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浆料保管装置、浆料制造系统及浆料保管方法与流程

2022-06-09 01:28:11 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及一种浆料保管装置、浆料制造系统及浆料保管方法。更详细而言,本发明涉及一种以含有高镍材料的水系浆料为对象的浆料保管装置、浆料制造系统及浆料保管方法。


背景技术:

2.随着笔记本电脑或平板电脑等可携式电子设备的普及,二次电池的需求日益增加。作为这样的二次电池,广泛使用具有高能量密度、工作电压高、能够小型化、轻型化的锂离子二次电池。
3.通常,锂离子二次电池为使用锂离子作为负责导电的离子的二次电池(蓄电池),例如是指被称为锂离子电池、锂二次电池、锂固态电池、锂聚合物电池、锂凝胶电池等的蓄电设备。
4.作为用于这样的锂离子二次电池的正极活性物质,如非专利文献1所记载,已知有包含镍、钴、锰等过渡金属的锂过渡金属复合氧化物。
5.锂过渡金属复合氧化物中的尤其是镍含有率高的被称为高镍材料,其作为能够稳定地输出高电容量的正极活性物质而受到关注。
6.另一方面,在制作二次电池的电极时,将浆料化(使固体悬浮在作为溶剂或分散介质的液体中而成的泥状悬浮液或糊剂)的正极活性物质(涂布于集电体表面上,但在制作浆料时主要使用有机溶剂。然而,近年来,从环保等方面考虑,有关有机溶剂的使用的标准(排放标准)变得更加严格,为了满足排放标准而进行的处理所需的成本也趋于增加。因此,从减少环境负担及降低制造成本的方面考虑,要求减少有机溶剂的使用。
7.例如,在专利文献1中,作为电极制造用浆料记载了将包含特定的粘合剂成分的水溶液和可电化学活化的化合物(包含正极活性物质)混合而成的水系浆料。
8.以往技术文献
9.专利文献
10.专利文献1:日本特开2013-38074号公报
11.非专利文献
12.非专利文献1:向井孝志著,“下一代电池用电极材料的高能量密度、高输出化”,株式会社技术情报协会,2017年11月30日,第1章第1节,p.3-12


技术实现要素:

13.发明要解决的技术课题
14.在制作二次电池的电极时,有时会因生产计划等而在制备浆料之后无法立即实施涂布工序。此时,有时采取如下应对,即,暂时保管制备出的浆料之后再提供到涂布工序中。
15.另一方面,本发明人等发现,在保管水系浆料(以水为溶剂或分散介质的糊剂)时,尤其是保管含有高镍材料的水系浆料时,浆料的ph值会随着时间的经过而上升,这会导致
浆料的物性发生变化。若浆料的ph值上升,则会出现在下一工序(即,涂布工序)中涂布了浆料的集电体被腐蚀的问题。并且,若浆料的物性发生变化,则会产生对集电体的涂布本身变得困难的问题。
16.水系浆料通常被认为在制备浆料时浆料的主要成分(正极活性物质)和水应充分混合,但根据本发明人等的见解可知,制备出的水系浆料会随着时间的经过而碱化。因此,如专利文献1中记载的水系浆料需要在适当的条件下进行保管。
17.本发明提供一种能够适当地保管水系浆料中的尤其是含有高镍材料的水系浆料的浆料保管装置、浆料制造系统及浆料保管方法。
18.用于解决技术课题的机构
19.本发明人对上述问题进行了深入研究,其结果发现:若对保持浆料的保持机构设置抑制浆料的ph值上升的ph值上升抑制机构,则能够适当地保管水系浆料中的尤其是含有高镍材料的水系浆料,从而完成了本发明。
20.即,本发明为以下的浆料保管装置、浆料制造系统及浆料保管方法。
21.为了解决上述问题,本发明提供一种浆料保管装置,其保管使用混合粉体和溶剂的分散装置制备出的含有高镍材料的水系浆料,其特征在于,包括:保持机构,其保持含有高镍材料的水系浆料;及ph值上升抑制机构,其抑制含有高镍材料的水系浆料的ph值上升。
22.根据本发明的浆料保管装置,通过设置抑制含有高镍材料的水系浆料的ph值上升的ph值上升抑制机构,能够抑制保持于保持机构内的含有高镍材料的水系浆料的基于经时变化的碱化(ph值上升),从而能够抑制浆料的物性发生变化。由此,能够长期稳定地保管含有高镍材料的水系浆料。
