ペースト混練装置及び電池の製造方法
【課題】摩耗による異物がペーストに混入し難くできるペースト混練装置を提供すること。
【解決手段】ペースト混練装置１００は、混練・攪拌されたペースト１７０を貯留する容器１１０を備えている。容器１１０には、貯留されるペースト１７０の液面ＬＦより上方にてペースト１７０が流入される流入口１１１ｃが設けられている。容器１１０外には、流入口１１１ｃにペースト１７０を送り込む送出手段１５０が設けられている。容器１１０内には、流入口１１１ｃから送り込まれたペースト１７０に対して容器１１０の内壁面１１１ｂに沿って薄膜１７１を形成する薄膜形成手段１６０が設けられている。薄膜形成手段１６０は、流入口１１１ｃから送りこまれたペースト１７０を薄く伸ばすスクレーパ１６１と、内壁面１１１ｂに接触していてスクレーパ１６１と内壁面１１１ｂとの間の隙間Ｔ１を規定するスペーサ１６２を有する。
【解決手段】ペースト混練装置１００は、混練・攪拌されたペースト１７０を貯留する容器１１０を備えている。容器１１０には、貯留されるペースト１７０の液面ＬＦより上方にてペースト１７０が流入される流入口１１１ｃが設けられている。容器１１０外には、流入口１１１ｃにペースト１７０を送り込む送出手段１５０が設けられている。容器１１０内には、流入口１１１ｃから送り込まれたペースト１７０に対して容器１１０の内壁面１１１ｂに沿って薄膜１７１を形成する薄膜形成手段１６０が設けられている。薄膜形成手段１６０は、流入口１１１ｃから送りこまれたペースト１７０を薄く伸ばすスクレーパ１６１と、内壁面１１１ｂに接触していてスクレーパ１６１と内壁面１１１ｂとの間の隙間Ｔ１を規定するスペーサ１６２を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペースト混練装置及び電池の製造方法に関し、特に、混練・攪拌されたペーストを脱泡するペースト混練装置及び電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池は、携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器、ハイブリッド自動車や電機自動車等の車両など、多岐にわたる分野で利用されている。このような電池は、正極板と負極板と電解質とを備えるものである。また、液体の電解質を用いる場合には、正極板と負極板とを絶縁するために、これらの間にセパレータを設けることが一般的である。
【０００３】
一般に、電池は種々の製造工程を経て製造される。例えば、リチウムイオン二次電池の製造工程には、ペースト混練工程と電極板作成工程と電極体作成工程と電池組立工程とを有するものがある。ペースト混練工程は、電極反応を起こす電極合材層（正極合材層及び負極合材層）となるペーストを混練する工程である。電極板作成工程は、電極芯材（正極芯材及び負極芯材）にペーストを塗工して電極板（正極板及び負極板）を作成する工程である。電極体作成工程は、正極板と負極板との間にセパレータを介在させて積層又は捲回して電極体とする工程である。電池組立工程は、電池容器の内部に電極体を挿入するとともに電解液を注入して電池を組み立てる工程である。
【０００４】
ここで、ペースト混練工程においては、例えば正極活物質、導電材、結着材、増粘材、溶媒が、容器内に混入され、混練羽根，攪拌羽根によって混合・攪拌される。これにより、正極ペーストが作成される。また、負極ペーストについても同様に作成される。上述したペースト混練工程では、ペーストに作用するせん断力により混練・攪拌が進行するが、副産物として泡が発生する。この泡は、溶液中に含まれる窒素や酸素、又は粉体の表面に吸着していたガス成分、或いは攪拌の際にペースト中に取り込まれた空気によって、生成されたものである。
【０００５】
このように、せん断力によって混練・攪拌を進行させる場合には、ペーストに泡が常に発生する。このため、ペーストが泡を多く含んだ状態で電極芯材に塗工されると、電極板の活物質層にピンホールやひび割れが発生し、電極の性能が損なわれてしまう。また、ペーストに含まれる泡が多いと、ペーストの粒ゲージによる粗粒検査の際に、測定誤差の原因となる。
【０００６】
そこで、ペーストに含まれる泡を減少させるペースト混練装置が、例えば下記特許文献１に記載されている。図２２に示したように、このペースト混練装置８００は、混練・攪拌されたペースト８７０を貯留する容器８１０と、モータ８８０によって回転する主軸８３１と、この主軸８３１に組付けられているスクレーパ８６１と、容器８１０に組付けられているスクリーン８６２とを備えている。これにより、図２３に示したように、スクレーパ８６１は、泡ＡＷを含むペースト８７０をスクリーン８６２に押し付けつつかき取る。そして、ペースト８７０がスクリーン８６２に形成された細孔８６２ａから押し出される。こうして、ペースト８７０に含まれる泡のうち大きな泡ＡＷがつぶされて、脱泡するようになっている。なお、スクリーン８６２の細孔８６２ａから押し出されたペースト８７０は、容器８１０から排出管８５１を通って連続的に排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３３９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記したペースト混練装置８００では、ペースト８７０がスクリーン８６２の細孔８６２ａを通過することにより、ペースト８７０に含まれる泡ＡＷがつぶれるようになっているため、効果的に脱泡するためにはスクレーパ８６１がペースト８７０をスクリーン８６２に押し付ける力を大きくする必要がある。従って、ペースト８７０の組成（材料、固形分濃度等）によっては、スクリーン８６２の摩耗が大きくなり、摩耗による異物（スクリーン８６２の材料である鉄等）がペースト８７０に多く混入するおそれがある。
【０００９】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、摩耗による異物がペーストに混入し難くできるペースト混練装置、及び電池の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した課題を達成するために、本発明のペースト混練装置は、以下の構成を有する。
（１）混練・攪拌されたペーストを貯留する容器を備えたペースト混練装置において、前記容器には、貯留されるペーストの液面より上方にて前記ペーストが流入される流入口が設けられ、前記容器外には、前記流入口に前記ペーストを送り込む送出手段が設けられ、前記容器内には、前記流入口から送り込まれたペーストに対して前記容器の内壁面に沿って薄膜を形成する薄膜形成手段が設けられていることを特徴とする。
（２）（１）に記載されたペースト混練装置において、前記容器には、前記ペーストを排出する排出口が設けられ、前記送出手段は、前記容器内に貯留されたペーストを前記排出口から前記流入口へ送り込む循環装置であることを特徴とする。
（３）（２）に記載されたペースト混練装置において、前記容器は、ペーストの混練・攪拌が行われる混練容器であるとともに、前記薄膜が形成される薄膜形成容器であることを特徴とする。
（４）（１）乃至（３）の何れかに記載されたペースト混練装置において、前記容器内には、回転する主軸とこの主軸に組付けられていて前記ペーストを攪拌する攪拌羽根とが設けられ、前記薄膜形成手段は、前記主軸又は前記攪拌羽根に組付けられていて前記流入口から送り込まれたペーストを薄く伸ばすスクレーパを有することを特徴とする。
