杂质处理装置及杂质处理方法与流程

文档序号:31700472发布日期:2022-10-01 07:54阅读:191来源:国知局
杂质处理装置及杂质处理方法与流程

1.本公开涉及杂质处理装置及杂质处理方法。


背景技术:

2.在制作具有电子传导性的固液混合物时,作为杂质,有时会混入金属颗粒。将该固液混合物用于电子器件的情况下,杂质作为原因可能会招致电子器件的不良。例如,作为电子器件,可以举出锂离子电池、锂离子二次电池、碱性干电池、双电层电容器、电化学电容器等的蓄电装置。此外,作为固液混合物,可以举出被用在这些蓄电装置中的电极浆料。电极浆料中混入金属杂质时,金属杂质可能会成为正负极间短路等的原因。对此,例如专利文献1中,公开了一种通过磁性除去包含电极活性物质及颗粒状粘结剂的水系浆料中所包含的金属异物的方法。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1:国际公开第2014/142045号


技术实现要素:

6.在利用磁性除去金属杂质的现有的方法中,并不能除去由非磁性金属构成的杂质。因此,在现有的方法中,杂质的处理率不充分。
7.本公开的一方案为杂质处理装置。该装置是处理用于形成蓄电装置的电极的固液混合物中所包含的金属杂质的杂质处理装置,包括:第一电极及第二电极,向所述固液混合物施加电场;以及电源部,在所述第一电极和所述第二电极之间,流动0.1ma以上的电流。
8.本公开的其他方案为杂质处理方法。该方法是处理用于形成蓄电装置的电极的固液混合物中所含有的金属杂质的杂质处理方法,包括:在对所述固液混合物施加电场的第一电极及第二电极之间,流动0.1ma以上的电流。
9.上述构成要素的任意组合、以及将本公开的表现在方法、装置、系统等之间相互置换的方案,作为本发明的方案也是有效的。
10.根据本公开,能够使得用于形成蓄电装置的电极的固液混合物中含有的金属杂质微小化。
附图说明
11.图1是设置有实施方式1的杂质处理装置的涂布装置的示意图。
12.图2a是示意性示出电极部的立体图。
13.图2b是示意性示出电极部的立体图。
14.图2c是示意性示出电极部的立体图。
15.图3a是实施方式2的杂质处理装置具备的电极部的示意图。
16.图3b是实施方式2的杂质处理装置具备的电极部的示意图。
17.图3c是实施方式2的杂质处理装置具备的电极部的示意图。
18.图3d是实施方式2的杂质处理装置具备的电极部的示意图。
19.图3e是实施方式2的杂质处理装置具备的电极部的示意图。
20.图3f是实施方式2的杂质处理装置具备的电极部的示意图。
21.图4a是示出从电源部流经第一电极和第二电极之间的电流的具体例的图。
22.图4b是示出从电源部流经第一电极和第二电极之间的电流的具体例的图。
23.图4c是示出从电源部流经第一电极和第二电极之间的电流的具体例的图。
24.图4d是示出从电源部流经第一电极和第二电极之间的电流的具体例的图。
25.图5是示出电源部的结构例1的图。
26.图6是示出电源部的结构例2的图。
27.图7是示出电源部的结构例3的图。
28.图8是示出使多个种类的电流在固液混合物中流动1小时时的实验数据的图。
29.图9是绘制施加于固液混合物的电量和铜的洗脱量的关系的图。
具体实施方式
30.下面,基于优选的实施方式参照附图说明本发明。实施方式并不限定发明而是例示,实施方式中记载的所有特征或其组合并非一定代表发明的本质性内容。对于各附图所示的相同或同等的构成要素、部件、处理,标注相同的附图标记,适当省略重复的说明。此外,各附图所示的各部分的比例尺或形状为了容易说明而便利性地进行设定,只要没有特别提及则并不进行限定性解释。另外,在本说明书或权利要求书中采用“第一”、“第二”等的用语等的情况下,只要没有特别提及,该用语并不表示任何顺序或重要程度,而是用于区别一构成与其他构成。另外,在各附图中,在说明实施方式时省略不重要的部件的一部分进行显示。
31.(实施方式1)
32.图1是设置有实施方式1的杂质处理装置的涂布装置的示意图。涂布装置1具备涂布用模具2、阀4、罐6、泵8、输送配管10、返回配管12、模具供给配管14。
