FR2647693A1

FR2647693A1 - Device for preparing a paste of active material for a storage battery (accumulator)

Info

Publication number: FR2647693A1
Application number: FR8907345A
Authority: FR
Inventors: Koji Yoshimura; Yoshiro Fujita; Nobuhisa Ueda
Original assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Current assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Priority date: 1989-06-02
Filing date: 1989-06-02
Publication date: 1990-12-07
Anticipated expiration: 2009-06-02
Also published as: FR2647693B1

Abstract

This device for the continuous production of a paste of active material intended to be used in storage-battery electrodes of the paste type comprises a pump intended to convey a mixing solution containing short fibres to a charging input of a mixer, and a mixer intended to mix the said mixing solution and a powder of active material in order to form therefrom a mixing paste. The pump is of the rotating screw type. The mixer comprises two mixing blades 30, which rotate in the same direction on two shafts 29. The position and the shape of the mixing blades prevents the viscous (muddy) mixed paste from sticking to the blades or adhering to the internal walls of the mixer. The blades have elliptical or triangular cross section.

Description

La présente invention se rapporte à un dispositif pour préparer une pSte de matière active pour un accumulateur et plus particulièrement å un dispositif pour préparer en continu une pâte de matiere active possédant une viscosité et une composition stabilisées. The present invention relates to a device for preparing a pte of active material for an accumulator and more particularly to a device for continuously preparing a paste of active material having a stabilized viscosity and composition.

Les électrodes utilisées pour les accumulateurs au nickel-cadmium étaient jusqu'à présent principalement du type qui est connu sous la désignation d'électrodes frittées. Toutefois, depuis une époque plus récente, afin d'accrottre la capacité des accumulateurs, on utilise ce qu'on appelle une électrode du type empâté qui est obtenue en enduisant un collecteur d'une patte contenant une poudre de matière active et en le séchant ensuite. The electrodes used for nickel-cadmium accumulators have so far mainly been of the type which is known as sintered electrodes. However, since more recent times, in order to increase the capacity of the accumulators, a so-called pasted type electrode is used which is obtained by coating a collector with a paw containing a powder of active material and drying it. then.

Les procédés de préparation d'une pâte de matière active destinée a être utilisée pour une électrode du type empa- té comprennent les deux procédés principaux suivants :
le premier est un procédé du type discontinu, dans lequel on charge dans un mélangeur une quantité pré- déterminée d'une poudre de matière active, de fibres courtes et d'une solution de malaxage, et on malaxe le mélange pendant un temps prédéterminé. Avec ce procédé, il est possible d'obtenir une pite de matière active possédant une composition stabilisée. Toutefois, un inconvénient de ce procédé consiste en ce qu'il exige une installation de grande dimension pour la préparation d'une grande quantité de patte. Processes for preparing an active material paste for use with an impregnated electrode include the following two main methods:
the first is a batch type process in which a predetermined amount of a powder of active material, short fibers and a kneading solution is charged to a mixer and the mixture is kneaded for a predetermined time. With this method, it is possible to obtain a slurry of active material having a stabilized composition. However, a disadvantage of this method is that it requires a large installation for the preparation of a large amount of tab.

En outre, lorsqu'on prépare une patte de matière active en utilisant un malaxeur de type normal tel que celui représenté, par exemple, sur les figures l(a) et lit), il se pose les problèmes suivants, qui sont dus à la structure du malaxeur. En effet, le malaxeur possède des palettes de malaxage 1, un arbre de malaxage 2 et une cuve de malaxage 3, ainsi qu'on l'a représenté sur la figure 1. Les palettes de malaxage 1, qui sont montées sur l'arbre de malaxage 2, malaxent le mélange en
...In addition, when preparing a tab of active material using a normal type of kneader such as that shown, for example, in Figures l (a) and lit), there arise the following problems, which are due to the structure of the mixer. Indeed, the mixer has mixing paddles 1, a mixing shaft 2 and a mixing tank 3, as shown in Figure 1. The mixing paddles 1, which are mounted on the shaft kneading 2, knead the mixture into
...

étant entraînées en rotation avec l'arbre de malaxage. being rotated with the mixing shaft.

Toutefois, pendant le malaxage, le mélange à malaxer se colle à des portions de la paroi intérieure de la cuve de malaxage qui ne peuvent pas être atteintes par les palettes de malaxage, ainsi qu'on l'a représenté en 4 sur la figure luxa). However, during mixing, the mixture to be kneaded sticks to portions of the inner wall of the mixing tank that can not be reached by the mixing paddles, as shown at 4 in the figure luxa ).

Le procédé de formation d'une pste de matière active qui consiste a malaxer une poudre de matière active èune solution de malaxage consiste grosso modo en trois phases, å savoir, une première phase dans laquelle le mélange est dans un état bourbeux et collant, une deuxième phase, dans laquelle le mélange est dans un état pateux, à haute viscosité, sans fluidité, et une troisième phase dans laquelle il est dans un état pâteux possédant de la fluidité. The method of forming an active ingredient pellet consisting in kneading an active ingredient powder to a kneading solution consists roughly in three phases, i.e., a first phase in which the mixture is in a muddy and sticky state, second phase, wherein the mixture is in a pasty state, high viscosity, without fluidity, and a third phase in which it is in a pasty state having fluidity.

Si une partie quelconque de la matière adhère à lz paroi intérieure pendant la première phase ou la deuxième phase, cette matière reste sur la paroi intérieure, en raison de son défaut de fluidité, elle n'est donc pas malaxée et elle se solidifie sous l'effet de l'évaporation de la solution de malaxage pendant que la matière reste collée à la paroi intérieure. Etant donné que, en particulier lorsqu'elle est dans la première phase, la matière possède une composition non homogène, en raison de l'insuffisance du malaxage, la portion de la matière qui ne se trouve pas sur la paroi intérieure a une composition qui s'écarte légèrement de celle qui était envisagée initialement. If any part of the material adheres to the inner wall during the first phase or the second phase, this material remains on the inner wall because of its lack of fluidity, so it is not kneaded and solidifies under the surface. effect of evaporation of the kneading solution while the material remains adhered to the inner wall. Since, especially in the first phase, the material has a non-homogeneous composition, because of insufficient mixing, the portion of the material which is not on the inner wall has a composition which slightly different from that originally envisaged.

La matière solidifiée peut se décoller de la paroi intérieure sous l'effet de vibrations ou de phénomènes équivalents qui affectent la paroi intérieure et se mélanger à la matière normale qu'il s'agit de malaxer dans la cuve de malaxage. Dans ce cas, la matière solidifiée se réduit en poudre mais elle ne peut pas être réduite à l'état pâteux, d'origine, parce qu'elle contient un adhésif. En particulier, cette tendance est plus accentuée lorsque le liant contient un latex de rèsine syn thétique, puisque le latex de résine synthétique se résinifie au séchage. Cette matière solidifiée, qui n'est pas redistribuée par la suite, se dépose dans un organe de réglage de la quantité d'empâtage pendant le processus d'enduction ou d'empâtage d'un collecteur de matière active dans la phase qui fait suite au malaxage, ce qui rend la quantité d'empatage non uniforme. The solidified material can peel off the inner wall under the effect of vibrations or equivalent phenomena that affect the inner wall and mix with the normal material that is to be kneaded in the mixing tank. In this case, the solidified material is reduced to powder but it can not be reduced to the original paste state because it contains an adhesive. In particular, this tendency is more pronounced when the binder contains a synthetic resin latex, since the synthetic resin latex resinifies on drying. This solidified material, which is not subsequently redistributed, is deposited in a setting member of the amount of pasting during the coating process or pasting of an active material collector in the phase that follows. mixing, which makes the amount of mash uneven.

