蓄电材料的制造装置以及制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请主张于2014年1月14日提出的日本专利申请2014-004406号的优先权， 并在此引用其全部内容。
技术领域
[0002] 本发明涉及制造蓄电材料的制造装置以及制造方法。
【背景技术】
[0003] 近年来，在混合动力汽车、电动汽车等应用锂离子二次电池。锂离子二次电池的电 极通过下面的工序制造，首先，为了得到活性物质材料（蓄电材料）的悬浮液，在增粘剂的 溶解液混合活性物质的粉末等，接下来，将活性物质材料的悬浮液涂覆与铝箔等基材并干 燥。在日本特开2011 - 113821号公报中，在活性物质材料的悬浮液的干燥工序中，记载有 测定悬浮液的阻抗随时间的变化，分析悬浮液中的分散粒子的凝集过程，来预测电池性能 的方法。电池性能在悬浮液的阻抗单调减少的情况下变好。
[0004] 对于电池性能而言，粉体的增粘剂有多少溶解于液体的溶剂很重要。以下，将溶解 于一定量的溶剂的溶质的质量相对于溶解度的比率定义为"溶解程度"来进行说明。为了 得到良好的电池性能，需要使用粉体的增粘剂例如以80%以上的溶解程度溶解于液体的溶 剂的溶解液。以往，因为在混合中途停止混合装置取出溶解液，测定该溶解液的粘度来判断 溶解程度，所以混合工序变得麻烦、费时。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的之一是提供一种能简易地测定将粉体的增粘剂溶解于液体的溶剂 的溶解液的溶解程度的蓄电材料的制造装置以及制造方法。
[0006] 本发明的一方式的蓄电材料的制造装置是制造至少包括增粘剂以及活性物质的 蓄电材料的制造装置，具备：使在溶解时离子化的粉体的所述增粘剂溶解于液体的溶剂的 溶解装置；以及测定被所述溶解装置溶解的溶解液的导电率，并基于测定出的导电率判定 所述增粘剂的溶解程度的溶解程度判定装置。
[0007] 由此，因为即使在将增粘剂溶解于液体的溶剂的中途不停止溶解装置，也能够判 定增粘剂的溶解程度，所以能够大幅提高生产效率。
[0008] 本发明的其他方式，也可以在上述方式的蓄电材料的制造装置中具备基于所述溶 解程度判定装置判定出的所述增粘剂的溶解程度推断所述溶解液粘度的粘度推断装置。由 此，能够判断是否是增粘剂良好溶解的溶解液。
[0009] 本发明其他方式，也可以在上述方式的蓄电材料的制造装置中具备调整所述溶解 液粘度的粘度调整装置，混合所述粘度调整后的所述增粘剂的溶解液以及所述活性物质的 混合装置。
[0010]因为将增粘剂的溶解、活性物质的粉末等的分散以及它们的粘度调整在一个混合 装置进行的情况下需要时间，所以有导致活性物质的损伤的可能性。但是，通过在使增粘剂 溶解于溶剂的装置、调整增粘剂的溶解液的粘度的装置，以及将活性物质的粉末等向粘度 调整过的增粘剂的溶解液分散并混合的装置分开进行，能够在短时间内进行混合，能够抑 制活性物质的损伤。
[0011] 本发明的其他方式，也可以在上述方式的蓄电材料的制造装置中，利用所述溶解 程度判定装置，一边利用所述溶解装置将所述增粘剂溶解于所述溶剂一边测定所述溶解液 的导电率。
[0012] 由此，因为能够防止溶解装置的过度运转，所以能够得到节能效果。
[0013] 本发明其他方式是制造至少包括增粘剂以及活性物质的蓄电材料的制造方法，具 备：使在溶解时离子化的粉体的所述增粘剂溶解于液体的溶剂的溶解；以及测定所述被溶 解的溶解液的导电率，基于测定的导电率判定所述增粘剂的溶解程度的溶解程度判定。根 据加本发明的蓄电材料的制造方法，能够得到与上述蓄电材料的制造装置的效果相同的效 果。