33.涂布用模具2是向被涂布体16涂布涂料18的器具。本实施方式的涂布装置1作为一个示例,是用于制造二次电池的电极板。二次电池的电极板是对集电体涂布电极浆料并使其干燥的片材状的电极材料。因此,在本实施方式中,被涂布体16是二次电池的集电体,涂料18是二次电池的电极浆料。集电体例如是金属箔。电极浆料是含有电极活性物质和溶剂的电子传导性的固液混合物。若为一般的锂离子二次电池,正极的电极板是在铝箔上,涂布包含钴酸锂或磷酸铁锂等正极活性物质的电极浆料而制作的。此外,负极的电极板是在铜箔上,涂布包含石墨等负极活性物质的电极浆料而制作的。
34.涂布用模具2以排出口22与支承辊20的周面隔开规定的间隔相对的方式配置。被涂布体16通过支承辊20的旋转,被连续地输送到支承辊20和排出口22相对的位置。
35.阀4经由模具供给配管14连接于涂布用模具2。阀4可以切换涂料18向涂布用模具2的供给和非供给。涂布装置1在涂料18被供给至涂布用模具2的期间,能够将涂料18从涂布用模具2向被涂布体16排出。罐6经由输送配管10及返回配管12连接于阀4。
36.罐6贮存涂料18。输送配管10中设置有泵8,通过泵8的驱动而从罐6向阀4输送涂料
18。阀4将从罐6供给的涂料18经由模具供给配管14供给至涂布用模具2。或者,阀4使从罐6所供给的涂料18经由返回配管12回到罐6。
37.阀4将涂料18供给至涂布用模具2,从而从涂布用模具2排出涂料18,能够在被涂布体16形成涂料18的涂布部18a。此外,阀4使涂料18返回罐6,从而能够停止涂料18从涂布用模具2的涂布,在被涂布体16形成涂料18的未涂布部16a。即,通过阀4,能够对被涂布体16间歇涂布涂料18。未涂布部16a用于电极的中心引线的贴附等。此外,涂布装置1的各部分的结构并不限定于上述。
38.涂布装置1中,设置有本实施方式的杂质处理装置100。杂质处理装置100包括配管102、电极部104、电源部106。配管102是流动含有金属杂质的被处理液的流路。在本实施方式中,输送配管10之中罐6和泵8之间的区域构成配管102。即,杂质处理装置100被设置于输送配管10。此外,涂料18,换言之包含溶剂及电极活性物质的电极浆料相当于被处理液。
39.此外,杂质处理装置100也可以被设置在输送配管10之中泵8和阀4之间的区域。此外,杂质处理装置100也可以被设置于返回配管12或模具供给配管14等。此外,涂布装置1并不限定于用在二次电池的电极板制造中,被涂布体16及涂料18也可以不是电极板及电极浆料。此外,杂质处理装置100也可以被设置于涂布装置1以外的装置,例如设置于被处理液的制造装置等。
40.电极部104包括第一电极108和第二电极110。图2a~图2c是示意性示出电极部104的立体图。图2a是电极部104的第1例,图2b是电极部104的第2例,图2c是电极部104的第3例。第一电极108和第二电极110被配置在配管102内。此外,本实施方式的电极部104具有插通于配管102内的棒状体112。而且,第一电极108被设置于配管102,第二电极110被设置于棒状体112。第一电极108和第二电极110彼此绝缘。
41.第一电极108和第二电极110由具有导电性的材料构成。该材料例如体积电阻率为0.1ω
·
cm以下。作为构成第一电极108及第二电极110的材料的具体例,可以举出不锈钢、钛、白金、金、铌、钌等的不溶性金属或碳等不溶性金属或碳等。这些材料可以适当组合。
42.第一电极108至少被设置在配管102的内壁(内周面)。第一电极108可以被设置在配管102的整个内壁,也可以被设置在一部分。第一电极108被设置于内壁的一部分时,可以是被处理液流动的方向上的一部分区域,也可以是配管102的周向上的一部分区域。此外,也可以是,配管102的整体由不溶性金属等构成,配管102的整体构成第一电极108。即,第一电极108可以仅设置在配管102的内壁的表面,也可以设置到内壁的内部为止。
43.第二电极110至少被设置于棒状体112的外壁(外周面)。第二电极110可以被设置于棒状体112的外壁的整体,也可以被设置于一部分。第二电极110被设置于外壁的一部分时,可以是被处理液流动的方向中的一部分区域,也可以是棒状体112的周向上的一部分区域。此外,也可以是,棒状体112的整体由不溶性金属等构成,棒状体112的整体构成第二电极110。即,第二电极110可以仅设置在棒状体112的外壁的表面,也可以设置到外壁的内部为止。
