电极浆料制造方法、制造系统和二次电池的制作方法

电极浆料制造方法、制造系统和二次电池的制作方法
【专利摘要】本发明涉及电极浆料制造方法、制造系统和二次电池。在使用双螺杆挤出混合器（2）的电极浆料制造方法中，通过使位于形成在莫诺泵（4）的转子（4b）和定子（4c）之间的接触部处的气密线的脱泡罐（6）侧的管道（5）为以气密线为边界的密闭系统，并在利用真空泵（7）将位于气密线的脱泡罐（6）侧的管道（5）保持为真空状态的同时利用莫诺泵（4）将电极浆料压力给送到脱泡罐（6），而在管道（5）内部和脱泡罐（6）内部对电极浆料连续地进行真空脱泡。
【专利说明】电极浆料制造方法、制造系统和二次电池
【技术领域】
[0001]本发明涉及电极浆料制造方法、用于实现该制造方法的制造系统和使用根据该制造方法制造的电极浆料制造出的二次电池的技术。
【背景技术】
[0002]用于使用双轴挤出混合器来生产电极浆料以生产良好品质的(B卩，均质的)电极浆料的技术是已知的。该技术例如记载在日本专利申请公报N0.2011-224435(JP2011-224435A)中并且是公知的。
[0003]JP2011-224435A记载了一种混合器(B卩，双螺杆挤出混合器)，该混合器配备有空心筒和互相隔开预定距离平行地设置于形成在筒内部的混合室中的两个旋转轴。被供给以粘合剂的粘合剂注入部在混合器的混合室中配置在被供给以粉末的粉末注入部的粉末移送方向上的下游。配备有设置在旋转轴上并压缩粉末的间隔件的粉末处理部配置在粉末注入部和粘合剂注入部之间。通过使用这种双螺杆挤出混合器生产电极混合物(即，电极浆料)，能够生产出品质良好的(即，均质的)浆料。
[0004]当使用诸如记载在JP2011-224435A中的双螺杆挤出混合器来制造电极浆料时，双螺杆挤出混合器的内部不是气密的(即，它是开放系统)，因而从双螺杆挤出混合器排出的全部所生产的电极浆料在被导入密闭系统(即，脱泡罐)进行真空脱泡之前必须先用罐接收，然后被成批处理。这样，当使用双螺杆挤出混合器来生产电极浆料时，成批处理所需的时间量增加了生产时间，从而在使用双螺杆挤出混合器时难以缩短生产电极浆料所花费的时间。
[0005]另外，近年来，出于降低二次电池的制造成本或减轻环境负荷等意图，已检验了各种用于减小电极浆料中的溶剂量的技术。
[0006]对于电极浆料，如果气泡混入浆料中，则它们可能在施加电极浆料的涂层时产生问题(透明度)。因此，对电极浆料进行真空脱泡处理，以除去电极浆料中的气泡。然而，如果减小溶剂量并增大电极浆料的固相率，则存在难以除去气泡的问题。例如，如果减小溶剂量并且电极浆料的固相率为50%以上，则电极浆料的粘度增大。另外，当电极浆料的粘度高时，难以除去电极浆料中的气泡。
[0007]因此，在使用已减小了溶剂量的高粘度电极浆料时，即使在进行了真空脱泡处理之后，包括大量气泡的上层澄清(即，顶部)部分也不能使用，仅具有少量气泡的部分被使用。因此，电极浆料的产量最终较低，使得无法如所希望的那样降低电极浆料的制造成本。

【发明内容】

[0008]由此，本发明提供了一种电极浆料制造方法、实现该制造方法的制造系统和利用根据该制造方法生产的电极浆料制造出的二次电池，该制造方法对于在利用双螺杆挤出混合器生产电极浆料时已减小了溶剂量(例如，使得固相系数为50%以上)的电极浆料能够容易和可靠地除去气泡。[0009]本发明的第一方面涉及一种使用双螺杆挤出混合器的电极浆料制造方法。该制造方法包括:用真空泵对与莫诺泵(奈莫泵)的出口连接的脱泡罐进行真空排气，以使得位于形成在所述莫诺泵的转子和定子之间的接触部处的气密线的所述脱泡罐侧的管道系统是以所述气密线为边界的密闭系统，所述真空泵在其入口连接到所述脱泡罐，所述莫诺泵的入口连接到双螺杆挤出混合器的出口 ；以及通过在将位于所述气密线的所述脱泡罐侧的所述管道系统保持为真空状态的同时利用所述莫诺泵将所述电极浆料移送到所述脱泡罐，来对位于所述气密线的所述脱泡罐侧的所述管道系统内部和所述脱泡罐内部的电极浆料连续地进行真空脱泡。
[0010]通过利用莫诺泵移送电极浆料，从莫诺泵到脱泡罐的管道系统能够是密闭系统，因而能够在不进行成批处理的情况下连续地进行真空脱泡处理。结果，能够缩短对电极浆料进行真空脱泡所需的时间量。
[0011]可用所述真空泵对所述脱泡罐如此进行真空排气，使得所述电极浆料沿所述脱泡罐的内壁面流下以便在所述内壁面上形成所述电极浆料的薄膜，且然后被收集在所述脱泡罐的底部中。
