶劑在所述粗混區內的平均滯留時間內的累積迴轉數可被設定為300或更大。
[0010]所述電極漿料製造裝置還可包括抑制部，所述抑制部在所述粗混區內由所述旋轉軸支承在所述粗混部在所述傳送方向上的下遊側，並且所述抑制部可構造成通過旋轉來抑制向所述傳送方向上的下遊側傳送所述粉末和所述溶劑。
[0011]本發明的第二方面涉及一種電極漿料製造方法。所述電極漿料製造方法可包括:注入步驟，所述注入步驟將粉末和溶劑分別注入到中空的外部構件中，並利用兩個旋轉軸的旋轉向傳送方向上的下遊側傳送所述粉末和所述溶劑，所述旋轉軸在所述旋轉軸以預定的間隔彼此平行地定位的狀態下由所述外部構件支承；粗混步驟，所述粗混步驟通過利用所述旋轉軸的旋轉不向所述粉末施加高於或等於預定剪切力的剪切力而使所述粉末和所述溶劑混合，來生成混合物；以及混煉步驟，所述混煉步驟通過利用所述旋轉軸的旋轉向所述混合物施加比在所述粗混步驟中施加的剪切力高的剪切力而混煉所述混合物，來製造電極眾料。
[0012]本發明具有這樣的有利效果，即，能抑制活性物質的顆粒的破裂和碎落。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面將參照附圖描述本發明的示例性實施例的特徵、優點以及技術和工業意義，在附圖中相似的附圖標記表示相似的要素，並且其中:
[0014]圖1是示出根據第一實施例的電極漿料製造裝置的構型的局部剖視圖；
[0015]圖2A是示出在沿傳送方向看5mm槳葉時5mm槳葉的視圖；
[0016]圖2B是以圖2A中由Pl表示的部分的放大視圖示出5mm槳葉之一的視圖；
[0017]圖3是示出5mm槳葉之一周圍的剪切速度的視圖；
[0018]圖4A是示出在沿傳送方向看Imm槳葉時Imm槳葉的視圖；
[0019]圖4B是以圖4A中由P2表示的部分的放大視圖示出Imm槳葉之一的視圖；
[0020]圖5是示出每個Imm槳葉周圍的剪切速度的視圖；
[0021]圖6是示出當粗混區也用作固煉(stiffening)區時電極眾料製造裝置的構型的局部剖視圖；
[0022]圖7是示出根據第二實施例的電極漿料製造裝置的構型的局部剖視圖；
[0023]圖8A是示出在沿傳送方向看葉輪時根據第二實施例的葉輪的視圖；
[0024]圖8B是示出根據第二實施例的葉輪的透視圖；
[0025]圖9A是示出在沿傳送方向看扭轉葉輪時扭轉葉輪的視圖；[0026]圖9B是示出扭轉葉輪的透視圖；
[0027]圖1OA是示出在沿傳送方向看葉輪時葉輪的視圖，其中所述葉輪的每個葉片部的端面部分地突出；
[0028]圖1OB是示出在沿與傳送方向垂直的方向看葉輪時葉輪的視圖，其中所述葉輪的每個葉片部的端面部分地突出；
[0029]圖1lA示出在沿傳送方向看葉輪時葉輪的視圖，其中所述葉輪的徑向外端部沿傳送方向徑向向外突出；
[0030]圖1lB是示出葉輪的透視圖，其中所述葉輪的每個徑向外端部沿傳送方向徑向向外突出；
[0031]圖12是示出葉輪的旋轉軌跡的視圖，其中所述葉輪的每個徑向外端部沿傳送方向徑向向外突出；
[0032]圖13是示出第一實施例和第二實施例的實驗結果的表格；
[0033]圖14是示出根據第三實施例的電極漿料製造裝置和電極漿料的製造條件之間的關係的視圖；
[0034]圖15是示出第三實施例的實驗結果的表格；
[0035]圖16是示出根據第四實施例的電極漿料製造裝置的構型的局部剖視圖；
[0036]圖17是示出第四實施例的實驗結果的表格；
[0037]圖18是示出根據第四實施例的當扭轉葉輪配置在粗混區內時電極漿料製造裝置的構型的局部剖視圖；以及
[0038]圖19是示出根據第四實施例的當阻力槳葉配置在粗混區內時電極漿料製造裝置的構型的局部剖視圖。
【具體實施方式】
[0039]下文將描述根據第一實施例的電極漿料製造裝置I和電極漿料製造方法。
[0040]如圖1所示，根據第一實施例的電極漿料製造裝置I是通過混煉粉末、粘合劑和溶劑來製造用於正極的電極漿料和用於負極的電極漿料的。粉末由活性物質、增稠劑等製成。為了方便說明，假定根據第一實施例的電極漿料製造裝置I和電極漿料製造方法製造用於負極的電極漿料。
[0041]在以下描述中，為了方便說明，將圖1中從圖面的左側朝圖面的右側的方向定義為「電極漿料製造裝置I的傳送方向」(見圖1中在圖面的上側示出的箭頭)。將圖1中圖面的上下方向定義為「電極漿料製造裝置I的上下方向」。
[0042]電極漿料製造裝置I包括殼體10和兩個旋轉軸21、22。
[0043]殼體10是構成電極漿料製造裝置I的外部構件的中空部件。中空部分構成混煉室11。
[0044]混煉室11具有這樣的形狀，S卩，當沿傳送方向看去時，兩個正圓彼此部分地重疊。混煉室11在保持該形狀的同時從殼體10的上遊側到殼體10的下遊側沿傳送方向延伸(見圖2A)。上、下旋轉軸21、22分別位於混煉室11中的圓形部分的曲率中心。
[0045]上、下旋轉軸21、22在旋轉軸21、22在上下方向(與軸向垂直的方向)上以預定的間隔彼此平行地定位的狀態下可旋轉地由殼體10支承。上、下旋轉軸21、22每個的軸向與傳送方向平行。上、下旋轉軸21、22分別連接到預定的驅動裝置，且構造成能夠隨著驅動裝置被驅動而沿圖1中在圖面的右端部示出的箭頭方向旋轉。
[0046]電極漿料製造裝置I利用上、下旋轉軸21、22支承諸如進給螺杆31、32和5mm槳葉41、42等的部件。因而，在混煉室11中(在殼體10的內部)限定有注入區30、粗混區40和混煉區50。所述電極漿料製造方法通過利用上、下旋轉軸21、22的旋轉使分別設置在區域30至50內的各部件旋轉而在各區域30至50內執行預定步驟來製造電極漿料。
[0047]由下旋轉軸22支承的諸如進給螺杆32和5mm槳葉42等的部件具有與由上支承軸21支承的諸如進給螺杆31和5mm槳葉41等的部件相同的形狀。因此，在以下描述中，省略了對由下旋轉軸22支承的諸如進給螺杆32和5mm槳葉42等的部件的形狀的描述。
[0048]注入區30是供粉末和溶劑注入到殼體10內的部分。注入區30形成在混煉室11的上遊端部。由上旋轉軸21支承的進給螺杆31和由下旋轉軸22支承的進給螺杆32設置在注入區30內。
[0049]上進給螺杆31具有螺旋狀的葉片部，並與上旋轉軸21同心地被支承以便覆蓋上旋轉軸21的外周。上、下進給螺杆31、32配置成在軸向(傳送方向)上的位置彼此對齊地彼此面對，且在上、下旋轉軸21、22旋轉期間不會彼此接觸。