（５）（４）に記載されたペースト混練装置において、前記薄膜形成手段は、前記スクレーパに組付けられるとともに前記容器の内壁面に接触していて前記スクレーパと前記容器の内壁面との間の隙間を規定するスペーサを有することを特徴とする。
（６）（１）乃至（３）の何れかに記載されたペースト混練装置において、前記容器内には、回転する主軸が設けられ、前記薄膜形成手段は、前記容器の内壁面に対して回転可能に接触する回転ローラと、前記主軸に組付けられていて前記主軸の軸中心に対して径方向に延びる第１アーム部材と、前記主軸の軸中心に対して径方向に延び径外方端部で前記回転ローラを回転可能に支持していて径内方端部で前記第１アーム部材に傾動可能に組付けられている第２アーム部材と、前記第２アーム部材に組付けられていて前記流入口から送り込まれたペーストを薄く伸ばすスクレーパと、を有することを特徴とする。
（７）（１）乃至（３）の何れかに記載されたペースト混練装置において、前記薄膜形成手段は、前記流入口から送り込まれたペーストを保持するとともに前記容器の内壁面との間に隙間を形成していて前記保持したペーストを前記隙間から落とす保持部材であることを特徴とする。
（８）（７）に記載されたペースト混練装置において、前記保持部材は、上下方向に延びる延出部を有し、前記保持したペーストを前記延出部に沿って落として前記ペーストの第２薄膜を形成するものであることを特徴とする。
（９）（１）又は（２）に記載されたペースト混練装置において、前記容器は、ペーストの混練・攪拌が行われる混練容器とは異なるものであり、前記混練容器から混練・攪拌された全てのペーストが前記送出手段によって前記流入口に送り込まれるものであることを特徴とする。
（１０）（１）乃至（９）の何れかに記載されたペースト混練装置において、前記容器外には、前記容器内の圧力を下げる減圧装置が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
上記した課題を達成するために、本発明の電池の製造方法は、以下の構成を有する。
（１１）（１）〜（１０）の何れかに記載されたペースト混練装置を用いてペースト材料から混練・攪拌されたペーストを作成するペースト混練工程と、前記ペーストを電極芯材に塗工してペースト層とするとともにそのペースト層を乾燥させて正極板又は負極板とする電極板作成工程と、前記正極板と前記負極板とをこれらの間にセパレータを介在させて積層又は捲回して電極体とする電極体作成工程と、前記電極体を電池容器の内部に配置するとともに前記電池容器の内部に電解液を注入して封止する電池組立工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記したペースト混練装置の作用及び効果について説明する。
（１）送出手段が混練・攪拌されたペーストを容器の流入口に送り込む。これにより、ペーストは、貯留されるペーストの液面より上方にて流入口から流入する。そして、薄膜形成手段が、流入口から送り込まれたペーストに対して容器の内壁面に沿って薄膜を形成する。これにより、ペーストに含まれる泡が薄膜の界面に積極的に浮上するようになり、ペーストの脱泡を効果的に促進させることができる。このようにペーストの液面より上方に位置する容器の内壁面を利用して、この内壁面に薄膜を形成することによって脱泡するため、摩耗による異物がペーストに混入し難くできる。
（２）この場合には、循環装置である送出手段が容器内に貯留されたペーストを排出口から流入口へ繰り返し送り込むため、容器の内壁面に繰り返し薄膜を形成でき、一つの容器によってペーストの脱泡を効果的に促進させることができる。
（３）この場合には、一つの容器で、ペーストの混練・攪拌が行われるとともに、薄膜の形成によるペーストの脱泡が行われる。このため、ペーストの混練・攪拌が行われる混練容器に脱泡の機能を付加することで、ペーストの混練・攪拌とペーストの脱泡とを安価且つ効率的に行うことができる。
（４）この場合には、スクレーパがペーストを薄く伸ばすとき、ペーストに大きなせん断力が作用して、ペーストの粘度が低くなるため、脱泡効果が高い。更に、スクレーパがペーストを薄く伸ばした直後であっても、ペーストの粘度は比較的低くなっているため、脱泡効果が比較的高い。そして、スクレーパの回転速度を大きくすることで、ペーストは粘度が高い状態にまで戻り難くなり、即ち粘度が低い状態を維持できるようになり、より効果的に脱泡することができる。
（５）この場合には、スペーサによって、容器の内壁面が接触する接触面積を小さくすることができ、内壁面の摩耗を小さくすることができる。この結果、摩耗による異物がペーストに極めて混入し難くすることができる。
（６）この場合には、主軸の回転に伴って、スクレーパがペーストを薄く伸ばして、内壁面に沿って薄膜を形成する。このとき、回転ローラが内壁面に対して回転可能に接触しているため、スクレーパの位置が内壁面を基準とする位置になっていて、スクレーパと内壁面との間の隙間を常に一定に保つことができる。即ち、容器の製作誤差等によって、主軸の回転に伴い内壁面から回転ローラにトルクが作用しても、第２アーム部材の径内方端部が第１アーム部材に対して首を振る（傾動する）ことによって、上記したトルクを吸収することができ、スクレーパと内壁面との間の隙間を常に一定に保つことができる。
（７）この場合には、ペーストが保持部材と容器の内壁面との間の隙間から落ちて、容器の内壁面に沿って薄膜が形成される。このように、せん断力が作用しない静的な状況で薄膜が形成されるため、せん断力が作用する動的な状況で薄膜が形成される場合に比して、内壁面の摩耗による異物がペーストに極めて混入し難くすることができる。このため、ペーストの組成（材料、固形分濃度）によって高硬度なペーストを作成する場合に好適である。
（８）この場合には、保持部材によって保持されたペーストが、延出部に沿って落ちて第２薄膜を形成する。この結果、ペーストの薄膜を形成できる量を増やすことができ、脱泡効果を大きく（脱泡時間を少なく）することができる。
（９）この場合には、混練容器で混練・攪拌された全てのペーストが、混練容器とは異なる容器に送り込まれて、容器の内壁面に沿って薄膜が形成される。このため、混練容器の中で特定部分に泡が残留する場合であっても、混練容器と異なる容器で全てのペーストを脱泡できるため、脱泡効果の低下を防止できる。
（１０）この場合には、減圧装置が容器内の圧力を下げるため、ペーストに含まれている泡が液層と気層との境界である界面に浮上し易くなる（浮上する確率が高くなる）とともに、界面に浮上した泡がはじけ易くなる。この結果、ペーストの脱泡を促進させることができる。
【００１３】
上記した電池の製造方法の作用及び効果について説明する。
（１１）ペースト混練工程において、ペースト混練装置が、容器の内壁面に沿って混練・攪拌されたペーストの薄膜を形成して、摩耗による異物の混入が少なく且つ効果的に脱泡されたペーストを作成する。これにより、電極板作成工程において、電極板の活物質層にピンホールやひび割れが発生して電極の性能が損なわれてしまうことを防止できる。この結果、品質が優れた電池を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】電池の概略的な断面図である。
【図２】図１に示した捲回電極体の斜視図である。
【図３】図２に示した捲回電極体の捲回構造を示す展開図である。
【図４】正極板又は負極板の斜視断面図である。
【図５】第１実施形態に係るペースト混練装置を示した概略的な断面図である。
【図６】図５に示したＸ部分の拡大斜視図である。
【図７】異なる方法で脱泡した場合の脱泡効果を比較した図である。
【図８】ペーストに作用するせん断速度を変化させた場合にペーストの粘度と時間との関係を示した図である。