23.并且,作为本发明的浆料保管装置的一实施方式,具有如下特征:ph值上升抑制机构具备供给加压气体的加压机构。
24.本发明人等经研究发现,保持机构内的浆料与外部气体中的水分接触就会被碱化。另一方面,根据该特征,能够抑制外部气体流入保持机构内。由此,保持机构内的浆料不会与外部气体中的水分发生反应,能够容易抑制浆料的ph值上升,能够容易进行含有高镍材料的水系浆料的稳定的保管。
25.并且,作为本发明的浆料保管装置的一实施方式,具有如下特征:加压机构所供给的加压气体为包含二氧化碳(碳酸气体)的气体。
26.根据该特征,除了抑制外部气体流入保持机构内以外,在容纳于保持机构内的浆料表面上产生二氧化碳(碳酸气体、co2)溶解于水中而产生的酸成分和浆料内的碱成分的中和反应(2lioh co2→
li2co3 h2o)。由此,能够更加可靠地抑制浆料被强碱化(ph值超出10的现象)。
27.并且,作为本发明的浆料保管装置的一实施方式,具有如下特征:ph值上升抑制机构具备供给干燥空气的干燥空气供给机构。
28.根据该特征,能够减少存在于保持机构内的气体中的水分。由此,能够抑制保持机构内的浆料和气体中的水分发生反应,从而能够容易抑制浆料的ph值上升,能够容易进行含有高镍材料的水系浆料的稳定的保管。
29.并且,作为本发明的浆料保管装置的一实施方式,具有如下特征:ph值上升抑制机构具备减压机构。
30.根据该特征,通过将保持机构内减压,能够去除保持机构内的气体成分。并且,通过去除该气体成分,能够减少保持机构内的气体中的水分。由此,能够抑制保持机构内的浆料和水分发生反应,从而能够容易抑制浆料的ph值上升,能够容易进行含有高镍材料的水系浆料的稳定的保管。
31.另外,通过使用真空泵等作为减压机构而使保持机构内成为真空状态,能够进一步抑制ph值上升。
32.并且,作为本发明的浆料保管装置的一实施方式,具有如下特征:保持机构上设置有压力传感器及根据压力传感器的值来调整保持机构内的压力的压力调整机构。
33.根据该特征,通过设置测量保持机构内的压力的机构和根据其值来调整压力的机构,能够迅速应对与浆料的保管有关的维护管理,并且能够更加可靠地进行含有高镍材料的水系浆料的稳定的保管。并且,还具有能够将与浆料的保管有关的维护管理本身自动化的效果。
34.为了解决上述问题,本发明的浆料制造系统的特征在于,具备上述浆料保管装置和制备含有高镍材料的水系浆料的分散装置。
35.根据该浆料制造系统,能够在抑制浆料的碱化和物性变化的状态下稳定地保管使用分散装置制备出的浆料,直至转移到下一工序(涂布工序)为止。由此,容易保管及处理含有高镍材料的水系浆料,在制造锂离子二次电池的整个过程中能够减少环境负担或降低制造成本等。
36.为了解决上述问题,本发明提供一种浆料保管方法,其用于保管使用混合粉体和溶剂的分散装置制备出的含有高镍材料的水系浆料,其特征在于,包括如下步骤:保持步骤,其保持含有高镍材料的水系浆料;及ph值上升抑制步骤,其抑制含有高镍材料的水系浆料的ph值上升。
37.根据该浆料保管方法,通过抑制含有高镍材料的水系浆料的ph值上升的ph值上升抑制步骤,能够抑制在保持步骤中保持的含有高镍材料的水系浆料的基于经时变化的碱化,从而能够抑制浆料的物性发生变化。由此,能够长期稳定地保管含有高镍材料的水系浆料。
38.发明效果
39.根据本发明,提供一种能够适当地保管水系浆料中的尤其是含有高镍材料的水系浆料的浆料保管装置、浆料制造系统及浆料保管方法。
附图说明
40.图1是表示本发明的第1实施方式的浆料制造系统的结构的概略说明图。
41.图2a是表示本发明的第1实施方式的浆料保管装置的结构的概略说明图。
42.图2b是表示本发明的第1实施方式的浆料保管装置的另一例子的概略说明图。
43.图2c是表示本发明的第1实施方式的浆料保管装置的又一例子的概略说明图。