Le deuxième procédé est un procédé continu dans lequel le chargement de la poudre de matière active, des fibres courtes et d'une solution de malaxage dans le mélangeur, le malaxage du mélange dans le mélangeur et le déchargement de la pâte de matière active malaxée s'effectuent en continu. The second method is a continuous process in which the loading of the active material powder, short fibers and a kneading solution into the mixer, mixing the mixture in the mixer and discharging the kneaded active material pulp. perform continuously.

Bien que ce procédé soit avantageux lorsqu'on a à préparer une grande quantité de pâte de matière active, il était difficile de charger les fibres courtes dans l'état dispersé, qui est généralement considéré comme nécessaire pour améliorer le résistance mécanique des électrodes du type empoté. En outre, la pste de matière active issue du malaxage n'est pas uniforme. Although this method is advantageous when preparing a large amount of active material pulp, it was difficult to load the short fibers in the dispersed state, which is generally considered necessary to improve the mechanical strength of the electrodes of the type. slouch. In addition, the active ingredient ps of kneading is not uniform.

Les raisons des difficultés mentionnées plus haut seront å présent décrites. Tout d'abord, le problème qui se pose dans la dispersion des fibres courtes est le suivant. The reasons for the difficulties mentioned above will now be described. First, the problem that arises in the dispersion of short fibers is as follows.

La solidité d'une électrode du type empâté est d'autant plus grande que le degré de dispersion des fibres courtes est plus grand, de sorte que, pour obtenir une électrode du type empâté d'une grande solidité, il est nécessaire de disperser les fibres courtes dans une mesure satisfaisante dans la pâte de matière active. Toutefois, les fibres courtes tendent à s'emmêler les unes aux autres et, habituellement, des dizaines de fibres courtes forment un paquet de fibres et il devient nécessaire de disposer ou d'ouvrir le paquet de fibres pour disperser les fibres dans la pâte de matière active. Les procédés d'ouverture des paquets:de fibres courtes peu vent être classés en deux types. Un procédé utilise un alimentateur à trémie spécial, tel que celui proposé dans le brevet japonais nO de publication 43-26 580. Toutefois, dans ce cas, les fibres courtes qui sont ouvertes ont tendance à se rassembler en un paquet lorsqu'une force est appliquée aux fibres courtes ouvertes. De cet te # asont il est nécessaire d'empêcher les fibres cour- te'de s'emmêler entre elles en les mélangeant avec une autre quantité de poudre de matière active ou équivalent dès qu'un paquet est ouvert. L'autre procédé est un procédé dans lequel on jette les paquets de fibres courtes dans une solution de malaxage pour qu'ils y soient agités. Avec cette opération simple, les fibres courtes peuvent facilement être dispersées de façon satisfaisante dans la solution de malaxage. Toutefois, le problème consiste en ce qu'une solution de malaxage qui contient des fibres courtes ne peut pas être transportée à l'aide d'une pompe de type normal qui possède une structure de distributeur. Les raisons de cette déficience consistent en ce que les fibres courtes tendent à se séparer de la solution de malaxage en raison de la différence de poids spécifique entre les fibres courtes et la solution de malaxage et en ce que les fibres courtes obstruent la structure de distributeur lorsque le mélange circule dans la cavité intérieure de la pompe. L'accroissement de la viscosité de la solution de malaxage permet de supprimer efficace la séparation entre les fibres courtes et la solution de malaxage, mais une pompe ordinaire n'est pas bien appropriée pour transporter une quantité fixe de fluide visqueux. The solidity of an electrode of the pasted type is greater when the degree of dispersion of the short fibers is greater, so that to obtain a pasted type electrode of great strength, it is necessary to disperse the short fibers to a satisfactory extent in the active ingredient paste. However, the short fibers tend to become entangled with each other and usually dozens of short fibers form a bundle of fibers and it becomes necessary to arrange or open the bundle of fibers to disperse the fibers in the dough. active ingredient. Methods of opening packages: short fibers can be classified into two types. One method utilizes a special hopper feeder, such as that proposed in Japanese Patent Publication No. 43-26,580. However, in this case short fibers that are open tend to gather into a bundle when a force is applied to open short fibers. Of course, it is necessary to prevent the fibers from becoming entangled with one another by mixing them with another amount of active ingredient powder or equivalent as soon as a package is opened. The other method is a method in which the short fiber packets are thrown into a kneading solution for agitation. With this simple operation, the short fibers can easily be dispersed satisfactorily in the kneading solution. However, the problem is that a kneading solution which contains short fibers can not be transported using a normal type pump which has a distributor structure. The reasons for this deficiency are that the short fibers tend to separate from the kneading solution because of the difference in specific weight between the short fibers and the kneading solution and that the short fibers obstruct the dispenser structure. when the mixture circulates in the inner cavity of the pump. Increasing the viscosity of the mixing solution effectively eliminates the separation between the short fibers and the kneading solution, but an ordinary pump is not well suited to carry a fixed amount of viscous fluid.

Pour préparer dans le mode continu une pâte de matière active possédant une dispersion satisfaisante de fibres courtes, il était nécessaire d'adopter un procédé de fabrication compliqué dans lequel les fibres courtes qui taient ouvertes au moyen d'un alimentateur a trémie étaient mélangées simultanément avec une autre poudre de matière active brute. In order to prepare in the continuous mode a pulp of active material having a satisfactory dispersion of short fibers, it was necessary to adopt a complicated manufacturing process in which the short fibers which were opened by means of a hopper feeder were mixed simultaneously with another powder of raw active ingredient.

On expliquera maintenant l'autre problème qui se pose dans le procédé continu, à savoir le défaut d'uniformité de la composition de la pâte de matière active. Ainsi qu'on l'a représenté sur les figures 2(a) et 2(b), les malaxeurs du type continu utilisés en général pour la préparation d'une pâte de matière active ont dans la plupart des cas une structure ouverte pour la cuve de malaxage, analogue à celle de la figure 1. Toutefois, récemment, on a proposé une cuve de malaxage à structure fermée, telle que celle décrite dans le brevet japonais publié, nO 58-128 653. We will now explain the other problem that arises in the continuous process, namely the lack of uniformity of the composition of the active material paste. As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the continuous type mixers generally used for the preparation of an active ingredient paste have in most cases an open structure for However, recently, a closed structure mixing vessel, such as that described in Japanese Patent Publication No. 58-128,653, has been proposed.

Toutefois, les inconvénients de ces malaxeurs deviennent évidents lorsque la matière à malaxer est bourbeuse sans fluidité. Plus précisément, le procédé de chargement d'une poudre de matière active et d'une solution de malaxage pour les transformer en une pite de matière active par malaxage passent par une phase dans laquelle la matière est bourbeuse. La matière bourbeuse à malaxer manque de fluidité, ce qui a pour effet qu'elle colle et s'infiltre dans les anfractuosités des palettes de malaxage et de l'arbre de malaxage du malaxeur représenté sur la figure 2, ou décrit dans le brevet japonais publié nO 58-128 653. Les palettes de malaxage finissent par s'engluer d'une matière à malaxer, pour prendre la forme de grosses barres, ce qui réduit fortement le rendement du malaxage. La pate de matière active préparée par le malaxeur précité présente un malaxage insuffisant, de sorte que la viscosité de la pâte est instable et que sa composition est non uniforme. However, the disadvantages of these kneaders become obvious when the material to be kneaded is muddy without fluidity. More specifically, the method of loading a powder of active material and a kneading solution to turn them into a slurry of active material by kneading pass through a phase in which the material is muddy. The muddy material to be kneaded lacks fluidity, which has the effect that it sticks and infiltrates into the crevices of the mixing paddles and the kneading shaft of the kneader shown in FIG. 2, or described in the Japanese patent. No. 58-128,653. The mixing paddles end up being stuffed with a material to be kneaded, in the form of large bars, which greatly reduces the mixing efficiency. The pulp of active material prepared by the aforementioned kneader has insufficient kneading, so that the viscosity of the dough is unstable and that its composition is non-uniform.