[0050]殼體10在與注入區30在傳送方向上的中間部分對應的部分具有粉末注入口 13。粉末注入口 13朝內壁12的外側開口。粉末經粉末注入口 13注入(見圖1所示的箭頭Tl)。如在根據第一實施例的電極漿料製造裝置I的情況下那樣，當製造用於負極的電極漿料時，作為負極活性物質的石墨、作為增稠劑的粉末狀CMC等作為粉末經粉末注入口 13注入。
[0051]殼體10在與注入區30的下遊端部對應的部分具有第一溶劑注入口 14。第一溶劑注入口 14朝內壁12的外側開口。根據第一實施例的電極漿料製造裝置I構造成經第一溶劑注入口 14和第二溶劑注入口 15 (後文描述)兩次注入溶劑(見圖1所示的箭頭T2、T3)。在第一實施例中，水作為溶劑經溶劑注入口 14、15注入。
[0052]亦即，電極漿料製造裝置I構造如下。在注入區30內，並不是粉末和溶劑的混合物注入到殼體10內，而是粉末和溶劑被分別注入到殼體10內。
[0053]在注入區30內，粉末和溶劑通過利用上、下旋轉軸21、22的旋轉使上、下進給螺杆31、32繞它們的軸線旋轉而被傳送到相對於注入區30的下遊側。
[0054]亦即，上、下進給螺杆31、32用作利用旋轉傳送粉末和溶劑的傳送部。此外，所述電極漿料製造方法執行將粉末和溶劑分別注入到殼體10內並利用上、下旋轉軸21、22的旋轉向下遊側傳送粉末和溶劑的注入步驟。
[0055]粗混區40是供粉末和溶劑混合的部分。粗混區40鄰接注入區30位於注入區30的下遊側。兩個5mm槳葉41和兩個5mm槳葉42設置在粗混區40內。5mm槳葉41由上旋轉軸21支承。5mm槳葉42由下旋轉軸22支承。
[0056]如圖2A和圖2B所示，每個上5mm槳葉41形成為這樣的形狀，使得當沿傳送方向看去時三角形的頂點部分被切去，並與上旋轉軸21同心地被支承以便覆蓋上旋轉軸21的外周。
[0057]在殼體10的內壁12和每個上5mm槳葉41之間形成有比較大的間隙C41。
[0058]殼體10的內壁12和每個上5mm槳葉41之間的間隙C41是每個5mm槳葉41的旋轉軌跡的外周R41和殼體10的內壁12的上側(當沿傳送方向看混煉室11時與上正圓對應的部分)之間沿上旋轉軸21的徑向的間隙。亦即，間隙C41是從每個上5mm槳葉41的最接近殼體10的內壁12的部分沿上旋轉軸21的徑向到殼體10的內壁12的上側的間隙。在第一實施例中，間隙C41被設定為約5mm。
[0059]如圖1、圖2A和圖2B所示，下遊側5mm槳葉41相對於上遊側5mm槳葉41以偏移的相位配置。上、下5mm槳葉41、42配置成在軸向上的位置彼此對齊地彼此面對，並且相面對的各對上、下5mm槳葉41、42配置在同一相位。此外，在上、下旋轉軸21、22旋轉期間，上、下5mm槳葉41、42不會彼此接觸。
[0060]在粗混區40內，上、下5mm槳葉41、42利用上、下旋轉軸21、22的旋轉繞它們的軸
線旋轉。
[0061]如上所述，在殼體10的內壁12和上、下5mm槳葉41、42中的每者之間形成有比較大的間隙。因此，如圖3所示，粉末的速度梯度在殼體10的內壁12和上、下5mm槳葉41、42中的每者之間較平緩(見圖3所示的箭頭)。亦即，殼體10的內壁12和上、下5mm槳葉41、42中的每者之間的剪切速度減小。因而，在粗混區40內，不向粉末施加高剪切力。
[0062]這樣，在粗混區40內，通過不向粉末施加高剪切力地使粉末和溶劑混合來生成粉末和溶劑的混合物。
[0063]亦即，上、下5mm槳葉41、42用作將粉末和溶劑混合的粗混部。
[0064]此外，所述電極漿料製造方法執行通過利用上、下旋轉軸21、22的旋轉不向粉末施加高剪切力而使粉末和溶劑混合來生成粉末和溶劑的混合物的粗混步驟。
[0065]這裡，當一組上5mm槳葉41和一組下5mm槳葉42中的一組最接近另一組5mm槳葉定位時，與間隙C41的情況下一樣在上、下5mm槳葉41、42之間形成有約5mm的間隙(見圖2A和圖2B)。因此，上、下5mm槳葉41、42能夠將位於它們之間的粉末和溶劑傳送到殼體10的內壁12和上、下5mm槳葉41、42中的每者之間。因而，根據第一實施例的電極漿料製造裝置I促進了粗混區40內的混合作用。
[0066]如圖1所示，混煉區50是通過混煉混合物而生成電極漿料的部分。混煉區50配置在粗混區40的下遊。混煉區50包括固煉區60、稀釋區70、粘合劑混合區80和返回區90。
[0067]固煉區60是在混合物的固體含量百分比(粉末相對於粉末和溶劑總體的重量的重量百分比)比電極漿料的固體含量百分比高的狀態下混煉混合物的部分。固煉區60鄰接粗混區40位於粗混區40的下遊側。亦即，粗混區60配置在混煉區50的上遊端部。在固煉區60內設置有4個Imm槳葉61、阻力槳葉63、4個Imm槳葉62和阻力槳葉64。Imm槳葉61和阻力槳葉63由上旋轉軸21支承。Imm槳葉62和阻力槳葉64由下旋轉軸22支承。
[0068]如圖4A和圖4B所示，每個上Imm槳葉61形成為在沿傳送方向看去時呈大致三角形的形狀，並與上旋轉軸21同心地被支承以便覆蓋上旋轉軸21的外周。
[0069]在殼體10的內壁12和每個上Imm槳葉61之間形成有間隙C61。間隙C61比殼體10的內壁12和每個上5mm槳葉41之間的間隙C41 (見圖2B)小。
[0070]間隙C61是每個Imm槳葉61的旋轉軌跡的外周R61和殼體10的內壁12的上側(當沿傳送方向看混煉室11時與上正圓對應的部分)之間沿上旋轉軸21的徑向的間隙。亦即，間隙C61是從每個上Imm槳葉61的最接近殼體10的內壁12的部分沿上旋轉軸21的徑向到殼體10的內壁12的上側的間隙。在第一實施例中，間隙C61被設定為約1mm。
[0071]如圖1、圖4A和圖4B所示，各上Imm槳葉61在相位從位於上遊側的Imm槳葉61順次偏移的狀態下從混煉區50的上遊端部向混煉區50的下遊側配置。上、下Imm槳葉61、62配置成在軸向上的位置彼此對齊地彼此面對，並且相面對的各對上、下Imm槳葉61、62配置在同一相位。此外，在上、下旋轉軸21、22旋轉期間，上、下Imm槳葉61、62不會彼此接觸。
[0072]如圖1所示，上阻力槳葉63與上旋轉軸21同心地被支承以便覆蓋上旋轉軸21的外周，並且配置在固煉區60的下遊端部。上阻力槳葉63形成為大致臺階形圓盤狀，使得下遊側徑向向外突出。上阻力槳葉63包括小圓盤部63a和大圓盤部63b。
