蓄電材料的制造裝置以及制造方法
【專利說明】
[0001] 本申請主張于2014年1月14日提出的日本專利申請2014-004406號的優(yōu)先權(quán)， 并在此引用其全部內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及制造蓄電材料的制造裝置以及制造方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 近年來，在混合動力汽車、電動汽車等應(yīng)用鋰離子二次電池。鋰離子二次電池的電 極通過下面的工序制造，首先，為了得到活性物質(zhì)材料（蓄電材料）的懸浮液，在增粘劑的 溶解液混合活性物質(zhì)的粉末等，接下來，將活性物質(zhì)材料的懸浮液涂覆與鋁箔等基材并干 燥。在日本特開2011 - 113821號公報中，在活性物質(zhì)材料的懸浮液的干燥工序中，記載有 測定懸浮液的阻抗隨時間的變化，分析懸浮液中的分散粒子的凝集過程，來預(yù)測電池性能 的方法。電池性能在懸浮液的阻抗單調(diào)減少的情況下變好。
[0004] 對于電池性能而言，粉體的增粘劑有多少溶解于液體的溶劑很重要。以下，將溶解 于一定量的溶劑的溶質(zhì)的質(zhì)量相對于溶解度的比率定義為"溶解程度"來進(jìn)行說明。為了 得到良好的電池性能，需要使用粉體的增粘劑例如以80%以上的溶解程度溶解于液體的溶 劑的溶解液。以往，因為在混合中途停止混合裝置取出溶解液，測定該溶解液的粘度來判斷 溶解程度，所以混合工序變得麻煩、費時。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的之一是提供一種能簡易地測定將粉體的增粘劑溶解于液體的溶劑 的溶解液的溶解程度的蓄電材料的制造裝置以及制造方法。
[0006] 本發(fā)明的一方式的蓄電材料的制造裝置是制造至少包括增粘劑以及活性物質(zhì)的 蓄電材料的制造裝置，具備：使在溶解時離子化的粉體的所述增粘劑溶解于液體的溶劑的 溶解裝置；以及測定被所述溶解裝置溶解的溶解液的導(dǎo)電率，并基于測定出的導(dǎo)電率判定 所述增粘劑的溶解程度的溶解程度判定裝置。
[0007] 由此，因為即使在將增粘劑溶解于液體的溶劑的中途不停止溶解裝置，也能夠判 定增粘劑的溶解程度，所以能夠大幅提高生產(chǎn)效率。
[0008] 本發(fā)明的其他方式，也可以在上述方式的蓄電材料的制造裝置中具備基于所述溶 解程度判定裝置判定出的所述增粘劑的溶解程度推斷所述溶解液粘度的粘度推斷裝置。由 此，能夠判斷是否是增粘劑良好溶解的溶解液。
[0009] 本發(fā)明其他方式，也可以在上述方式的蓄電材料的制造裝置中具備調(diào)整所述溶解 液粘度的粘度調(diào)整裝置，混合所述粘度調(diào)整后的所述增粘劑的溶解液以及所述活性物質(zhì)的 混合裝置。
[0010]因為將增粘劑的溶解、活性物質(zhì)的粉末等的分散以及它們的粘度調(diào)整在一個混合 裝置進(jìn)行的情況下需要時間，所以有導(dǎo)致活性物質(zhì)的損傷的可能性。但是，通過在使增粘劑 溶解于溶劑的裝置、調(diào)整增粘劑的溶解液的粘度的裝置，以及將活性物質(zhì)的粉末等向粘度 調(diào)整過的增粘劑的溶解液分散并混合的裝置分開進(jìn)行，能夠在短時間內(nèi)進(jìn)行混合，能夠抑 制活性物質(zhì)的損傷。
[0011] 本發(fā)明的其他方式，也可以在上述方式的蓄電材料的制造裝置中，利用所述溶解 程度判定裝置，一邊利用所述溶解裝置將所述增粘劑溶解于所述溶劑一邊測定所述溶解液 的導(dǎo)電率。
[0012] 由此，因為能夠防止溶解裝置的過度運轉(zhuǎn)，所以能夠得到節(jié)能效果。
[0013] 本發(fā)明其他方式是制造至少包括增粘劑以及活性物質(zhì)的蓄電材料的制造方法，具 備：使在溶解時離子化的粉體的所述增粘劑溶解于液體的溶劑的溶解；以及測定所述被溶 解的溶解液的導(dǎo)電率，基于測定的導(dǎo)電率判定所述增粘劑的溶解程度的溶解程度判定。根 據(jù)加本發(fā)明的蓄電材料的制造方法，能夠得到與上述蓄電材料的制造裝置的效果相同的效 果。