Par ailleurs, lorsqu'on fait usage du malaxeur représenté sur la figure 2, il y a des portions de la matière & malaxer qui ne sont pas mises en contact avec les palettes de malaxage, de sorte qu'il se pose le même problème que celui qui est provoqué par la matière solidifiée et qui est mentionné p fs haut à propos du ma laxeur du type discontinu. On the other hand, when using the kneader shown in FIG. 2, there are portions of the kneading material which are not brought into contact with the kneading pallets, so that the same problem arises as the one that is caused by the solidified matter and which is mentioned above about the discontinuous type lauter.

Dans la fabrication d'une électrode, on peut fabriquer, par exemple, une électrode négative au cadmium, du type empatté, à l'aide d'une pâte de matière active, par un procédé extrêmement simple consistant à enduire un collecteur d'une pâte de matière active et à le sécher ensuite. Toutefois, en raison de la résistance méca nite insuffisante de l'électrode du type empâté, la ma tière active tend à se détacher. Pour cette raison, il est habituel d'utiliser un procédé dans lequel on améliore la résistance mécanique en mélangeant des fibres courtes. Ainsi qu'on l'a décrit plus haut, pour préparer une pâte de matière active contenant des fibres courtes convenablement dispersées, on peut adopter deux procédés principaux. L'un est le procédé de malaxage d'une poudre de matière active dans lequel des fibres courtes sont dispersées avec une solution de malaxage et l'autre est le procédé consistant & malaxer une solution de malaxage dans laquelle des fibres courtes sont dispersées avec une poudre de matière active. In the manufacture of an electrode, it is possible to manufacture, for example, a cadmium-negative electrode, of the impregnated type, using a paste of active material, by an extremely simple method of coating a collector with a paste of active ingredient and then dry it. However, because of insufficient mechanical strength of the pasted type electrode, the active material tends to detach. For this reason, it is usual to use a process in which mechanical strength is improved by mixing short fibers. As described above, to prepare an active ingredient paste containing suitably dispersed short fibers, two main methods can be adopted. One is the process of mixing a powder of active material in which short fibers are dispersed with a kneading solution and the other is the process of kneading a kneading solution in which short fibers are dispersed with a active ingredient powder.

Bien qu'il soit connu que ce dernier procédé facilite la fabrication de la te de matière active possédant des fibres courtes convenablement dispersées, une solution de malaxage qui contient des fibres courtes ne peut pas être transportée au moyen d'une pompe ordinaire, ainsi qu'on l'a mentionné plus haut. Although it is known that the latter method facilitates the manufacture of the active ingredient te having suitably dispersed short fibers, a kneading solution which contains short fibers can not be transported by means of an ordinary pump, as well as mentioned above.

L'invention se rapporte à un dispositif de prépararation d'une pâte de matière active équipé au moins d'un mélangeur qui malaxe en continu une solution de malaxage contenant des fibres courtes et une poudre de matière active et qui débite en continu la pâte de matière active malaxée, et une pompe qui achemine au mélangeur un débit fixe de solution de malaxage contenant des fibres courtes. Le mélangeur et la pompe sont caractérisés de façon à satisfaire aux conditions suivantes. The invention relates to a device for preparing a paste of active material equipped with at least one mixer which continuously mixes a kneading solution containing short fibers and a powder of active material and which continuously feeds the dough. Mixed active material, and a pump which conveys to the mixer a fixed flow of mixing solution containing short fibers. The mixer and the pump are characterized to meet the following conditions.

Le mélangeur possède essentiellement une struc ture fermée à l'exception d'un orifice de chargement pour l'introduction d'une solution de malaxage contenant des fibres courtes et d'une poudre de matière active, et un orifice de déchargement pour la pste de matière active. Ce mélangeur comprend en outre deux arbres de malaxage qui sont entraînés en rotation dans le même sens, dont chacun porte une palette de malaxage ressemblant à une colonne elliptique ou une palette de malaxage ressemblant à une colonne triangulaire dont la section transversale est un triangle dont chacun des cotés est bombé vers l'extérieur. The mixer essentially has a closed structure with the exception of a loading port for the introduction of a kneading solution containing short fibers and a powder of active material, and an unloading port for the pest of active ingredient. This mixer further comprises two kneading shafts which are rotated in the same direction, each of which carries a kneading pallet resembling an elliptical column or a kneading pallet resembling a triangular column whose cross-section is a triangle each of which sides is bulging outward.

La pompe est une pompe å vis excentrique uni-axiale du type à volume rotatif, qui débite une quan tité fixe de solution de malaxage contenant des fibres courtes sous l'effet de la rotation d'un rotor hélicoI- dal. The pump is a rotary-volume type uni-axial eccentric screw pump, which delivers a fixed amount of mixing solution containing short fibers under the rotation of a helical rotor.

Une recherche sur les procédés de préparation d'une pâte de matière active a permis de constater que, pour préparer facilement une grande quantité d'une pâte de matière active possédant une composition stable, il est approprié d'utiliser un malaxeur du type continu qui tienne compte de ce qui suit. La pompe doit être du type qui est capable de refouler continuellement 'un débit fixe de solution de malaxage contenant des fibres courtes, et le mélangeur doit être du type qui ne donne pas naissance à des portions de la pite de matière active qui ne sont pas mises en contact avec les palettes de malaxage, et qui ne réduit pas le rendement du malaxage par suite du collage de la matière à malaxer sur les palettes de malaxage. Research on the processes for preparing a paste of active material has made it possible to observe that in order to easily prepare a large quantity of a paste of active material having a stable composition, it is appropriate to use a continuous type mixer which take into account the following. The pump must be of the type that is capable of continuously discharging a fixed flow of kneading solution containing short fibers, and the mixer must be of the type which does not give rise to portions of the pite of active ingredient which are not brought into contact with the kneading pallets, and which does not reduce the kneading efficiency as a result of the bonding of the material to be kneaded on the kneading pallets.

I1 a été confirmé qu'une pompe à vis excentrique uni-axiale du type à volume rotatif qui possède un mecanisme capable de refouler une solution par la rotation d'un rotor hélicoldal est capable de transporter un débit fixe de solution de malaxage qui contient des fi
.It has been confirmed that a rotary-volume type uni-axial eccentric screw pump having a mechanism capable of discharging a solution by rotation of a helicoidal rotor is capable of carrying a fixed flow of mixing solution which contains fi
.

bres courtes et qui est visqueuse. short and slimy.

En ce qui concerne le mélangeur, on a constaté que, lorsqu'il possède une construction fermée dans laquelle il y a deux arbres de malaxage qui sont entratnés dans le même sens en tenant des palettes de malaxage, dont chacune ressemble & une colonne elliptique, comme on l'a représenté sur la figure 3, ou å une colonne trrtangulaire possédant en section transversale la forme d'un triangle dont chaque côté est bombé vers l'extérieur, comme représenté sur la figure 4, il est possible d'obtenir une patte de matière active possédant une viscosité et une composition stabilisées avec un rendement élevé indépendamment de la matière à malaxer. La raison de ce résultat consiste en ce qu'il se produit une action dite d'auto-nettoyage, gracie à laquelle la matière à malaxer qui se colle aux palettes de malaxage et à la paroi intérieure de la cuve de malaxage est raclée ainsi qu'on l'a représenté sur la figure 5 et sur la figure 6 sous l'effet de la rotation des deux arbres dans le même sens. As regards the mixer, it has been found that, when it has a closed construction in which there are two mixing shafts which are driven in the same direction by holding mixing paddles, each of which resembles an elliptical column, as shown in FIG. 3, or a quadrangular column having in cross section the shape of a triangle, each side of which is outwardly curved, as shown in FIG. 4, it is possible to obtain a active material paw having a stabilized viscosity and composition in high yield irrespective of the material to be kneaded. The reason for this result is that a so-called self-cleaning action takes place, at which the material to be kneaded which sticks to the mixing paddles and the inner wall of the mixing bowl is scraped off as well. it is represented in FIG. 5 and in FIG. 6 under the effect of the rotation of the two shafts in the same direction.

