JP2017147188A

JP2017147188A - 電池電極スラリーの作製方法

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Publication number: JP2017147188A
Application number: JP2016030099A
Authority: JP
Inventors: 秀夫真田; Hideo Sanada; 尋史佐藤; Hiroshi Sato; 大作中田; Daisaku Nakada
Original assignee: Eliiy Power Co Ltd
Current assignee: Eliiy Power Co Ltd
Priority date: 2016-02-19
Filing date: 2016-02-19
Publication date: 2017-08-24
Anticipated expiration: 2036-02-19
Also published as: JP6661853B2

Abstract

【課題】混練している環境の水分量が異なっていても、電池電極スラリーの質の劣化を抑制する。【解決手段】電池電極スラリーの作製用の複数の材料、またはこれら複数の材料のうち少なくとも２つの混合物を輸送する輸送工程と、輸送工程により輸送される材料または混合物を混練して連続的に排出する混練工程と、輸送工程および混練工程においてスラリーに吸水される水分量が、所定量未満になるように限界吸水時間を決定する決定工程と、限界吸水時間に基づいて、輸送工程による輸送時間と、混練工程による混練時間と、のうち少なくとも一方を制御する制御工程と、を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、電池電極スラリーの作製方法に関する。

従来、複数の材料を混練して電池電極スラリーを得る方法として、バッチ混練が一般的である。バッチ混練とは、電池電極スラリーの作製に必要な複数の材料を全て大釜に投入し、これら複数の材料が均一に混ざるまで混練を行うことである。

ただ、バッチ混練では、複数の材料を一度にまとめて投入してから均一に混ぜるため、混練時間を長くとる必要がある。そして、バッチ混練では、大釜に複数の材料を全て投入してから、電池電極スラリーが得られるまでの時間がある程度決まっており、スラリー品質のばらつきを抑えるためにも混練時間を変更することは一般的ではない。

また、バッチ混練を改良したものとして、複数の材料を粗混練する予備混練部と、予備混練部で粗混練された材料を本混練する本混練部と、を備え、予備混練部で粗混練された材料を、モーノポンプにより本混練部に供給する混練装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−３３９２４号公報

しかし、特許文献１に示されている混練装置では、予備混練部による粗混練が、依然としてバッチ混練のままであるため、予備混練部による粗混練において、上述のように混練時間を変更することは一般的ではない。

その一方で、材料やスラリーは、予備混練部における粗混練の最中であっても、周囲の雰囲気中に含まれている水分を吸収する。また、周囲の雰囲気中に含まれている水分量が多くなるに従って、材料やスラリーが吸収する単位時間当たりの水分量が増加する。このため、予備混練部における粗混練の時間を一定にしている環境において、周囲の雰囲気中に含まれている水分量が規定量よりも多かったり変化したりしてしまうと、材料やスラリーに吸収される水分量が多くなったり変化したりしてしまい、その結果、電池電極スラリーの質が劣化してしまうおそれがあった。

そこで、本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、混練している環境の水分量が異なっていても、電池電極スラリーの質の劣化を抑制することを目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するために、以下の事項を提案している。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。

（１）本発明は、電池電極スラリー（例えば、後述の正極スラリーに相当）の作製方法であって、前記電池電極スラリーの作製用の複数の材料（例えば、後述のバインダー、正極活物質、および導電助剤に相当）、または前記複数の材料のうち少なくとも２つの混合物を輸送する輸送工程と、前記輸送工程により輸送される材料または混合物を混練して連続的に排出する混練工程と、前記輸送工程および前記混練工程においてスラリーに吸水される水分量が所定量未満になるように、限界吸水時間を決定する決定工程と、前記限界吸水時間に基づいて、前記輸送工程による輸送時間と、前記混練工程による混練時間と、のうち少なくとも一方を制御する制御工程と、を備えることを特徴とする電池電極スラリーの作製方法を提案している。

この発明によれば、決定工程により、輸送工程および混練工程においてスラリーに吸収される水分量が所定量未満になるように限界吸水時間を決定し、制御工程により、限界吸水時間に基づいて、輸送工程による輸送時間と、混練工程による混練時間と、のうち少なくとも一方を制御することとした。このため、輸送工程および混練工程においてスラリーに吸収される水分量を所定量未満に抑えることができ、混練工程を行っている環境の水分量が異なっていても、電池電極スラリーの質の劣化を抑制することができる。

（２）本発明は、（１）の電池電極スラリーの作製方法について、前記決定工程では、前記輸送工程により輸送されている材料または混合物の周囲の雰囲気中の水分量と、前記混練工程により混練されている材料または混合物の周囲の雰囲気中の水分量と、のうち少なくとも１つを測定し、測定結果に基づいて前記限界吸水時間を決定することを特徴とする電池電極スラリーの作製方法を提案している。

この発明によれば、（１）の電池電極スラリーの作製方法において、決定工程により、輸送工程により輸送されている材料または混合物の周囲の雰囲気中の水分量と、混練工程により混練されている材料または混合物の周囲の雰囲気中の水分量と、のうち少なくとも１つを測定し、測定結果に基づいて限界吸水時間を決定することとした。このため、輸送工程を行っている環境の水分量や、混練工程を行っている環境の水分量を考慮した上で、限界吸水時間を決定することができる。したがって、輸送工程を行っている環境の水分量や、混練工程を行っている環境の水分量が異なっていても、電池電極スラリーの質の劣化を抑制することができる。

（３）本発明は、（１）の電池電極スラリーの作製方法について、前記決定工程では、前記輸送工程により輸送されている材料または混合物の周囲の雰囲気中の水分量と、前記混練工程により混練されている材料または混合物の周囲の雰囲気中の水分量と、のうち少なくとも１つを測定し、測定結果およびスラリー水分量吸収マップ（例えば、後述の関係マップに相当）に基づいて前記限界吸水時間を決定することを特徴とする電池電極スラリーの作製方法を提案している。

この発明によれば、（１）の電池電極スラリーの作製方法において、決定工程により、輸送工程により輸送されている材料または混合物の周囲の雰囲気中の水分量と、混練工程により混練されている材料または混合物の周囲の雰囲気中の水分量と、のうち少なくとも１つを測定し、測定結果およびスラリー水分量吸収マップに基づいて前記限界吸水時間を決定することとした。このため、スラリー水分量吸収マップに、測定した水分量と限界吸水時間との関係を予め定めておくことで、このスラリー水分量吸水マップを用いて限界吸水時間を決定することができる。

（４）本発明は、（１）の電池電極スラリーの作製方法について、前記決定工程では、前記輸送工程により輸送されている材料または混合物の周囲の雰囲気中の水分量と、前記混練工程により混練されている材料または混合物の周囲の雰囲気中の水分量と、のうち少なくとも１つを測定し、測定結果から単位時間当たりの吸水量を取得し、取得結果に基づいて前記限界吸水時間を決定することを特徴とする電池電極スラリーの作製方法を提案している。