[0012]上述制造方法还可包括通过用设置在所述脱泡罐中的喷嘴朝所述薄膜放出溶剂并用所述溶剂撞击在所述薄膜中出现的气泡来使所述气泡破裂。
[0013]可通过用设置在所述脱泡罐中的喷嘴朝所述脱泡罐的内部放出溶剂并增大所述溶剂在所述薄膜中的含量比率而减小所述薄膜中表面活性剂的浓度，来使在所述薄膜中出现的气泡破裂。
[0014]所述脱泡罐可包括从所述内壁面立设并保持所述电极浆料的保持部件。另外，在所述保持部件和所述内壁面之间设置有狭缝部，所述狭缝部是具有预定宽度的间隙，并且可用所述真空泵对所述脱泡罐如此进行真空排气，使得沿所述内壁面流下的电极浆料通过所述狭缝部。如本文所用，“宽度”是指所述间隙的在与所述狭缝部的纵长方向垂直的方向上的尺寸。
[0015]所述脱泡罐可包括暂时收集已流入所述脱泡罐中的电极浆料的收集部。所述收集部可具有:倾斜部，所述倾斜部是连接到边缘并朝所述脱泡罐的下侧倾斜的板状部件，所收集的电极浆料越过所述边缘从所述收集部溢流出；和阻拦部件，所述阻拦部件从所述倾斜部立设并保持沿所述倾斜部流下的电极浆料。在所述阻拦部件和所述倾斜部之间可设置有狭缝部，所述狭缝部是具有预定宽度的间隙，并且可用所述真空泵对所述脱泡罐如此进行真空排气，使得沿所述倾斜部流下的电极浆料通过所述狭缝部。
[0016]因此，能够可靠地使电极浆料中的气泡破裂。
[0017]本发明的第二方面涉及一种电极浆料制造系统。该电极浆料制造系统包括:双螺杆挤出混合器；莫诺泵，所述莫诺泵在其入口连接到所述双螺杆挤出混合器的出口 ；脱泡罐，所述脱泡罐连接到所述莫诺泵的出口 ；和真空泵，所述真空泵在其入口连接到所述脱泡罐，并且构造成使得位于形成在所述莫诺泵的转子和定子之间的接触部处的气密线的所述脱泡罐侧的管道系统是以所述气密线为边界的密闭系统。
[0018]通过利用莫诺泵移送电极浆料，从莫诺泵到脱泡罐的管道系统能够是密闭系统，因而能够在不进行成批处理的情况下连续地进行真空脱泡处理。结果，能够缩短对电极浆料进行真空脱泡处理所需的时间量。[0019]所述脱泡罐可包括体部，所述体部形成使所述电极浆料向下流动的内壁面，并且在所述体部的上方可形成有用于将所述电极浆料导入所述脱泡罐中的入口。
[0020]所述脱泡罐可包括喷嘴，所述喷嘴 朝所述脱泡罐的所述内壁面放出构成所述电极浆料的溶剂。
[0021]所述脱泡罐可包括保持部件，所述保持部件从所述脱泡罐的铅垂内壁面立设并保持所述电极浆料，并且在所述保持部件和所述内壁面之间可设置有狭缝部，所述狭缝部是具有预定宽度的间隙。
[0022]所述脱泡罐可包括暂时收集已流入所述脱泡罐中的电极浆料的收集部。所述收集部可具有:倾斜部，所述倾斜部是连接到边缘并朝所述脱泡罐的下侧倾斜的板状部件，所收集的电极浆料越过所述边缘从所述收集部溢流出；和阻拦部件，所述阻拦部件从所述倾斜部立设并保持沿所述倾斜部流下的电极浆料。另外，在所述阻拦部件和所述倾斜部之间可设置有狭缝部，所述狭缝部是具有预定宽度的间隙。
[0023]因此，能够可靠地使电极浆料中的气泡破裂。
[0024]本发明的第三方面涉及一种二次电池，所述二次电池是利用根据第一方面的制造方法制造的电极浆料而制造出的，或者是利用使用第二方面的制造系统制造的电极浆料而制造出的。
[0025]根据第一方面的制造方法制造出的电极浆料和使用第二方面的制造系统制造出的电极浆料使得能够提供品质比相关技术闻的二次电池。
【专利附图】

【附图说明】
[0026]下面将参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相似的附图标记表示相似的要素，并且其中:
[0027]图1是示出根据本发明的第一示例性实施例的电极浆料制造系统的总体结构的框架模式的视图；
[0028]图2是示出设置在根据本发明的示例性实施例的电极浆料制造系统中的莫诺泵的框架模式的视图；
[0029]图3是示出用于在利用根据本发明的示例性实施例的电极浆料制造系统时制造电极浆料的工序流程的框架模式的视图；
[0030]图4是示出用于在利用相关技术的电极浆料制造系统时制造电极浆料的工序流程的框架模式的视图；
[0031]图5是示出根据本发明的第一示例性实施例的电极浆料制造系统中的脱泡状态的框架模式的视图；
[0032]图6是示出根据本发明的第二示例性实施例的电极浆料制造系统中的脱泡状态的框架模式的视图；
[0033]图7是示出根据本发明的第三示例性实施例的电极浆料制造系统中的脱泡状态的框架模式的视图；
[0034]图8A是示出根据本发明的第四示例性实施例的电极浆料制造系统中的脱泡罐的结构的框架模式的视图；