44.在图2a所示的第1例中,棒状体112为中空体。棒状体112的内部是密封着的,不流动被处理液。在图2b所示的第2例中,棒状体112是实心体。通过使用中空或实心的棒状体112作为第二电极110,可以抑制被处理液通过配管102时的压力损失因第二电极110而增大的情况。另一方面,在图2c所示的第3例中,棒状体112是筒状网格。被处理液在配管102内流
动的同时,还可以经由网格的开口在棒状体112的内外往来。通过使用筒状网格的棒状体112作为第二电极110,从而增加第二电极110和被处理液的接触面积,可以提高杂质处理装置100的杂质的处理率。
45.电源部106在第一电极108和第二电极110之间流动电流。电源部106可以由公知的dc/dc转换器或dc/ac逆变器等构成。例如,第一电极108连接于电源部106的正极输出端子,第二电极110连接于电源部106的负极输出端子。因此,第一电极108是正极,第二电极110是负极。此外,也可以为,第一电极108为负极,第二电极110为正极。电源部106流动的电流可以是直流电流,也可以是交流电流。此外,电源部106流动的电流量例如为0.1ma以上12ma以下。
46.从电源部106向第一电极108及第二电极110施加电压,在被处理液中流动电流,在配管102内生成电场,从而可以使被处理液中的金属杂质离子化、微小化。电极浆料所包含的金属杂质中,虽然也存在数百μm程度大小的物质,但通过对被处理液通电可以微小化至10μm以下的大小。本发明的发明人确认到,在包含作为金属杂质模型的铜线的被处理液中流动电流的情况下,随着电量的增加而铜线的质量呈线性减少,即金属杂质微小化。此外,还确认到,流动直流电流及交流电流的任一者都可以使金属杂质微小化。
47.此外,通过电源部106在配管102内生成电场,可以使金属杂质离子化,使其电沉积在第一电极108或第二电极110的表面。由此,能够从被处理液中除去金属杂质。此外,直流电流对金属杂质的细微化更优选,交流电流对金属杂质的电沉积更优选。使金属杂质电沉积于电极表面的条件可以由本领域技术人员适当设定。
48.通过使金属杂质微小化或将其除去,可以抑制金属杂质本身成为正负极间短路的原因。此外,在正负极间存在电解液的蓄电装置中,若正极浆料包含金属杂质,则在蓄电装置充电时,金属杂质可能在电解液内溶出,在负极的表面被还原而析出。若重复该析出,金属杂质会呈树枝状生长,穿过隔板而到达正极,成为短路的原因。关于树枝状导致的短路,金属杂质的尺寸越大越容易产生。因此,通过使金属杂质微小化或将其除去,可以抑制树枝状导致的短路。因此,通过杂质处理装置100在被处理液中流动电流,从而可以除去被处理液中的金属杂质,或者即使在被处理液中残留,也能够转换成对蓄电装置的性能不容易产生不良影响的形态。
49.关于从电源部106施加电压,作为一个示例,是由控制装置107所控制的。控制装置107中,作为硬件构成,由以计算机的cpu或存储器为代表的元件或电路实现,作为软件构成,由计算机程序等实现。本领域技术人员应当理解,这些功能块可以通过硬件、软件的组合以各种形式实现。控制装置107例如根据从电源部106流动的电流的值与流动电流的时间,控制电源部106。此时,控制装置107构成杂质处理装置100的一部分。此外,电源部106也可以不通过控制装置107地被控制接通/关断。控制装置107也可以控制阀4或泵8。
50.如以上说明,本实施方式的杂质处理装置100包括流动含有金属杂质的被处理液的配管102、被配置在配管102内的第一电极108及第二电极110、在第一电极108和第二电极110之间流动电流的电源部106。本实施方式的杂质处理装置100由于是通过在被处理液中流动电流来使金属杂质微小化或将其除去,因而即使杂质为非磁性金属也可以处理。因此,可以提高杂质的处理率。此外,由于在配管102内流动的被处理液中流动电流,因此能一边输送被处理液一边进行金属杂质的处理。此外,可以使微小化的金属杂质随着被处理液的
流动而广泛地分散。