En d'autres termes, lorsqu'on utilise le malaxeur à action auto-nettoyante de la présente invention, le rendement du malaxage n'est pas réduit parce que les palettes de malaxage ne se recouvrent pas de la matière à malaxer en prenant la forme de grosses barres. In other words, when using the self-cleaning kneader of the present invention, the kneading efficiency is not reduced because the kneading paddles do not overlap with the kneading material in the form of big bars.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invent ion seront mieux compris la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels
les figures 1(a) et 1(b) sont des schémas partiels en coupe d'un mélangeur de pâte de matière active classique du type discontinu ;
les figures 2(a) et 2(b) sont des schémas partiels en coupe d'un mélangeur de patte de matière active classique du type continu ;
la figure 3 est un schéma montrant une forme de palettes de malaxage de la présente invention ;
la figure 4 est un schéma montrant une autre forme de palettes de malaxage selon l'invention
la figure 5 est un schéma montrant l'action d'auto-nettoyage d'un type de palettes de malaxage selon l'invention ;
la figure 6 est un schéma montrant l'action d'auto-nettoyage d'un autre type de palettes de malaxage selon l'invention ;
la figure 7 est un schéma agrandi d'une partie d'une pompe possédant le type normal de corps de distribution ;
la figure 8 est un schéma agrandi d'une pompe à vis excentrique uni-axiale du type à volume rotatif selon l'invention
les figures 9(a) et 9(b) sont des schémas partiels en coupe d'un type continu de mélangeur de pâte de matière active selon une forme de réalisation de l'invention t
la figure 10 est un schéma montrant la palette d'alimentateur selon l'invention
la figure 11 est un schéma montrant le dispositif d'enduction de pâte de matière active travaillant sur un collecteur
les figures 12 et 13 sont des graphiques montrant l'évolution de la viscosité de pâtes de matière active avec l'écoulement du temps après le démarrage du malaxage des pâtes de matière active.Other features and advantages of the invention will be better understood on reading the following description of several embodiments and with reference to the accompanying drawings in which:
Figs. 1 (a) and 1 (b) are partial sectional diagrams of a conventional discontinuous type active material paste mixer;
Figs. 2 (a) and 2 (b) are partial diagrams in section of a conventional continuous active material tab mixer;
Fig. 3 is a diagram showing a form of mixing paddles of the present invention;
FIG. 4 is a diagram showing another form of mixing paddle according to the invention
Figure 5 is a diagram showing the self-cleaning action of a type of mixing paddle according to the invention;
Figure 6 is a diagram showing the self-cleaning action of another type of mixing paddle according to the invention;
Fig. 7 is an enlarged diagram of a portion of a pump having the normal type of dispensing body;
FIG. 8 is an enlarged diagram of a uni-axial eccentric screw pump of the rotary volume type according to the invention.
Figs. 9 (a) and 9 (b) are partial sectional diagrams of a continuous type of active material pulp mixer according to one embodiment of the invention.
FIG. 10 is a diagram showing the pallet of feeder according to the invention
FIG. 11 is a diagram showing the device for coating active material paste working on a collector
Figures 12 and 13 are graphs showing the evolution of the pasty viscosity of active material with the passage of time after starting the mixing of the active ingredient pastes.

L'invention sera décrite en se reportant aux formes de réalisation suivantes. Tout d'abord, on examinera les pompes et mélangeurs qui peuvent être utilisés dans les formes de réalisation. The invention will be described with reference to the following embodiments. First, the pumps and mixers that can be used in the embodiments will be examined.

Expérience 1
On a utilisé deux sortes de pompes. Ainsi qu'on l'a représenté sur la figure 7, un type comprend un clapet å billes 17 et refoule la solution de malaxage sous l'effet du mouvement d'une membene 18 (cette pompe est appelée pompe A). La pompe A comprend deux clapets à bille 17, une membrane 18, une entrée de solution de malaxage 20 pour la solution de malaxage 19, et une sortie de solution de malaxage 21.Experience 1
Two kinds of pumps were used. As shown in FIG. 7, one type comprises a ball valve 17 and delivers the mixing solution under the effect of the movement of a member 18 (this pump is called pump A). The pump A comprises two ball valves 17, a membrane 18, a mixing solution inlet 20 for the mixing solution 19, and a mixing solution outlet 21.

L'autre pompe, représentée sur la figure 8, refoule la solution de malaxage sous l'effet de la rota tiotnd'un arbre possédant un rotor hélicoïdal 22 (appelée pompe B). La pompe B comprend en outre un stator 23, un joint 24, une entrée de solution de malaxage 26 pour la solution de malaxage 25, et une solution de nettoyage 27. The other pump, shown in FIG. 8, discharges the kneading solution under the effect of rotation and has a shaft having a helical rotor 22 (called pump B). The pump B further comprises a stator 23, a seal 24, a mixing solution inlet 26 for the mixing solution 25, and a cleaning solution 27.

Les solutions de malaxage utilisées ont été obtenues en ajoutant 2 parties en poids de fibres courtes et 4 parties en poids d'un latex de résine acrylique à 100 parties en poids d'eau à laquelle on a ajouté de la méthylcellulose comme épaississant, pour obtenir différentes viscosités. La fibre courte utilisée' était un copolymère de chlorure de vinyle-acrylonitrile, et présentait un diamètre de 3 deniers et une longueur de 2 mm. The kneading solutions used were obtained by adding 2 parts by weight of short fibers and 4 parts by weight of an acrylic resin latex to 100 parts by weight of water to which methylcellulose was added as a thickener, to obtain different viscosities. The short fiber used was a copolymer of vinyl chloride-acrylonitrile, and had a diameter of 3 denier and a length of 2 mm.

Pour les expériences, on a monté sur la pompe une cuve pour stocker la solution de malaxage, qui était introduite dans la cuve et brassée à l'aide d'un agitateur. On a contrôlé la quantité de solution de malaxage débitée et la teneur en fibres courtes contenues dans la solution de malaxage. La solution de malaxage contenue dans la cuve était brassée de façon à éviter l'irrégularité de la distribution des fibres courtes dans la solution. Cette irrégularité de distribution se produit en raison du fait que la fibre courte possède un plus grand poids spécifique que l'eau lorsque la viscosité de la solution est faible. Le débit de refoulement de la pompe était réglé sur 120 ml/min. For the experiments, a tank was mounted on the pump to store the mixing solution, which was introduced into the tank and stirred with a stirrer. The amount of milling solution charged and the content of short fibers contained in the mixing solution were monitored. The mixing solution contained in the tank was brewed so as to avoid the irregular distribution of the short fibers in the solution. This irregularity of distribution occurs due to the fact that the short fiber has a greater specific weight than water when the viscosity of the solution is low. The discharge rate of the pump was set at 120 ml / min.

Les débits de refoulement de la solution de malaxage mesurés respectivement 30 minutes et 10 heures après le début du refoulement sont représentés au tableau 1, et la teneur en fibres courtes de la solution de malaxage débitée est indiquée au tableau 2. The discharge rates of the kneading solution measured respectively 30 minutes and 10 hours after the start of the discharge are shown in Table 1, and the short fiber content of the kneaded mixing solution is shown in Table 2.