【附圖說明】
[0014] 通過以下參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特 征、構(gòu)件、過程、步驟、特性及優(yōu)點會變得更加清楚，其中，附圖標(biāo)記表示本發(fā)明的要素，其 中，
[0015] 圖1是本發(fā)明的實施方式的蓄電材料的制造裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0016] 圖2表示本發(fā)明的實施方式的蓄電材料的制造裝置的制造控制裝置進(jìn)行的處理 的流程圖。
[0017] 圖3是表示增粘劑的溶解液的導(dǎo)電率與增粘劑的溶解液的溶解程度的關(guān)系的圖。
[0018] 圖4是表示增粘劑的溶解液的粘度與增粘劑的溶解液的溶解程度的關(guān)系的圖。 [0019] 圖5是表示微波引起的增粘劑的溶解液的粘度相對于時間的變化，攪拌力引起的 增粘劑的溶解液的粘度的相對于時間的變化，以及加熱引起的增粘劑的溶解液的粘度的相 對于時間的變化的圖。
[0020] 圖6是表示最終的活性物質(zhì)的懸浮液的粘度與增粘劑的溶解液的粘度的關(guān)系的 圖。
[0021] 圖7是表示超聲波帶來的增粘劑的溶解液的粘度調(diào)整以及攪拌力帶來的增粘劑 的溶解液的粘度調(diào)整相對于時間的變化的圖。
[0022] 圖8是表示電池的容量維持率，即電池的耐老化性（反復(fù)充放電特性）與活性物 質(zhì)的懸浮液的粘度的關(guān)系的圖。
[0023] 圖9是表示電池的容量維持率與活性物質(zhì)材料的累積碰撞能的關(guān)系的圖。
【具體實施方式】
[0024] 以下，參照附圖對本發(fā)明的各實施方式進(jìn)行說明。以下，將溶解于一定量的溶劑的 溶質(zhì)的質(zhì)量相對于溶解度的比率定義為"溶解程度"，用于說明。
[0025] 首先，對由制造裝置制造的蓄電材料進(jìn)行說明。本實施方式的蓄電材料的制造裝 置例如構(gòu)成用于制造鋰離子二次電池的電極（正極以及負(fù)極）的裝置。鋰離子二次電池的 電極通過在鋁箔、銅箔等基材上，作為蓄電材料涂覆活性物質(zhì)材料的懸浮液并干燥來制造。 本實施方式的蓄電材料的制造裝置是制造活性物質(zhì)材料的懸浮液的裝置。
[0026] 作為活性物質(zhì)材料的具體例子，在正極的電極的情況下，作為活性物質(zhì)有鎳鋰氧 化物等（固體成分），作為溶劑有N-甲基吡咯烷酮等（液體成分），作為導(dǎo)電輔助劑有乙 炔黑等，以及作為粘合劑有聚偏氟乙烯等。在負(fù)極的電極的情況下，作為活性物質(zhì)有石墨等 (固體成分），作為溶劑作為有水（液體成分），作為增粘材有羧甲基纖維素等，以及作為粘 合劑有SBR橡膠、聚丙烯酸等。
[0027] 接下來參照圖1對本實施方式的蓄電材料的制造裝置的構(gòu)成進(jìn)行說明。蓄電材料 的制造裝置1構(gòu)成為具備溶解裝置2、粘度調(diào)整裝置3、混合裝置4以及制造控制裝置5等。
[0028] 溶解裝置2是使增粘劑溶解于溶劑而制造溶解液的裝置，具備：殼體21、微波裝置 22、料斗23、供給管路24以及溶解程度判定裝置25等。殼體21形成為中空圓筒形狀。微 波裝置22具備磁控管，配置于殼體21的上面上部。料斗23以能夠收容增粘劑并能向殼體 21內(nèi)供給的方式突出設(shè)置于殼體21的上表面。供給管路24以能向殼體21內(nèi)供給溶劑的 方式在殼體21的下表面配管。溶解程度判定裝置25具備電導(dǎo)率儀，從殼體21的上表面插 入內(nèi)部。
[0029] 粘度調(diào)整裝置3是調(diào)整在溶解裝置2制造的上述的溶解液的粘度的裝置，具備殼 體31、超聲波裝置32、導(dǎo)入管路33等。殼體31形成為中空圓筒形狀。超聲波裝置32配置 于殼體31的外周，壓電元件等超聲波產(chǎn)生源件緊貼固定于殼體31的外周面。導(dǎo)入管路33 以能夠?qū)⑽挥谌芙?