51.作为一个示例,被处理液是包含溶剂及电极活性物质的电极浆料。而且,配管102被设置于向被涂布体16涂布被处理液的涂布用模具2以及具备储存被处理液的罐6的涂布装置1中。由此,在从罐6向涂布用模具2输送被处理液的过程中,可以实施杂质处理。此外,通过将杂质处理装置100配置在涂布装置1的输送配管10或模具供给配管14,可以在将被处理液涂布在被涂布体16之前对被处理液实施杂质处理。因此,根据本实施方式的杂质处理装置100,能够提高电子器件的性能。
52.此外,杂质处理装置100仅通过将现有的装置中的配管的一部分用作配管102,或者将配管的一部分替换为杂质处理装置100的配管102,就能够安装于该装置。因此,杂质处理装置100的设置、更换、维护容易。
53.此外,在本实施方式的杂质处理装置100中,第一电极108被设置于配管102,第二电极110被设置于插通在配管102内的棒状体112。由此,可以简化第一电极108和第二电极110的结构。此外,棒状体112是中空体、实心体或筒状网眼。棒状体112为中空体或实心体时,可以抑制被处理液通过配管102时的压力损失的增大。棒状体112为筒状网眼时,可以增大第二电极110和被处理液的接触面积,提高杂质的处理率。
54.(实施方式2)
55.实施方式2中,除第一电极108和第二电极110的配置之外,具有与实施方式1共同的结构。下面,针对本实施方式,以与实施方式1不同的结构为中心进行说明,针对共同的结构简单地说明,或者省略说明。
56.图3a~图3f是实施方式2的杂质处理装置100具备的电极部104的示意图。图3a是电极部104的第4例,图3b是电极部104的第5例,图3c是电极部104的第6例,图3d是电极部104的第7例,图3e是电极部104的第8例,图3f是电极部104的第9例。此外,图3a~图3f表示将配管102的内壁展开的状态。
57.在本实施方式的电极部104中,第一电极108和第二电极110被设置于配管102。第一电极108和第二电极110可以至少被设置于配管102的内壁。此外,第一电极108和第二电极110可以仅设置在配管102的内壁的表面,也可以设置到内壁的内部。此外,在第一电极108和第二电极110之间,设置有绝缘部114。通过绝缘部114,第一电极108和第二电极110电气绝缘。
58.在图3a所示的第4例中,在配管102的内壁的周向上约1/2的区域中敷设有第一电极108,在剩余的约1/2的区域中敷设有第二电极110。第一电极108及第二电极110在被处理液流动的方向上延伸。在图3b所示的第5例中,在被处理液流动的方向上延伸的多个第一电极108及多个第二电极110在配管102的内壁的周向上交错排列。第4例和第5例是第一电极108及第二电极110呈条纹状排列的结构。第5例与第4例相比较,各电极的面积更小,各电极的敷设图案细密。因此,第5例与第4例相比较,可以优选采用在内径较大的配管102。
59.在图3c所示的第6例中,第一电极108和第二电极110分别为梳齿状,以互相啮合的方式敷设。在图3d所示的第7例中,第一电极108和第二电极110呈螺旋状敷设。
60.在图3e所示的第8例中,配管102的内壁的被处理液流动的方向上约1/2的区域中敷设有第一电极108,剩余的约1/2的区域中敷设有第二电极110。第一电极108及第二电极110在配管102的周向上延伸。在图3f所示的第9例中,在配管102的周向上延伸的多个第一
电极108及多个第二电极110在被处理液流动的方向上交错排列。第8例和第9例,第一电极108及第二电极110为环状。第9例与第8例相比较,各电极的面积更小,各电极的敷设图案细密。因此,第9例与第8例相比较,优选采用在被处理液流动的方向长的电极部104。
61.下面,针对从电源部106流向第一电极108和第二电极110之间的电流进行详细地说明。图4a~图4d是示出从电源部106向第一电极108和第二电极110之间流动的电流的具体例的图。图4a是流动直流的恒电流(连续电流)的例子,图4b是流动直流的间歇电流的例子,图4c是流动矩形波电流的例子,图4d是流动正弦波电流的例子。
62.图4b所示的间歇电流是周期性地切换电流通电的期间和关断的期间的电流。下面,设想占空比为50%(导通期间和截止期间的比率为1:1)的间歇电流。占空比为50%的间歇电流相当于下侧的电流值为0a的直流的矩形波电流。