Tableau 1 (débit de refoulement : ml/min) viscosité pompe A pompe B (cps) à 30 min A 30 min à 10 heures
100 13,1 80,3
200 12,2 93,2
400 11,0 120,8 120,3
1000 119,9 120,2
5000 119,3 119,9 10000 120,2 120,5 50000 120,3 119,6
Tableau 2 (teneur en fibres courtes : % en poids) viscosité pompe A pompe B (cps) à 30 min à 30 min à 10 heures
100 0 0 0
200 0 0,2 0
400 0,1 1,95 1,96
1000 1,96 1,97
5000 1,95 1,95 10000 1,97 1,96 50000 1,96 1,96
La pompe A n'était pas capable de débiter la solution de malaxage lorsque la viscosité était élevée et elle ne pouvait refouler que de très petites quantités, meme lorsque la viscosité de solution de malaxage était faible. En outre, les fibres courtes s'aggloméraient en grumeaux à l'intérieur de la pompe, de sorte qu'on ne détectait pas de fibres courtes dans la solution de malaxage débitée. Table 1 (discharge rate: ml / min) viscosity pump A pump B (cps) at 30 min A 30 min at 10 o'clock
100 13.1 80.3
200 12.2 93.2
400 11.0 120.8 120.3
1000 119.9 120.2
5000 119.3 119.9 10000 120.2 120.5 50000 120.3 119.6
Table 2 (short fiber content:% by weight) viscosity pump A pump B (cps) at 30 min to 30 min at 10 o'clock
100 0 0 0
200 0 0.2 0
400 0.1 1.95 1.96
1000 1.96 1.97
5000 1.95 1.95 10000 1.97 1.96 50000 1.96 1.96
Pump A was not able to dispense the mixing solution when the viscosity was high and could only discharge very small amounts, even when the mixing solution viscosity was low. In addition, the short fibers clumped into lumps within the pump, so that short fibers were not detected in the milled blending solution.

D'un autre côtd, pour la pompe B, la tendance était analogue à la pompe A lorsque la viscosité de la solution de malaxage était faible. Au contraire, aux viscosités supérieures à 400 cps, le débit de refoulement de la solution de malaxage et la concentration des fibres courtes dans la solution de malaxage étaient conformes qux prévisions. On the other hand, for pump B, the trend was similar to pump A when the viscosity of the mixing solution was low. In contrast, at viscosities greater than 400 cps, the discharge rate of the mixing solution and the concentration of short fibers in the mixing solution were as expected.

Il ressort clairement des résultats ci-dessus qu'on peut refouler un débit fixe de solution de malaxage contenant des fibres courtes pendant une période prolongée si l'on fait usage de la pompe B. It is clear from the above results that a fixed flow of kneading solution containing short fibers can be repressed for an extended period of time if pump B is used.

Il convient de remarquer que l'on a utilisé des fibres courtes de matière acrylique dans ces expériences, de sorte que la viscosité de la solution de malaxage devait être supérieure à 400 cps. Toutefois, lorsqu'on utilisait des fibres courtes d'une autre qualité de matière, par exemple, de polypropylène, il était possible de débiter une solution de malaxage avec les résultats prévus au projet pourvu que la viscosité fAt supérieure & 100 cps. It should be noted that short fibers of acrylic material were used in these experiments, so that the viscosity of the kneading solution had to be greater than 400 cps. However, when using short fibers of another material quality, for example, polypropylene, it was possible to dispense a mixing solution with the results provided for in the project provided that the viscosity was greater than 100 cps.

Dans la suite, on décrira les résultats de l'étude des mélangeurs. In the following, we will describe the results of the study of the mixers.

Expérience 2
On a utilisé trois types de mélangeurs, comme décrit plus bas.Experience 2
Three types of mixers were used, as described below.

Malaxeur A
La structure du mélangeur A est représentée sur les figures 2(a) et 2(b) et la cuve de malaxage 5 est ouverte en haut. I1 y a deux arbres de malaxage 6 qui portent les palettes de malaxage 7 et qui tournent dans des sens opposés. La poudre de matière active et la solution de malaxage sont chargées à travers des orifices de chargement 8 et 9 respectivement, qui sont prévus dans le voisinage des arbres de malaxage, et la pâte est débitée à travers une sortie de pâte 10.Mixer A
The structure of the mixer A is shown in Figures 2 (a) and 2 (b) and the mixing tank 5 is open at the top. There are two mixing shafts 6 which carry the mixing paddles 7 and which rotate in opposite directions. The active material powder and the kneading solution are loaded through loading ports 8 and 9 respectively, which are provided in the vicinity of the kneading shafts, and the dough is fed through a dough outlet 10.

Malaxeur B
Le mélangeur B possède une structure telle que celle représentée sur les figures 9(a) et 9(b) et la cuve de malaxage 28 possède une structure ouverte. Deux arbres de malaxage 29, qui portent des palettes de malaxage 30 tournent dans le même sens. Chacune des palettes de malaxage a une forme ressemblant a la colonne elliptique représentée sur la figure 2, les deux palettes de malaxage étant positionnées dans le même plan perpendiculaire aux arbres de malaxage avec une différence de phase d'environ 90 , et l'intervalle minimum entre les deux palettes de malaxage reste constamment d'environ 1 mm.Mixer B
Mixer B has a structure such as that shown in Figs. 9 (a) and 9 (b) and mixing tank 28 has an open structure. Two mixing shafts 29, which carry mixing paddles 30 rotate in the same direction. Each of the mixing paddles has a shape resembling the elliptical column shown in Fig. 2, the two paddles being positioned in the same plane perpendicular to the paddles with a phase difference of about 90, and the minimum interval between the two mixing palettes remains constantly about 1 mm.

En outre, l'intervalle minimum entre chacune des palettes de malaxage et la paroi intérieure de la cuve de malaxage est environ 1 mm.In addition, the minimum interval between each of the mixing paddles and the inner wall of the mixing tank is about 1 mm.

Une poudre de matière active et une solution de malaxage sont chargées par les orifices de chargement 33 et 34 respectivement prévus dans le voisinage des racines des arbres de malaxage, et la pâte est refoulée à travers une sortie de pâte 35. Le mélangeur comprend en outre une palette de mélangeur 32 et une palette d'alimentateur 31. A powder of active material and a kneading solution are loaded through the loading ports 33 and 34 respectively provided in the vicinity of the roots of the kneading shafts, and the dough is forced through a dough outlet 35. The mixer further comprises a mixer pallet 32 and a pallet 31.

Mélangeur C
La structure du mélangeur C est la même que celle du mélangeur B (figure 9(a)), sauf que les palettes de malaxage ressemblent à des colonnes triangulaires, comme représenté sur la figure 4, en remplacement des colonnes elliptiques utilisées pour le mélangeur B, comme représenté sur les figures 3 et 9(b).Mixer C
The structure of the mixer C is the same as that of the mixer B (FIG. 9 (a)), except that the mixing pallets resemble triangular columns, as shown in FIG. 4, replacing the elliptical columns used for the mixer B. as shown in Figures 3 and 9 (b).

L'intervalle minimum entre deux palettes de malaxage qui sont disposées dans le même plan perpendiculaire à l'arbre de malaxage est constamment maintenu & environ 1 mm et l'intervalle minimum entre chaque palette de malaxage et la paroi intérieure de la cuve de malaxage est d'environ 1 mm. En outre, la différence de phase entre les deux palettes de malaxage qui sont disposées dans le même plan perpendiculäire aux arbres de ma laxage est d'environ 00. The minimum interval between two kneading palettes which are arranged in the same plane perpendicular to the kneading shaft is constantly maintained at about 1 mm and the minimum interval between each kneading paddle and the inner wall of the kneading bowl is about 1 mm. In addition, the phase difference between the two mixing palettes which are arranged in the same plane perpendicular to the trees of my laxage is about 00.