44.图3是表示本发明的第1实施方式的浆料制造系统及浆料保管装置的另一例子的概略说明图。
45.图4是表示使用本发明的第1实施方式的浆料保管装置来保管了含有高镍材料的水系浆料时的ph值的经时变化的曲线图。
46.图5是表示本发明的第2实施方式的浆料保管装置的结构的概略说明图。
具体实施方式
47.以下,参考附图对本发明所涉及的浆料保管装置、浆料制造系统及浆料保管方法进行详细说明。
48.另外,实施方式中记载的浆料保管装置及浆料制造系统仅为用于说明本发明所涉及的浆料保管装置及浆料制造系统的示例,其并不只限于此。另外,关于本发明的浆料保管方法的说明,用以下浆料保管装置的结构及操作的说明来代替。
49.作为本发明的保管对象(即,浆料s),可举出:包含用作锂离子二次电池的正极活性物质的锂过渡金属复合氧化物的水系浆料,尤其是包含含锂的过渡金属复合氧化物中的镍含量高故被称为高镍材料的水系浆料。
50.另外,在本发明中,高镍材料是指:在将正极活性物质中的过渡金属元素设为1的情况下,含有超出0.5的锂的层状氧化物系材料。通常,关于含有小于0.5的ni的正极活性物质,使用碳酸锂和过渡金属氢氧化物等作为原材料而在空气中进行烧成来生产。因此,正极活性物质中几乎不含高反应性的氢氧化锂。另一方面,关于含有0.5以上的ni的正极活性物质,使用高反应性的氢氧化锂和过渡金属氢氧化物或过渡金属羟基氧化物等作为原材料而在氧气中进行烧成来生产。因此,正极活性物质中包含大量的高反应性的氢氧化锂。并且,含有0.5以上的ni的正极活性物质容易通过质子交换反应而产生氢氧化锂。因此,关于这样的高镍材料,在以水作为溶剂或分散介质而制备了水系浆料的情况下,保管中,随着时间经过其容易被碱化。
51.作为高镍材料,例如可举出linio2、li(ni
0.6
co
0.4
)o2、li(ni
0.8
co
0.2
)o2、li(ni
0.8
co
0.15
al
0.05
)o2、li(ni
0.6
co
0.2
mn
0.2
)o2、li(ni
0.8
co
0.1
mn
0.1
)o2及li(ni
0.9
co
0.05
mn
0.05
)o2等。另外,也可以使用构成高镍材料的原子位置的一部分被其他原子置换的材料。例如,可举出:锂原子位置的一部分被其他碱金属原子置换的材料、高镍材料的氧原子位置的一部分被氟原子置换的材料、高镍材料的过渡金属原子位置的一部分被铝原子置换的材料等。
52.即,本发明的高镍材料可举出:由组成式liaabnicmdaleoffg(0<a≤1,0≤b<1,0.5≤c≤1,0≤d≤0.5,0≤e≤0.5,1<f≤2,0≤g<1,a b=1,c d e=1,f g=2,a=na、k、rb,m=co、mn、fe、ti、zr、nb、mo、w)表示的材料。
53.〔第1实施方式〕
54.(浆料制造系统)
55.图1是表示本发明的第1实施方式的浆料制造系统的结构的概略说明图。
56.如图1所示,浆料制造系统100具备分散装置1和浆料保管装置2a。
57.本实施方式的浆料制造系统100构成为,首先在分散装置1中制备浆料s,接着将所制备的浆料s保管于浆料保管装置2a中。然后,在需要实施下一工序(主要是涂布工序)时将保管的浆料s从浆料保管装置2a转移到下一工序的实施处。
58.(分散装置)
59.分散装置1只要是能够制备含有高镍材料的水系浆料作为浆料s的装置即可,装置结构的细节并不受特别限定。另外,本实施方式的分散装置1是指:能够至少混合固体(粉体)及液体(溶剂)来制备出粒状固体物和液体的混合物(即浆料)的装置,其包括被称为混
合装置或混炼装置等的装置。另外,如后述,本实施方式的分散装置1更优选构成为还能够混合气体。由此,能够抑制制备时浆料s被碱化。
60.作为投入于分散装置1的浆料s的原料,除了有用于锂离子二次电池的正极活性物质的粉体(以下,简称为“粉体p”)和溶剂w(水)以外,例如还可举出粘合剂或导电材料等。在此,作为正极活性物质,优选使用作为高镍材料而已知的锂过渡金属复合氧化物。并且,粘合剂和导电材料等可以根据需要而适当使用,而关于具体物质则并不受特别限定,可以使用水系浆料的制备中公知的物质。