[0073]小圓盤部63a是阻力槳葉63的上遊側圓盤部。小圓盤部63a的厚度(在軸向上的長度)比大圓盤部63b的厚度略大。
[0074]大圓盤部63b是阻力槳葉63的下遊側圓盤部，亦即，向阻力槳葉63的徑向外側突出的部分。
[0075]下阻力槳葉64構造成使得小圓盤部64a和大圓盤部64b之間在傳送方向上的位置關係相對於上阻力槳葉63的小圓盤部63a和大圓盤部63b之間的位置關係是相反的。
[0076]上、下阻力槳葉63、64配置成在軸向上的位置彼此對齊地彼此面對。此時，在殼體10的內壁12和上、下大圓盤部63b、64b中的每個之間以及上、下阻力槳葉63、64之間形成有能藉以壓縮粉末的微小間隙。
[0077]上、下阻力槳葉63、64之間的部分是上小圓盤部63a的下端部和下大圓盤部64b的上端部之間的部分、上大圓盤部63b的上遊端面和下大圓盤部64b的下遊端面之間的部分以及上大圓盤部63b的下端部和下小圓盤部64a的上端部之間的部分。亦即，在上、下旋轉軸21、22旋轉期間，上、下阻力槳葉63、64不會彼此接觸。
[0078]如圖4A和圖4B所示，在固煉區60內，利用上、下旋轉軸21、22的旋轉使上、下Imm槳葉61、62繞它們的軸線旋轉。
[0079]如上所述，在殼體10的內壁12和上、下Imm槳葉61、62中的每者之間形成有間隙。該間隙比殼體10的內壁12和每個上5mm槳葉41之間的間隙C41小。因此，如圖5所示，粉末的速度梯度在殼體10的內壁12和上、下Imm槳葉61、62中的每者之間較陡峭(見圖5所示的箭頭)。亦即，殼體10的內壁12和上、下Imm槳葉61、62中的每者之間的剪切速度比殼體10的內壁12和上、下5mm槳葉41、42中的每者之間的剪切速度高。因而，在固煉區60內，比在粗混區40內施加的剪切力高的剪切力施加於混合物。
[0080]在已向混合物施加了高剪切力之後，如圖1所示，在固煉區60內利用上、下旋轉軸21、22的旋轉使上、下阻力槳葉63、64繞它們的軸線旋轉。亦即，在固煉區60內，利用上、下阻力槳葉63、64的旋轉而在殼體10的內壁12和上、下大圓盤部63b、64b中的每個之間以及上、下阻力槳葉63、64之間壓縮粉末。因而，在固煉區60內，生成了初級混煉材料。
[0081]稀釋區70是用溶劑稀釋初級混煉材料的部分。稀釋區70鄰接固煉區60位於固煉區60的下遊側。在稀釋區70內設置有進給螺杆71、6個Imm槳葉73、阻力槳葉75、進給螺杆72、6個Imm槳葉74和阻力槳葉76。進給螺杆71、Imm槳葉73和阻力槳葉75由上旋轉軸21支承。進給螺杆72、Imm槳葉74和阻力槳葉76由下旋轉軸22支承。
[0082]上、下進給螺杆71、72與注入區30的進給螺杆31、32類似地構造而成，以下除外:上、下進給螺杆71、72配置在稀釋區70的上遊端部且沿傳送方向的長度短。
[0083]上、下Imm槳葉73、74與固煉區60的Imm槳葉61、62類似地構造而成，以下除外:上、下Imm槳葉73、74配置在稀釋區70的上遊側和下遊側之間。[0084]上、下阻力槳葉75、76與固煉區60的阻力槳葉63、64類似地構造而成，以下除外:上、下阻力槳葉75、76配置在稀釋區70的下遊端部。亦即，上阻力槳葉75具有分別與上阻力槳葉63的小圓盤部63a和大圓盤部63b形狀相同的小圓盤部75a和大圓盤部75b，並且下阻力槳葉76具有分別與阻力槳葉64的小圓盤部64a和大圓盤部64b形狀相同的小圓盤部76a和大圓盤部76b。
[0085]殼體10在與稀釋區70的上遊側對應的部分具有第二溶劑注入口 15。第二溶劑注入口 15朝內壁12的外側開口。製造電極漿料所需的其它溶劑(除經第一溶劑注入口 14供給的溶劑以外的溶劑)經第二溶劑注入口 15注入(見圖1所示的箭頭T3)。
[0086]在稀釋區70內，通過利用上、下旋轉軸21、22的旋轉使上、下進給螺杆71、72繞它們的軸線旋轉，初級混煉材料和經溶劑注入口 15注入的溶劑向稀釋區70的下遊側傳送。然後，在稀釋區70內，利用上、下旋轉軸21、22的旋轉使上、下Imm槳葉73、74繞它們的軸線旋轉，並且與固煉區60的上、下Imm槳葉61、62的情況下一樣向初級混煉材料(混合物)施加高剪切力。此後，在稀釋區70內，通過利用上、下旋轉軸21、22的旋轉使上、下阻力槳葉75、75繞它們的軸線旋轉，來壓縮粉末。
[0087]因而，在稀釋區70內，通過用經第二溶劑注入口 15注入的溶劑稀釋初級混煉材料而生成了負極活性物質的顆粒分散在由溶劑、CMC等製成的介質中的漿液。
[0088]粘合劑混合區80是供所述漿液與粘合劑混合的部分。粘合劑混合區80鄰接稀釋區70位於稀釋區70的下遊側。在粘合劑混合區80內設置有進給螺杆81、2個Imm槳葉83、進給螺杆82和2個Imm槳葉84。進給螺杆81和Imm槳葉83由上旋轉軸21支承。進給螺杆82和Imm槳葉84由下旋轉軸22支承。
[0089]上、下進給螺杆81、82與稀釋區70的進給螺杆71、72類似地構造而成，以下除外:上、下進給螺杆81、82配置在粘合劑混合區80的上遊端部。
[0090]上、下Imm槳葉83、84與稀釋區70的Imm槳葉73、74類似地構造而成，以下除外:上、下Imm槳葉83、84配置在粘合劑混合區80在傳送方向上的中間部分和粘合劑混合區80的下遊端部之間。
[0091]殼體10在與粘合劑混合區80的上遊端部對應的部分具有粘合劑注入口 16。粘合劑注入口 16朝內壁12的外側開口。粘合劑經粘合劑注入口 16注入(見圖1所示的箭頭T4)。如在根據第一實施例的電極漿料製造裝置I的情況下那樣，當製造用於負極的電極漿料時，SBR等作為粘合劑經粘合劑注入口 16注入。
[0092]殼體10在與粘合劑混合區80的下遊端部對應的部分具有排出口 17。排出口 17朝內壁12的外側開口。
[0093]在粘合劑混合區80內，通過利用上、下旋轉軸21、22的旋轉使上、下進給螺杆81、82繞軸線旋轉，來將所述漿液和經粘合劑注入口 16注入的粘合劑傳送到粘合劑混合區80的下遊側。然後，在粘合劑混合區80內，利用上、下旋轉軸21、22的旋轉使上、下Imm槳葉83、84繞它們的軸線旋轉，並與固煉區60的上、下Imm槳葉61、62的情況下一樣，在向所述漿液(混合物)施加高剪切力的同時向漿液添加粘合劑。
[0094]因而，電極漿料製造裝置I製造出電極漿料。此後，在粘合劑混合區80內，所製造出的電極漿料經排出口 17排出到殼體10的外部(見圖1所示的箭頭T5)。