En outre, dans le malaxeur B et le malaxeur C, on utilise une palette d'alimentateur 31, possédant la forme représentée sur la figure 10, qui est ajoutée aux arbres de malaxage. La raison en est la suivante. En général, lorsqu'on malaxe une poudre et un liquide pour former une substance piteuse, la viscosité de la pâte de vienS plus stable lorsqu'on malaxe pendant plus longtemps. Toutefois, selon la nature de la poudre, il y a des cas où il devient nécessaire de limiter le degré de malaxage. Par exemple, la pâte de matière active pour une électrode négative au cadmium se prépare en général en malaxant une poudre de matière active comportant comme composant principal de l'oxyde de cadmium, et une solution de malaxage possédant comme constituant principal de l'eau ou un solvant organique. Lorsqu'on utilise de 1'eau comme solution de malaxage, il est nécessaire d'ajuster le degré de malaxage. La raison en est la suivante. In addition, in the mixer B and the mixer C, a feed pallet 31, having the form shown in FIG. 10, is used which is added to the mixing shafts. The reason is the following. In general, when kneading a powder and a liquid to form a pitiful substance, the viscosity of the Viennese paste is more stable when kneaded for a longer time. However, depending on the nature of the powder, there are cases where it becomes necessary to limit the degree of mixing. For example, the active material paste for a cadmium negative electrode is generally prepared by mixing a powder of active material comprising as main component of the cadmium oxide, and a mixing solution having as main constituent of the water or an organic solvent. When water is used as a kneading solution, it is necessary to adjust the degree of kneading. The reason is the following.

Lorsqu'on malaxe de l'oxyde de cadmium et de l'eau, il est nécessaire de supprimer la réaction d'hydratation de l'oxyde de cadmium par une addition d'hydroxycarboxylate ou de phosphate. Si la poudre d'oxyde de cadmium et l'eau sont mélangés dans un état dans lequel on n'a pas ajouté un tel additif, la pâte de matière active se solidifie en quelques minutes pour prendre un état analogue à un ciment. When mixing cadmium oxide and water, it is necessary to suppress the hydration reaction of cadmium oxide by addition of hydroxycarboxylate or phosphate. If the cadmium oxide powder and water are mixed in a state in which no such additive has been added, the active material paste solidifies in a few minutes to a cement-like state.

Bien qu un hydroxycarboxylate ou un phosphate ait pour effet de supprimer la réaction d'hydratation de l'oxyde de cadmium, comme dans ce qui précède, cet effet est perdu si l'on effectue un malaxage excessif. Il devient donc nécessaire d'ajuster le degré de malaxage en utilisant la palette d'alimentateur, selon la nature de la poudre de matibre active et de la solution de malaxage. Il convient de mentionner qu'une palette de mélangeur 32 qui est prévue dans le voisinage de l'orifice de chargement de la poudre de matière active est prévue pour mélanger la poudre de matière active mais qu'elle ne participe pas au malaxage de la p te de. matière active. Although a hydroxycarboxylate or a phosphate has the effect of suppressing the hydration reaction of cadmium oxide, as in the foregoing, this effect is lost if excessive mixing is performed. It therefore becomes necessary to adjust the degree of mixing using the pallet feeder, depending on the nature of the active ingredient powder and the mixing solution. It should be mentioned that a mixer pallet 32 which is provided in the vicinity of the charging port of the active ingredient powder is provided for mixing the active material powder but does not participate in the mixing of the active ingredient powder. you. active ingredient.

On a effectué des expériences avec les trois sortes de mélangeurs décrites plus haut, en utilisant la pompe B qui a été décrite plus haut. Experiments were performed with the three kinds of mixers described above, using pump B which was described above.

Comme poudre de matière active, on a utilisé de la poudre d'oxyde de cadmium et de la poudre de cadmium métallique. Comme solution de malaxage, on a utilisé la solution de malaxage possédant une viscosité de 1000 cps utilisée dans l'expérience 1, dans laquelle on a ajouté du gluconate de potassium pour supprimer la réaction d'hydratation de l'oxyde de cadmium. As the active material powder, cadmium oxide powder and metallic cadmium powder were used. As the kneading solution, the kneading solution having a viscosity of 1000 cps used in Experiment 1 was used, in which potassium gluconate was added to suppress the hydration reaction of cadmium oxide.

Pour l'expérience, on a effectué des mesures de viscosité en échantillonnant la pste de matière active toutes les deux heures après le démarrage du malaxage. For the experiment, viscosity measurements were made by sampling the active ingredient ps every two hours after starting the mixing.

On a également utilisé un essai d'empâtage selon le procédé illustré par la figure 11. Plus précisément, une pâte de matière active 36 stockée dans une cuve 37 de stockage de la pste de matière active est déposée sur un collecteur 39 et séchée par un séchoir chauffant 40, à l'aide d'un organe 38 de réglage de la quantité d'empâta- ge. L'appareil de la figure 11 comprend en outre une bobine débitrice de collecteur 41, une bobine d'enroulement d'électrode 42, et plusieurs rouleaux de renvoi 43.A mashing trial was also used according to the process illustrated in FIG. 11. More specifically, a paste of active substance 36 stored in a tank 37 for storing the active substance pellet is deposited on a collector 39 and dried by a heating dryer 40, using a member 38 for adjusting the amount of grouting. The apparatus of FIG. 11 further comprises a manifold supply spool 41, an electrode winding spool 42, and a plurality of return rollers 43.

La figure 12 montre la viscosité mesurée de la pâte de matière active échantillonnée toutes les deux heures après le démarrage du malaxage. La viscosité de la pâte de matière active dans le cas où l'on utilisait le malaxeur A est désignée par la ligne A. La viscosité croissait avec l'écoulement du temps. Au contraire, les viscosités des pâtes de matière active obtenues par utilisation du mélangeur B et du mélangeur C, comme représenté par les lignes B et C n;espectivement, étaient visiblement stables. '4. Figure 12 shows the measured viscosity of the active ingredient paste sampled every two hours after starting the mixing. The viscosity of the active material paste in the case where the mixer A was used is designated by the line A. The viscosity increased with the passage of time. In contrast, the viscosities of active ingredient pastes obtained using Mixer B and Mixer C, as represented by lines B and C n, were visibly stable. '4.

La tendance de la viscosité de la pâte de matière active a crotte lorsqu'on utilise le mélangeur A est considérée comme étant due à une diminution du rendement du malaxage qui résulte du fait que la matière à malaxer bourbeuse créée dans les phases initiales du malaxage se fixe aux palettes de malaxage pour donner aux palettes la forme de grosses barres, ainsi qu'on l'a mentionné plus haut. The tendency of the viscosity of the active material paste to become drunk when using the mixer A is considered to be due to a decrease in the mixing efficiency which results from the fact that the muddy kneading material created in the initial stages of mixing is fixed to the mixing paddles to give the pallets the shape of large bars, as mentioned above.

Au contraire, lorsqu'on utilise le mélangeur B ou le mélangeur C, les deux palettes de malaxage posi tonnées dans le même plan perpendiculaire aux arbres de malaxage tournent dans le même sens pour racler mutuellement la matière de malaxage l'une sur l'autre, en évitant ainsi toute réduction de rendement de malaxage. La situation est aussi la même en ce qui concerne la matière de malaxage qui colle & la paroi intérieure du malaxeur. On the other hand, when using the mixer B or the mixer C, the two kneading palettes positioned in the same plane perpendicular to the kneading shafts rotate in the same direction to scrape the kneading material mutually on one another. thus avoiding any reduction in mixing efficiency. The situation is also the same with regard to the kneading material which sticks to the inner wall of the kneader.

Les résultats de l'essai d'empâtage du collecteur avec la pdte de matière active ont été les suivants la pâte mais ne pouvait pas y être redispersé. The results of the pasting trial of the collector with the active material paste were the following but the paste could not be redispersed.

Dans le cas des pâtes de matière active préparées dans les mélangeurs A et C, on n'a pas observé de raies même après 10 heures d'empâtage. I1 ressort clairement des résultats ci-dessus que les structures de mélangeurs B et C constituent de bons mélangeurs pour une pâte de matière active. In the case of the active ingredient pastes prepared in the mixers A and C, no rays were observed even after 10 hours of mashing. It is clear from the above results that mixer structures B and C are good mixers for an active ingredient paste.