【図９】第１実施形態の第１変形実施形態に係るペースト混練装置を示した概略的な断面図である。
【図１０】第１実施形態の第２変形実施形態に係るペースト混練装置を示した概略的な断面図である。
【図１１】図１０に示したペースト混練装置の薄膜形成手段を拡大して示した斜視図である。
【図１２】第２実施形態に係るペースト混練装置を示した概略的な断面図である。
【図１３】図１２に示した１３−１３の方向から見た断面図である。
【図１４】図１２に示したＹ部分の拡大図である。
【図１５】異なる方法で脱泡した場合にペーストのＦｅ増加量を比較した図である。
【図１６】第２実施形態の変形実施形態に係るペースト混練装置を示した概略的な断面図である。
【図１７】図１６に示した１７−１７方向から見た断面図である。
【図１８】図１６に示したＺ部分の拡大図である。
【図１９】第３実施形態に係るペースト混練装置を示した概略的な断面図である。
【図２０】第１実施形態に係るペースト混練装置と第３実施形態に係るペースト混練装置とを用いた場合の脱泡効果を比較した図である。
【図２１】第３実施形態の変形実施形態に係るペースト混練装置を示した概略的な断面図である。
【図２２】従来のペースト混練装置を示した概略的な構成図である。
【図２３】図２２に示したスクレーパとスクリーンとの関係を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
１．電池
本実施形態に係る電池について説明する。図１は、電池１の概略的な断面図である。電池１は、円筒型のリチウムイオン二次電池である。また、電池１は、図１に示したように、電池容器２及び蓋３からなる電池容器により密閉された電池セルである。電池１には、捲回電極体１０と正極集電板２０と負極集電板３０とが内蔵されている。また、電池容器２の内部には電解液が注入されている。
【００１６】
電池容器２の内部に注入された電解液は、有機溶媒に電解質を溶解させたものである。有機溶媒として例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）やエチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等のエステル系溶媒や、エステル系溶媒にγ−ブチラクトン（γ−ＢＬ）、ジエトキシエタン（ＤＥＥ）等のエーテル系溶媒等を配合した有機溶媒が挙げられる。また、電解質である塩として、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）やホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ４）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）などのリチウム塩を用いることができる。
【００１７】
捲回電極体１０は、電解液中で充放電を繰り返し、発電に直接寄与するものである。正極集電板２０は、捲回電極体１０の正極芯材と接続された正極集電体である。その材質は、アルミニウムである。負極集電板３０は、捲回電極体１０の負極芯材と接続された負極集電体である。その材質は、銅である。ここで、図２は、図１に示した捲回電極体１０の斜視図である。
【００１８】
捲回電極体１０は、図２に示したように、軸芯１１の周りに正極板と負極板とを、これらの間にセパレータＳ，Ｔを介在させて捲回された電極体である。軸芯１１は、捲回電極体１０を捲回する際に中心となる部材である。その形状は円筒形状である。軸芯１１の径は、３〜２０ｍｍ程度である。軸芯１１の材質として、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等が挙げられる。なお、図２には、後述する正極非塗工部Ｐ２及び負極非塗工部Ｎ２が表れている。
【００１９】
セパレータＳ，Ｔは、ポリエチレンやポリプロピレン等の多孔性フィルムである。セパレータＳ，Ｔの厚みは、１０〜５０μｍ程度である。ここで、セパレータＳとセパレータＴとは同じ材質のものである。上記の捲回順の理解のために符号をＳ，Ｔとして区別しただけである。ここで、図３は、図２に示した捲回電極体１０の捲回構造を示す展開図である。
【００２０】
捲回電極体１０は、図３に示したように、内側から正極板Ｐ、セパレータＳ、負極板Ｎ、セパレータＴの順に積み重ねた状態で捲回されたものである。正極板Ｐには、正極塗工部Ｐ１と、正極非塗工部Ｐ２とがある。正極塗工部Ｐ１は、正極芯材に正極活物質等を含む正極合材層を形成した箇所である。正極非塗工部Ｐ２は、正極芯材に正極合材層を形成していない箇所である。負極板Ｎには、負極塗工部Ｎ１と、負極非塗工部Ｎ２とがある。負極塗工部Ｎ１は、負極芯材に負極活物質等を含む負極合材層を形成した箇所である。負極非塗工部Ｎ２は、負極芯材に負極合材層を形成していない箇所である。図３の矢印Ａは、正極板Ｐ、負極板Ｎ、セパレータＳ，Ｔの幅方向（図２の縦方向）を示している。図３の矢印Ｂは、正極板Ｐ、負極板Ｎ、セパレータＳ，Ｔの長手方向（図２の捲回電極体１０の周方向）を示している。
【００２１】
ここで、図４は、正極板Ｐ（負極板Ｎ）の斜視断面図である。図４の括弧外の各符号は、正極の場合の各部を示している。また、図４の括弧内の各符号は、負極の場合の各部を示している。図４の矢印Ａが示す方向は、図３の矢印Ａが示す方向と同じである。即ち、正極板Ｐの幅方向である。図４の矢印Ｂが示す方向は、図３の矢印Ｂが示す方向と同じである。即ち、正極板Ｐの長手方向である。
【００２２】
図４に示したように、正極板Ｐは、帯状の正極芯材ＰＢの両面の一部に正極合材層ＰＡが形成されたものである。図４の左側には、正極板Ｐの正極非塗工部Ｐ２が幅方向に突出している。正極非塗工部Ｐ２は、帯状に形成されている。正極非塗工部Ｐ２は、正極芯材ＰＢの両面ともに正極活物質が塗布されていない領域である。従って、正極非塗工部Ｐ２では、正極芯材ＰＢがむき出したままの状態にある。一方、図４の右側には、正極非塗工部Ｐ２に対応するような突出部はない。正極塗工部Ｐ１では、正極芯材ＰＢの両面に一様の厚みで正極合材層ＰＡが形成されている。
【００２３】
正極合材層ＰＡは、正極芯材ＰＢであるアルミ箔に正極活物質、導電材、結着材、増粘材、溶媒を含む正極ペーストを塗布して乾燥させた層である。正極活物質は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な物質である。正極活物質として、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ２）、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）等のリチウム複合酸化物などが用いられる。
【００２４】
正極用の導電材として、カーボン粉末やカーボンファイバー等のカーボン材料を用いることができる。例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、グラファイト粉末、等のカーボン粉末である。
【００２５】
正極用の結着材は、電解液に不溶性（又は難溶性）であって、正極ペーストに用いる溶媒に分散するポリマーであるとよい。例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等のフッ素系樹脂、酢酸ビニル共重合体、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリル酸変性ＳＢＲ樹脂（ＳＢＲ系ラテックス）、アラビアゴム等のゴムを用いることができる。又は、これらの組み合わせを用いても良い。結着材は、必ずしも上記のポリマーに限定されない。