[0095]這樣，設置在混煉區50內的上、下Imm槳葉61、62、73、74、83、84由上、下旋轉軸21、22支承，並用作向混合物施加比在粗混區40內施加的剪切力高的剪切力的混煉部。此夕卜，混煉區50通過利用上、下Imm槳葉61、62、73、74、83、84的旋轉向混合物施加比在粗混區40內施加的剪切力高的剪切力來混煉混合物。於是，所述電極漿料製造方法執行通過利用上、下旋轉軸21、22的旋轉向混合物施加比在粗混步驟中施加的剪切力高的剪切力來混煉混合物的混煉步驟。
[0096]返回區90是供電極漿料返回到排出口 17的部分。返回區90形成在混煉室11的下遊端部，並鄰接粘合劑混合區80位於粘合劑混合區80的下遊側。在返回區90內設置有返回螺杆91和返回螺杆92。返回螺杆91由上旋轉軸21支承。返回螺杆92由下旋轉軸22支承。
[0097]上、下返回螺杆91、92與粘合劑混合區80的進給螺杆81、82類似地構造而成，以下除外:上、下返回螺杆91、92配置在返回區90內且螺旋狀葉片的取向是相反的。
[0098]在返回區90內，利用上、下旋轉軸21、22的旋轉使上、下返回螺杆91、92繞它們的軸線旋轉。因而，電極漿料沿與傳送方向相反的方向(上遊側)被推回，並且電極漿料經排出口 17排出到殼體10的外部。
[0099]如上所述，電極漿料製造裝置I和所述電極漿料製造方法通過利用上、下旋轉軸
21、22的旋轉混煉混合物來製造電極漿料。
[0100]亦即，根據第一實施例的電極漿料製造裝置I與根據相關技術的連續式雙軸混煉機的顯著不同之處在於，被分別注入到殼體10內的粉末和溶劑在傳送到固煉區60之前在粗混區40內混合。
[0101]如上所述，在粗混區40內，不向粉末施加高剪切力地混合粉末和溶劑。因而，在粗混區40內，在粉末和溶劑傳送到固煉區60之前，粉末被充分地潤溼。
[0102]此時，根據第一實施例的電極漿料製造裝置I通過在殼體10的內壁12和上、下5mm槳葉41、42中的每者之間形成比較大的間隙而允許殼體10的內壁12和上、下5mm槳葉41、42中的每者之間易於存在溶劑。
[0103]因而，根據第一實施例的電極漿料製造裝置I能夠抑制在粉末被潤溼時僅粉末位於殼體10的內壁12和上、下5mm槳葉41、42中的每者之間的情況。因此，根據第一實施例的電極漿料製造裝置I能夠防止負極活性物質的顆粒在粗混區40內破裂或碎落。
[0104]通過在粗混區40內充分地潤溼粉末，根據第一實施例的電極漿料製造裝置I能夠提供粉末在固煉區60內的期望移動。
[0105]因而，當在固煉區60內向混合物施加高剪切力時，根據第一實施例的電極漿料製造裝置I能夠防止粉末滯留在殼體10的內壁12和上、下Imm槳葉61、62中的每者之間的間隙(見圖4B所示的間隙C61)中。亦即，根據第一實施例的電極漿料製造裝置I能夠允許粉末從殼體10的內壁12和上、下Imm槳葉61、62中的每者之間的間隙散脫。
[0106]利用該構型，電極漿料製造裝置I和所述電極漿料製造方法能夠防止粉末在固煉區60內直接承受高剪切載荷，從而能抑制負極活性物質的顆粒的破裂和碎落。亦即，電極漿料製造裝置I能夠在不使負極活性物質的顆粒碎裂的情況下將負極活性物質的顆粒分散在由溶劑、CMC等形成的介質中。
[0107]因而，在使用塗覆了由根據第一實施例的電極漿料製造裝置I和電極漿料製造方法製造的電極漿料的負極形成電池時，能抑制在活性物質的表面處離子傳導的容易性和發生離子反應的容易性的變化。因此，根據第一實施例的電極漿料製造裝置I和電極漿料製造方法能夠確保電池特性與所設計的一致。
[0108]亦即，在第一實施例中，高剪切力是這樣的剪切力，S卩，當剪切力施加於未被充分潤溼的粉末時，負極活性物質的顆粒破裂或碎落。
[0109]這裡，基於被負極活性物質吸附的油(亞麻籽油)的吸附量(下文稱為「吸油量」)在注入之前根據需要調節經各個溶劑注入口 14、15注入的溶劑的量。如果負極活性物質的吸油量低，則經第一溶劑注入口 14注入的溶劑的量減小。在這種情況下，在混合物的固體含量百分比較高的狀態下在固煉區60內向混合物施加高剪切力。
[0110]在固體含量百分比這樣高的情況下，僅僅通過由上、下進給螺杆31、32傳送，難以充分地潤溼粉末。因而，在這種情況下，在根據相關技術的連續式雙軸混煉機中，粉末容易直接承受高剪切載荷，從而負極活性物質的顆粒容易破裂或碎落(見圖5)。
[0111]另一方面，電極漿料製造裝置I在高剪切力在混煉區50內施加於粉末之前在粗混區40內使粉末和溶劑混合。因此，根據第一實施例的電極漿料製造裝置I和電極漿料製造方法即使在吸油量低時也能夠在向混合物施加高剪切力之前充分地潤溼粉末，從而能抑制負極活性物質的顆粒的破裂和碎落。
[0112]這樣，粗混區40形成在注入區30和混煉區50之間。此外，在所述電極漿料製造方法中，在已執行了注入步驟之後和執行混煉步驟之前執行粗混步驟。
[0113]粗混區40可設計成也用作固煉區60。亦即，以下構型也可適用。如圖6所示，在粗混區40內設置6對5mm槳葉41、42，通過5mm槳葉41、42充分地混合粉末和溶劑，然後通過上、下阻力槳葉63、64壓縮所得到的粉末。在這種情況下，設置了 6對5mm槳葉41、42和阻力槳葉63、64的部分對應於粗混區40。此外，混煉區50由稀釋區70、粘合劑混合區80和返回區90構成。
[0114]接下來，將描述根據第二實施例的電極漿料製造裝置101和電極漿料製造方法。
[0115]如圖1和圖7所示，根據第二實施例的電極漿料製造101與根據第一實施例的電極漿料製造裝置I的不同之處在於，在粗混區140內設置上、下葉輪141、142代替上、下5mm槳葉41、42。
[0116]因此，在以下描述中，相似的附圖標記表示與根據第一實施例的電極漿料製造裝置I的除粗混區140和上、下葉輪141、142以外的部件對應的部件，並且省略其說明。
[0117]如圖8A和圖8B所示，每個上葉輪141具有軸部141a和4個葉片部141b，每個下葉輪142具有軸部142a和4個葉片部142b。每個下葉輪142具有與每個上葉輪141相同的形狀，因此省略對每個下葉輪142的形狀的描述。
[0118]軸部141a由上旋轉軸21支承。上葉輪141與上旋轉軸21的旋轉一體地旋轉。