63.图4c所示的矩形波电流可以是以0v为中心正负对称地变化的交流电流,也可以是通过施加偏置电压,中心电压为0v以外的交流电流或直流电流。在矩形波电流的波形整体处于正区域或负区域的情况下,电流的流向不变,形成直流的矩形波电流。图4d所示的正弦波电流也同样地,可以是以0v为中心正负对称地变化的交流电流,也可以是通过施加偏置电压而中心电压为0v以外的交流电流或直流电流。
64.电源部106向第一电极108和第二电极110之间流动0.1ma以上的电流,对用于形成蓄电装置的电极的固液混合物(例如,电极浆料)施加电场。第一电极108和第二电极110之间流动的电流的上限值,在为不需要考虑触电风险的设施(例如,无人工厂)的情况下,设定为100ma。在是需要考虑触电风险的设施的情况下,设定为10~12ma。
65.间歇电流、矩形波电流、及正弦波电流的值以有效值规定。电流的有效值irms,如下述(式1)所示,可以通过将瞬时值i(t)乘以2的值作为周期平均的平方根进行计算。
66.irms=√(1/t
·
∫i(t)2dt)
···
(式1)
67.此外,正弦波电流的有效值irms,如下述(式2)所示,可以通过正弦波电流的最大值im的1/√2计算。
68.irms=im/√2
···
(式2)
69.图5是示出电源部106的结构例1的图。电源部106包括ac/dc转换器106a、dc/dc转换器106b、控制电路106c、电流传感器106d、电压传感器106e、开关swp、开关swm。ac/dc转换器106a将从商用电力系统200所供给的交流电力转换为直流电力。dc/dc转换器106b可以将从ac/dc转换器106a所供给的直流电力的电压或电流转换为其他值并输出。开关swp及开关swm是用于导通或关断dc/dc转换器106b与第一电极108和第二电极110间的固液混合物之间的开关。对于开关swp及开关swm,可以使用中继或半导体开关。
70.电流传感器106d测量第一电极108和第二电极110之间流动的电流,输出至控制电路106c。电压传感器106e测量第一电极108和第二电极110之间的电压,输出至控制电路106c。
71.控制电路106c例如可以由微型计算机构成。控制电路106c以通过电流传感器106d测量的电流值维持目标值的方式,控制dc/dc转换器106b所包含的开关元件。若延长该开关元件的接通时间,则可以提高从dc/dc转换器106b输出的电流值,若缩短接通时间,则可以减小从dc/dc转换器106b输出的电流值。电流的目标值由控制装置107所设定。这样,在本公开中,执行用于将从dc/dc转换器106b输出的电流值维持在目标值的电流控制。
72.控制电路106c通过将开关swp及开关swm固定在接通状态,可以使其输出图4a所示的恒电流(连续电流)。此外,控制电路106c通过将开关swp及开关swm的至少一方以设定的周期(也可以认为是频率)进行接通/断开,可以使其输出图4b所示的间歇电流。该周期(频率)也由控制装置107设定。
73.图6是示出电源部106的结构例2的图。电源部106包括ac/dc转换器106a、逆变器106f、滤波器106g、控制电路106c、电流传感器106d、电压传感器106e、开关swp、开关swm。下面,与结构例1重复的说明适当省略。
74.逆变器106f包括桥接的多个开关元件,将从ac/dc转换器106a所供给的直流电力转换为0v中心的交流矩形波的电力。滤波器106g例如由lc滤波器构成,可以整形由逆变器106f输出的矩形波的波形。
75.控制电路106c以设定的频率,控制逆变器106f所包含的多个开关元件的接通/断开,同时以通过电流传感器106d测量的电流值维持目标值的方式,控制该多个开关元件的占空比。控制电路106c能够通过使滤波器106g无效,使其输出图4c所示的矩形波电流。此外,控制电路106c可以通过使滤波器106g有效,将从逆变器106f输出的矩形波整形为矩形波,使其输出图4d所示的正弦波电流。
76.图7是示出电源部106的结构例3的图。图7所示的电源部106的结构是将图5所示的电源部106的结构的开关swp、开关swm分别替换为c接点开关swpc及c接点开关swmc的构成。正侧的c接点开关swpc是用于将dc/dc转换器106b的正侧的输出端子的连接目标在第一电极108及第二电极110之间选择性地切换的开关。负侧的c接点开关swmc是用于将dc/dc转换器106b的负侧的输出端子的连接目标在第一电极108及第二电极110之间选择性切换的开关。