【００２６】
正極用の増粘材として、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、メチルセルロース（ＭＣ）、酢酸フタル酸セルロース（ＣＡＰ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート（ＨＰＭＣＰ）等のセルロースが用いられる。ただし、必ずしも上記したセルロースに限らず用いることができる。正極用の溶媒として、水が挙げられる。その他に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を用いても良い。また、その他の低級アルコールや低級ケトンを用いることもできる。
【００２７】
負極板Ｎは、図４の括弧内の符号で示したように、帯状の負極芯材ＮＢの両面の一部に負極合材層ＮＡが形成されたものである。また、正極と同様に、負極塗工部Ｎ１及び負極非塗工部Ｎ２がある。ただし、図３に示したように、捲回時には、正極非塗工部Ｐ２と負極非塗工部Ｎ２とは、反対側に突出した状態で捲回されることとなる。
【００２８】
負極合材層ＮＡは、負極芯材ＮＢである銅箔に負極活物質、結着材、増粘材、溶媒を含む負極ペーストを塗布して乾燥させた層である。負極活物質は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な物質である。負極活物質として、少なくとも一部にグラファイト構造を含む炭素系物質が用いられる。例えば、非晶質炭素、難黒鉛化炭素（ハードカーボン）、易黒鉛化炭素（ソフトカーボン）、黒鉛（グラファイト）、又はこれらを組み合わせた構造を有する炭素材料を用いることができる。
【００２９】
負極用の結着材として、正極用の結着材で挙げられたものを用いることができる。負極用の増粘材として、正極用の増粘材で挙げられたものを用いることができる。負極用の溶媒として、正極用の溶媒で挙げられたものを用いることができる。
【００３０】
２．第１実施形態に係るペースト混練装置
図５は、第１実施形態に係るペースト混練装置１００を示した概略的な断面図である。ペースト混練装置１００は、上述した正極ペースト又は負極ペーストを作成するものである。
【００３１】
ペースト混練装置１００は、図５に示したように、容器１１０と、混練羽根としてのデスパー羽根１２０と、攪拌羽根としてのアンカー羽根１３０と、減圧装置１４０とを備えている。このペースト混練装置１００では、バッチ処理で正極ペースト１７０（以下、「ペースト１７０」と呼ぶ）を作成するようになっている。
【００３２】
容器１１０は、ペースト１７０の混練・攪拌が行われる混練容器であり、混練・攪拌されたペースト１７０を貯留するものである。この容器１１０は、上方が開口している円筒形の容器本体１１１と、容器本体１１１の上部を覆う蓋部材１１２とを有している。容器１１０には、蓋部材１１２が取り外された状態で、ペースト１７０を作成するための上述した正極活物質、導電材、増粘材、結着材、溶媒（ペースト材料）が混入されるようになっている。この容器本体１１１は、約半分の高さでペースト１７０を貯留している。容器本体１１１の下部には、混練・攪拌された後のペースト１７０を排出する排出口１１１ａが設けられている。ここで、混練・攪拌される前のペーストをペースト１７０Ａと呼び、混練・攪拌された後のペーストをペースト１７０と呼ぶこととする。
【００３３】
デスパー羽根１２０は、ペースト１７０Ａにせん断力を付与してペースト１７０Ａを混練させるものである。デスパー羽根１２０は、図示しないモータに組付けられていて、回転可能である。デスパー羽根１２０の回転速度は、例えば２０００ｒｐｍ程度に設定されている。このデスパー羽根１２０の回転により、ペースト１７０Ａにせん断力が作用して混練が進行するが、副産物として泡が発生する。ペースト１７０が多くの泡を含んでいる場合には、ペーストの粒ゲージによる粗粒検査の際に測定誤差の原因となったり、電極板の活物質層にピンホールやひび割れが発生する原因となる。
【００３４】
アンカー羽根１３０は、ペースト１７０Ａをかき混ぜてペースト１７０Ａを攪拌させるものである。アンカー羽根１３０は、主軸１３１のボス部１３２に組付けられていて、ボス部１３２からＪ字状に延びている。主軸１３１は、容器本体１１１の軸中心に配置されていて、図示しないモータに組付けられている。このため、主軸１３１が回転すると、アンカー羽根１３０が回転して、ペースト１７０Ａがかき混ぜられる。アンカー羽根１３０の回転速度は、例えば５０ｒｐｍ程度に設定されている。
【００３５】
減圧装置１４０は、容器１１０外に設けられていて、容器１１０内の圧力を下げるものである。減圧装置１４０は、容器１１０に接続された接続管１４１と、容器１１０内の空気を排出する真空ポンプ１４２と、空気の排出を制御するバルブ１４３とを有している。この減圧装置１４０は、容器１１０内の圧力が６６５０〜１３３００Ｐａ程度になるように、減圧している。このように容器１１０内が減圧されることにより、ペースト１７０に含まれている泡が液層と気層との境界である界面に浮上し易くなる（浮上する確率が高くなる）とともに、界面に浮上した泡がはじけ易くなる。即ち、減圧装置１４０は、容器１１０内を減圧することにより、ペースト１７０の脱泡を促進させている。
【００３６】
ところで、このペースト混練装置１００は、容器本体１１１の内壁面１１１ｂを利用して、内壁面１１１ｂにペースト１７０の薄膜１７１を形成するようになっている。これは、薄膜１７１が形成されると、この薄膜１７１の界面に泡が浮上し易くなり（浮上する確率が高くなり）、ペースト１７０の脱泡が効果的に促進されるためである。そして、このように内壁面１１１ｂにペースト１７０の薄膜１７１を形成することによって脱泡する場合には、上記した特許文献１のようにペースト８７０がスクリーン８６２の細孔８６２ａを通過することにより脱泡する場合（図２３参照）に比べて、摩耗（鉄等）による異物がペースト１７０に混入し難くすることができる。そこで、以下に、ペースト混練装置１００において薄膜１７１を形成するための構成について説明する。
【００３７】
ペースト混練装置１００は、容器１１０外に送出手段１５０を備え、容器１１０内に薄膜形成手段１６０を備えている。送出手段１５０は、容器本体１１１に設けられた流入口１１１ｃにペースト１７０を送り込むものである。流入口１１１ｃは、ペースト１７０の液面ＬＦより上方に位置していて、容器本体１１１の周壁に形成された孔である。送出手段１５０は、排出管１５１と、第１送出管１５２と、第２送出管１５３と、排出ポンプ１５４と、三方弁１５５とを有している。
【００３８】
排出管１５１の一端部は、容器本体１１１の排出口１１１ａに接続されている。一方、排出管１５１の他端部は、三方弁１５５を介して第１送出管１５２に接続されるとともに、第２送出管１５３に接続されている。第１送出管１５２は、ペースト１７０を容器本体１１１内に再び送り込むためのものである。この第１送出管１５２は、容器本体１１１の流入口１１１ｃに接続されている。
【００３９】
第２送出管１５３は、脱泡された後のペースト１７０を図示しないペースト塗工工程で用いるタンク内に送り込むためのものである。排出ポンプ１５４は、容器１１０内のペースト１７０を排出管１５１へ排出させるためのものである。三方弁１５５は、排出管１５１から第１送出管１５２へのペースト１７０の流れと排出管１５１から第２送出管１５３へのペースト１７０の流れとを切り替えるものである。こうして、容器１１０内のペースト１７０は、排出管１５１及び第１送出管１５２を通って循環できるようになっている。即ち、送出手段１５０は、容器１１０内に貯留されたペースト１７０を排出口１１１ａから流入口１１１ｃへ送り込む循環装置である。