[0035]图SB是示出根据本发明的第四示例性实施例的电极浆料制造系统的脱泡状态的框架模式的视图；
[0036]图9A是示出根据本发明的第五示例性实施例的电极浆料制造系统中的脱泡罐的结构的框架模式的侧视图；
[0037]图9B是沿图9A中的线IXB-1XB截取的剖视图；
[0038]图1OA是示出根据本发明的第五示例性实施例的电极浆料制造系统中的脱泡状态或更具体地、气泡破裂部中的气泡破裂状态的框架模式的视图；
[0039]图1OB是沿图1OA中的方向B看去的箭头视图；以及
[0040]图11是示出利用本发明的(第一至第五示例性实施例的)电极浆料制造系统制造的电极浆料的特性和相关技术的电极浆料的特性的比较的视图。
【具体实施方式】
[0041]现将参照图1至5描述根据本发明的第一示例性实施例的电极浆料制造系统的总体结构。如图1所示，根据第一示例性实施例的电极浆料制造系统I是用于制造电极浆料的系统，并且包括双螺杆挤出混合器2、缓冲罐3、莫诺泵4、脱泡罐6和真空泵7等。另外，根据第一示例性实施例的电极浆料制造方法能够通过利用电极浆料制造系统I制造电极浆料来实现。
[0042]双螺杆挤出混合器2是用来混合多种类型的粉末和液体的装置，并且包括未示出的空心筒和也未示出的两个旋转轴，这两个旋转轴彼此相隔预定距离平行地设置于形成在筒内部的也未示出的混合室中。另外，在双螺杆挤出混合器2中，粉末(活性物质和增稠剂)和液体(溶剂)被供给到混合室。粉末和液体在被挤出等的同时被输送。另外，在混合期间，附加的液体(溶剂)和粉末(粘合剂)被供给到混合室，并且粉末和液体在被进一步挤出等的同时被输送。粉末与液体混合，并生成电极浆料(参见图3)。在该示例性实施例中，液体或粉末表面活性剂被供给到混合室。
[0043]缓冲罐3是用于在用双螺杆挤出混合器2生产的电极浆料被导入到莫诺泵4之前暂时收集电极浆料的罐。缓冲罐3用来吸收从双螺杆挤出混合器2排出的电极浆料的排出量的变动。因此，例如，如果从双螺杆挤出混合器2排出的电极浆料的量和由莫诺泵4供给的电极浆料的量被控制成使得它们匹配，则也可省略缓冲罐3。
[0044]莫诺泵4是被分类为回转容积型渐进腔式泵(单螺杆偏心泵)的泵，并且被用作用于使由双螺杆挤出混合器2生产的电极浆料朝脱泡罐6移动的装置。
[0045]如图2所示，莫诺泵4是带有在外壳4a的内部具有转子4b和定子4c的结构的泵。转子4b是以预定的扭转角度呈大体螺旋形弯曲的金属棒状体。转子4b在所有位置都具有圆形截面。另外，定子4c由具有形成在其中以用于插入转子4b的空腔的弹性材料(例如EPDM)制成。
[0046]另外，当转子4b插入定子4c的空腔中时,在定子4c和转子4b之间形成由切线密封的螺旋形间隙。该间隙形成多个独立的空腔4d，这些空腔是密闭的(S卩，密封的)空间。换言之，对于莫诺泵4，确保莫诺泵4的主侧(一次侧)和从侧(二次侧)的气密性的气密线由转子4b与定子4c相接触的部位构成。
[0047]另外，在莫诺泵4的外壳4a中设置有用于将电极衆料导入外壳4a中的入口 4e和用于从外壳4a排出电极浆料的出口 4f。如图1所示，莫诺泵4的入口 4e侧连接到缓冲罐3，而莫诺泵4的出口 4f通过管道5连接到脱泡罐6。在管道5中设置有用于除去电极浆料中的异物的过滤器5a。
[0048]此外，如图2所示，在莫诺泵4中，转子4b经由万向接头4g连接到牢靠地固定在未示出的马达的轴上的旋转轴4h。通过操作马达，能够使转子4b在定子4c内旋转。
[0049]另外，当转子4b在定子4c内旋转时,从入口 4e导入外壳4a中的电极衆料沿移送方向被吸入最上游的空腔4d (具有开放的端部)中，并且当转子4b在定子4c中再进一步旋转时，各空腔4d朝莫诺泵4的出口 4f侧移动。亦即，在莫诺泵4中，已被吸入空腔4d中的电极浆料朝出口 4f的方向被连续地移送，并最终从出口 4f排出。
[0050]这样，对于莫诺泵4，所述多个独立的空腔4d被形成为转子4b和定子4c之间的间隙。在转子4b与定子4c在各空腔4d之间的接触位置(切线位置)确保气密性。
[0051]因此，对于电极浆料制造系统1，位于气密线的主侧的管道系统是与双螺杆挤出混合器2和缓冲罐3连通的开放系统，而位于气密线的从侧的管道系统能够是以莫诺泵4中的气密线(即，转子4b与定子4c的接触位置)为两个系统之间的边界的密闭系统。
[0052]脱泡罐6是用于收集电极浆料的容器，并且是一件用于通过降低脱泡罐6中的压力(例如，降至约_90kPa)并使混入电极浆料中的气泡膨胀而使气泡破裂的设备。