Ensuite, on a fabriqué un dispositif pour préparer une pâte de matière active pour un accumulateur constituant une forme de réalisation de l'invention. On a utilisé comme pompe une pompe B (pompe Morno, fabriquée par Heishin Equipement Co.) utilisée dans les expériences 1 et comme mélangeur, on a utilisé un mélangeur B (malaxeur KRC, fabriqué par Kurimoto wron Works, Co.) utilisé dans l'expérience 2. Next, a device for preparing an active material paste for an accumulator constituting an embodiment of the invention was manufactured. A pump B (Morno pump, manufactured by Heishin Equipment Co.) used in Experiments 1 was used as a pump and as a mixer, a mixer B (KRC mixer, manufactured by Kurimoto Co. Won Works, Co.) was used. experience 2.

Les expériences suivantes ont été utilisées pour étudier l'effet de l'invention. The following experiments were used to study the effect of the invention.

Expérience 3 : pâte de matière active pour électrode négative au cadmium. Experiment 3: active material paste for cadmium negative electrode.

Pour la poudre de matière active, on a utilisé le mélange de 25 parties en poids de poudre de cadmium métallique et 100 parties en poids de poudre d'oxyde de cadmium. Comme solution de malaxage, on a utilisé un mélange obtenu en dispersant 18 parties en poids de latex acrylique et 2,0 parties en poids de fibres courtes dans une solution préparée en dissolvant 1,2 partie en poids d'alcool polyvinylique, 1,2 partie en poids de méthyl cellulose, 1,2 partie en poids de borate de sodium et 0,3 partie en poids d'hydrogène-tartrate de sodium dans 100 parties en poids d'eau. En outre, la viscosité de la solution de malaxage était de 2 600 cps (à 25 OC) . La patte de matière active malaxée sera appelée D. For the active material powder, the mixture of 25 parts by weight of cadmium metal powder and 100 parts by weight of cadmium oxide powder was used. As a kneading solution, a mixture obtained by dispersing 18 parts by weight of acrylic latex and 2.0 parts by weight of short fibers in a solution prepared by dissolving 1.2 parts by weight of polyvinyl alcohol, 1.2 was used. part by weight of methyl cellulose, 1.2 parts by weight of sodium borate and 0.3 parts by weight of sodium hydrogen tartrate in 100 parts by weight of water. In addition, the viscosity of the kneading solution was 2,600 cps (at 25 ° C). The lump of mixed active material will be called D.

Expérience 4 : pâte de matière active pour électrode positive à l'hydroxyde de nickel. Experiment 4: active material paste for nickel hydroxide positive electrode.

La poudre de matière active utilisée était un mélange de 100 parties en poids,de poudre d'hydroxyde de
e < nickel, 15 parties en poids de poudre d'hydroxyde de cobalt et 5 parties en poids d'hydroxyde de cadmium. La solution de malaxage utilisée était composée du mélange obtenu en dispersant 15 parties en poids de latex de base polystyrène et 2,5 parties en poids de fibres courtes dans une solution préparée en dissolvant 1,2 partie en poids de méthyl-cellulose dans 100 parties en poids d'eaê. La viscosité de la solution de malaxage était de 2 500 cps (à 250C). La patte de matière active malaxée sera appelée E.The active ingredient powder used was a mixture of 100 parts by weight of sodium hydroxide powder.
nickel, 15 parts by weight of cobalt hydroxide powder and 5 parts by weight of cadmium hydroxide. The mixing solution used was composed of the mixture obtained by dispersing 15 parts by weight of polystyrene base latex and 2.5 parts by weight of short fibers in a solution prepared by dissolving 1.2 parts by weight of methyl cellulose in 100 parts. by weight of water. The viscosity of the kneading solution was 2500 cps (250 ° C). The lump of mixed active material will be called E.

Expérience 5 : pâte de matière active pour électrode negative au zinc. Experiment 5: active material paste for zinc negative electrode.

La poudre de matière active utilisée était un mélange de 100 parties en poids de poudre d'oxyde de zinc et de 35 parties en poids de poudre de zinc métallique et la solution de malaxage utilisée était le mélange obtenu en dispersant 10 parties en poids de latex acrylique et 1,5 partie en poids de fibres courtes dans une solution préparée en dissolvant 0,8 partie en poids de méthyl-cellulose dans 100 parties en poids d'eau. La viscosité de la solution de malaxage était de 1 200 cps (à 250C). La pâte de matière active malaxée sera appelée F. The active material powder used was a mixture of 100 parts by weight of zinc oxide powder and 35 parts by weight of zinc metal powder and the mixing solution used was the mixture obtained by dispersing 10 parts by weight of latex. acrylic and 1.5 parts by weight of short fibers in a solution prepared by dissolving 0.8 parts by weight of methyl cellulose in 100 parts by weight of water. The viscosity of the kneading solution was 1200 cps (250 ° C). The pulp of mixed active material will be called F.

Expérience 6 : pâte de matière active pour électrode négative. Experiment 6: active material paste for negative electrode.

La poudre de matière active et la solution de malaxage utilisée ont été préparées de la même façon que dans l'expérience 3, sauf qu'on avait ajouté des fibres courtes à la poudre de matière active à l'aide in'un alimentateur à trémie au lieu de les disperser dans la solu- tion de malaxage. La pâte de matière active malaxée sera appelée G. The active ingredient powder and the kneading solution used were prepared in the same manner as in Experiment 3 except that short fibers were added to the active ingredient powder using a hopper feeder. instead of dispersing them in the kneading solution. The pulp of mixed active material will be called G.

Les fibres courtes utilisées dans les expériences 3 å 6 étaient des fibres de copolymère de chlorure de vinyle et d'acrylonitrile, d'un diamètre de 3 deniers et d'une longueur de 1 =. The short fibers used in Experiments 3-6 were copolymer fibers of vinyl chloride and acrylonitrile with a diameter of 3 denier and a length of 1 =.

L'évaluation des produits a été exécutée de la même façon que pour l'expérience 2, en mesurant la viscosité de la pâte de matière active échantillonnée toutes les deux heures après le démarrage du malaxage et en effectuant un test d'empâtage sur la pâte de matière active débitée, par le procédé illustré par la figure 11. The evaluation of the products was carried out in the same way as for experiment 2, by measuring the viscosity of the active material paste sampled every two hours after starting the mixing and by performing a pasting test on the paste of active material dispensed by the process illustrated in FIG. 11.

La figure 13 représente les mesures de viscosité, sur les courbes D, E, F et G, pour les pâtes préparées dans les expériences 3, 4, 5 et 6 respectivement. Figure 13 shows the viscosity measurements, on the D, E, F and G curves, for the pastes prepared in Experiments 3, 4, 5 and 6 respectively.

Les pâtes de matière active, D, E et F préparés dans les expériences 3, 4 et 5 respectivement restaient stables avec le temps. Au contraire, la viscosité de la patte de matière active G préparée dans l'expérience 6 a montré une tendance à diminuer avec le temps. Ceci était dO à la diminution de la précision de l'alimentateur, qui devait fournir un débit fixe de poudre de matière active au mélangeur, diminution qui était provoquée par l'absence de dispersion des agglomérats de fibres courtes ajoutées à la poudre de matière active dans l'opération de mélangeage avec la poudre de matière active. En d'autres termes, le résultat ci-dessus indique que, lorsqu'on ajoute des fibres courtes à une poudre de matière active, il est nécessaire d'effectuer une opération spéciale consistant à malaxer les agglomérats de fibres courtes avec la poudre de matière active dès qu'ils sont ouverts.The active ingredient pastes D, E and F prepared in Experiments 3, 4 and 5, respectively, remained stable over time. In contrast, the viscosity of active ingredient paw G prepared in Experiment 6 showed a tendency to decrease over time. This was due to a decrease in the accuracy of the feeder, which was to provide a fixed rate of active ingredient powder to the mixer, which was caused by the lack of dispersion of the short fiber agglomerates added to the active ingredient powder. in the mixing operation with the powder of active material. In other words, the above result indicates that, when short fibers are added to a powder of active material, it is necessary to perform a special operation of kneading the short fiber agglomerates with the material powder. active as soon as they are open.