【００４０】
薄膜形成手段１６０は、流入口１１１ｃから送り込まれたペースト１７０に対して容器本体１１１の内壁面１１１ｂに沿って薄膜１７１を形成するものである。この薄膜形成手段１６０は、スクレーパ（はけ部材）１６１と、スペーサ１６２とを有する。ここで、図６は、図５に示したＸ部分の拡大斜視図である。
【００４１】
スクレーパ１６１は、流入口１１１ｃから内壁面１１１ｂに沿って落ちるペースト１７０を薄く伸ばすものである。スクレーパ１６１は、図６に示したように、平板状に形成されていて、固定用治具１６３及びボルト１６４を用いてアンカー羽根１３０の上方部に組付けられている。スクレーパ１６１とアンカー羽根１３０の上方部は、ペースト１７０の液面ＬＦから上方に露出するようになっている。スクレーパ１６１と容器本体１１１の内壁面１１１ｂとの間の隙間Ｔ１（図５参照）は例えば２ｍｍに設定されていて、スクレーパ１６１の厚さＴ２は例えば３ｍｍに設定されている。このスクレーパ１６１は、例えばシリコンゴムで構成されている。
【００４２】
スペーサ１６２は、スクレーパ１６１と容器本体１１１の内壁面１１１ｂとの間の隙間Ｔ１を規定するものである。スペーサ１６２は、図６の左右方向（容器１１０の軸中心から径方向）に延びる棒状に形成されていて、スクレーパ１６１に３個接着されている。各スペーサ１６２は、内壁面１１１ｂに直接接触するようになっている。各スペーサ１６２の厚さＴ３は例えば２ｍｍに設定されていて、各スペーサ１６２の幅Ｔ４は例えば２ｍｍに設定されている。これらスペーサ１６２は、例えばフッ化炭素樹脂で構成されている。
【００４３】
ところで、仮にスクレーパ１６１が容器本体１１１の内壁面１１１ｂに直接接触すると、スクレーパ１６１と内壁面１１１ｂとの接触面積が大きい。この場合、内壁面１１１ｂの摩耗が大きく、摩耗による異物（容器１１０の材質である鉄等）がペースト１７０に混入する量が大きくなる。このため、スペーサ１６２が直接接触することによって、スペーサ１６２と内壁面１１１ｂとの接触面積を小さくすることができ、内壁面１１１ｂの摩耗を小さくすることができる。この結果、摩耗による異物がペースト１７０に極めて混入し難くなっている。なお、スペーサ１６２が内壁面１１１ｂに直接接触する際に、シリコンゴムで構成された柔らかいスクレーパ１６１は、スペーサ１６２の変形に伴って内壁面１１１ｂに直接接触しないように変形する。こうして、スクレーパ１６１と容器本体１１１の内壁面１１１ｂとの間の隙間Ｔ１が２ｍｍ程度に保たれるようになっている。
【００４４】
次に、ペースト混練装置１００の作用効果について説明する。
第１実施形態のペースト混練装置１００によれば、先ず、容器１１０に、正極ペースト材料としての正極活物質、導電材、増粘材、結着材、溶媒が混入される。そして、デスパー羽根１２０が回転するとともにアンカー羽根１３０が回転して、ペースト１７０Ａが混練・攪拌される。このとき、発生した泡がペースト１７０内に多く含まれる。容器１１０内は、減圧装置１４０により常に減圧されている。
【００４５】
こうして、ペースト１７０に作用するせん断速度γが１０ｓ−１であるときのペースト１７０の粘度νが１５０００ｍＰａ・ｓより小さくなったとき、送出手段１５０が容器１１０内のペースト１７０を排出管１５１及び第１送出管１５２を通して再び容器１１０内へ送り込む。これにより、ペースト１７０は、ペースト１７０の液面ＬＦより上方にて流入口１１１ｃから流入して、内壁面１１１ｂに沿って落ちる。このとき、アンカー羽根１３０が回転しているため、アンカー羽根１３０に組付けられたスクレーパ１６１が、内壁面１１１ｂに沿って落ちるペースト１７０を薄く伸ばす。この結果、内壁面１１１ｂに沿って薄膜１７１が形成される。よって、泡が薄膜１７１の界面に積極的に浮上するようになり、ペースト１７０の脱泡を効果的に促進させることができる。このようにペースト１７０の液面ＬＦより上方に位置する内壁面１１１ｂを利用して、この内壁面１１１ｂに薄膜１７１を形成することによって脱泡するため、摩耗による異物がペースト１７０に混入し難くできる。
【００４６】
なお、ペースト１７０の混練・攪拌及び脱泡が進行して、ペースト１７０の粘度νが例えば１５００ｍＰａ・ｓより小さくなったとき、三方弁１５５は、排出管１５１から第２送出管１５３へのペースト１７０の流れに切り替える。これにより、脱泡された後のペースト１７０は、ペースト塗工工程で用いるタンクに送られる。
【００４７】
また、このペースト混練装置１００によれば、循環装置である送出手段１５０がペースト１７０を容器１１０内に繰り返し送り込む。このため、容器１１０の内壁面１１１ｂに繰り返し薄膜１７１を形成でき、一つの容器１１０によってペースト１７０の脱泡を効果的に促進させることができる。
【００４８】
また、このペースト混練装置１００によれば、容器１１０は、ペースト１７０の混練・攪拌が行われる混練容器であるとともに、薄膜１７１が形成される薄膜形成容器である。即ち、一つの容器１１０で、ペースト１７０の混練・攪拌が行われるとともに、薄膜１７１の形成によるペースト１７０の脱泡が行われる。このため、ペースト１７０の混練・攪拌が行われる混練容器に脱泡の機能を付加することで、ペースト１７０の混練・攪拌とペースト１７０の脱泡とを安価且つ効率的に行うことができる。具体的に、脱泡専用装置である遠心真空脱泡装置を用いて脱泡する場合には、１０００万円程度のコストの上乗せになるが、このペースト混練装置１００によれば、従来のペースト混練装置に送出手段１５０と薄膜形成手段１６０を追加するだけでよく、５０万円程度のコストの上乗せで済む。
【００４９】
ここで、図７は、脱泡効果を比較した図である。図７では、同じペーストを異なる方法で脱泡した場合に、ペーストの粒ゲージ読み値Ｑ（粒の大きさの測定値）が示されている。粒ゲージ読み値Ｑが小さいほど、ペーストに含まれる泡の量が少なくて脱泡効果が高いことを意味している。
【００５０】
図７において、Ｓ１では、従来のペースト混練装置（ペースト混練装置１００に送出手段１５０と薄膜形成手段１６０が設けられていない装置）を用いて混練・攪拌した直後のペーストの粒ゲージ読み値Ｑが示されている。この場合の粒ゲージ読み値Ｑは約８０μｍであり、ペーストは脱泡されていない。Ｓ２では、従来のペースト混練装置を用いて混練・攪拌した後に１０分程度攪拌によって脱泡したペーストの粒ゲージ読み値Ｑが示されている。この場合の粒ゲージ読み値Ｑは約７５μｍであり、脱泡効果が低い。
【００５１】
Ｓ３では、従来のペースト混練装置を用いて混練・攪拌した後に３時間程度攪拌によって脱泡したペーストの粒ゲージ読み値Ｑが示されている。この場合の粒ゲージ読み値Ｑは約５５μｍであり、脱泡効果が高いが、脱泡時間が長い。Ｓ４では、従来のペースト混練装置を用いて混練・攪拌した後に遠心真空脱泡装置を用いて脱泡したペーストの粒ゲージ読み値Ｑが示されている。この場合の粒ゲージ読み値Ｑは約５０μｍであり、脱泡効果が高く且つ脱泡時間が短いが、コストの増加が大きい。
【００５２】
Ｓ５では、本実施形態に係るペースト混練装置１００を用いて混練・攪拌した後に１０分程度薄膜１７１の形成によって脱泡したペーストの粒ゲージ読み値Ｑが示されている。この場合の粒ゲージ読み値Ｑは約５０μｍであり、脱泡効果が高く且つ脱泡時間が短い。更に、上述したように、遠心真空脱泡装置を用いないため、コストの増加が小さい。
【００５３】