61.并且,制备浆料s时也可以向分散装置1供给二氧化碳(碳酸气体)或惰性气体等气体。尤其,优选向分散装置1供给包含二氧化碳(碳酸气体)的气体。更优选为,向分散装置1仅供给二氧化碳(碳酸气体)。由此,能够中和制备含有高镍材料的水系浆料时产生的氢氧化锂,从而能够抑制含有高镍材料的水系浆料在制备过程中被强碱化。
62.在不含高镍材料的情况下,浆料中不含氢氧化锂,因此若供给二氧化碳(碳酸气体),则水系浆料的ph值会降低(ph值小于5),有时会导致过渡金属被酸溶解。关于这种过渡金属被溶解的浆料,可能会导致在充放电时金属再析出。并且,正极活性物质的放电容量小,无法获得稳定的循环特性,因此不优选。
63.另外,ph值为表示氢离子浓度的指标。即,小于7时成为酸性,超出7时成为碱性。在本技术中,ph值为由ph计测定的值,但作为其他方法,也可以通过指示剂法等来判断ph值。
64.图1中示出了具备粉体供给部10、搅拌槽11、循环用送液泵12及分散部13的分散装置1。另外,图1所示的分散装置1表示本实施方式的分散装置1的一例,其并不只限于图1所示的结构。
65.粉体供给部10用于将浆料s的原料中的固体成分(粉体p)投入到分散部13中。
66.关于粉体供给部10的结构,可以使用将固体成分投入到分散装置中的公知的结构,其并不受特别限定。作为粉体供给部10的一例,例如如图1所示,可以构成为如下:设置具有上部开口部及下部开口部的料斗10a,并且从上部开口部投入粉体p而从下部开口部经由管道l1向分散部13供给粉体p。
67.另外,在粉体供给部10及管道l1上也可以设置各种附带机构。作为这种附带机构,除了有用于搅拌粉体供给部10内的粉体p的搅拌机构和用于从粉体供给部10内向分散部13定量供给粉体p的定量供给机构以外,例如还可举出用于去除附着于粉体供给部10内的粉体p的振动器或喷射器(kicker)等。
68.搅拌槽11用于将浆料s的原料中的液体成分(溶剂w)供给至分散部13。并且,搅拌槽11与分散部13循环连接,并且能够储存所制备的浆料s。
69.作为搅拌槽11的结构,可以使用分散装置中作为供给液体成分及储存浆料的结构而公知的结构,其并不受特别限定。作为搅拌槽11的一例,例如如图1所示,可以构成为如下:具备槽主体11a和位于槽主体11a的内部的搅拌装置11b,并经由管道l2及管道l3与分散部13循环连接。并且,在槽主体11a上还设置有用于从外部供给溶剂w(水)的管道l4及用于将槽主体11a内的内容物(溶剂w或浆料s)排放到系统外的管道l5。
70.另外,搅拌槽11还可以兼作浆料保管装置2a的保持机构3。关于兼用浆料保管装置2a的保持机构3和搅拌槽11的说明,将在后面叙述。
71.循环用送液泵12用于控制分散装置1内的溶剂w及浆料s的流动方向从而调整流
量。
72.作为循环用送液泵12,例如如图1所示,可以构成为如下:在管道l2上设置能够抽吸搅拌槽11内的溶剂w及浆料s输送至分散部13的泵。由此,溶剂w及浆料s能够在搅拌槽11与分散部13之间循环,能够重复进行分散部13中的分散处理,因此能够使粉体p均匀地分散于溶剂w中。
73.分散部13用于进行固体成分(粉体p)和液体成分(溶剂w)的混合及分散处理从而制备浆料s。
74.作为分散部13,例如可以使用:具备利用超音波进行分散的结构的装置、具备行星式搅拌机或双轴混炼机等利用剪切力进行分散的结构的装置、具备利用气蚀和剪切力进行分散的结构的装置等。另外,从无需进行混炼工序且不易产生正极活性物质的过度粉碎的观点出发,更优选使用具备利用气蚀和剪切力进行分散的结构的装置。作为利用气蚀和剪切力进行分散的装置,例如可举出市面上销售的日本斯频德制造株式会社(nihon spindle manufacturing co.,ltd.)制造的“jet paster(注册商标)”等。
75.粉体p及溶剂w分别从粉体供给部10及搅拌槽11经由管道l1及管道l2供给至分散部13。