Le tableau 3 donné ci-dessous montre les résultats des essais d'empâtage. Les chiffres du tableau indiquent l'instant où les raies commencent à apparattre sur la surface empâtée, mesuré à partir de l'instant où la pâte a franchi pour la première fois l'organe de réglage du débit d'empstage. Table 3 below shows the results of the pasting tests. The figures in the table indicate the moment when the lines begin to appear on the pasted surface, measured from the moment when the dough has crossed for the first time the stabilization flow control member.

Tableau 3
Expérience 3 Expérience 4 Expérience 5 Expérience 6 > 10 > 10 > L > 0,5
Dans les cas où l'on utilisait des pâtes de matière active D, E et F préparées dans les expériences 3, 4 et 5 respectivement, on n'a pas observé de raies, même au bout de 10 heures après le début de l'empâtage. D'un autre côté, dans le cas de l'utilisation de la pâte de matière active G préparée dans l'expérience 6, on a ob ser ç des raies dans les 0,5 heures après le démarrage de i'empâtage, raies qui étaient dues à l'accumulation d'agglomérats de fibres courtes dans l'organe de réglage du débit d'emp tage. Table 3
Experience 3 Experience 4 Experience 5 Experience 6>10>10>L> 0.5
In cases where D, E and F active material pastes prepared in Experiments 3, 4 and 5 respectively were used, no rays were observed even after 10 hours after the start of treatment. pasting. On the other hand, in the case of the use of the active ingredient paste G prepared in experiment 6, streaks were obtained within 0.5 hours after the initiation of the slaughtering, lines which were due to the accumulation of short fiber agglomerates in the feed rate adjuster.

Il est à remarquer que, dans la présente forme de réalisation, on a utilisé du latex en tant que liant destiné à être mélangé à la solution de malaxage. Toutefois, selon le type de latex utilisé, il peut se déposer de la résine sous l'effet de la force de cisaillement, en provoquant quelquefois une diminution de la résistance mécanique de l'électrode finale. En conséquence, il est préférable de séparer le latex de la solution de malaxage et de charger le latex dans la phase finale du malaxage, c'est-à-dire à proximité de la sortie de pâte du mélangeur. En outre, des bulles d'air sont quelquefois engendrées par l'inclusion d'air dans la pâte pendant le malaxage de la pute. Ces bulles d'air peuvent entraîner un defaut d'uniformité du débit déposé dans le processus d'empâtage de la patte de matière active sur le collecteur dans la phase suivante. Toutefois, cet inconvénient créé par les bulles d'air peut être éliminé par des moyens tels que la diminution de la pression intérieure du mélangeur, ou l'addition d'un agent anti-moussant pendant le processus de malaxage. It should be noted that in the present embodiment, latex has been used as a binder to be mixed with the kneading solution. However, depending on the type of latex used, it can deposit the resin under the effect of the shear force, sometimes causing a decrease in the mechanical strength of the final electrode. Accordingly, it is preferable to separate the latex from the kneading solution and to charge the latex in the final kneading phase, i.e., near the dough outlet of the mixer. In addition, air bubbles are sometimes generated by the inclusion of air in the dough during kneading of the whore. These air bubbles can cause a lack of uniformity of the flow rate deposited in the process of pasting the active material paw on the collector in the next phase. However, this disadvantage created by the air bubbles can be eliminated by such means as decreasing the internal pressure of the mixer, or the addition of an anti-foaming agent during the mixing process.

I1 convient de remarquer que, bien que la préparation de pâtes de matière active pour un accumulateur alcalin ait été décrite à titre d'exemple dans ce qui précède, l'invention ne doit aucunement être limitée à ce seul cas. It should be noted that although the preparation of active ingredient pastes for an alkaline storage battery has been described by way of example in the foregoing, the invention should in no way be limited to this case alone.

Ainsi qu'on l'a indiqué dans ce qui précède, se lon l'invention, il est possible de préparer des pites de matière active pour accumulateurs qui possèdent une composition et une viscosité stables, avec un grand rendement et avec une dispersion satisfaisante des fibres courtes. As has been indicated in the foregoing, according to the invention, it is possible to prepare pellets of active material for accumulators which have a stable composition and viscosity, with a high yield and with a satisfactory dispersion of short fibers.

Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. Of course, various modifications may be made by those skilled in the art to the device that has just been described by way of non-limiting example without departing from the scope of the invention.

Claims

A device for preparing an active material paste for an accumulator, characterized in that it comprises a mixer for forming and dispensing a paste of active material kneaded by continuously mixing a solution containing short fibers and an active ingredient conveyed to said mixer, and a pump (22-27) for continuously feeding a fixed flow rate of said mixing solution which contains short fibers.

2. Device according to claim 1, characterized in that said mixer comprises a substantially closed structure, which has a loading port (34) for said kneading solution containing short fibers, a loading port (33) for said powder active material, a discharge port (35) for said active material paste, and two mixing shafts (29, 13) which rotate in the same direction, each shaft holding an elliptical section mixing paddle (30, 11), and in that said pump (22 to 27) is a uni-axial eccentric screw pump of rotary volume type, for discharging a fixed flow of mixing solution which contains short fibers under the effect of the rotation of a helicoidal rotor (22).

3. Device according to claim 1, characterized in that said mixer comprises a substantially closed structure having a loading port (34) for said kneading solution containing short fibers, a loading port (33) for said active ingredient powder a discharge port (35) for said active material paste, and two mixing shafts (29, 16) which rotate in the same direction, each shaft carrying a mixing paddle (30, 14) which has a cross-sectional shape; triangular-like triangle with each side bent outwardly, and said pump (22-27) is a rotary volume type uniaxial eccentric screw pump for discharging a fixed flow of mixing solution which contains short fibers under the effect of rotation of a helical rotor (22).

4. Device according to claim 2, characterized in that said elliptical pallets (30, 11) are configured and positioned on said shafts (29, 13) within said structure so that the minimum distance between said pallets in a plane perpendicular to said shafts is about 1 mm and that the distance between the ends of said pallets and the inner walls of said structure is about 1 mm.

5. Device according to claim 3, characterized in that said triangular pallets (30, 14) are shaped and positioned on said shafts (29, 16) within said structure such that the minimum distance between said pallets, in a plane perpendicular to said shafts is about 1 mm and that the distance between the ends of said pallets and the walls of said structure is about 1 mm.

6. Device according to claim 2, characterized in that said mixer further comprises mixer pallets (32) positioned on said shafts (29) upstream of said mixing paddles (30) and adjacent thereto, said orifice loading (33) said active material being close to the upstream end of said mixer pallets and said loading port (34) of said mixing solution being close to the downstream end of said mixer pallets.

7. Device according to claim 6, characterized in that said mixer further comprises feeder pallets (31) positioned on said shafts (29) downstream of said mixing paddles (30) and adjacent thereto and said discharge port (35) is located downstream of said feeder pallets.

8. Device according to claim 3, characterized in that said mixer further comprises mixer blades (32) positioned on said shafts (29), upstream of said mixing paddles (30) and adjacent thereto, said orifice loading (33) said active material being close to the upstream end of said mixer pallets (32); and said loading port (34) of the mixing solution being close to the downstream end of said mixer pallets (32).

9. Device according to claim 8, characterized in that said mixer further comprises feeder pallets (31) positioned on said shafts (29) downstream of said mixing paddles (30 and adjacent thereto, and in that said discharge port is located downstream of said feeder pallets (32).