次に、スクレーパ１６１の作用効果について、図８を用いて説明する。図８は、ペーストに作用するせん断速度γを変化させた場合にペーストの粘度νと時間ｔとの関係を示した図である。図８では、先ず時間ｔが０〜１０秒までの間でせん断速度γが２ｓ−１であり、次いで時間ｔが１０〜２０秒までの間でせん断速度γが１０ｓ−１であり、最後に時間ｔが２０〜３０秒までの間でせん断速度γが２ｓ−１である。即ち、図８において、先ずペーストに低いせん断力が作用し、次いでペーストに高いせん断力が作用し、最後にペーストに低いせん断力が作用したときの粘度νが示されている。
【００５４】
ところで、ペースト１７０はチクソ性を有する流体である。チクソ性とは、通常時又は低いせん断力が作用するときに粘度νが高くなり、高いせん断力が作用するときに粘度νが低くなるという流体の物性である。ここで、ペースト１７０の粘度νが低いほど、ペースト１７０に含まれている泡がペースト１７０の界面に浮上し易く（浮上する確率が高く）なる。従って、脱泡効果を高くするために、ペースト１７０の粘度νを低くすることが好ましい。
【００５５】
そこで、図８において時間ｔが０〜１０秒までの間を見ると、粘度νが約２２００ｍＰａ・ｓであり、粘度νが高い状態である。この状態は、スクレーパ１６１がペースト１７０を薄く伸ばす前のペースト１７０の状態、又はスクレーパ１６１が設けられていない場合のペースト１７０の状態とみなすことができる。このため、この状態では、ペースト１７０の粘度νが高くて、脱泡効果は低い。次いで、図８において時間ｔが１０〜２０秒までの間を見ると、粘度νが約９００ｍＰａ・ｓであり、粘度νが低い状態である。この状態は、スクレーパ１６１がペースト１７０を薄く伸ばしているときのペースト１７０の状態とみなすことができる。このため、この状態では、ペースト１７０の粘度νが低くて、脱泡効果は高い。
【００５６】
最後に、図８において時間ｔが２０秒〜３０秒までの間を見ると、粘度νが約１６００ｍＰａ・ｓから約２２００ｍＰａ・ｓまで上昇していて、粘度νが高い状態にまで戻る（回復する）。この状態は、スクレーパ１６１がペースト１７０を薄く伸ばした後のペースト１７０の状態とみなすことができる。ここで、図８において時間ｔが２２秒付近であるときを見ると、粘度νが約１６００ｍＰａ・ｓであり、粘度νが未だ比較的低い状態である。このことから、スクレーパ１６１がペースト１７０を薄く伸ばした直後では、脱泡効果は比較的高いことがいえる。
【００５７】
以上要するに、スクレーパ１６１がペースト１７０を薄く伸ばすとき、ペースト１７０に大きなせん断力が作用して、ペースト１７０の粘度νが低くなるため、脱泡効果が高い。更に、スクレーパ１６１がペースト１７０を薄く伸ばした直後であっても、ペースト１７０の粘度νは比較的低くなっているため、脱泡効果は比較的高い。そして、スクレーパ１６１（主軸１３１）の回転速度を大きくすることで、ペースト１７０は粘度νが高い状態にまで戻り難くなり、即ち粘度νが低い状態を維持できるようになり、より効果的に脱泡することができる。
【００５８】
３．電池の製造方法
続いて、電池の製造方法にについて説明する。本実施形態に係る電池の製造方法では、正極合材層ＰＡを形成するための正極ペースト、負極合材層ＮＢを形成するための負極ペーストの作成にペースト混練装置１００を用いることに特徴がある。
【００５９】
３−１．ペースト混練工程
ペースト混練装置１００の容器１１０に、正極ペースト材料としての正極活物質、導電材、増粘材、結着材、溶媒を混入する。次いで、デスパー羽根１２０及びアンカー羽根１３０を回転させて、ペースト１７０Ａを混練・攪拌する。続いて、送出手段１５０が、容器１１０内のペースト１７０を流入口１１１ｃへ送り込む。これにより、攪拌羽根１３０に組付けられたスクレーパ１６１が、内壁面１１１ｂに沿って落ちるペースト１７０を薄く伸ばす。この結果、内壁面１１１ｂに沿って薄膜１７１が形成され、泡が薄膜１７１の界面に積極的に浮上する。こうして、脱泡されたペースト１７０（正極ペースト）が作成される。負極用ペーストについても同様に作成できる。
【００６０】
３−２．電極板作成工程
正極板Ｐを、図示しない電極板製造装置を用いて作成する。即ち、正極芯材ＰＢの一端面及び他端面にペースト１７０（正極ペースト）を塗工する。次いで、塗工されたペースト１７０を乾燥させる。これにより、正極板Ｐが作成される。負極板Ｎについても同様に作成できる。
【００６１】
３−３．電極体作成工程
次に、図示しない捲回装置を用いて、正極板Ｐ及び負極板Ｎに、セパレータＳ，Ｔを介在させて積層して捲回する。ここで、図３に示したように、内側から正極板Ｐ、セパレータＳ、負極板Ｎ、セパレータＴの順番に積層されるように積み重ねて捲回する。これにより、捲回電極体１０が作成される。
【００６２】
３−４．電池組立工程
続いて、電池容器２に捲回電極体１０を配置する。そして、電池容器２の内部に電解液を注入し、蓋３を組付けて封止する。これにより、電池１が組立てられる。その後、コンディショニングやエージングなどの処理や、各種の検査工程を行うと良い。以上の工程を経ることにより、本実施形態の電池１が製造される。
【００６３】
上述した電池の製造方法の作用効果について説明する。ペースト混練工程において、ペースト混練装置１００が、容器１１０の内壁面１１１ｂに沿って混練・攪拌されたペースト１７０の薄膜１７１を形成して、摩耗による異物の混入が少なく且つ効果的に脱泡されたペースト１７０を作成する。これにより、電極板作成工程において、電極板Ｐ，Ｎの活物質層にピンホールやひび割れが発生して電極の性能が損なわれてしまうことを防止できる。この結果、品質が優れた電池１を製造できる。
【００６４】
４．第１実施形態の第１変形実施形態に係るペースト混練装置
図９は、第１実施形態の第１変形実施形態に係るペースト混練装置１００Ａを示した概略的な断面図である。このペースト混練装置１００Ａの薄膜形成手段１６０Ａは、スクレーパ１６１と、スペーサ１６２と、支持板１６５と、連結ロッド１６６と、連結具１６７とを有している。支持板１６５は、スクレーパ１６１を支持するためのものであり、連結ロッド１６６を介して連結具１６７に組付けられている。連結ロッド１６６は、主軸１３１の径方向に延びている。連結具１６７は、主軸１３１に組付けられていて、主軸１３１と一体回転可能である。こうして、スクレーパ１６１は、支持板１６５、連結ロッド１６６、連結具１６７を介して主軸１３１に組付けられている。この第１変形実施形態のその他の構成は、上記した第１実施形態の構成と同様であるため、対応する部分に同一符号を付して、その説明を省略する。また、この第１変形実施形態の作用効果は、上記した第１実施形態の作用効果と同様であるため、その説明を省略する。
【００６５】
５．第１実施形態の第２変形実施形態に係るペースト混練装置
図１０は、第１実施形態の第２変形実施形態に係るペースト混練装置１００Ｂを示した概略的な断面図である。また、図１１は、ペースト混練装置１００Ｂの薄膜形成手段１６０Ｂを拡大して示した斜視図である。図１０及び図１１に示したように、薄膜形成手段１６０Ｂは、回転ローラ１８０と、第１アーム部材１８１と、第２アーム部材１８２と、支持ローラ１８３と、支持体板（支持部材）１８４と、上述したスクレーパ１６１と、固定用治具１６３と、ボルト１６４とを有している。
【００６６】
回転ローラ１８０は、スクレーパ１６１の内壁面１１１ｂに対する距離（隙間Ｔ１）を一定に保つためのものである。この回転ローラ１８０は、図１１に示したように、内壁面１１１ｂに対して軸中心Ｏ２周りに回転可能に接触している。この回転ローラ１８０によって、スクレーパ１６１の位置が、内壁面１１１ｂを基準とする位置になる。ここで、図１０に示したように、回転ローラ１８０が内壁面１１１ｂに接触する位置が、ペースト１７０が送り込まれる流入口１１１ｃの位置より上方に設定されている。これは、回転ローラ１８０が内壁面１１１ｂに接触する際に生じ得る摩耗が、ペースト１７０の薄膜１７１に混入するのを防止するためである。