[0053]另外，真空泵7连接到脱泡罐6，并且是一件用于对脱泡罐6的内部进行真空排气的设备。真空泵7具有在脱泡罐6中形成高达约-90kPa的真空的能力。另外，在电极浆料制造系统I中，从脱泡罐6到莫诺泵4的管道路径是密闭系统，因而能将过滤器5a的从侧的真空(图1中的压力Pl)设定为约_90kPa，并且能将过滤器5a的主侧的真空设定为约-35kPa。
[0054]如图4所示，在使用相关技术的电极浆料制造系统51时，用双螺杆挤出混合器2生产的电极浆料被缓冲罐3接收，然后用莫诺泵4从缓冲罐3移送到脱泡罐6。当这样用莫诺泵4移送在脱泡罐6中生产的电极浆料时，所有的电极浆料先被收集在脱泡罐6中(SP，被成批处理)，然后通过使用真空泵7对脱泡罐6的内部进行真空排气来使电极浆料脱泡以除去气泡。
[0055]另一方面，如图3所示，在使用电极浆料制造系统I时，位于莫诺泵4的气密线的从侧的管道系统是密闭系统，因而能够在不进行成批处理的情况下在从莫诺泵4到脱泡罐6的路径(即，管道5)中对朝脱泡罐6移送的电极浆料连续地进行真空脱泡。
[0056]另外，如图5所示，在脱泡罐6中形成有入口 6c，该入口是用于将电极浆料导入脱泡罐6中的开口并与管道5连通。该入口 6c形成在体部6a的上方，并构造成使得从入口6c导入脱泡罐6中的电极浆料沿体部6a的内壁面6b向下流动，所述体部是脱泡罐6的大体圆柱状部位，所述内壁面是铅垂内壁面6b。术语“上方”在此是包括位于体部6a上方的部位和体部6a的上部的概念，并且仅需是已从入口 6c导入脱泡罐6中的电极浆料能够沿内壁面6b流下的位置。
[0057]对于这种构型，已导入脱泡罐6中的电极浆料在于体部6a的内壁面6b上形成薄膜的同时流下，因而促进了已置于减压状态的薄膜中的气泡破裂。结果，在电极浆料被收集在脱泡罐6的底部中之前从电极浆料中可靠地除去了气泡。体部6a的内壁面6b在此示例性实施例中是铅垂内壁面，电极浆料沿该内壁面流下，但内壁面6b也可以是相对于铅垂方向倾斜的内壁面。亦即，内壁面6b也可以是倾斜成刚好足以使电极浆料在形成薄膜的同时流下的内壁面。然而，电极浆料流下的速度在内壁面6b为铅垂内壁面时最快，因而能够缩短脱泡处理所需的时间，这是优选的。
[0058]亦即，在根据第一示例性实施例的电极浆料制造方法中，通过使电极浆料沿脱泡罐6的(体部6a的)铅垂内壁面6b流下，在内壁面6b上形成电极浆料的薄膜，然后将电极浆料收集在脱泡罐6的底部中。另外，在根据第一示例性实施例的电极浆料制造系统I中，脱泡罐6设置有形成使电极浆料向下流动的内壁面6b的体部6a，并且用于将电极浆料导
入脱泡罐6中的入口 6c形成在体部6a的上方。这种结构能可靠地使电极浆料中的气泡破
裂 ο
[0059]接下来，将参照图1和6描述根据本发明的第二示例性实施例的电极浆料制造系统。如图1和6所示，第二示例性实施例的电极浆料制造系统11与根据第一示例性实施例的电极浆料制造系统I的不同之处在于在脱泡罐6中设置有喷嘴15，该喷嘴是用于放出溶剂的装置。其它部分的结构与电极浆料制造系统I中相同。另外，根据第二示例性实施例的电极浆料制造方法能够通过利用根据第二示例性实施例的电极浆料制造系统11制造电极浆料来实现。
[0060]喷嘴15是能够放出液滴状的溶剂的部件，并且连接到未示出的溶剂供给装置，例如柱塞泵。另外，喷嘴15指向使得其朝脱泡罐6的体部6a的内壁面6b放出溶剂的方向。从喷嘴15放出的液滴状的溶剂能够撞击沿体部6a的内壁面6b流下的电极浆料的薄膜，以及在此电极浆料中出现的气泡。
[0061]另外，在电极浆料制造系统11中，通过柱塞泵等给喷嘴15供给溶剂，并对在体部6a的内壁面6b上以薄膜状向下流动的电极浆料喷洒液滴状的溶剂。结果，液滴状的溶剂撞击在薄膜中出现的气泡，因而更可靠地使气泡破裂。
[0062]在电极浆料制造系统11中使用的溶剂的量被限制为这样的量，使得考虑所得到的电极浆料的固体成分的浓度，即使从喷嘴15供给的溶剂量加上喷射到双螺杆挤出混合器2中的溶剂量，电极浆料的固体成分的浓度也在预定范围内。
[0063]亦即，在根据第二示例性实施例的电极浆料制造方法中，脱泡罐6设置有用于朝体部6a的内壁面6b放出构成电极浆料的溶剂的喷嘴15。溶剂由喷嘴15朝薄膜放出并撞击在薄膜中出现的气泡，从而使它们破裂。这种结构使得能够可靠地使电极浆料中的气泡破裂。