77.在正侧的c接点开关swpc选择第一电极108、以及负侧的c接点开关swmc选择第二电极110的第一状态下,从dc/dc转换器106b向固液混合物流动正向的电流。相反,在正侧的c接点开关swpc选择第二电极110、以及负侧的c接点开关swmc选择第一电极108的第二状态下,从dc/dc转换器106b向固液混合物流动负向的电流。控制电路106c通过将正侧的c接点开关swpc及负侧的c接点开关swmc在第一状态和第二状态之间,以设定的频率相互切换,可以使其输出图4c所示的矩形波电流。
78.控制电路106c也可以将从电流传感器106d得到的电流值和从电压传感器106e得到的电压值发送给控制装置107。控制装置107也可以将从控制电路106c得到的电流值的波形和电压值的波形显示在示波仪上。此时,涂布装置1的操作员可以实时地监视施加于固液混合物的电流和电压。
79.也可以是,电流值的波形和电压值的波形的至少一者发生异常时,通过操作员的操作或控制装置107内的运转程序,停止对固液混合物施加电流。此外,也可以是,在电压值的波形成为表示固液混合物所含的杂质被微小化为比基准值更小的波形的情况,通过操作员的操作或控制装置107内的运转程序,可以停止对固液混合物施加电流。
80.图8是示出使多个种类的电流在固液混合物中流动1小时时的实验数据的图。在该实验中,在第一电极108和第二电极110之间,配置包含作为金属异物的铜线的固液混合物。测量固液混合物中流动电流的前后的铜线的质量变化。在图8的表格中,铜溶出的有无,将存在0.1mg以上的质量减少的情况记为“有”,将没有的情况记为“无”。固液混合物有无变
质,记载了在固液混合物流动电流1小时后,通过人眼确认固液混合物的状态变化的有无的结果。具体而言,在通过网格后,网格上存在变质物的情况记载为“有”,不存在的情况记载为“无”。例如,若因固液混合物的胶化、体积或固定成分比率的变化而粘性改变,则在网格上有时会残留变质物。
81.电压值取决于固液混合物的电导率(也可以认为是电阻)、第一电极108和第二电极110之间的距离(下面,成为极间距离)。即使流动相同电流的情况下,固液混合物的电阻越大,电压值越高。此外,即使流动相同电流的情况,极间距离越长,电压值越高。
82.被施加于固液混合物的电量(电荷)通过电流与时间之积规定。在si单位系统中,电量以库伦c规定,库伦c由安培a和秒s之积[a
·
s]构成。铜的洗脱量与所施加的电量成比例。因此,电流值越高,铜的洗脱量越增加。此外,流动电流的时间越长,铜的洗脱量越增加。然而,施加于固液混合物的电量过大,则固液混合物变质的风险升高。
[0083]
在图8所示的例子中,使3ma的电流连续流动1小时时确认固液混合物的变质。此外,使3ma的电流流动1小时时,以间歇电流流动时没有确认到固液混合物的变质。此外,使1ma的矩形波电流以0.01hz的频率流动1小时时也确认到固液混合物的变质。此外,使1ma的正弦波电流以0.01hz的频率流动1小时时也确认到固液混合物的变质。
[0084]
使1ma的矩形波电流以0.1hz的频率流动1小时时,没有确认到固液混合物的变质。此外,使1ma的正弦波电流以0.1hz的频率流动1小时时也没有确认到固液混合物的变质。
[0085]
图9是绘制施加于固液混合物的电量[c]与铜的洗脱量[mg]的关系的图。在流动直流(dc)的恒电流的情况下,在以10mhz的频率流动正弦波电流时、以100mhz的频率流动正弦波电流时、以1hz的频率流动正弦波电流时、以60hz的频率流动正弦波电流时的4通路各者中,提取多个样本数据,在各者中直线回归。表示回归的直线的斜率越陡,钢的洗脱速度越快。
[0086]
观察图9可知,频率越高,越不容易发生固液混合物的变质。可知,流动直流(dc)的恒电流时需要减小电量[c]。例如,连续流动恒电流的时间优选为100秒以内。流动正弦波电流时,优选以高于10mhz的频率流动。
[0087]