【００６７】
第１アーム部材１８１及び第２アーム部材１８２は、主軸１３１の軸中心Ｏ１に対して径方向に延びている。第１アーム部材１８１の径内方端部１８１ａは、主軸１３１の大径部１３３に接合されている。一方、第１アーム部材１８１の径外方端部１８１ｂは、支持ローラ１８３を介して第２アーム部材１８２の径内方端部１８２ａに傾動可能に組付けられている。即ち、第１アーム部材１８１の径外方端部１８１ｂと第２アーム部材１８２の径内方端部１８２ａとは、図１１の黒い矢印で示したように首振り可能になっている。第２アーム部材１８２の径外方端部１８２ｂは、回転ローラ１８０を回転可能に支持するとともに、支持体板１８４を支持している。
【００６８】
支持体板１８４は、スクレーパ１６１を支持するためのものである。この支持体板１８４は、上下方向に延びる平板であり、上端部で第２アーム部材１８２の径外方端部１８２ｂに固着されている。スクレーパ１６１は、固定用治具１６３及びボルト１６４を用いて支持体板１８４に組付けられている。スクレーパ１６１と内壁面１１１ｂとの間の隙間Ｔ１は例えば２ｍｍに設定されている。この第２変形実施形態のその他の構成は、上記した第１実施形態の構成と同様であるため、対応する部分に同一符号を付して、その説明を省略する。
【００６９】
第１実施形態の第２変形実施形態に係る作用効果について説明する。このペースト混練装置１００Ｂの薄膜形成手段１６０Ｂによれば、主軸１３１の軸中心Ｏ１周りの回転に伴って、スクレーパ１６１がペースト１７０を薄く伸ばして、内壁面１１１ｂに沿って薄膜１７１を形成する。このとき、回転ローラ１８０が内壁面１１１ｂに対して回転可能に接触しているため、スクレーパ１６１の位置が内壁面１１１ｂを基準とする位置になっていて、スクレーパ１６１と内壁面１１１ｂとの間の隙間Ｔ１を常に一定に保つことができる。
【００７０】
即ち、主軸１３１の軸中心Ｏ１と内壁面１１１ｂとの間の距離Ｄ１は、容器１１０の製作誤差等によって、内壁面１１１ｂの周方向の位置に応じて一定でない場合がある。このような場合（容器１１０の内壁面１１１ｂが寸法精度の高い円筒面でない場合）であっても、主軸１３１の回転に伴い内壁面１１１ｂから回転ローラ１８０に作用するトルクは、第２アーム部材１８２の径内方端部１８２ａが第１アーム部材１８１の径外方端部１８１ｂに対して首を振る（傾動する）ことによって、吸収される。こうして、スクレーパ１６１と内壁面１１１ｂとの間の隙間Ｔ１を常に一定に保つことができ、スクレーパ１６１が内壁面１１１ｂに接触することを確実に防止して、内壁面１１１ｂの摩耗による異物がペースト１７０に混入することを防止できる。また、回転ローラ１８０を用いてスクレーパ１６１の位置が内壁面１１１ｂを基準とする位置になっているため、スクレーパ１６１の取付け位置を調整する際に、スクレーパ１６１と内壁面１１１ｂとの間の隙間Ｔ１を正確に調整することができる。第２変形実施形態のその他の作用効果は、上記した第１実施形態の作用効果と同様であるため、その説明を省略する。
【００７１】
６．第２実施形態に係るペースト混練装置
図１２は、第２実施形態に係るペースト混練装置２００を示した概略的な断面図である。このペースト混練装置２００の薄膜形成手段２６０は、保持部材としての堰板２６１と、この堰板２６１を支持する支持部材２６２とを有する。ここで、図１３は、図１２に示した１３−１３の方向から見た断面図であり、図１４は、図１２に示したＹ部分の拡大図である。なお、図１３では、ペースト２７０が省略された状態が示されている。
【００７２】
堰板２６１は、図１２及び図１３に示したように、テーパ面部２６１ａを有し上面部及び底面部を有していない円錐台形状である。この堰板２６１は、ペースト２６０の液面ＬＦより上方の位置に配置されていて、テーパ面部２６１ａの上端部にて周方向に等間隔で４個の支持部材２６２に支持されている。そして、テーパ面部２６１ａの下端と容器本体２１１の内壁面２１１ｂとの間には、隙間Ｔ５が形成されている。隙間Ｔ５は、例えば２ｍｍに設定されている。各支持部材２６２は、容器本体２１１の内壁面２１１ｂから主軸２３１に向けて斜め下方に延びていて、上端部が容器本体２１１の内壁面２１１ｂに接続されている。
【００７３】
こうして、堰板２６１は、図１４に示したように、送出手段２５０により流入口２１１ｃから送り込まれたペースト２７０を所定量保持していて、保持したペースト２７０を重力によって隙間Ｔ５から落とすようになっている。隙間Ｔ５から落ちたペースト２７０は、ペースト２７０の液面ＬＦより上方にて容器２１１の内壁面２１１ｂ全体に沿って薄膜２７１を形成する。これにより、泡が薄膜２７１の界面に積極的に浮上するようになり、ペースト２７０の脱泡を効果的に促進させることができる。第２実施形態のその他の構成は、第１実施形態の構成と同様であるため、対応する部分に２００番台の符号を付して、その説明を省略する。
【００７４】
第２実施形態に係るペースト混練装置２００の作用効果について、図１５を用いて説明する。図１５は、異なる方法で脱泡した場合にペーストのＦｅ（鉄）増加量Ｉを比較した図である。Ｆｅ増加量Ｉが小さいほど、容器の内壁面の摩耗による異物（容器の材質である鉄等）がペーストに混入する量が小さく、作成されたペーストの状態が好ましいことを意味している。言い換えると、硬い材料を含む高硬度なペーストを生成する場合、内壁面の摩耗が大きくなるおそれがある。このことから、Ｆｅ増加量が小さいほど、内壁面の摩耗が小さくて、高硬度なペーストの作成に適していることを意味している。
【００７５】
図１５において、Ｕ１では、従来のペースト混練装置を用いて混練・攪拌した後に遠心真空脱泡装置を用いて脱泡したペーストのＦｅ増加量Ｉが示されている。この場合のＦｅ増加量Ｉは２ｐｐｍであり、内壁面の摩耗は比較的小さい。
【００７６】
Ｕ２では、第１実施形態に係るペースト混練装置１００を用いて混練・攪拌した後に薄膜１７１の形成によって脱泡したペースト１７０のＦｅ増加量Ｉが示されている。この場合のＦｅ増加量Ｉは０．４ｐｐｍであり、内壁面１１１ｂの摩耗は小さい。これは、以下の理由に基づく。図５に示したように、第１実施形態のペースト混練装置１００によれば、スクレーパ１６１が、隙間Ｔ１に介在するペースト１７０（薄膜１７１）にせん断力を付与するため、内壁面１１１ｂの摩耗が生じ易い状況である。しかし、スペーサ１６２が、隙間Ｔ１を規定し且つ内壁面１１１ｂとの接触面積を小さくするため、内壁面１１１ｂの摩耗を小さくすることができる。このため、ペースト混練装置１００では、Ｆｅ増加量Ｉが０．４ｐｐｍという小さい値になる。
【００７７】
Ｕ３では、第２実施形態に係るペースト混練装置２００を用いて混練・攪拌した後に薄膜２７１の形成によって脱泡したペースト２７０のＦｅ増加量Ｉが示されている。この場合のＦｅ増加量Ｉは０．１ｐｐｍであり、内壁面２１１ｂの摩耗は極めて小さい。これは、以下の理由に基づく。図１２に示したように、第２実施形態のペースト混練装置２００によれば、内壁面２１１ｂに形成される薄膜２７１にはせん断力が作用しなくて、内壁面２１１ｂの摩耗が極めて生じにくい状況である。言い換えると、第２実施形態では、せん断力が作用しない静的な状況で薄膜２７１が形成されるのに対して、第１実施形態では、せん断力が作用する動的な状況で薄膜１７１が形成される。このため、Ｆｅ増加量Ｉが０．１ｐｐｍという極めて小さい値になる。よって、このペースト混練装置２００では、摩耗による異物がペーストに極めて混入し難くすることができて、ペーストの組成（材料、固形分濃度）によって高硬度なペーストを作成する場合に好適である。第２実施形態のその他の作用効果は、第１実施形態の作用効果と同様であるため、その説明を省略する。