[0119]葉片部141b形成在每個軸部141a的外周上。每個葉片部141b從對應的軸部141a的外周向上旋轉軸21的徑向外側突出，且為沿傳送方向延伸的大致四角稜柱狀部分。每個葉片部141b沿傳送方向的長度與對應的軸部141a沿傳送方向的長度大致相同。葉片部141b以對應的軸部141a的中心為基準以等間隔偏移的相位配置。
[0120]在每個葉輪141的旋轉軌跡的外周和殼體10的內壁12的上側之間形成有間隙(見圖2B所示的間隙C41)。該間隙沿上旋轉軸21的徑向的長度為約5mm，與根據第一實施例的每個5mm槳葉41的情況下一樣。[0121]下遊側葉輪141相對於上遊側葉輪141以偏移的相位配置。上、下葉輪141、142配置成在軸向上的位置彼此對齊地彼此面對，且相面對的各對上、下葉輪141、142位於相互偏移的相位。此外，在上、下旋轉軸21、22旋轉期間，上、下葉輪141、142不會彼此接觸。
[0122]如圖7、圖8A和圖8B所示，在粗混區140內，通過利用上、下旋轉軸21、22的旋轉使上、下葉輪141、142繞軸線旋轉而使粉末和溶劑混合，來生成混合物。
[0123]這樣，上、下葉輪141、142設置在粗混區140內，從而與根據第一實施例的粗混區40相比空間裕度上升(見圖2B)。
[0124]因此，根據第二實施例的電極漿料製造裝置101和電極漿料製造方法能夠在粗混區140內(粗混步驟)進一步抑制負極活性物質的顆粒的破裂和碎落。
[0125]上、下葉輪中的每者的葉片部沿傳送方向延伸；然而，葉片部並不限於該構型。
[0126]亦即，上、下葉輪中的每者的葉片部可如圖9A和圖9B所示的上、下扭轉葉輪143、144的葉片部143b、144b的情況下那樣相對於傳送方向以預定角度傾斜。亦即，上、下葉輪中的每者的葉片部可相對於傳送方向扭轉。
[0127]利用該構型，根據第二實施例的電極漿料製造裝置101能夠基於相對於傳送方向的扭轉取向產生沿傳送方向或沿與傳送方向相反的方向的材料流(見圖9B所示的箭頭)。
[0128]因而，根據第二實施例的電極漿料製造裝置101和電極漿料製造方法能夠在粗混區140內(粗混步驟)使粉末和溶劑有效地混合，從而能有效地潤溼粉末。
[0129]此外，每個葉輪的每個葉片部的形狀不必總是為大致四角稜柱狀。例如，每個葉輪的每個葉片部的形狀可以是圖1OA和圖1OB所示的形狀或圖1lA和圖1lB所示的形狀。
[0130]圖1OA和圖1OB所示的上、下葉輪145、146的葉片部145b、146b與圖8A和圖8B所示的葉片部141b、142b的不同之處在於形成有2個突出部145c、146c。每個下葉輪146的突出部146c具有與每個上葉輪145的突出部145c相同的形狀，因此省略了對該形狀的描述。
[0131]上遊側(圖1OB中的左偵彳)葉輪145的突出部145c從每個葉片部145b的下遊端面(圖1OB中的右端面)朝下遊側部分地突出。上遊側突出部145c從每個葉片部145b的徑向外端部(圖1OB中的上端部)和徑向內側(圖1OB中的下側)突出。
[0132]下遊側(圖1OB中的右側)葉輪145的突出部145c從每個葉片部145b的上遊端面(圖1OB中的左端面)朝上遊側部分地突出。下遊側突出部145c從每個葉片部145b的上遊端面的徑向外側(圖1OB中的上側)和徑向內端部(圖1OB中的下端部)突出。
[0133]亦即，上遊側和下遊側突出部145c從葉片部145b的相面對的端面的不同部分分別突出以便在配置於同一相位時不會彼此接觸。
[0134]在圖1OB中，為了方便說明，上遊側和下遊側突出部145c位於彼此相同的相位?』然而，實際上，上遊側和下遊側突出部145c位於相互偏移的相位。
[0135]上、下葉輪145、146配置成在軸向上的位置彼此對齊地彼此面對，並且相面對的各對上、下葉輪145、146位於相互偏移的相位。此外，在上、下旋轉軸21、22旋轉期間，上、下葉輪145、146不會彼此接觸。
[0136]利用該構型,上葉輪145能夠利用突出部145c使位於上遊側和下遊側葉輪145之間的粉末和溶劑移動到別的位置，並且下葉輪146能夠利用突出部146c使位於上遊側和下遊側葉輪146之間的粉末和溶劑移動到別的位置。亦即，根據第二實施例的電極漿料製造裝置101能夠防止粉末和溶劑滯留在上遊側和下遊側葉輪145之間或上遊側和下遊側葉輪146之間。
[0137]因而，根據第二實施例的電極漿料製造裝置101和電極漿料製造方法能夠在粗混區140內(粗混步驟)使粉末和溶劑有效地混合，從而能有效地潤溼粉末。
[0138]圖1lA和圖1lB所示的上葉輪147的8個葉片部147b以對應軸部147a的中心為基準以等間隔偏移的相位形成在該軸部147a的外周上。每個上葉輪147的每個葉片部147b的徑向外端部隨著該徑向外端部的一部分朝下遊側(圖1lB中的右側)移行而向上旋轉軸21的徑向外側突出。
[0139]圖1IA和圖1lB所示的下葉輪148的8個葉片部148b以對應軸部148a的中心為基準以等間隔偏移的相位形成在該軸部148a的外周上。每個下葉輪148的每個葉片部148b的徑向外端部隨著該徑向外端部的一部分朝上遊側(圖1lB中的左側)移行而向下旋轉軸22的徑向外側突出。
[0140]在圖1lA和圖1lB中，混煉室111是這樣形成的，使得當沿傳送方向看去時兩個正圓的半徑比圖8A和圖8B所示的混煉室11的正圓的半徑大。因此，每個葉片部147b的下遊端部的突出尺寸和每個葉片部148b的上遊端部的突出尺寸比圖8A和圖SB所示的每個葉片部141b的突出尺寸大。
[0141]因而，如圖11A、圖1lB和圖12所示，在殼體110的內壁112的上側和每個上葉輪147的旋轉軌跡的外周R147的下遊端部之間形成有間隙。該間隙沿上旋轉軸21的徑向的長度為約5mm,與根據第一實施例的每個5mm槳葉41的情況下一樣。此外，在殼體110的內壁112的下側和每個下葉輪148的旋轉軌跡的外周R148的上遊端部之間形成有間隙。該間隙沿下旋轉軸22的徑向的長度為約5_，與根據第一實施例的每個5_槳葉41的情況下一樣。
[0142]在殼體110的內壁112的上側和每個葉輪147的旋轉軌跡的外周R147的上遊端部之間以及殼體110的內壁112的下側和每個葉輪148的旋轉軌跡的外周R148的下遊端部之間形成有能藉以使粉末和溶劑混合的間隙(例如，約7mm)。
[0143]上、下葉輪147、148配置成在軸向上的位置彼此對齊地彼此面對，並且相面對的各對上、下葉輪147、148配置在同一相位。在上、下葉輪147、148的旋轉軌跡的外周R147、R148之間沿上、下方向形成有比較大的間隙。亦即，在上、下旋轉軸21、22旋轉期間，上、下葉輪147、148不會彼此接觸。