この発明によれば、（１）の電池電極スラリーの作製方法において、決定工程により、輸送工程により輸送されている材料または混合物の周囲の雰囲気中の水分量と、混練工程により混練されている材料または混合物の周囲の雰囲気中の水分量と、のうち少なくとも１つを測定し、測定結果から単位時間当たりの吸水量を取得し、取得結果に基づいて限界吸水時間を決定することとした。このため、単位時間当たりの吸水量から限界吸水時間を決定することができる。

（５）本発明は、（１）から（４）のいずれか１つの電池電極スラリーの作製方法について、前記制御工程では、前記限界吸水時間に基づいて、前記混練工程において材料または混合物を混練する混練手段（例えば、図１の予備混練部１４や本混練部１５に相当）の回転数を制御することを特徴とする電池電極スラリーの作製方法を提案している。

この発明によれば、（１）から（４）のいずれか１つの電池電極スラリーの作製方法において、制御工程により、限界吸水時間に基づいて、混練工程において材料または混合物を混練する混練手段の回転数を制御することとした。このため、混練工程による混練時間を制御して、電池電極スラリーの質の劣化を抑制することができる。

（６）本発明は、（１）から（５）のいずれか１つの電池電極スラリーの作製方法について、前記制御工程では、前記限界吸水時間に基づいて、前記混練工程での混練における混練手段（例えば、図１の予備混練部１４や本混練部１５に相当）から材料または混合物への力の印加強度を制御することを特徴とする電池電極スラリーの作製方法を提案している。

この発明によれば、（１）から（５）のいずれか１つの電池電極スラリーの作製方法において、制御工程により、限界吸水時間に基づいて、混練工程での混練における混練手段から材料または混合物への力の印加強度を制御することとした。このため、混練工程による混練時間を制御して、電池電極スラリーの質の劣化を抑制することができる。

（７）本発明は、（１）から（６）のいずれか１つの電池電極スラリーの作製方法について、前記制御工程では、前記限界吸水時間に基づいて、前記輸送工程において材料または混合物を付勢する付勢手段（例えば、図１のモーノポンプ５１に相当）の付勢力を制御することを特徴とする電池電極スラリーの作製方法を提案している。

この発明によれば、（１）から（６）のいずれか１つの電池電極スラリーの作製方法において、制御工程により、限界吸水時間に基づいて、輸送工程において材料または混合物を付勢する付勢手段の付勢力を制御することとした。このため、輸送工程による輸送時間を制御して、電池電極スラリーの質の劣化を抑制することができる。

（８）本発明は、（１）から（７）のいずれか１つの電池電極スラリーの作製方法について、前記混練工程において材料または混合物を混練する混練手段（例えば、図１の予備混練部１４や本混練部１５に相当）は、複数直列につながって設けられており、前記混練工程では、前記複数の混練手段により、前記輸送工程により輸送される材料または混合物を混練して、電池電極スラリーとして連続的に排出することを特徴とする電池電極スラリーの作製方法を提案している。

この発明によれば、（１）から（７）のいずれか１つの電池電極スラリーの作製方法において、混練工程において材料または混合物を混練する混練手段は、複数直列につながって設けられており、混練工程において、複数の混練手段により、輸送工程により輸送される材料または混合物を混練して電池電極スラリーとして連続的に排出することとした。このため、材料または混練物を複数回に亘って混練することができる。

本発明によれば、混練している環境の水分量が異なっていても、電池電極スラリーの質の劣化を抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る電池電極スラリー作製用混練装置の概略を示す構成図である。本発明の第１実施形態に係る電池電極スラリー作製用混練装置が備える予備混練部の概略を示す断面図である。本発明の第１実施形態に係る予備混練部が備えるスクリューおよびプロペラの斜視図である。本発明の第１実施形態に係る予備混練部が備えるステーターおよびローターの斜視図である。本発明の第１実施形態に係る電池電極スラリー作製用混練装置が備える本混練部の概略を示す断面図である。本発明の第１実施形態に係る本混練部が備えるステーターおよびローターの斜視図である。本発明の第１実施形態に係る関係マップの一例を示す図である。本発明の第２実施形態に係る電池電極スラリー作製用混練装置の概略を示す構成図である。本発明の第３実施形態に係る電池電極スラリー作製用混練装置の概略を示す構成図である。本発明の第３実施形態に係る電池電極スラリー作製用混練装置が備えるタンクの概略を示す断面図である。本発明の第４実施形態に係る電池電極スラリー作製用混練装置の概略を示す構成図である。本発明の第１実施形態に係る予備混練部を複数並列に設けた例を示す図である。本発明の第１実施形態に係る予備混練部を複数並列に設けた例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて、詳細に説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素などとの置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組み合わせを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る電池電極スラリー作製用混練装置１の概略を示す構成図である。電池電極スラリー作製用混練装置１は、複数の材料としてバインダー、正極活物質、および導電助剤（導電助材）を混練して、リチウムイオン二次電池の正極に用いられる正極スラリーを作製する装置である。

バインダーは、バインダー供給部１１に収容される。バインダー供給部１１には、配管２１が連通しており、バインダー供給部１１は、配管２１にバインダーを連続的に供給する。配管２１には、予備混練部１４が連通しているとともに、モーノポンプ５１および質量流量計５２が設けられている。質量流量計５２は、バインダー供給部１１から予備混練部１４に向かって配管２１の内部を流通したバインダーの質量流量を計測して、配管２１の内部を流通したバインダーの瞬時流量を測定し、測定結果を制御部３４に送信する。制御部３４は、瞬時流量の変動の有無の確認と、積算流量の管理と、を行うとともに、質量流量計５２から送信された測定結果に基づいて付勢量を調整し、調整した付勢量をモーノポンプ５１に送信する。モーノポンプ５１は、制御部３４から送信された付勢量に基づいて、配管２１に供給されたバインダーを予備混練部１４に向って付勢する。

なお、上述の連続的とは、本実施形態では、時間的に途切れることなくという意味である。このため、配管２１にバインダーを連続的に供給するとは、時間的に途切れることなく配管２１にバインダーを供給するということである。

また、バインダーとしては、有機溶剤に溶かして用いるポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリロニトリル、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレートなどのエチレン性不飽和カルボン酸エステル、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸などのエチレン性不飽和カルボン酸などが挙げられる。また、ＳＢＲと併用されるだけでなく近年バインダーとしても注目されているカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）や、アルギン酸化合物などを使用することもできる。また、これらを複数種類混合したものを使用することもできる。

さらに、バインダーは、溶剤に溶解または分散させて使用することもできる。溶剤としては、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、イソプロパノール、トルエンなどを使用することができ、これらを複数種類混合したものを使用することもできる。これらは、使用する導電助剤や活物質の種類および特性に応じて、適宜選択して使用することができる。