76.另外,向分散部13供给粘合剂或导电材料等的机构并不受特别限定。例如,可以采用如下方式:与粉体p一起从粉体供给部10经由管道l1供给、或先供给至搅拌槽11而与溶剂w混合之后经由管道l2供给等。
77.在分散部13中制备出的浆料s可以经由管道l3循环至搅拌槽11,也可以经由管道l6供给至浆料保管装置2a。并且,搅拌槽11内的浆料s同样可以经由管道l2循环至分散部13,也可以从管道l2或管道l5的一部分分支后供给至浆料保管装置2a。
78.关于在制备出浆料s之后使其在分散装置1内循环还是将其供给至浆料保管装置2a等浆料s供给目的地的判断,可以根据浆料s的制备量或制备条件来适当地进行。例如,可以以分散部13的驱动时间或粉体p的投入量等为基准来判断浆料s的供给目的地等。并且,关于浆料s的供给目的地的判断及基于该判断的供给目的地的切换,可以由工作人员手动进行,也可以由具备执行程序的cpu及电路等的控制部执行。
79.(浆料保管装置)
80.图2a~图2c是表示本发明的第1实施方式的浆料保管装置的结构的概略说明图。
81.如图2a~图2c所示,浆料保管装置2a具备保持浆料s的保持机构3和抑制浆料s的ph值上升的ph值上升抑制机构4。
82.本实施方式的浆料保管装置2a用于容纳并保管利用分散装置1制备出的浆料s。另外,在保管期间结束后,经由设置于保持机构3的管道l7将浆料s转移到下一工序(涂布工序)。
83.保持机构3具有用于保持浆料s的空间,优选具有耐药品性及抗压性的可密闭的结构。
84.作为保持机构3的具体结构,并不受特别限定。作为保持机构3,例如可举出具备可密闭的盖部并且具有耐药品性及抗压性的有底筒状结构物或管状结构物等。
85.并且,在保持机构3上也可以设置有各种附带机构。例如,在保持机构3内可以设置搅拌机构,从而搅拌浆料s。由此,能够提高由后述的ph值上升抑制机构4供给的气体(尤其
二氧化碳(碳酸气体))和浆料s的接触效率,从而能够提高基于中和反应等的ph值上升抑制效果。并且,作为另一例,可以在保持机构3上设置温度调节机构,从而进行适于浆料s的保管的温度管理。作为这样的温度调节机构,例如可以设置加热机构。由此,能够赋予使溶解于浆料s内的气体(二氧化碳(碳酸气体))排出从而抑制浆料s表面碱化的功能。并且,作为又一例,可以设置冷却机构。由此,能够赋予将供给至保持机构3内的气体(二氧化碳(碳酸气体))维持在更低压的功能。而且,作为温度调节机构,也可以设置能够切换加热和冷却的机构以适当选择上述功能,从而进行可执行的控制。由此,与后述的ph值上升抑制机构4配合来进一步抑制保管时浆料s的ph值上升,稳定的保管变得可能。
86.ph值上升抑制机构4用于抑制浆料s的ph值上升从而抑制浆料s的碱化。
87.作为ph值上升抑制机构4,只要能够抑制浆料s的碱化即可,其并不受特别限定。但是,若作为ph值上升抑制机构4而添加ph值调整用药剂,则有可能会影响到浆料s的物性和组成。因此,作为ph值上升抑制机构4优选使用除了添加ph值调整用药剂以外的机构。
88.通常,已知:若浆料s的ph值超出11,则会产生进行涂布时集电体(主要为铝集电体)腐蚀的问题。因此,优选利用ph值上升抑制机构4将浆料s的ph值调整为11以下,更优选调整为10以下。
89.作为本实施方式的ph值上升抑制机构4,如图2a所示,可以具备供给加压气体的加压机构4a。
90.作为加压机构4a,只要为能够经由管道l8供给加压气体以使保持机构3内的压力上升的机构即可,其具体结构并不受特别限定。例如,如图2a所示,可举出:从高压气体容器(高压罐)41等直接向保持机构3内供给气体、或设置加压泵从而向保持机构3内供给气体等。
91.本发明人等经研究发现,保持机构3内的浆料s与外部气体中的水分接触就会被碱化。因此,通过利用加压机构4a供给加压气体以使保持机构3内成为正压,能够抑制外部气体流入保持机构3内。由此,保持机构3内的浆料s不会与外部气体中的水分发生反应,能够抑制浆料s的ph值上升。