【附图说明】
[0014] 通过以下参照附图对本发明的优选实施方式进行的详细描述，本发明的其它特 征、构件、过程、步骤、特性及优点会变得更加清楚，其中，附图标记表示本发明的要素，其 中，
[0015] 图1是本发明的实施方式的蓄电材料的制造装置的概略结构图。
[0016] 图2表示本发明的实施方式的蓄电材料的制造装置的制造控制装置进行的处理 的流程图。
[0017] 图3是表示增粘剂的溶解液的导电率与增粘剂的溶解液的溶解程度的关系的图。
[0018] 图4是表示增粘剂的溶解液的粘度与增粘剂的溶解液的溶解程度的关系的图。 [0019] 图5是表示微波引起的增粘剂的溶解液的粘度相对于时间的变化，搅拌力引起的 增粘剂的溶解液的粘度的相对于时间的变化，以及加热引起的增粘剂的溶解液的粘度的相 对于时间的变化的图。
[0020] 图6是表示最终的活性物质的悬浮液的粘度与增粘剂的溶解液的粘度的关系的 图。
[0021] 图7是表示超声波带来的增粘剂的溶解液的粘度调整以及搅拌力带来的增粘剂 的溶解液的粘度调整相对于时间的变化的图。
[0022] 图8是表示电池的容量维持率，即电池的耐老化性（反复充放电特性）与活性物 质的悬浮液的粘度的关系的图。
[0023] 图9是表示电池的容量维持率与活性物质材料的累积碰撞能的关系的图。
【具体实施方式】
[0024] 以下，参照附图对本发明的各实施方式进行说明。以下，将溶解于一定量的溶剂的 溶质的质量相对于溶解度的比率定义为"溶解程度"，用于说明。
[0025] 首先，对由制造装置制造的蓄电材料进行说明。本实施方式的蓄电材料的制造装 置例如构成用于制造锂离子二次电池的电极（正极以及负极）的装置。锂离子二次电池的 电极通过在铝箔、铜箔等基材上，作为蓄电材料涂覆活性物质材料的悬浮液并干燥来制造。 本实施方式的蓄电材料的制造装置是制造活性物质材料的悬浮液的装置。
[0026] 作为活性物质材料的具体例子，在正极的电极的情况下，作为活性物质有镍锂氧 化物等（固体成分），作为溶剂有N-甲基吡咯烷酮等（液体成分），作为导电辅助剂有乙 炔黑等，以及作为粘合剂有聚偏氟乙烯等。在负极的电极的情况下，作为活性物质有石墨等 (固体成分），作为溶剂作为有水（液体成分），作为增粘材有羧甲基纤维素等，以及作为粘 合剂有SBR橡胶、聚丙烯酸等。
[0027] 接下来参照图1对本实施方式的蓄电材料的制造装置的构成进行说明。蓄电材料 的制造装置1构成为具备溶解装置2、粘度调整装置3、混合装置4以及制造控制装置5等。
[0028] 溶解装置2是使增粘剂溶解于溶剂而制造溶解液的装置，具备：壳体21、微波装置 22、料斗23、供给管路24以及溶解程度判定装置25等。壳体21形成为中空圆筒形状。微 波装置22具备磁控管，配置于壳体21的上面上部。料斗23以能够收容增粘剂并能向壳体 21内供给的方式突出设置于壳体21的上表面。供给管路24以能向壳体21内供给溶剂的 方式在壳体21的下表面配管。溶解程度判定装置25具备电导率仪，从壳体21的上表面插 入内部。
[0029] 粘度调整装置3是调整在溶解装置2制造的上述的溶解液的粘度的装置，具备壳 体31、超声波装置32、导入管路33等。壳体31形成为中空圆筒形状。超声波装置32配置 于壳体31的外周，压电元件等超声波产生源件紧贴固定于壳体31的外周面。导入管路33 以能够将位于溶解