正極活物質は、正極材供給部１２に収容される。正極材供給部１２には、配管２２が連通しており、正極材供給部１２は、配管２２に正極活物質を連続的に供給する。配管２２には、予備混練部１４が連通しているとともに、重量計５３が設けられている。重量計５３は、正極材供給部１２から予備混練部１４に向かって配管２２の内部を流通した正極活物質の重量を計測して、配管２２に供給された正極活物質の瞬時供給量を測定し、測定結果を制御部３４に送信する。正極材供給部１２には、投入された正極活物質を配管２２に供給するフィーダー（図示省略）が設けられており、制御部３４は、瞬時供給量の変動の有無の確認と、積算供給量の管理と、を行うとともに、重量計５３から送信された測定結果に基づいて供給量を調整し、調整した供給量を正極材供給部１２のフィーダーに送信する。正極材供給部１２のフィーダーは、制御部３４から送信された供給量に基づいて、正極活物質を配管２２に連続的に供給する。配管２２は、鉛直方向に延伸しており、予備混練部１４は、配管２２の下端に連通している。このため、配管２２に供給された正極活物質は、重力により自由落下して連続的に予備混練部１４に供給されることになる。

なお、正極活物質としては、一般式Ｌｉ_ｘＭＯ_２（Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ａｌの中から選ばれる１種以上の元素であり、ｘは０＜ｘ＜１．５を満たすものとする）などの層状構造・スピネル構造を有する物質や、一般式Ｌｉ_ｘＡＰＯ_４（Ａは、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｍｎの中から選ばれる１種以上の金属元素であり、ｘは０＜ｘ≦１．２を満たすものとする）などのオリビン型構造を有する物質などを使用することができる。特に、オリビン型リン酸鉄リチウムを有する物質である、一般式Ｌｉ_ｘＦｅ_ｙＡ_{（１−ｙ）}ＰＯ_４（ただし、ｘは０＜ｘ≦１を満たし、ｙは０＜ｙ≦１を満たし、ＡはＴｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｏ、Ｍｎの中から選ばれる一種の金属元素であるものとする）で表わされるリチウムリン酸金属化合物を使用することが望ましい。また、リチウムリン酸金属化合物の表面にカーボンが被覆された粒子、または、この粒子の凝集体を使用することもできる。

導電助剤は、導電助剤供給部１３に収容される。導電助剤供給部１３には、配管２３が連通しており、導電助剤供給部１３は、配管２３に導電助剤を連続的に供給する。配管２３には、予備混練部１４が連通しているとともに、重量計５４が設けられている。重量計５４は、導電助剤供給部１３から予備混練部１４に向かって配管２３の内部を流通した導電助剤の重量を計測して、配管２３に供給された導電助剤の瞬時供給量を測定し、測定結果を制御部３４に送信する。導電助剤供給部１３には、投入された導電助剤を配管２３に供給するフィーダー（図示省略）が設けられており、制御部３４は、瞬時供給量の変動の有無の確認と、積算供給量の管理と、を行うとともに、重量計５４から送信された測定結果に基づいて供給量を調整し、調整した供給量を導電助剤供給部１３のフィーダーに送信する。導電助剤供給部１３のフィーダーは、制御部３４から送信された供給量に基づいて、導電助剤を配管２３に連続的に供給する。配管２３は、鉛直方向に延伸しており、予備混練部１４は、配管２３の下端に連通している。このため、配管２３に供給された導電助剤は、重力により自由落下して連続的に予備混練部１４に供給されることになる。

なお、導電助剤としては、アセチレンブラック、ファーネスブラック、カーボンブラックなどのカーボン粉体を使用することができる。また、これらを複数種類混合したものを使用することもできる。

以上より、予備混練部１４には、モーノポンプ５１により付勢されたバインダーが適切な分量で連続的に供給されるとともに、重力により自由落下して正極活物質および導電助剤がそれぞれ適切な分量で連続的に供給されることになる。

予備混練部１４は、連続的に供給されるバインダー、正極活物質、および導電助剤を、逐次、粗混練して予備混練スラリーとして連続的に排出する。予備混練部１４には、配管２４を介して本混練部１５が連通しており、予備混練部１４と本混練部１５とは、配管２４を介して直列につながって設けられる。予備混練部１４から連続的に排出された予備混練スラリーは、上述のモーノポンプ５１からバインダーへの付勢力と、予備混練部１４からの吐出力と、により、配管２４を介して本混練部１５に連続的に供給される。

以上によれば、予備混練部１４は、バインダー、正極活物質、および導電助剤の粗混練を行いつつ、これら材料の連続的な受け入れと、本混練部１５への予備混練スラリーの連続的な供給と、を行う。すなわち、予備混練部１４は、予備混練スラリーを本混練部１５へ連続的に供給することと、新たに供給された材料を連続的に粗混練することと、を並行して行う。なお、予備混練部１４および本混練部１５は、バインダー、正極活物質、および導電助剤を正極スラリーとして排出する混練ユニット１０を形成する。

予備混練部１４には、例えば、浅田鉄工株式会社のミラクルＫＣＫ、シルバーソン社製のインライン型ミキサーであるフラッシュブレンドやフラッシュミックス、ティーメックス社製の粉体溶解システム、ＩＫＡ社製のＭＨＤなどを用いることができる。予備混練部１４の構成の一例を、図２から４を用いて以下に説明する。

図２は、予備混練部１４の概略を示す断面図である。予備混練部１４は、回転軸１４１、スクリュー１４２、プロペラ１４３、ステーター１４４、ローター１４５、およびケース１４６を備える。ケース１４６は、スクリュー１４２、プロペラ１４３、ステーター１４４、およびローター１４５を内部に収容し、第１の開口部１４６ａ、第２の開口部１４６ｂ、および第３の開口部１４６ｃが形成されている。

図３は、スクリュー１４２およびプロペラ１４３の斜視図である。スクリュー１４２は、回転軸１４１を中心として螺旋状に設けられる。プロペラ１４３は、複数枚の羽１４３１を備えており、これら羽１４３１は、回転軸１４１に対して螺旋状に配置されている。回転軸１４１は、回転軸１４１の長手方向の中心線を回転軸として、モーター（図示省略）により回転駆動され、回転軸１４１が回転すると、スクリュー１４２およびプロペラ１４３も回転する。

図２に戻って、第１の開口部１４６ａには、配管２２、２３が連通しており、第１の開口部１４６ａから、正極活物質および導電助剤がケース１４６の内部に供給される。ケース１４６の内部に供給された正極活物質および導電助剤は、回転するスクリュー１４２により、鉛直下方に移送される。

第２の開口部１４６ｂには、配管２１が連通しており、第２の開口部１４６ｂから、バインダーがケース１４６の内部に供給される。ケース１４６の内部に供給されたバインダーは、スクリュー１４２により移送された正極活物質および導電助剤と、プロペラ１４３により初期混合され、ステーター１４４およびローター１４５が設けられた位置まで初期混合物として移送される。

図４は、ステーター１４４およびローター１４５の斜視図である。ステーター１４４は、基体１４４１および複数の上くし刃１４４２を備える。基体１４４１は、円盤状に形成されており、基体１４４１の中央には、貫通孔１４４１ａが形成されている。また、基体１４４１の一方の面には、貫通孔１４４１ａの周りを環状に、複数の上くし刃１４４２がそれぞれ所定の間隙を空けて立設して配置されている。基体１４４１の他方の面は、図２に示したように、ケース１４６に固定されており、上くし刃１４４２は、基体１４４１から鉛直下向きに突出する。