[0144]葉輪147、148的旋轉軌跡的外周R147、R148之間的間隙被設定為約5mm，與殼體110的內壁112和旋轉軌跡的每個外周R147、R148中的每者之間的間隙的情況下一樣。
[0145]利用該構型，上、下葉輪147、148均能夠增加其旋轉軌跡的面積，且能夠增加在上、下葉輪147、148之間移動的粉末和溶劑的量(見圖12所示的箭頭)。
[0146]因而，根據第二實施例的電極漿料製造裝置101和電極漿料製造方法能夠在粗混區140內(粗混步驟)使粉末和溶劑有效地混合，從而能有效地潤溼粉末。
[0147]這樣，上、下葉輪141至148由上、下旋轉軸21、22支承，並用作使粉末和溶劑混合的粗混部。
[0148]在粗混區40內，不必總是在殼體10的內壁12和粗混部(上、下5mm槳葉41、42)的旋轉軌跡的外周之間形成約5mm的間隙。在粗混區140內，不必總是在殼體110的內壁112和粗混部(上、下葉輪141至148)的旋轉軌跡的外周之間形成約5mm的間隙。亦即，粗混部僅需在殼體10的內壁12和旋轉軌跡的外周之間或殼體110的內壁112和旋轉軌跡的外周之間形成間隙、使得該間隙大到不會向粉末施加高剪切力且該間隙小到能使粉末和溶劑混合即可。
[0149]具體地，粗混部僅需在殼體10的內壁12和旋轉軌跡的外周之間或殼體110的內壁112和旋轉軌跡的外周之間形成具有大於或等於3_且小於或等於IOmm的尺寸的間隙。因而，電極漿料製造裝置I能夠防止負極活性物質的顆粒在粗混區40內破裂或碎落，並且電極漿料製造裝置101能夠防止負極活性物質的顆粒在粗混區140內破裂或碎落。
[0150]接下來，將描述使用根據第一實施例的電極漿料製造裝置I和根據第二實施例的電極眾料製造裝置101的實驗結果。
[0151]在實驗中，如圖6和圖13所示，通過使用在粗混區40內設置有6對5mm槳葉41、42和阻力槳葉63、64的電極眾料製造裝置I來製造根據第一實施例的電極眾料。
[0152]在該實驗中，通過使用在粗混區140內設置有圖9A和圖9B所示的2對扭轉葉輪143、144的電極漿料製造裝置101來製造根據第二實施例的電極漿料。
[0153]在該實驗中，通過使用在與圖1所示的粗混區40對應的部分設置有如固煉區60的Imm槳葉61、62的情況那樣構造的Imm槳葉(亦即，未形成粗混區40)的電極眾料製造裝置來製造電極漿料。在下文中，通過使用未形成粗混區40的電極漿料製造裝置而製造的電極漿料稱為「現有的電極漿料」。
[0154]在圖13所不的固煉區欄內，僅記載了設置在固煉區60(在與第一實施例對應的部分的粗混區40)的上遊側的槳葉的類型和槳葉的數目。亦即，在圖13所示的固煉區欄內，沒有記載設置在固煉區60 (根據第一實施例的欄內的粗混區40)的下遊端部的上、下阻力槳葉63、64。
[0155]在該實驗中，通過將上、下旋轉軸21、22中的每個的轉速設定為600rpm並調節電極漿料製造條件(例如，材料注入速度等)以使得各電極漿料製造裝置的平均滯留時間彼此相等來製造電極漿料。各電極漿料製造裝置的平均滯留時間是從粉末和溶劑被注入到殼體10內時到所注入的粉末和溶劑作為電極漿料從殼體10排出時的平均滯留時間。
[0156]在該實驗中，利用微軌道(microtrack)測量各種電極漿料的粒徑分布和粉末在注入到殼體10內之前的粒徑分布。在該實驗中，計算出D50值作為指示粒徑分布的指標。粉末在注入到殼體10內之前的D50值為10.0 μ m。
[0157]如圖13所示，現有的電極漿料的D50值為9.3 μ m。這是由於負極活性物質的顆粒在混煉區50內發生了破裂或碎落。
[0158]另一方面，根據第一實施例的電極眾料的D50值為10.0 μ m。亦即，在根據第一實施例的電極漿料中，D50值與粉末在注入到殼體10內之前的D50值相比未發生變化。根據第二實施例的電極漿料的D50值為9.9 μ m。亦即，在根據第二實施例的電極漿料中，D50值與粉末在注入到殼體10內之前的D50值相比未發生顯著變化。
[0159]如上所述，可見根據第一實施例的電極漿料製造裝置I和根據第二實施例的電極漿料製造裝置101能夠抑制負極活性物質的顆粒的破裂和碎落。
[0160]此外，在該實驗中，利用預定的粘度計測量各種電極漿料的粘度。
[0161]根據第一實施例的電極漿料的粘度為IlOOmPa.S。另一方面，根據第二實施例的電極漿料的粘度為700mPa.S。
[0162]出現這種粘度差異是由於設置在固煉區60內的4對Imm槳葉61、62向混合物施加了高剪切力。
[0163]如上所述，電極漿料製造裝置通過在固煉區內配置多對Imm槳葉等而期望地向混合物施加高剪切力。因而，電極漿料製造裝置能夠降低電極漿料的粘度。
[0164]接下來，將描述根據第三實施例的電極漿料製造裝置201和電極漿料製造方法。
[0165]如圖14所示，根據第三實施例的電極漿料製造裝置201構造成如此設定電極漿料製造條件，使得上、下旋轉軸21、22充分旋轉且然後將混合物從粗混區240傳送到固煉區60。
[0166]根據第三實施例的電極漿料製造裝置201由與根據第一實施例的電極漿料製造裝置I的部件相同的部件構成。因此，相似的附圖標記表示與根據第一實施例的電極漿料製造裝置I的除粗混區240以外的部件對應的部件，並省略其說明。
[0167]下文將描述設定電極漿料製造條件的程序。
[0168]根據第三實施例的電極漿料製造裝置201如此設定電極漿料製造條件，使得上、下旋轉軸21、22中的每個在粗混區240的平均滯留時間內的累積迴轉數Rl大於或等於300。在下文中，上、下旋轉軸21、22中的每個在粗混區240的平均滯留時間內的累積迴轉數Rl稱為「粗混區240內的累積迴轉數R1」。
[0169]首先，根據第三實施例的電極漿料製造裝置201利用以下數學式(I)計算電極漿料製造裝置201的平均滯留時間T (min)以便設定粗混區240內的累積迴轉數R1。
[0170]T=CXA/B (I)
[0171]這裡，C表示材料充填率(％)，A表示殼體內的有效體積(升)，B表示材料注入速度(g/min)。電極漿料製造裝置201的平均滯留時間T是從粉末和溶劑被注入到殼體10內時到所注入的粉末和溶劑作為電極漿料從殼體10排出時的平均滯留時間。