[0064]接下来，将参照图1和7描述根据本发明的第三示例性实施例的电极浆料制造系统。如图1和7所示，第三示例性实施例的电极浆料制造系统21与上述的其它电极浆料制造系统I和11的不同之处在于在脱泡罐6中设置有喷嘴25，该喷嘴是放出雾状的溶剂(SP，雾化溶剂)的装置。其它部分的结构与电极浆料制造系统I和11中相同。另外，根据第三示例性实施例的电极浆料制造方法能够通过利用根据第三示例性实施例的电极浆料制造系统21制造电极浆料来实现。
[0065]喷嘴25是用于放出雾化溶剂的部件，并且连接到未示出的溶剂供给装置，例如柱塞泵。另外，喷嘴25指向使得其朝脱泡罐6的体部6a的内壁面6b放出溶剂的方向。从喷嘴25放出的雾化溶剂能够喷洒到沿体部6a的内壁面6b流下的电极浆料的薄膜上，以及在此电极浆料中出现的气泡上。
[0066]另外，喷嘴25对在体部6a的内壁面6b上以薄膜状向下流动的电极浆料喷洒雾化溶剂，结果，雾化溶剂与在电极浆料的薄膜中出现的气泡接触，并进入气泡。当溶剂进入气泡时，能够使气泡中表面活性剂的浓度降低。当表面活性剂的浓度下降到预定浓度以下时，气泡不再能够维持，并因此破裂。亦即，对于电极浆料制造系统21，在电极浆料的薄膜中出现的气泡即使不向它们施加冲击力也能够破裂。
[0067]用在电极浆料制造系统21中的溶剂的量被限制为考虑针对电极浆料规定的固相系数、即使从喷嘴25供给的溶剂量加上喷射到双螺杆挤出混合器2中的溶剂量也在针对电极浆料规定的固相系数以内的量。另外，在该示例性实施例中，由喷嘴25放出的溶剂朝体部6a的内壁面6b定向。然而，只要雾化溶剂能够充入脱泡罐6中，喷嘴25就不必指向内壁面6b。
[0068]另外，还可通过将根据第二示例性实施例的电极浆料制造系统11的技术方面与根据第三示例性实施例的电极浆料制造系统21的技术方面组合而形成电极浆料制造系统。亦即，例如，通过用柱塞泵等向喷嘴供给溶剂、对在体部6a的内壁面6b上以薄膜状向下流动的电极浆料喷洒液滴状的溶剂、并用溶剂的液滴撞击气泡、同时还降低气泡的表面活性剂的浓度，可进一步促进气泡的破裂。
[0069]亦即，在根据第三示例性实施例的电极浆料制造方法中，脱泡罐6包括用于朝脱泡罐6的内部放出构成电极浆料的溶剂的喷嘴25。通过降低薄膜中表面活性剂的浓度来使薄膜中出现的气泡破裂，所述浓度降低通过用喷嘴25将溶剂放出到脱泡罐6中并增大薄膜的溶剂含量来实现。另外，在根据第二示例性实施例的电极浆料制造系统11和根据第三示例性实施例的电极浆料制造系统21中，脱泡罐6包括用于朝体部6a的铅垂内壁面6b放出构成电极浆料的溶剂的喷嘴15和25。这种结构能可靠地使电极浆料中的气泡破裂。
[0070]接下来，将参照图1及图8A和SB描述根据本发明的第四示例性实施例的电极浆料制造系统。如图1和8A所示，第四示例性实施例的电极浆料制造系统31与根据第一至第三示例性实施例的其它电极浆料制造系统1、11和21的不同之处在于脱泡罐6设置有气泡破裂部8，该气泡破裂部具有收集部8a和狭缝部8b，所述收集部用于暂时收集电极浆料，所述狭缝部是用于从收集部8a排出电极浆料的开口。另外，在电极浆料制造系统31中，其它部分的结构与其它电极浆料制造系统1、11和21中相同。另外，根据第四示例性实施例的电极浆料制造方法能够通过利用根据第四示例性实施例的电极浆料制造系统31制造电极浆料来实现。
[0071]如图SB所示，对于根据第四示例性实施例的电极浆料制造系统31，从入口 6c导入脱泡罐6中的电极浆料首先被暂时收集在气泡破裂部8的收集部8a中。
[0072]在收集部8a的与体部6a的内壁面6b接触的部位形成有狭缝部8b，该狭缝部是在竖直方向上贯通形成的线状开口。因此，收集在收集部8a中的电极浆料因其自身的重量从狭缝部8b漏出并沿体部6a的内壁面6b流下。
[0073]狭缝部Sb被形成为尺寸比气泡的直径小的间隙(即，该间隙可具有例如约100 U m的尺寸)，使得电极浆料中的气泡会在它们通过狭缝部8b时破裂。结果，能够可靠地使电极浆料中的气泡破裂。
[0074]亦即，在根据第四示例性实施例的电极浆料制造方法中，脱泡罐6设置有气泡破裂部8，该气泡破裂部从内壁面6b立设，并且是用于收集电极浆料的部件。气泡破裂部8在与内壁面6b接触的部位具有狭缝部Sb，该狭缝部是具有预定宽度的间隙。沿内壁面6b流下的电极浆料通过该狭缝部Sb。另外，在根据第四示例性实施例的电极浆料制造系统中，脱泡罐6设置有气泡破裂部8，该气泡破裂部从脱泡罐6的铅垂内壁面6b立设，并且是用于收集电极浆料的部件。气泡破裂部8在与内壁面6b接触的部位具有狭缝部8b，该狭缝部是具有预定宽度的间隙。这种结构使得能可靠地使电极浆料中的气泡破裂。