ローター１４５は、基体１４５１および複数の下くし刃１４５２を備える。基体１４５１は、円盤状に形成されており、基体１４５１の中央には、貫通孔１４５１ａが形成されている。また、基体１４５１の一方の面には、基体１４５１の周縁に沿って複数の下くし刃１４５２がそれぞれ所定の間隙を空けて立設して配置されている。基体１４５１は、貫通孔１４５１ａに回転軸１４１が挿通され、かつ、基体１４５１の一方の面がステーター１４４に対向した状態で、回転軸１４１に固定されている。このため、下くし刃１４５２は、基体１４５１から鉛直上向きに突出し、回転軸１４１が回転するとローター１４５も回転する。

ここで、ローター１４５は、ステーター１４４に設けられた複数の上くし刃１４４２に囲まれた領域に収まるように配置される。このため、ステーター１４４の基体１４４１と、ローター１４５の基体１４５１と、下くし刃１４５２と、で囲まれた空間が形成されることになる。この空間には、貫通孔１４４１ａから、プロペラ１４３で初期混合された初期混合物が移送される。

ローター１４５が回転すると、遠心力により、上述の空間に移送された初期混合物は、複数の下くし刃１４５２の間隙を通過した後、複数の上くし刃１４４２の間隙を通過して、配管２４に連通する第３の開口部１４６ｃから予備混練スラリーとして排出される。なお、初期混合物には、複数の下くし刃１４５２の間隙を通過した段階において、静止している複数の上くし刃１４４２と、回転する複数の下くし刃１４５２と、に挟まれることによって強いせん断応力が付与される。このため、初期混合物に含まれるバインダー、正極活物質、および導電助剤の混合が促進され、予備混練スラリーが得られることになる。

本混練部１５は、連続的に供給される予備混練スラリーを、逐次、本混練して正極スラリーとして連続的に排出する。本混練部１５による本混練は、予備混練部１４により粗混練された予備混練スラリーを、所望の品質を有する正極スラリーになるまで混練することを目的とする。この本混練部１５から連続的に排出された正極スラリーは、例えばコーターに送られる。本混練部１５からコーターに正極スラリーを送る場合、配管を介して直接送ってもよいし、タンクなどの容器に溜めて送ってもよい。

以上によれば、本混練部１５は、予備混練スラリーの本混練を行いつつ、予備混練スラリーの連続的な受け入れと、正極スラリーの連続的な排出と、を行うことができる。

本混練部１５には、例えば、ＩＫＡ社製の攪拌装置ＤＲ／ＤＲＯやＵＴＬやＭＫＯ、プライミクス社製の混合装置薄膜旋回型ミキサーのフィルミックス（登録商標）、浅田鉄工株式会社製の混合装置ゼロミル（登録商標）などを用いることができる。本混練部１５の構成の一例を、図５、６を用いて以下に説明する。

図５は、本混練部１５の概略を示す断面図である。本混練部１５は、回転軸１５１、ステーター１５２、ローター１５３、およびケース１５４を備える。ケース１５４は、ステーター１５２およびローター１５３を内部に収容し、第１の開口部１５４ａおよび第２の開口部１５４ｂが形成されている。

図６は、ステーター１５２およびローター１５３の斜視図である。ステーター１５２は、円柱状に形成されており、ステーター１５２の内部には、上面から底面まで貫通孔１５２ａが形成されている。貫通孔１５２ａは、図５に示したように、ステーター１５２の上面および底面と水平な平面での断面が円形で、ステーター１５２の上面から底面に向かうに従って直径が大きくなるようにテーパ状に形成されている。このステーター１５２は、ケース１５４に固定されており、第１の開口部１５４ａ側にステーター１５２の上面が配置される。

ローター１５３は、円錐台状であり、ローター１５３の上面から底面に向かうに従って直径が大きくなるように、ステーター１５２の貫通孔１５２ａと略等しい傾斜でテーパ状に形成されている。このローター１５３は、上面から、ステーター１５２の貫通孔１５２ａに挿入され、底面に形成された回転軸受け穴１５３ａに回転軸１５１が挿入された状態で回転軸１５１に固定されている。回転軸１５１は、回転軸１５１の長手方向の中心線を回転軸として、モーター（図示省略）により回転駆動され、回転軸１５１が回転すると、ローター１５３も回転する。

ここで、第１の開口部１５４ａには、配管２４が連通しており、第１の開口部１５４ａから、予備混練スラリーが貫通孔１５２ａの内部に供給される。貫通孔１５２ａの内部に供給された予備混練スラリーは、静止しているステーター１５２と、回転するローター１５３と、の間隙を通過して、配管２５に連通する第２の開口部１５４ｂから正極スラリーとして排出される。なお、予備混練スラリーは、ステーター１５２とローター１５３との間隙を通過する段階において、静止しているステーター１５２と、回転するローター１５３とにより、せん断応力が付与される。このため、予備混練スラリーに含まれるバインダー、正極活物質、および導電助剤の粉砕および混合がさらに促進され、均一な正極スラリーが得られることになる。

空間制御部３１は、バインダー供給部１１、正極材供給部１２、導電助剤供給部１３、および混練ユニット１０が連通して形成される空間を、減圧または不活性ガスを充満させた状態にすることができる。不活性ガスとしては、例えば窒素を使用することができる。

測定部３２は、輸送されたり混練されたりしている材料や混合物、すなわち電池電極スラリー作製用混練装置１内に存在するバインダー、正極活物質、導電助剤、予備混練スラリー、および正極スラリーの周囲の雰囲気中の水分量を測定する。本実施形態では、測定部３２は、配管２４に設けられており、配管２４内の水分量を測定する。測定部３２により配管２４内の水分量を測定することで、配管２４の内部を通過するスラリーの吸水量を求めることができるとともに、スラリーの周囲の雰囲気が変化した場合に、混練ユニット１０を制御することでスラリーの質の劣化を抑制することもできる。
また、測定部３２としては、例えば温湿度計や露点計などを用いることができる。

限界吸水時間決定部３３は、バインダー、正極活物質、および導電助剤が電池電極スラリー作製用混練装置１に投入されてから本混練部１５から排出されるまでの期間（以降では、材料滞在期間と呼ぶ）にスラリーに吸水される水分量が吸水量上限値未満になるように、限界吸水時間を決定する。具体的には、限界吸水時間決定部３３は、測定部３２により測定された配管２４内の水分量と、上述の関係マップと、に基づいて吸水限界時間を決定する。この限界吸水時間決定部３３について、以下に詳述する。

電池電極スラリー作製用混練装置１内に存在するバインダー、正極活物質、導電助剤、予備混練スラリー、および正極スラリーは、それぞれ、周囲の雰囲気中の水分を吸収する場合がある。また、これら材料がどれだけの量の水分を吸収するのかは、材料に応じて変化するとともに、それら材料の周囲の雰囲気中の水分量に応じても変化する。そこで、限界吸水時間決定部３３は、関係マップと、吸水量上限値と、を予め記憶している。