[0172]在製造電極漿料時預先為材料充填率C設定恆定值。通過從殼體10內的容積減去上、下旋轉軸21、22在混煉室11內的體積和由上、下旋轉軸21、22支承的部件(例如，上、下進給螺杆31、32，上、下5mm槳葉41、42等)的體積來獲得殼體內的有效體積A。通過將粉末密度乘以注入體積速度(升/min)來獲得材料注入速度B。
[0173]利用電極漿料製造裝置201的平均滯留時間T由以下數學式(2)確定粗混區240內的累積迴轉數Rl。
[0174]R1=RXTXL1/L (2)
[0175]這裡，R表示上、下旋轉軸21、22中的每個的轉速(rpm)，LI表示粗混區240沿傳送方向的長度(mm)，L表示從注入區30沿傳送方向到返回區90的長度(mm)。
[0176]粉末和溶劑並不實質地滯留在混煉室11中設置有螺杆31、32、71、72、81、82、91、92的部分。因此，長度L和長度LI均不包括螺杆31、32、71、72、81、82、91、92沿傳送方向的長度。
[0177]根據第三實施例的電極漿料製造裝置201如此設定電極漿料製造條件，使得由以上數學式(2)確定的粗混區240內的累積迴轉數Rl大於或等於300。亦即，在第三實施例中，電極漿料製造條件包括上、下旋轉軸21、22中的每個的轉速R、粗混區240沿傳送方向的長度L1、從注入區30沿傳送方向到返回區90的長度L、殼體內的有效體積A和材料注入速度B。
[0178]利用該構型，根據第三實施例的電極漿料製造裝置201和電極漿料製造方法能夠防止混合物在粉末被充分潤溼之前傳送到固煉區60。亦即，根據第三實施例的電極漿料製造裝置201和電極漿料製造方法能夠在高剪切力施加於混合物之前充分地潤溼粉末，從而能抑制負極活性物質的顆粒的破裂和碎落。
[0179]通過例如控制連接到上、下旋轉軸21、22的驅動裝置來調節上、下旋轉軸21、22中的每個的轉速R。
[0180]通過例如改變設置在粗混區240內的上、下5mm槳葉41、42的對數來調節粗混區240沿傳送方向的長度LI。
[0181]通過例如改變殼體10的內部形狀來調節從注入區30沿傳送方向到返回區90的長度L。
[0182]通過例如改變由上、下旋轉軸21、22支承的部件或改變殼體10的內部形狀來調節殼體內的有效體積A。
[0183]通過例如控制聯接到殼體10的粉末注入口 13並供給粉末的裝置來調節材料注入速度B。
[0184]接下來，將描述使用根據第三實施例的電極漿料製造裝置201的實驗結果。
[0185]如圖15所示，在實驗中，通過改變設置在粗混區240內的上、下5mm槳葉41、42的對數，來調節粗混區240沿傳送方向的長度LI等，並調節粗混區240內的累積迴轉數R1。在該實驗中，在以下4種情形下分別形成粗混區240，並製造根據第三實施例的電極漿料。
[0186]在情形I中，在粗混區240內設置有6對5mm槳葉41、42和阻力槳葉63、64，將粗混區240內的累積迴轉數Rl調節為1800，然後製造電極漿料(見圖6)。
[0187]在情形2中，在粗混區240內設置有3對5mm槳葉41、42，將粗混區240內的累積迴轉數Rl調節為900，然後製造電極漿料。此外，在情形2中，在固煉區60內設置有3對Imm槳葉61,62和阻力槳葉63、64。
[0188]在情形3中，在粗混區240內設置有2對5mm槳葉41、42，將粗混區240內的累積迴轉數Rl調節為600，然後製造電極漿料(見圖14)。此外，在情形3中，在固煉區60內設置有4對Imm槳葉61、62和阻力槳葉63、64。
[0189]在情形4中，在粗混區240內設置有一對5mm槳葉41、42，將粗混區240內的累積迴轉數Rl調節為300，然後製造電極漿料。此外，在情形4中，在固煉區60內設置有5對Imm槳葉61,62和阻力槳葉63、64。
[0190]在該實驗中，如在用於根據第一實施例的電極漿料和根據第二實施例的電極漿料的實驗的情況下那樣，通過使用未形成粗混區的電極漿料製造裝置來製造現有的電極漿料。亦即，在第三實施例中，現有的電極漿料是通過將粗混區240內的累積迴轉數Rl調節為O而製造的電極漿料，並且對應於根據第三實施例的電極漿料的比較示例。
[0191]在圖15所示的固煉區欄內，僅記載了設置在固煉區60(在與情形I對應的部分的粗混區240)的上遊側的槳葉的類型和槳葉的對數。亦即，在圖15所示的固煉區欄內，沒有記載設置在固煉區60 (根據情形I的欄內的粗混區240)的下遊端部的上、下阻力槳葉63、64。
[0192]在該實驗中，按照與用於根據第一實施例的電極漿料和根據第二實施例的電極漿料的實驗相似的程序計算出D50值。
[0193]根據情形I至情形4的電極漿料的D50值分別為10.0 μ m、9.9 μ m、9.8 μ m、9.5 μ m。另一方面，現有的電極漿料的D50值為9.3 μ m。
[0194]亦即，隨著粗混區240內的累積迴轉數Rl增大，電極漿料的D50值接近粉末在注入到殼體10內之前的D50值(ΙΟμπι)。此外，可見根據第三實施例的電極漿料製造裝置201能夠通過將粗混區240內的累積迴轉數Rl設定為300或更大來抑制負極活性物質的顆粒的破裂和碎落。
[0195]在根據第三實施例的電極漿料製造裝置201中，通過上、下5mm槳葉形成粗混區；然而，粗混區並不限於該構型。亦即，根據第三實施例的電極漿料製造裝置201可利用根據第二實施例的葉輪141至148形成粗混區(見圖8A、圖8B至圖1lA和圖11B)。
[0196]接下來，將描述根據第四實施例的電極漿料製造裝置301和電極漿料製造方法。
[0197]如圖7和圖16所示，根據第四實施例的電極漿料製造裝置301與根據第二實施例的電極漿料製造裝置101的不同之處在於在粗混區340的下遊側設置有上、下返回螺杆343,344ο
[0198]因此，在以下描述中，附圖標記表示與根據第二實施例的電極漿料製造裝置101的除粗混區340和上、下返回螺杆343、344以外的部件對應的部件，並且省略其說明。
[0199]上、下返回螺杆343、344與返回區90的返回螺杆91、92類似地構造而成，以下除外:上、下返回螺杆343、344配置在粗混區340的下遊側且沿傳送方向的長度短。上、下返回螺杆343、344以比用於傳送粉末和溶劑的力弱的力回推粉末和溶劑(混合物)。
[0200]利用該構型，根據第四實施例的電極漿料製造裝置301能夠利用上、下返回螺杆343,344的旋轉推回通過使上、下葉輪141、142旋轉而混合的粉末和溶劑。