[0075]接下来，将参照图1、9A和9B及IOA和IOB描述根据本发明的第五示例性实施例的电极浆料制造系统。如图1及图9A和9B所示，第五示例性实施例的电极浆料制造系统41与根据第四示例性实施例的电极浆料制造系统31的不同之处在于脱泡罐6设置有气泡破裂部9，该气泡破裂部具有收集部9a和倾斜部9c，所述收集部用于暂时收集电极浆料，所述倾斜部是用于使已从收集部9a溢流出的电极浆料延展开的表面。
[0076]此外，气泡破裂部9包括保持已在倾斜部9c上延展开的电极浆料的阻拦部件9d。另外，在阻拦部件9d中在与倾斜部9c接触的部位形成有狭缝部9e，该狭缝部是供电极浆料通过的线状开口。另外，在电极浆料制造系统41中，其它部分的结构与其它电极浆料制造系统1、11、21和31中相同。
[0077]另外，根据第五示例性实施例的电极浆料制造方法能够通过利用根据第五示例性实施例的电极浆料制造系统41制造电极浆料来实现。
[0078]如图1OA和IOB所示，对于电极浆料制造系统41，从入口 6c导入脱泡罐6中的电极浆料先被暂时收集在气泡破裂部9的收集部9a中。然后，已从收集部9a溢流出的电极浆料沿倾斜部9c流下，所述倾斜部与收集部9a的溢流边缘9b相接。
[0079]设置这种倾斜部9c能使用于将电极浆料延展成薄膜的部位的面积比利用体部6a的内壁面6b的情况大，因而能在一次性将电极浆料在更大的面积上延展成薄膜状的同时进行真空脱泡处理。
[0080]另外，在倾斜部9c的中间部(端部也可)设置有阻拦部件9d，该阻拦部件是用于保持沿倾斜部9c流下的电极浆料的部分，并且在阻拦部件9d和倾斜部9c之间形成有供电极浆料通过的狭缝部9e。
[0081]狭缝部9e是线状开口，并被形成为尺寸比电极浆料中的气泡的直径小的间隙(即，具有例如约100 μ m的尺寸的间隙)。这样，电极浆料中的气泡会在它们通过狭缝部9e时破裂。结果，能够可靠地使电极浆料中的气泡破裂。
[0082]亦即，在根据第五示例性实施例的电极浆料制造方法中，脱泡罐6设置有暂时收集已流入脱泡罐6中的电极浆料的收集部9a。收集部9a包括倾斜部9c，该倾斜部与收集部9a的溢流边缘9b相接，并且是用于形成向下倾斜的表面的板状部件。收集部9a具有阻拦部件9d，该阻拦部件从倾斜部9c立设，并且被设计成保持已沿倾斜部9c流下的电极浆料。在阻拦部件9d和倾斜部9c之间设置有狭缝部9e，该狭缝部是具有预定宽度的间隙。沿倾斜部9c流下的电极浆料通过该狭缝部9e。另外，在根据第五示例性实施例的电极浆料制造系统41中，脱泡罐6包括暂时收集已流入脱泡罐6中的电极浆料的收集部9a。收集部9a包括倾斜部9c，该倾斜部与收集部9a的溢流边缘相接，并且是用于形成向下倾斜的表面的板状部件。倾斜部9c具有阻拦部件9d，该阻拦部件从倾斜部9c立设，并且被设计成保持已沿倾斜部9c流下的电极浆料。阻拦部件9d在与倾斜部9c接触的部位具有狭缝部9e，该狭缝部是具有预定宽度的间隙。这种结构使得能可靠地使电极浆料中的气泡破裂。
[0083]这里，描述了分别实施本发明的第一至第五示例性实施例中各者的情形，但第一至第五示例性实施例也能以各种方式进行组合。将各示例性实施例组合使得能够通过协作效果更加可靠地使电极浆料中的气泡破裂。
[0084]接下来，将参照图11描述使用根据按本发明的示例性实施例之一的电极浆料制造方法和实现该制造方法的电极衆料制造系统I制造的电极衆料而制造出的二次电池的特性。这里，将比较根据相关技术的电极浆料和根据按本发明的示例性实施例的各种制造方法制造的电极浆料两者的粘度、浆料中的气泡数量和残余的浆料量等。此外，将比较在施加这些电极浆料中各者的涂层时的缺陷数量。另外，在图11中示出的五种模式(即，模式
(I)至模式(5))对应于上述各示例性实施例。亦即，图11所示的模式(I)的电极浆料对应于利用根据本发明的第一示例性实施例的电极浆料制造系统I制造的(即，根据按本发明的第一示例性实施例的电极浆料制造方法制造的)电极浆料。类似地，图11所示的模式(2)至模式(5)的电极浆料分别对应于利用根据本发明的第二至第五示例性实施例的电极浆料制造系统11、21、31和41制造的电极浆料。
[0085]如图11所示，根据相关技术的制造方法制造的电极浆料具有约2350 (mPaXs)的粘度。另外，根据模式(I)至模式(5)的制造方法制造的电极衆料具有约2450 (mPaXs)的粘度。因此，根据模式(I)至模式(5)制造的电极浆料与相关技术相比具有高的固相系数和高的粘度。亦即，显而易见的是，对于根据模式(I)至模式(5)的制造方法制造的电极浆料，使用相关技术的真空脱泡方法更难以除去气泡。