吸水量上限値とは、材料滞在期間に吸水する水分量の合計値のうち、正極スラリーとしての品質を確保できる範囲内での吸水量の上限値のことである。吸水するとスラリーの粘度や体積などが変化し、混練ユニット１０から材料へのせん断応力の加わり方が変化してしまう。このため、材料滞在期間に上述の材料のそれぞれが吸水した水分量の合計値が吸水量上限値を超えると、正極スラリーとしての品質の確保が難しくなる。この吸水量上限値は、実験などによって求めることができる。

関係マップとは、上述の材料のそれぞれやこれら材料の混合物であるスラリーについての吸水量と時間との関係を、材料と、輸送されたり混練されたりしている材料や混合物の周囲の雰囲気中の水分量と、に応じて、記録したものである。この関係マップを参照することで、材料と、輸送されたり混練されたりしている材料や混合物の周囲の雰囲気中の水分量と、に応じて、吸水量上限値に達するまでの時間を求めることができる。

吸水限界時間とは、正極スラリーとしての品質を確保できる範囲内での材料滞在期間の時間の最大値のことである。材料滞在期間の時間が吸水限界時間を超えると、上述の材料のそれぞれが吸水した水分量の合計値が吸水量上限値を超えることになり、正極スラリーとしての品質の確保が難しくなる。

図７は、関係マップの一例を示す図である。図７において、縦軸は吸水量を示し、横軸は時間を示す。図７に示すような関係マップは、材料と、材料や混合物の周囲の雰囲気中の水分量と、に応じて複数設けられている。

そこで、限界吸水時間決定部３３は、まず、材料と、測定部３２により測定された水分量と、に基づいて適切な関係マップを選択する。次に、上述の吸水量上限値に基づいて、選択した関係マップから吸水限界時間を求める。

制御部３４は、配管２１から２４のそれぞれの内部をそれぞれの材料が流通する時間と、予備混練部１４および本混練部１５のうち少なくとも一方による混練時間と、のうち少なくともいずれかを制御して、材料滞在期間の時間を吸水限界時間未満にする。

具体的には、制御部３４は、材料滞在期間の時間が吸水限界時間未満になるように、モーノポンプ５１による付勢力を制御したり、予備混練部１４および本混練部１５のうち少なくとも一方の混練速度（回転数）を制御したりする。上述のように付勢量や混練速度を制御することによって、電池電極スラリー作製用混練装置１の内部を材料やスラリーが通過する時間を制御することができ、材料やスラリーの吸水量を制御することが可能になる。

なお、制御部３４は、上述の付勢量と、上述の混練速度と、を連動させて制御することが好ましい。これらを連動させて制御することで、電池電極スラリー作製用混練装置１の内部での材料の偏りが起こりにくくなり、電池電極スラリー作製用混練装置１の安定した運用がしやすくなる。

以上の構成を備える電池電極スラリー作製用混練装置１は、以下の効果を奏することができる。

電池電極スラリー作製用混練装置１は、材料滞在期間においてスラリーに吸水される水分量が吸水量上限値未満になるように、限界吸水時間を決定する。また、制御部３４により、配管２１から２４のそれぞれの内部をそれぞれの材料が流通する時間と、予備混練部１４および本混練部１５のうち少なくとも一方による混練時間と、のうち少なくともいずれかを制御して、材料滞在期間の時間を吸水限界時間未満にする。このため、材料滞在期間においてスラリーに吸収される水分量を吸水量上限値未満に抑えることができ、正極スラリーの質の劣化を抑制することができる。

また、電池電極スラリー作製用混練装置１は、測定部３２により、配管２４内の水分量を測定し、限界吸水時間決定部３３により、測定部３２による測定結果に基づいて限界吸水時間を決定する。このため、配管２４の内部を通過するスラリーの吸水量を考慮した上で、限界吸水時間を決定することができる。したがって、配管２４の内部を通過するスラリーの吸水量が異なっていても、正極スラリーの質の劣化を抑制することができる。

また、電池電極スラリー作製用混練装置１は、限界吸水時間決定部３３により、測定部３２により測定された水分量および関係マップに基づいて限界吸水時間を決定する。このため、関係マップを用いて限界吸水時間を決定することができる。

＜第２実施形態＞
図８は、本発明の第２実施形態に係る電池電極スラリー作製用混練装置１Ａの概略を示す構成図である。電池電極スラリー作製用混練装置１Ａは、図１に示した本発明の第１実施形態に係る電池電極スラリー作製用混練装置１とは、限界吸水時間決定部３３の代わりに限界吸水時間決定部３３Ａを備える点で異なる。なお、電池電極スラリー作製用混練装置１Ａにおいて、電池電極スラリー作製用混練装置１と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。

限界吸水時間決定部３３Ａは、材料滞在期間においてスラリーに吸水される水分量が吸水量上限値未満になるように、限界吸水時間を決定する。具体的には、限界吸水時間決定部３３Ａは、測定部３２により測定された配管２４内の水分量から単位時間当たりの吸水量を取得し、取得結果に基づいて吸水限界時間を決定する。この限界吸水時間決定部３３Ａについて、以下に詳述する。

正極活物質、導電助剤、予備混練スラリー、および正極スラリーがどれだけの量の水分を単位時間当たりに吸収するのかは、材料に応じて変化するとともに、周囲の雰囲気中の水分量に応じても変化する。そこで、限界吸水時間決定部３３Ａは、吸水量関係表と、吸水量上限値と、を予め記憶している。

吸水量関係表とは、上述の材料のそれぞれや、これら材料の混合物であるスラリーについて、周囲の雰囲気中の水分量と、単位時間当たりの吸水量と、の関係を記録したものである。この吸水量関係表を参照することで、材料と、輸送されたり混練されたりしている材料や混合物の周囲の雰囲気中の水分量と、に応じて、単位時間当たりの吸水量を求めることができる。

そこで、限界吸水時間決定部３３Ａは、まず、材料と、測定部３２により測定された水分量と、に基づいて適切な吸水量関係表を選択し、単位時間当たりの吸水量を求める。次に、以下の数式（１）を用いて、吸水限界時間を決定する。

数式（１）において、ｔ_ｍａｘは、吸水限界時間を示す。Ａ_ｍａｘは、予め記憶している吸水量限界値を示し、ａは、求めた単位時間当たりの吸水量を示す。

以上の構成を備える電池電極スラリー作製用混練装置１Ａによれば、電池電極スラリー作製用混練装置１と同様の効果を奏することができる。

＜第３実施形態＞
図９は、本発明の第３実施形態に係る電池電極スラリー作製用混練装置１Ｂの概略を示す構成図である。電池電極スラリー作製用混練装置１Ｂは、図１に示した本発明の第１実施形態に係る電池電極スラリー作製用混練装置１とは、タンク４１、配管２６、およびモーノポンプ５８を備える点が異なる。なお、電池電極スラリー作製用混練装置１Ｂにおいて、電池電極スラリー作製用混練装置１と同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。

タンク４１は、予備混練部１４に連通する配管２４と連通している。このタンク４１は、配管２４を介して予備混練部１４から連続的に供給される予備混練スラリーを貯留する。

タンク４１には、配管２６が連通しており、タンク４１は、貯留している予備混練スラリーを配管２６に連続的に供給する。配管２６には、本混練部１５が連通しているとともに、モーノポンプ５８が設けられている。タンク４１は、貯留している予備混練スラリーを配管２６に連続的に供給する。モーノポンプ５８は、配管２６に供給された予備混練スラリーを本混練部１５に向って付勢する。タンク４１の構成の一例を、図１０を用いて以下に説明する。