92.被加压机构4a加压的保持机构3内的压力值并不受特别限定,可以根据所期望的效果的呈现条件及使用方式等来适当地设定。例如,从可靠地获得利用加压来抑制浆料s碱化的效果的观点出发,压力值的下限优选为0.05mpa(计示压力,以下相同)以上,更优选为0.1mpa以上。并且,例如,从保持机构3的抗压性的观点出发,压力值的上限优选为0.6mpa以下,更优选为0.5mpa以下。
93.由加压机构4a供给的加压气体除了有氮气或氩气等惰性气体以外,还可举出二氧化碳(碳酸气体)等溶解于水时显示酸性的气体等。
94.在本实施方式的加压机构4a中,作为加压气体优选使用二氧化碳(碳酸气体)。此时,由于浆料s的溶剂w为水,因此在容纳于保持机构3内的浆料s表面上二氧化碳(碳酸气体)溶解于水中而产生酸成分(碳酸)。因此,在容纳于保持机构3内的浆料s表面上,产生浆料s内的氢氧化锂等的碱成分和酸成分(碳酸)的中和反应。由此,能够更加可靠地抑制浆料s的碱化。并且,从不影响浆料s的物性和组成的观点出发,加压气体也优选使用二氧化碳(碳酸气体)。
95.另外,在作为加压气体而供给二氧化碳(碳酸气体)时,优选直接从高压气体容器
供给。二氧化碳(碳酸气体)的高压气体容器容易入手,并且在供给加压气体时不需要泵等驱动装置。由此,能够减少与浆料s的保管有关的成本。
96.作为本实施方式的ph值上升抑制机构4的另一例子,如图2b所示,可以具备供给干燥空气的干燥空气供给机构4b。
97.作为干燥空气供给机构4b,只要为能够将水分含量(湿度)少的空气(干燥空气)供给至保持机构3内的机构即可,其并不受特别限定。作为干燥空气供给机构4b,可以使用可产生去除掉水分的空气的干燥空气发生装置42。另外,干燥空气发生装置42的具体结构并不受特别限定,可以使用公知的结构。另外,从能够可靠地获得抑制浆料s碱化的效果的观点出发,本实施方式的干燥空气优选使用绝对湿度为1%以下的空气。
98.通过具备干燥空气供给机构4b作为ph值上升抑制机构4,能够减少存在于保持机构3内的气体中的水分。由此,能够抑制保持机构3内的浆料s和气体中的水分发生反应,从而能够抑制浆料s的ph值上升。
99.另外,在干燥空气供给机构4b中,干燥空气无需以加压状态供给,但也可以供给经加压的干燥空气。由此,能够同时获得加压机构4a的效果。
100.作为本实施方式的ph值上升抑制机构4的又一例子,如图2c所示,可以具备减压机构4c。
101.作为减压机构4c,只要为能够对保持机构3内进行减压的机构即可,其并不受特别限定。作为减压机构4c,例如可以对保持机构3设置减压用泵43等。
102.被减压机构4c减压的保持机构3内的压力值并不受特别限定,可以根据所期望的效果的呈现条件及使用方式等来适当地设定。例如,从可靠地获得抑制浆料s碱化的效果的观点出发,压力值优选为-0.07mpa以下。
103.通过具备减压机构4c作为ph值上升抑制机构4,能够使保持机构3内的压力成为负压,由此能够减少保持机构3内的气体中的水分。由此,能够抑制保持机构3内的浆料s和气体中的水分发生反应,从而能够抑制浆料s的ph值上升。
104.并且,作为本实施方式的浆料保管装置2a中的保持机构3,并不只限定于像图1、图2a~图2c那样独立于分散装置1而设置的机构。例如,也可以使分散装置1中的结构(搅拌槽11)兼具保持机构3的功能。
105.图3是表示分散装置1中的搅拌槽11兼具保持机构3的功能的浆料制造系统100及浆料保管装置2a的另一例子的概略说明图。
106.图3中示出了在搅拌槽11上设置加压机构4a作为ph值上升抑制机构4的例子,但也可以使用上述ph值上升抑制机构4中任一个,其并不受特别限定。
107.如图3所示,在连接于分散装置1的搅拌槽11的管道l2上设置有开闭切换阀11c,并且,在制备浆料s时打开开闭切换阀11c从而形成搅拌槽11和分散部13的循环路径。另一方面,在保管浆料s时关闭开闭切换阀11c来形成搅拌槽11内容纳有浆料s的状态,从而能够使其具有保持机构3的功能。因此,通过在开闭切换阀11c被关闭的期间利用ph值上升抑制机构4(加压机构4a)向搅拌槽11内供给二氧化碳(碳酸气体)作为加压气体,能够在搅拌槽11内抑制浆料s的碱化,稳定的保管变得可能。另外,也可以将连接于搅拌槽11的管道l2或管道l5的一部分分支,从而在保管期间结束时经由被分支的管道l2或管道l5将浆料s转移到下一工序(涂布工序)。