[0086]然而，如图11所示，对于根据相关技术的制造方法制造的电极浆料，浆料中的气泡数量为300个以上。相比之下，对于根据模式(I)至模式(5)的制造方法制造的电极浆料，浆料中的气泡数量减小到不超过100 (27至78)个。亦即，显而易见的是，对于根据模式(I)至模式(5)的制造方法制造的电极浆料，尽管固相系数和粘度比相关技术的情况高，却能够更可靠地除去气泡。
[0087]另外，如图11所示，对于根据相关技术的制造方法制造的电极浆料，所生产的电极浆料的顶部(例如，顶部3cm，S卩，从表面至3cm深度处)包括大量气泡，因而该电极浆料被废弃。因此，所生产的电极浆料的10%以上被废弃。另一方面，对于根据模式(I)至模式(5)的制造方法制造的电极浆料，几乎所生产的各种电极浆料的全部都能够使用，因为促进了气泡的除去并且不必废弃所生产的电极浆料的顶部。所生产的电极浆料的废弃量能够保持在不超过2%。亦即，对于根据模式(I)至模式(5)的制造方法制造的电极浆料，能够提高电极浆料的产量，这也有助于降低二次电池的制造成本。
[0088]另外，如图11所示，当使用根据相关技术的制造方法制造的电极浆料来涂覆电极箔时，涂覆缺陷的数量为100以上。这里，涂覆缺陷的数量是4000米的电极箔中存在小0.3mm以上的透明度的次数，其中4000米的经涂覆的电极箔(S卩，具有4000米的涂覆长度的电极箔)为一个单位。
[0089]另一方面，当使用根据模式(I)至模式(5)的制造方法制造的电极浆料来涂覆电极箔时，涂覆缺陷的数量不超过10 (2至8)，这比相关技术少得多。因此，对于使用根据本发明的示例性实施例的模式(I)至模式(5)的电极浆料制造方法之一制造的电极浆料制造出的二次电池，涂覆缺陷的数量少，因而能抑制在缺陷处发生诸如微短路之类的问题，且因此能提高二次电池的品质。此外，对于使用根据本发明的示例性实施例的模式(I)至模式
(5)的电极衆料制造方法之一制造的电极衆料制造出的二次电池，降低了电极衆料的制造成本，因而也能够降低二次电池的成本。结果，能够以比相关技术低的成本提供质量比相关技术好的二次电池。
[0090]亦即，根据本发明的第一至第五示例性实施例的电极浆料制造方法是利用双螺杆挤出混合器2的电极浆料制造方法。莫诺泵4的入口 4e连接到双螺杆挤出混合器2的出口，并且莫诺泵4的出口 4f连接到脱泡罐6。另外，真空泵7的入口连接到脱泡罐6。位于形成在莫诺泵4的转子4b和定子4c之间的接触部处的气密线的脱泡罐6侧的管道系统(即，管道5)构成以气密线为边界的密闭系统。通过用真空泵7对脱泡罐6进行真空排气，并在将位于气密线的脱泡罐6侧的管道系统(即，管道5)保持为真空状态的同时利用莫诺泵4将电极浆料压力给送到脱泡罐6，而在位于气密线的脱泡罐6侧的管道系统(即，管道5)内部和脱泡罐6内部对电极浆料连续地进行真空脱泡。另外，根据本发明的第一至第五示例性实施例的电极浆料制造系统1、11、21、31和41包括双螺杆挤出混合器2、莫诺泵4、脱泡罐6和真空泵7。莫诺泵4的入口 4e连接到双螺杆挤出混合器2的出口，并且脱泡罐6连接到莫诺泵4的出口 4f。另外，真空泵7的入口连接到脱泡罐6。位于形成在莫诺泵4的转子4b和定子4c之间的接触部处的气密线的脱泡罐6侧的管道系统(即，管道5)构成以气密线为边界的密闭系统。这样，通过用莫诺泵4移送电极浆料，从莫诺泵4到脱泡罐6的管道系统(即，管道5)能够是密闭系统，并且能够在不进行成批处理的情况下连续地进行真空脱泡处理。结果，能够缩短对电极浆料进行真空脱泡所需的时间量。[0091]此外，根据示例性实施例的二次电池是利用根据按本发明的第一至第五示例性实施例之一的电极浆料制造方法制造的电极浆料而制造出的，或者是利用使用按本发明的第一至第五示例性实施例之一的电极浆料制造系统制造的电极浆料而制造出的。这种结构能提供品质比相关技术闻的~二次电池。
【权利要求】
1.一种电极浆料制造方法，包括: 用真空泵(7)对与莫诺泵(4)的出口连接的脱泡罐(6)进行真空排气，以使得位于形成在所述莫诺泵的转子和定子之间的接触部处的气密线的所述脱泡罐侧的管道系统是以所述气密线为边界的密闭系统，所述真空泵(7)的入口连接到所述脱泡罐，并且所述莫诺泵的入口连接到双螺杆挤出混合器(2 )的出口；以及 通过在将位于所述气密线的所述脱泡罐侧的所述管道系统保持为真空状态的同时利用所述莫诺泵(4)将所述电极浆料移送到所述脱泡罐(6)，来对位于所述气密线的所述脱泡罐侧的所述管道系统内部和所述脱泡罐内部的电极浆料连续地进行真空脱泡。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，用所述真空泵(7)对所述脱泡罐如此进行真空排气，使得所述电极浆料沿所述脱泡罐的内壁面(6b )流下以便在所述内壁面上形成所述电极浆料的薄膜，且然后被收集在所述脱泡罐(6)的底部中。