図１０は、タンク４１の概略を示す断面図である。タンク４１は、モーター４１１、攪拌部４１２、およびケース４１３を備える。攪拌部４１２は、いわゆるアンカー型攪拌翼であり、回転軸４１２１および攪拌翼４１２２を備える。回転軸４１２１は、回転軸４１２１の長手方向の中心線を回転軸として、モーター４１１により回転駆動され、回転軸４１２１が回転すると、攪拌翼４１２２も回転する。タンク４１は、モーター４１１を駆動して攪拌翼４１２２を回転させることで、貯留している予備混練スラリーを攪拌する。なお、予備混練スラリーは、タンク４１の側面に設けられた搬入口（図示省略）からタンク４１の内壁をつたってタンク４１内に入る。これは、タンク４１の上方から入ることによって、予備混練スラリーに気泡が含まれてしまうのを避けるためである。また、タンク４１に貯留されている予備混練スラリーは、タンク４１の底面に設けられた排出口（図示省略）から排出される。

以上の電池電極スラリー作製用混練装置１Ｂによれば、電池電極スラリー作製用混練装置１が奏することのできる上述の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。

予備混練部１４には、バインダー供給部１１、正極材供給部１２、および導電助剤供給部１３のそれぞれからバインダー、正極活物質、および導電助剤が予め定められた配合比で供給されてはくる。しかし、フィーダーのタイミング、計量誤差、搬送に基づく影響（搬送速度、搬送タイミング、搬送量など）などにより、僅かではあるが、予備混練部１４で粗混練されて連続的に排出される予備混練スラリーの品質にばらつきが生じてしまうことがある。しかし、電池電極スラリー作製用混練装置１Ｂは、予備混練部１４と本混練部１５との間にタンク４１を備える。このため、予備混練部１４で粗混練されて連続的に排出される予備混練スラリーは、タンク４１で貯留された後に、本混練部１５に供給される。したがって、予備混練部１４で粗混練された予備混練スラリーは、タンク４１で貯留されている間に混ざり合うので、本混練部１５に供給された時点での予備混練スラリーの品質のばらつきは、予備混練部１４から排出された時点での予備混練スラリーの品質のばらつきと比べて、小さくなる。よって、正極スラリーの品質を向上させることができる。

また、電池電極スラリー作製用混練装置１Ｂでは、タンク４１に、貯留している予備混練スラリーを攪拌する攪拌部４１２が設けられている。このため、予備混練部１４で粗混練された予備混練スラリーは、タンク４１で貯留されている間にさらに混ざり合うので、粗混練により分散させた、予備混練スラリーを構成する材料が分離してしまうことなく、予備混練スラリーを複数の材料が混練された状態に維持することができ、正極スラリーの品質をさらに向上させることができる。

また、電池電極スラリー作製用混練装置１Ｂでは、予備混練部１４と本混練部１５との間にタンク４１が設けられているので、予備混練部１４の処理量と、本混練部１５の処理量と、が異なっていても、タンク４１をいわゆるバッファとして利用することができ、本混練部１５の処理量に等しい量の予備混練スラリーを本混練部１５に供給することができる。具体的には、予備混練部１４の処理量が、本混練部１５の処理量よりも少ない場合、その差分をタンク４１に貯留されている予備混練スラリーで補って、本混練部１５の処理量に等しい量の予備混練スラリーを本混練部１５に供給することができる。また、予備混練部１４の処理量が、本混練部１５の処理量よりも多い場合、その差分をタンク４１に貯留して、本混練部１５の処理量に等しい量の予備混練スラリーを本混練部１５に供給することができる。このため、予備混練部１４により粗混練された予備混練スラリーを連続的に本混練部１５に供給しつつ、作製する正極スラリーの目標量や、清掃といったメンテナンス状況などに応じて、適宜、予備混練部１４と本混練部１５とを独立して駆動させることができる。

＜第４実施形態＞
図１１は、本発明の第４実施形態に係る電池電極スラリー作製用混練装置１Ｃの概略を示す構成図である。電池電極スラリー作製用混練装置１Ｃは、図９に示した本発明の第３実施形態に係る電池電極スラリー作製用混練装置１Ｃとは、測定部３５、３６を備える点と、限界吸水時間決定部３３の代わりに限界吸水時間決定部３３Ｂを備える点と、が異なる。なお、電池電極スラリー作製用混練装置１Ｃにおいて、電池電極スラリー作製用混練装置１Ｂと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。

測定部３５は、配管２３に設けられており、配管２３内の水分量を測定する。測定部３６は、配管２６に設けられており、配管２６内の水分量を測定する。

限界吸水時間決定部３３Ｂは、材料滞在期間においてスラリーに吸水される水分量が吸水量上限値未満になるように、限界吸水時間を決定する。具体的には、限界吸水時間決定部３３Ｂは、まず、測定部３２により測定された配管２４内の水分量と、測定部３５により測定された配管２３内の水分量と、測定部３６により測定された配管２６内の水分量と、から特定水分量を求める。次に、求めた特定水分量と、上述の関係マップと、に基づいて吸水限界時間を決定する。特定水分量の求め方について、以下に詳述する。

測定部３２により測定された配管２４内の水分量と、測定部３５により測定された配管２３内の水分量と、測定部３６により測定された配管２６内の水分量と、の最小値と最大値との差分が第２の閾値未満である場合には、測定部３５は、これら３つの水分量にあまり差がないと判断し、これら３つの水分量の平均値を特定水分量として決定する。一方、測定部３２により測定された配管２４内の水分量と、測定部３５により測定された配管２３内の水分量と、測定部３６により測定された配管２６内の水分量と、の最小値と最大値との差分が第２の閾値以上である場合には、測定部３５は、これら３つの水分量に大きな差があると判断し、最も多い水分量を特定水分量として決定する。

以上の電池電極スラリー作製用混練装置１Ｃによれば、電池電極スラリー作製用混練装置１Ａが奏することのできる上述の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。

電池電極スラリー作製用混練装置１Ｃは、測定部３２による測定結果だけでなく、測定部３５、３６のそれぞれによる測定結果も用いて、限界吸水時間を決定する。このため、電池電極スラリー作製用混練装置１Ｃの内部の複数箇所での測定結果を用いて限界吸水時間を決定することができる。したがって、限界吸水時間をより適切に決定して、材料やスラリーの吸水量をより適切に制御することができる場合がある。