108.如图3所示,通过使分散装置1的搅拌槽11兼作本实施方式的浆料保管装置2a的保持机构3,能够使整个浆料制造系统100的结构紧凑化。
109.以下,对本实施方式的浆料保管装置的具体实施例进行说明。
110.实施例的实施条件如下。使用容积300ml的可密闭的抗压容器作为保持机构3。并且,作为浆料s,将包含组成式lini
0.8
co
0.15
al
0.05
的正极活性物质的水系的高镍浆料100ml容纳于保持机构3内。而且,使用加压机构4a作为ph值上升抑制机构4来向保持机构3(抗压容器)供给二氧化碳(碳酸气体),以使保持机构3(抗压容器)内的压力成为0.1mpa(计示压力)。
111.另一方面,比较例的实施条件为使用了与实施例相同的保持机构3及浆料s。另外,比较例中并未设置ph值上升抑制机构4。
112.图4是表示使用本实施方式的浆料保管装置2a来保管了含有高镍材料的水系浆料时的ph值的经时变化的图表。图4的纵轴表示浆料s的ph值,图4的横轴表示将浆料s容纳于保持机构3内后的经过天数。并且,在此,空白四角形(

)表示实施例,空白三角形(

)表示比较例。
113.由图4可知,在实施例中,ph值随着时间的经过而上升1.5左右,但此后ph值不会超出10,ph值在9至10的范围内变化。另一方面,在比较例中,ph值随着时间的经过而持续上升。
114.因此,利用本实施方式的浆料保管装置2a能够抑制保管含有高镍材料的水系浆料时的ph值上升,从而能够进行稳定的保管。
115.如上所述,通过本实施方式的浆料保管装置及浆料保管方法,能够抑制水系浆料中的尤其是含有高镍材料的水系浆料的基于经时变化的碱化,从而能够抑制浆料的物性发生变化。由此,能够适当地保管含有高镍材料的水系浆料。
116.并且,通过使用本实施方式的浆料制造系统,能够适当地保管制备出的浆料,因此能够将浆料在保持品质的状态下转移到下一工序(涂布工序)。尤其,容易保管及处理含有高镍材料的水系浆料,由此在制造锂离子二次电池的整个过程中能够减少环境负担或降低制造成本等。
117.〔第2实施方式〕
118.图5是表示本发明的第2实施方式的浆料保管装置的结构的概略图。
119.如图5所示,第2实施方式的浆料保管装置2b构成为,在第1实施方式的浆料保管装置2a中的保持机构3上设置了压力传感器5,并且还设置了根据压力传感器5的值来调整保持机构3内的压力的压力调整机构6。另外,图5中示出了在第1实施方式中根据图2a进行说明的浆料保管装置2a上设置了压力传感器5及压力调整机构6的浆料保管装置。并且,省略对与第1实施方式的结构相同结构的说明。
120.本实施方式的浆料保管装置2b构成为,利用压力传感器5测量保持机构3内的压力,并且压力调整机构6根据其测量出的值来调整保持机构3内的压力。由此,在利用ph值上升抑制机构4进行了保持机构3内的加压或减压的情况下,能够利用压力传感器5检测出从适于抑制浆料s的碱化的压力值偏离的状态。并且,利用压力调整机构6能够调整压力以使保持机构3内成为适当的压力值。因此,能够迅速判断及应对与浆料s的保管有关的维护管理。并且,通过将压力传感器5及压力调整机构6连接成能够进行数据输入及控制,能够将与
浆料s的保管有关的维护管理自动化。
121.压力传感器5只要为能够测量保持机构3内的压力的传感器即可,其并不受特别限定。压力传感器5的测量结果可以作为测量数据而直接输入于压力调整机构6,也可以将由工作人员记录的测量结果手动输入到压力调整机构6。另外,为了将与浆料s的保管有关的维护管理自动化,压力传感器5的测量结果优选作为数据而能够直接输入于压力调整机构6。