3.根据权利要求2所述的制造方法，还包括: 通过用设置在所述脱泡罐(6)中的喷嘴朝所述薄膜放出溶剂并用所述溶剂撞击在所述薄膜中出现的气泡来使所述气泡破裂。
4.根据权利要求2或3所述的制造方法，其中，通过用设置在所述脱泡罐(6)中的喷嘴朝所述脱泡罐的内部放出溶剂并增大所述溶剂在所述薄膜中的含量比率而减小所述薄膜中表面活性剂的浓度,来使在所述薄膜中出现的气泡破裂。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制造方法，其中 所述脱泡罐(6)包括从所述内壁面立设并保持所述电极浆料的保持部件(8)； 在所述保持部件(8)和所述内壁面之间设置有狭缝部(Sb)，所述狭缝部是具有预定宽度的间隙；并且 用所述真空泵(7)对所述脱泡罐(6)如此进行真空排气，使得沿所述内壁面流下的电极浆料通过所述狭缝部。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的制造方法，其中 所述脱泡罐(6)包括暂时收集已流入所述脱泡罐中的电极浆料的收集部(9); 所述收集部(9)具有:倾斜部(9c)，所述倾斜部是连接到边缘(9b)并朝所述脱泡罐的下侧倾斜的板状部件，所收集的电极浆料越过所述边缘从所述收集部溢流出，和 阻拦部件(9d)，所述阻拦部件从所述倾斜部(9c)立设并保持沿所述倾斜部流下的电极衆料； 在所述阻拦部件(9d)和所述倾斜部之间设置有狭缝部(9e)，所述狭缝部是具有预定宽度的间隙；并且 用所述真空泵(7)对所述脱泡罐(6)如此进行真空排气，使得沿所述倾斜部(9c)流下的电极浆料通过所述狭缝部(9e )。
7.—种电极衆料制造系统，包括: 双螺杆挤出混合器(2); 莫诺泵(4)，所述莫诺泵在其入口连接到所述双螺杆挤出混合器的出口 ； 脱泡罐(6)，所述脱泡罐连接到所述莫诺泵的出口 ；和 真空泵(7)，所述真空泵在其入口连接到所述脱泡罐，并且构造成使得位于形成在所述莫诺泵(4)的转子和定子之间的接触部处的气密线的所述脱泡罐(6)侧的管道系统是以所述气密线为边界的密闭系统。
8.根据权利要求7所述的制造系统，其中 所述脱泡罐(6)包括体部，所述体部形成使所述电极浆料向下流动的内壁面；并且 在所述体部的上方形成有用于将所述电极浆料导入所述脱泡罐(6)中的入口。
9.根据权利要求8所述的制造系统，其中，所述脱泡罐(6)包括喷嘴，所述喷嘴朝所述脱泡罐的所述内壁面放出构成所述电极浆料的溶剂。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的制造系统，其中 所述脱泡罐(6)包括保持部件(8)，所述保持部件从所述脱泡罐的铅垂内壁面立设并保持所述电极浆料；并且 在所述保持部件(8)和所述内壁面之间设置有狭缝部(8a)，所述狭缝部是具有预定宽度的间隙。
11.根据权利要求7至9中任一项所述的制造系统，其中 所述脱泡罐(6)包括暂时收集已流入所述脱泡罐中的电极浆料的收集部(9)； 所述收集部(9)具有:倾斜部(9c)，所述倾斜部是连接到边缘(9b)并朝所述脱泡罐的下侧倾斜的板状部件，所收集的电极浆料越过所述边缘从所述收集部溢流出，和 阻拦部件(9d)，所述阻拦部件从所述倾斜部立设并保持沿所述倾斜部流下的电极浆料；并且 在所述阻拦部件(9d)和所述倾斜部(9c)之间设置有狭缝部(9e)，所述狭缝部是具有预定宽度的间隙。
12.—种二次电池，所述二次电池是利用根据按权利要求1至6中任一项所述的电极浆料制造方法制造的电极浆料而制造出的，或者是利用使用按权利要求7至11中任一项所述的电极浆料制造系统(I，11，21，31，41)制造的电极浆料而制造出的。
【文档编号】B01F3/14GK103531745SQ201310276408
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年7月3日 优先权日:2012年7月5日
【发明者】北吉雅则, 杉原敦史 申请人:丰田自动车株式会社