以上、この発明の実施形態につき、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計なども含まれる。

例えば、上述の各実施形態では、混練ユニット１０を、予備混練部１４および本混練部１５の２段の構成としているが、これに限らず、例えば１段の構成としてもよいし、３段以上の構成としてもよい。
なお、バインダーのように液体と、正極活物質および導電助剤のように粉体と、を混練する場合には、最初から本混練を行ってしまうと、液体リッチな領域と、粉体リッチな領域と、ができてしまうおそれがある。そこで、上述の各実施形態では、予備混練部１４により粗混練をすることで、液体内の粉体の偏りを防止している。また、粗混練だけでも、液体内における粉体の分散が十分に均等化されていないおそれがある。そこで、上述の各実施形態では、予備混練部１４による粗混練を行った後に、本混練部１５による本混練を行っている。
ただし、混練する材料次第で、均一なスラリーのできやすさは異なる。このため、混練ユニット１０の構成は、必要に応じて適宜決めればよい。

また、上述の各実施形態では、正極スラリーの作製用の複数の材料や、これら複数の材料のうち少なくとも２つの混合物を輸送する輸送手段は、配管２１から２６のように閉鎖系の構成とした。しかし、輸送手段は、バインダー供給部１１、正極材供給部１２、および導電助剤供給部１３のそれぞれから予備混練部１４を介して本混練部１５まで、上述の材料や混合物を連続的に送れればよく、ベルトコンベアや樋などの開放系の構成であってもよい。
また、閉鎖系の輸送手段は、開放系の輸送手段と比べてスラリーの管理の面では優れているが、輸送手段の全体を開放系にしたり、閉鎖系の輸送手段の一部を開放系にしたりしてもよい。

また、上述の各実施形態では、測定部３２を、配管２４に設けたが、バインダー供給部１１、正極材供給部１２、導電助剤供給部１３、および混練ユニット１０が連通して形成される空間であればどこに設けてもよい。
ただし、配置のしやすさから、配管に設けることが好ましい。
また、予備混練部１４を通過することで材料やスラリーの周囲の雰囲気中の水分量が変わるおそれがある場合には、予備混練部１４に連通している配管のうち、予備混練部１４の入口付近や出口付近に設けることが好ましい。また、本混練部１５を通過することで材料やスラリーの周囲の雰囲気中の水分量が変わるおそれがある場合には、本混練部１５に連通している配管のうち、本混練部１５の入口付近や出口付近に設けることが好ましい。

また、上述の第１実施形態から第３実施形態では、測定部３２を、配管２４にのみ設けたが、複数の場所に設け、これら複数の場所で水分量を測定してもよい。
例えば材料やスラリーの周囲の雰囲気中の水分量が一定ではない場合には、上述の第４実施形態のように複数の場所で水分量を測定することが好ましい。
また、上述のように輸送手段が閉鎖系であっても、配管と配管との継ぎ目や、予備混練部１４といった構成と配管との継ぎ目などから、外部の空気が侵入する可能性がある。このため、水分量の監視は、スラリーの質の劣化を抑制するために重要である。
また、上述のように輸送手段が開放系であれば、電池電極スラリー作製用混練装置の近傍に測定部３２を設けて、電池電極スラリー作製用混練装置が設置されている部屋の水分量を測定してもよい。

また、上述の各実施形態では、吸水量上限値を、材料滞在期間において吸水する水分量の合計値のうち、正極スラリーとしての品質を確保できる範囲内での吸水量の上限値のこととした。しかし、これに限らず、例えばバインダー、正極活物質、および導電助剤のそれぞれが電池電極スラリー作製用混練装置１に投入された際に含んでいた水分量についても考慮してもよい。

また、上述の各実施形態では、制御部３４は、配管２１から２４のそれぞれの内部をそれぞれの材料が流通する時間と、予備混練部１４および本混練部１５のそれぞれによる混練時間と、のうち少なくともいずれかを制御して、材料滞在期間の時間を吸水限界時間未満にした。しかし、上述の流通する時間を制御したり、上述の混練時間を制御したりすると、電池電極スラリー作製用混練装置の制御の範囲を超えてしまう場合には、制御部３４は、電池電極スラリー作製用混練装置の全体の動作を停止させるようにしてもよい。

また、上述の各実施形態では、制御部３４は、材料滞在期間の時間が吸水限界時間未満になるように、モーノポンプ５１による付勢力を制御したり、予備混練部１４および本混練部１５のうち少なくとも一方の混練速度（回転数）を制御したりした。
しかし、制御部３４は、材料滞在期間が吸水限界時間未満になるように、モーノポンプ５１による付勢力を制御することと、予備混練部１４および本混練部１５のうち少なくとも一方の混練速度を制御することと、予備混練部１４および本混練部１５のうち少なくとも一方から材料または混合物への力の印加強度を制御することと、のうち少なくともいずれかを行ってもよい。
また、制御部３４は、予備混練部１４および本混練部１５のうち少なくとも一方の代わりに、予備混練部１４および本混練部１５のうち最終段に位置する本混練部１５だけの、混練速度や印加強度を制御してもよい。電池電極スラリー作製用混練装置の終端部の制御のみの変更であれば、電池電極スラリー作製用混練装置の安定した運用がしやすくなる。
また、上述の第４実施形態において、制御部３４は、測定部３２、３５、３６のそれぞれで測定された水分量の最小値と最大値との差分が第２の閾値以上である場合には、測定部３２、３５、３６のうち測定した水分量が最も多かった測定部の近傍の混練手段だけの混練速度や印加強度を制御してもよい。例えば、測定部３２、３５、３６のそれぞれで測定された水分量の最小値と最大値との差分が第２の閾値以上であり、測定部３６で測定した水分量が最も多い場合には、本混練部１５だけの混練速度や印加強度を制御してもよい。

また、上述の第１実施形態および第３実施形態では、限界吸水時間決定部３３は、測定部３２により測定された配管２４内の水分量と、上述の関係マップと、に基づいて吸水限界時間を決定した。しかし、測定部３２により測定された配管２４内の水分量の代わりに、測定部３２により測定された配管２４内の水分量と、混練ユニット１０により混練されている材料または混練物の周囲の雰囲気中の水分量と、のうち少なくともいずれかを用いてもよい。
なお、混練ユニット１０により混練されている材料または混練物の周囲の雰囲気中の水分量を用いる場合には、予備混練部１４および本混練部１５のうち少なくともいずれかに測定部３２と同様の測定手段を設け、この測定手段により、予備混練部１４および本混練部１５のうち少なくともいずれかの内部の水分量を測定する必要がある。
第２実施形態に係る限界吸水時間決定部３３Ａや、第４実施形態に係る限界吸水時間決定部３３Ｂでも、限界吸水時間決定部３３と同様に、測定部３２により測定された配管２４内の水分量の代わりに、測定部３２により測定された配管２４内の水分量と、混練ユニット１０により混練されている材料または混練物の周囲の雰囲気中の水分量と、のうち少なくともいずれかを用いてもよい。

例えば、上述の各実施形態において、予備混練部１４に供給されるバインダーの粘度も計測してもよい。これによれば、スラリーの移動速度が予測できるため、スラリーの輸送時間の補正が可能となる。

また、上述の第１実施形態では、バインダー供給部１１から予備混練部１４へのバインダーの供給を、モーノポンプ５１により行うものとした。しかしこれに限らず、例えば、ダイヤフラムポンプ、ピストンポンプ、プランジャーポンプ、デラスコポンプ、ギヤーポンプ、ベーンポンプなどを用いることもできる。また、バインダー供給部１１を予備混練部１４よりも高い位置に設け、重力を利用してバインダーに圧力を付勢することで、バインダー供給部１１から予備混練部１４へのバインダーの供給を行うものとしてもよい。なお、重力を利用する場合でも、供給する材料の供給量を制御するために、配管２１にモーノポンプ５１を設けておくことが好ましい。