122.压力调整机构6只要为能够根据压力传感器5的测量结果来调整保持机构3内的压力的机构即可,其并不受特别限定。作为压力调整机构6,例如可以调整作为ph值上升抑制机构4而设置的加压机构4a的加压气体的供给量、或可以调整减压机构4c的减压用泵的驱动力等。
123.更具体而言,如图5所示,可以在连接高压气体容器41和保持机构3的管道l9上设置能够控制来自高压气体容器41的气体供给量的机构(即,阀61)作为压力调整机构6。
124.并且,还可以设置控制部(未图示),该控制部可控地连接该阀61和压力传感器5,而且输入压力传感器5的测量结果,并且判断其是否在适当的范围内,并根据该判断结果来确定阀61的开度从而进行操作。由此,能够将与浆料保管有关的维护管理自动化。
125.而且,作为压力调整机构6的另一例,还可以单独设置与ph值上升抑制机构4不同的用于调整保持机构3内的压力的机构等。由此,即使在ph值上升抑制机构4侧发生了不良情况的情况下,也能够适当地维持保持机构3内的压力,能够稳定地保管浆料s。
126.如上所述,本实施方式的浆料保管装置2b构成为,通过设置测量保持机构内的压力的压力传感器和根据其值来调整保持机构内的压力的压力调整机构,能够迅速应对与浆料的保管有关的维护管理,能够更加可靠地进行含有高镍材料的水系浆料的稳定的保管。并且,还具有能够将与浆料的保管有关的维护管理本身自动化的效果。
127.并且,本实施方式的浆料保管装置2b还可以很好地用作第1实施方式所示的浆料制造系统100中的浆料保管装置。由此,提供一种能够迅速应对与浆料的保管有关的维护管理并且能够更加可靠地进行含有高镍材料的水系浆料的稳定的保管的浆料制造系统。并且,还具有提供一种能够将与浆料的保管有关的维护管理本身自动化的浆料制造系统的效果。
128.另外,上述实施方式仅是浆料保管装置、浆料制造系统及浆料保管方法的一例。本发明所涉及的浆料保管装置、浆料制造系统及浆料保管方法并不只限于上述实施方式,在不改变技术方案中记载的宗旨的范围内,可以对上述实施方式所涉及的浆料保管装置、浆料制造系统及浆料保管方法进行变形。
129.例如,作为本实施方式的浆料保管装置,也可以在保持机构内设置吸附水分的吸附剂。由此,能够进一步减少保持机构内的气体中的水分。因此,在保管浆料时,能够进一步抑制浆料的碱化。
130.并且,例如,作为本实施方式的浆料保管装置及浆料制造系统,在使用二氧化碳(碳酸气体)的高压气体容器作为ph值上升抑制机构中的加压机构的情况下,可以将高压气体容器还连接于分散部来用作进行分散处理时供给二氧化碳(碳酸气体)的机构。并且,也可以将高压气体容器连接成能够在保持机构和分散部之间切换。此时,可以在制备浆料时从高压气体容器向分散部侧供给二氧化碳(碳酸气体),在保管浆料时从高压气体容器向保
持机构侧供给二氧化碳(碳酸气体)。由此,能够使整个浆料制造系统紧凑化。
131.产业上的可利用性
132.本发明的浆料保管装置及浆料保管方法可以作为能够适当地保管浆料的保管技术来利用。尤其,可以很好地作为适当地保管含有高镍材料的水系的浆料的保管技术来利用。
133.本发明的浆料制造系统可以作为制备出浆料之后能够以维持浆料的品质的状态进行保管的浆料制造系统来利用。尤其,可以很好地作为制备含有高镍材料的水系的浆料的浆料制造系统来利用。
134.符号说明
135.1-分散装置,10-粉体供给部,10a-料斗,11-搅拌槽,11a-槽主体,11b-搅拌装置,11c-开闭切换阀,12-循环用送液泵,13-分散部,2a、2b-浆料保管装置,3-保持机构,4-ph值上升抑制机构,4a-加压机构,4b-干燥空气供给机构,4c-减压机构,41-高压气体容器,42-干燥空气发生装置,43-减压用泵,5-压力传感器,6-压力调整机构,61-阀,100-浆料制造系统,l1~l9-管道,s-浆料,p-粉体,w-溶剂。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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