[0201]因而，根據第四實施例的電極漿料製造裝置301和電極漿料製造方法能夠防止混合物在粉末被充分潤溼之前傳送到固煉區60。亦即，根據第四實施例的電極漿料製造裝置301和電極漿料製造方法能夠在高剪切力施加於混合物之前充分地潤溼粉末，從而能抑制負極活性物質的顆粒的破裂和碎落。
[0202]這樣，上、下返回螺杆343、344由上、下旋轉軸21、22支承在上、下葉輪141、142的下遊側，並用作通過旋轉來抑制向下遊側傳送粉末和溶劑的抑制部。
[0203]在粗混區340內，僅需抑制彼此混合的粉末和溶劑向相對於上、下返回螺杆343、344的下遊側傳送。
[0204]例如，當在粗混區340內設置有2對上、下葉輪141、142時，上、下返回螺杆343、344僅需配置在一對上遊側葉輪141、142和一對下遊側葉輪141、142之間或2對上、下葉輪141,142的下遊側。亦即，在粗混區340內設置有2對或更多對上、下葉輪141、142的情況下，相對於各對上、下葉輪141、142的下遊側意味著至少一對上、下葉輪141、142的下遊側。
[0205]接下來，將描述使用根據第四實施例的電極漿料製造裝置301的實驗結果。
[0206]在實驗中，通過使用根據第四實施例的上述電極漿料製造裝置301 (亦即，如圖16所示地構造的電極漿料製造裝置301)來製造根據第四實施例的電極漿料。
[0207]如圖17所示，在該實驗中，與用於根據第一實施例的電極漿料和根據第二實施例的電極漿料的實驗的情況下一樣，通過使用未形成粗混區的電極漿料製造裝置來製造現有的電極漿料。[0208]在圖17所示的固煉區欄內，僅記載了設置在固煉區60的上遊側的槳葉的類型和槳葉的對數。亦即，在圖17所示的固煉區欄內，沒有記載設置在固煉區60的下遊端部的上、下阻力槳葉63、64。
[0209]在該實驗中，按照與用於根據第一實施例的電極漿料和根據第二實施例的電極漿料的實驗相似的程序計算出D50值。
[0210]根據第四實施例的電極漿料的D50值為10.0 μ m。亦即，在根據第四實施例的電極漿料中，D50值與粉末在注入到殼體10內之前的D50值(IOym)相比未發生變化。
[0211]如上所述，可見根據第四實施例的電極漿料製造裝置301能夠抑制負極活性物質的顆粒的破裂和碎落。
[0212]設置在粗混區340內的抑制部不必一定是返回螺杆343、344。例如，抑制部可以是扭轉葉輪345、346 (見圖18)、阻力槳葉347、348 (見圖19)等。扭轉葉輪345、346能夠向上遊側推回粉末和溶劑。阻力槳葉347、348與固煉區60的阻力槳葉63、64類似地構造而成。此外，可通過返回螺杆343、344、扭轉葉輪345、346和阻力槳葉347、348的任意組合來構成抑制部。
[0213]如果在粗混區340內設置阻力槳葉347、348，則粉末由於殼體10的內壁12和每個阻力槳葉347、348之間的微小間隙以及阻力槳葉347、348之間的微小間隙而難以通過阻力槳葉347、348。因此，根據第四實施例的電極漿料製造裝置301能夠抑制粉末向下遊側傳送。
[0214]當根據第一實施例至第四實施例的電極漿料製造裝置1、101、201、301和電極漿料製造方法也製造用於正極的電極漿料時，如製造用於負極的電極漿料的情況下那樣，能防止正極活性物質的顆粒的破裂和碎落。因而，在同樣製造用於正極的電極漿料時，根據第一實施例至第四實施例的電極漿料製造裝置1、101、201、301和電極漿料製造方法能夠確保電池特性與所設計的一致。
【權利要求】
1.一種電極漿料製造裝置，其特徵在於包括: 中空的外部構件(10)，所述外部構件限定有注入區、粗混區和混煉區，所述粗混區位於所述注入區和所述混煉區之間； 兩個旋轉軸(21，22)，所述旋轉軸在所述旋轉軸(21，22)以預定的間隔彼此平行地定位的狀態下由所述外部構件(10)支承； 傳送部，所述傳送部由所述旋轉軸(21，22)支承在所述外部構件(10)的內部，所述傳送部構造成在所述注入區內利用所述傳送部的旋轉向傳送方向上的下遊側傳送被分別注入的粉末和溶劑； 粗混部，所述粗混部由所述旋轉軸(21，22)支承在所述外部構件(10)的內部，所述粗混部構造成通過利用所述粗混部的旋轉不向所述粉末施加高於或等於預定剪切力的剪切力而使所述粉末和所述溶劑在所述粗混區內混合，來生成混合物；和 混煉部，所述混煉部由所述旋轉軸(21，22)支承在所述外部構件(10)的內部，所述混煉部構造成在所述混煉區內通過利用所述混煉部的旋轉向所述混合物施加比在所述粗混區內施加的剪切力高的剪切力而混煉所述混合物，來製造電極漿料。
2.根據權利要求1所述的電極漿料製造裝置，其中 所述粗混部的旋轉軌跡的外周和所述外部構件(10)的內壁之間的間隙大於或等於3mm且小於或等於10_。
3.根據權利要求1或2所述的電極漿料製造裝置，其中 每個所述旋轉軸(21，22 )在所述粉末和所述溶劑在所述粗混區內的平均滯留時間內的累積迴轉數被設定為300或更大。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的電極漿料製造裝置，還包括: 抑制部，所述抑制部在所述粗混區內由所述旋轉軸(21，22)支承在所述粗混部在所述傳送方向上的下遊側，所述抑制部構造成通過旋轉來抑制向所述傳送方向上的下遊側傳送所述粉末和所述溶劑。
5.一種電極漿料製造方法，其特徵在於包括: 注入步驟，所述注入步驟將粉末和溶劑分別注入到中空的外部構件(10)中，並利用兩個旋轉軸(21，22)的旋轉向傳送方向上的下遊側傳送所述粉末和所述溶劑，所述旋轉軸在所述旋轉軸(21，22)以預定的間隔彼此平行地定位的狀態下由所述外部構件(10)支承； 粗混步驟，所述粗混步驟通過利用所述旋轉軸(21，22)的旋轉不向所述粉末施加高於或等於預定剪切力的剪切力而使所述粉末和所述溶劑混合，來生成混合物；以及 混煉步驟，所述混煉步驟通過利用所述旋轉軸(21，22)的旋轉向所述混合物施加比在所述粗混步驟中施加的剪切力高的剪切力而混煉所述混合物，來製造電極漿料。
【文檔編號】H01M4/1391GK103682252SQ201310396077
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月4日 優先權日:2012年9月6日
【發明者】河野貴志 申請人:豐田自動車株式會社