また、上述の第１実施形態では、ローター１４５の回転による遠心力により、ステーター１４４の基体１４４１と、ローター１４５の基体１４５１と、下くし刃１４５２と、で囲まれた空間に移送された初期混合物を、第３の開口部１４６ｃから排出させることとした。しかし、ローター１４５の回転による遠心力だけでは、上述の空間に移送された初期混合物を第３の開口部１４６ｃから排出させるための搬送力が、不足するおそれがある。特に、配管２１から２５の長さが長くなるに従って、上述の搬送力が不足する可能性が高くなる。そこで、配管２４および配管２５のうち少なくともいずれかにも、内部を流通する材料を付勢するモーノポンプといった構成を設けるものとしてもよい。

また、上述の第１実施形態では、予備混練部１４は、１つ設けられるものとしたが、これに限らず、例えば図１２、１３に示すように、複数（図１２、１３では２つ）が並列に設けられるものとしてもよい。これによれば、作製する正極スラリーの目標量や、清掃といったメンテナンス状況に応じて、複数の予備混練部１４のそれぞれを独立して駆動させることができる。

また、上述の第１実施形態では、本混練部１５は、１つ設けられるものとしたが、これに限らず、上述の予備混練部１４と同様に、複数が並列に設けられるものとしてもよい。これによれば、作製する正極スラリーの目標量や、清掃といったメンテナンス状況に応じて、複数の本混練部１５のそれぞれを独立して駆動させることができる。

また、上述の第２実施形態における仕上げ混練部１７も、第１実施形態における予備混練部１４や本混練部１５と同様に、複数が並列に設けられるものとしてもよい。

また、上述の第１実施形態において、予備混練部１４を上述のように複数並列に設けるとともに、本混練部１５も上述のように複数並列に設けるものとしてもよい。この場合、予備混練部１４のそれぞれと、本混練部１５のそれぞれと、をそれぞれ独立して制御し、予備混練部１４のそれぞれの処理量の総和と、本混練部１５のそれぞれの処理量の総和と、を等しくする。これによれば、予備混練部１４により混練された予備混練スラリーを連続的に本混練部１５に供給しつつ、作製する正極スラリーの目標量や、清掃といったメンテナンス状況などに応じて、適宜、予備混練部１４のそれぞれや本混練部１５のそれぞれを駆動させることができる。

また、上述の第１実施形態では、バインダー供給部１１、正極材供給部１２、および導電助剤供給部１３のそれぞれから、すなわち異なる構成から、バインダー、正極活物質、および導電助剤のそれぞれが供給されるものとした。しかし、これに限らず、バインダー、正極活物質、および導電助剤のそれぞれが、同一の構成から供給されるものとしてもよい。

また、上述の第１実施形態では、モーノポンプ５１は、配管２１に設けられるものとした。しかし、これに限らず、配管２４または配管２５に設けられるものとしてもよく、また、配管２１、２４、２５のうち複数に設けられるものとしてもよい。配管２４や配管２５に設ける場合には、付勢手段として、圧力などによりスラリーを吸引するようにして付勢する構成を設けることが好ましい。さらに、配管２４に設ける場合には、最初の予備混練スラリーが予備混練部１４から排出されるまで、配管２５に設ける場合には、最初の正極スラリーが本混練部１５から排出されるまで、配管２１に設けられたモーノポンプ５１によりバインダーを付勢させたり、予備混練部１４や本混練部１５にある程度の付勢力を有する構成を設けて材料を付勢させたりすることが好ましい。このように付勢させることで、電池電極スラリー作製用混練装置１内における材料やスラリーの移送をよりスムーズに行うことができる。

また、上述の各実施形態では、予備混練部１４には、３種類の材料が供給されるものとしたが、これに限らず、例えば２種類の材料や、４種類の材料が供給されるものとしてもよい。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ；電池電極スラリー作製用混練装置
１０；混練ユニット
１１；バインダー供給部
１２；正極材供給部
１３；導電助剤供給部
１４；予備混練部
１５；本混練部
２１から２６；配管
３１；空間制御部
３２、３５、３６；測定部
３３、３３Ａ、３３Ｂ；限界吸水時間決定部
３４；制御部
４１；タンク
５１、５８；モーノポンプ

Claims

電池電極スラリーの作製方法であって、
前記電池電極スラリーの作製用の複数の材料、または前記複数の材料のうち少なくとも２つの混合物を輸送する輸送工程と、
前記輸送工程により輸送される材料または混合物を混練して連続的に排出する混練工程と、
前記輸送工程および前記混練工程においてスラリーに吸水される水分量が所定量未満になるように、限界吸水時間を決定する決定工程と、
前記限界吸水時間に基づいて、前記輸送工程による輸送時間と、前記混練工程による混練時間と、のうち少なくとも一方を制御する制御工程と、を備えることを特徴とする電池電極スラリーの作製方法。
前記決定工程では、前記輸送工程により輸送されている材料または混合物の周囲の雰囲気中の水分量と、前記混練工程により混練されている材料または混合物の周囲の雰囲気中の水分量と、のうち少なくとも１つを測定し、測定結果に基づいて前記限界吸水時間を決定することを特徴とする請求項１に記載の電池電極スラリーの作製方法。
前記決定工程では、前記輸送工程により輸送されている材料または混合物の周囲の雰囲気中の水分量と、前記混練工程により混練されている材料または混合物の周囲の雰囲気中の水分量と、のうち少なくとも１つを測定し、測定結果およびスラリー水分量吸収マップに基づいて前記限界吸水時間を決定することを特徴とする請求項１に記載の電池電極スラリーの作製方法。
前記決定工程では、前記輸送工程により輸送されている材料または混合物の周囲の雰囲気中の水分量と、前記混練工程により混練されている材料または混合物の周囲の雰囲気中の水分量と、のうち少なくとも１つを測定し、測定結果から単位時間当たりの吸水量を取得し、取得結果に基づいて前記限界吸水時間を決定することを特徴とする請求項１に記載の電池電極スラリーの作製方法。
前記制御工程では、前記限界吸水時間に基づいて、前記混練工程において材料または混合物を混練する混練手段の回転数を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の電池電極スラリーの作製方法。
前記制御工程では、前記限界吸水時間に基づいて、前記混練工程での混練における混練手段から材料または混合物への力の印加強度を制御することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の電池電極スラリーの作製方法。
前記制御工程では、前記限界吸水時間に基づいて、前記輸送工程において材料または混合物を付勢する付勢手段の付勢力を制御することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の電池電極スラリーの作製方法。
前記混練工程において材料または混合物を混練する混練手段は、複数直列につながって設けられており、
前記混練工程では、前記複数の混練手段により、前記輸送工程により輸送される材料または混合物を混練して、電池電極スラリーとして連続的に排出することを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の電池電極スラリーの作製方法。