根据本发明的发明人的其他实验可以确认,通过在第一电极108和第二电极110之间流动0.1ma以上的电流,对固液混合物施加1c以上的电量,不引起固液混合物的变质地,能够使作为异物的铜无害化。为了使铜无害化,需要微小化至30μm以下的尺寸。电熔解效率为33%时,1c相当于为了将φ100μm的铜球(
×
22个)微小化成φ30μm的铜球而需要的电量。
[0088]
所谓电熔解效率,表示施加的电量被利用于异物的熔解的比例,在施加的电量全部用于异物的熔解时,电熔解效率为100%。通常,不是施加的电量全部用于异物的熔解,其大部分用于热等的转换中。
[0089]
法拉第常数f是表示元电荷e的带电粒子的集团1mol所具有的电量的通用常数,以f≒96485c/mol表示。法拉第常数f等于通过电分解析出1mol的1价离子所需要的电量。根据法拉第常数f,可以由电量[c]求得摩尔数,可以将作为异物的铜的熔解质量作为物质量求得。
[0090]
此外,在本发明人的又一其他实验中,极间距离t[mm]与施加于固液混合物的电压[v]的关系以v=αt+β的形式直线回归。使用非水溶剂时,以v=1.2t+3的式子回归。使用水溶剂时,以v=1.15t+1.5的式子回归。非水溶剂的分解电压多数集中在3v附近,水溶剂的分
解电压为1.5v。因此,使用任意的溶剂的情况下,流动电流时的极间的电压为溶剂的分解电压以上。即,非水溶剂时为3v以上,水溶剂时为1.5v以上。此外,在图8所示的实验数据中,流动任意的电流时,极间的电压值为溶剂的分解电压以上。即使0.1ma的电流连续性地流动1小时的情况下,极间的电压值为14v,为溶剂的分解电压以上。
[0091]
含有金属杂质的固液混合物可以被视为在固液混合物内无数存在的电子传导性粒子间具有电解的疑似多极式电解。因此,被施加于固液混合物的电压为固液混合物内存在的各粒子间的各电压的总和。各粒子间的各电解电压并没有达到溶剂的分解电压,即使极间的看上去的电压超过溶剂的分解电压,实际上溶剂也不会分解。因此,能够不减少溶剂,而使固液混合物所含有的金属杂质微小化。
[0092]
在上述实施方式中,说明了在涂布装置1中在配管102内流动的固液混合物流动电流的例子。这一点,在固液混合物中流动电流的时间是在固液混合物进入涂布装置1的罐6之前的工序中即可。例如可以在混合、搅拌、熬炼工序中流动电流。该情况下,在具有用于混合、搅拌、熬炼的叶片的容器内设置电极,在该容器内制备固液混合物的过程中电极间流动电流。此外,可以在容器内的叶片旋转的期间流动电流,也可以在叶片没有旋转的期间流动电流。此外,也可以是,在固液混合物制备后,放入涂布装置1的罐6之前的、储存在其他容器的期间流动电流。这样,可以在固液混合物静止的状态下流动电流。
[0093]
以上,针对本发明的实施方式进行了详细的说明。前述的实施方式仅示出实施本发明时的具体示例。实施方式的内容并不限定本发明的技术性范围,在不脱离权利要求书所规定的发明的思想的范围内,能够进行构成要素的变更、增加、删除等多种设计变更。加以设计变更的新的实施方式兼具有组合的实施方式及变形各自的效果。在前述的实施方式中,关于能够进行这样的设计变更的内容,赋予“本实施方式的”、“在本实施方式中”等的表述进行强调,即使没有这样表述的内容也允许设计变更。上述构成要素的任意组合作为本发明的方案也是有效的。对附图的截面标注的阴影线并不限定标注阴影线的对象的材质。
[0094]
上述的实施方式的发明也可以通过以下所述的项目进行特定。
[0095]
[项目1]
[0096]
一种杂质处理装置(100),包括:
[0097]
配管(102),流动含有金属杂质的被处理液;
[0098]
第一电极(108)及第二电极(110),被配置于所述配管(102)内;以及
[0099]
电源部(106),在所述第一电极(108)和所述第二电极(110)之间,流动1ma以上的电流。
[0100]
[附图标记说明]
[0101]
1 涂布装置
[0102]
2 涂布用模具
[0103]
6 罐
[0104]
16 被涂布体
[0105]
100 杂质处理装置
[0106]
102 配管
[0107]
106 电源部
[0108]
108 第一电极
[0109]
110 第二电极
[0110]
112 棒状体
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