【００７８】
７．第２実施形態の変形実施形態に係るペースト混練装置
図１６は、第２実施形態の変形実施形態に係るペースト混練装置２００Ａを示した概略的な断面図である。このペースト混練装置２００Ａの薄膜形成手段２６０Ａは、保持手段としての堰板２６３と、この堰板２６３を支持する支持部材２６２とを有する。ここで、図１７は、図１６に示した１７−１７方向から見た断面図であり、図１８は、図１６に示したＺ部分の拡大図である。なお、図１７では、ペースト２７０が省略された状態が示されている。
【００７９】
堰板２６３は、図１６及び図１７に示したように、第１テーパ面部２６３ａと第２テーパ面部（延出部）２６３ｂとを有している。この堰板２６３は、ペースト２６０の液面ＬＦより上方の位置に配置されていて、第１テーパ面部２６３ａの上端部にて周方向に等間隔で４個の支持部材２６２に支持されている。そして、第１テーパ面部２６３ａの下端と容器本体２１１の内壁面２１１ｂとの間には、隙間Ｔ５が形成されている。隙間Ｔ５は、例えば２ｍｍに設定されている。第２テーパ面部２６３ｂは上下方向に延びていて、第２テーパ面部２６３ｂの上端と第１テーパ面部２６３ａの上端とが接続されている。
【００８０】
こうして、堰板２６３は、図１８に示したように、送出手段２５０により流入口２１１ｃから送り込まれたペースト２７０を所定量保持していて、保持したペースト２７０を重力によって隙間Ｔ５から落とすとともに、第２テーパ面部２６３ｂに沿って落とすようになっている。この変形実施形態のその他の構成は、第２実施形態の構成と同様であるため、対応する部分に同一符号を付して、その説明を省略する。
【００８１】
第２実施形態の変形実施形態に係るペースト混練装置２００Ａの作用効果について説明する。隙間Ｔ５から落ちたペースト２７０は、ペースト２６０の液面ＬＦより上方にて容器２１０の内壁面２１１ｂ全体に沿って薄膜２７１を形成する。更に、第２テーパ面部２６３ｂに沿って落ちるペースト２７０は、第２テーパ面部２６３ｂ全体に第２薄膜２７２を形成する。よって、薄膜２７１の界面に加えて第２薄膜２７２の界面へ泡が積極的に浮上するようになる。この結果、この変形実施形態に係るペースト混練装置２００Ａは、第２実施形態に係るペースト混練装置２００に比して、ペーストの薄膜を形成できる量を増やすことによって、脱泡効果を大きく（脱泡時間を少なく）することができる。この変形実施形態のその他の作用効果は、第２実施形態の作用効果と同様であるため、その説明を省略する。
【００８２】
８．第３実施形態に係るペースト混練装置
図１９は、第３実施形態に係るペースト混練装置３００を示した概略的な断面図である。このペースト混練装置３００は、混練装置４００と脱泡装置５００とを備える。混練装置４００は、ペースト４７０Ａを混練・攪拌するものであり、従来のペースト混練装置と同様の構成である。即ち、混練装置４００は、第１実施形態に係るペースト混練装置１００に循環装置である送出手段１５０と薄膜形成手段１６０が設けられていない装置である。この混練装置４００は、デスパー羽根４２０及びアンカー羽根４３０の回転により、ペースト４７０Ａを混練・攪拌した後、多くの泡が含まれたペースト４７０を送出手段５５０を介して脱泡装置５００に送り込むようになっている。混練装置４００のその他の構成は、第１実施形態に係るペースト混練装置１００の構成と同様であるため、対応する部位に４００番台の符号を付して、その説明を省略する。
【００８３】
脱泡装置５００は、容器５１０（本発明に係る容器）外に送出手段５５０を備え、容器５１０内に薄膜形成手段５６０を備えている。容器５１０は、ペースト４７０の混練・攪拌が行われる混練装置４００の容器（混練容器）４１０とは異なるものであり、内壁面５１１ｂに薄膜を形成するための薄膜形成容器である。送出手段５５０は、混練装置４００（混練容器４１０）の排出口４１１ａから容器本体５１１に設けられた流入口５１１ｃにペースト４７０を全量送り込むものである。ここで、混練装置４００から脱泡装置５００に送り込まれたペースト４７０をペースト５７０と呼ぶこととする。流入口５１１ｃは、ペースト５７０の液面ＬＦより上方に位置していて、容器本体５１１の周壁に形成された孔である。送出手段５５０は、送出管５５１と、送出ポンプ５５２とを有している。なお、脱泡装置５００は、ペースト５７０の混練を目的とした装置ではないため、デスパー羽根を有していない。
【００８４】
薄膜形成手段５６０は、流入口５１１ｃから送り込まれたペースト５７０に対して容器本体５１１の内壁面５１１ｂに沿って薄膜５７１を形成するものである。薄膜形成手段５６０の構成は、第１実施形態に係る薄膜形成手段１６０の構成と同様であるため、対応する部分に５００番代の符号を付して、その説明を省略する。なお、容器５１０内は、減圧装置４４０又はその他の減圧装置によって減圧されている。
【００８５】
ところで、バッチ式である第１実施形態に係るペースト混練装置１００では、排出口１１１ａの近傍にあるペースト１７０が、循環装置である送出手段１５０によって排出口１１１ａから流入口１１１ｃへ送り込まれるようになっている。しかし、粘度νが１００００ｍＰａ・ｓ程度である高粘度のペースト１７０を処理する場合、主軸１３１の周辺部分（図５の仮想線で示したＲ部分）に発生した泡は、ペースト１７０の粘度νが高いため、主軸１３１の周辺部分から移動せず、残留し易い。このため、残留する泡は、排出口１１１ａに到達しなくて、内壁面１１１ｂに形成される薄膜１７１の界面にまで到達しない。よって、高粘度のペースト１７０を処理する場合には、主軸１３１の周辺部分に位置するペースト１７０は泡がみし易く、脱泡効果が低くなるおそれがある。
【００８６】
これに対して、ワンパス式である第３実施形態に係るペースト混練装置３００では、混練装置４００の容器本体４１１の中にある全てのペースト４７０が、送出手段５５０によって排出口４１１ａから脱泡装置５００の流入口５１１ｃへ送り込まれるようになっている。これにより、脱泡装置５００の薄膜形成手段５６０が、容器本体４１１の中にある全てのペースト４７０（５７０）に対して内壁面５１１ｂに沿って薄膜５７１を形成する。このため、主軸４３１の周辺部分に発生した泡は、薄膜５７１の界面に到達することができる。よって、高粘度のペースト４７０（５７０）を処理する場合であっても、主軸４３１の周辺部分に位置するペースト４７０（５７０）を脱泡することができ、脱泡効果の低下を防止できる。
【００８７】
ここで、図２０は、第１実施形態に係るペースト混練装置１００と第３実施形態に係るペースト混練装置３００とを用いた場合の脱泡効果を比較した図である。図２０では、同じペーストを異なる方法で脱泡した場合に、ペーストの粒ゲージ読み値Ｑ（粒の大きさの測定値）が示されている。
【００８８】
図１８において、Ｖ１では、第１実施形態に係るペースト混練装置１００を用いた場合に低粘度のペーストを脱泡したときの粒ゲージ読み値Ｑが示されている。また、Ｖ２では、ペースト混練装置１００を用いた場合に高粘度のペーストを脱泡したときの粒ゲージ読み値Ｑが示されている。Ｖ１では粒ゲージ読み値Ｑが５０μｍであるのに対して、Ｖ２では粒ゲージ読み値Ｑが６０μｍであるため、ペースト混練装置１００では高粘度のペーストを処理する場合に脱泡効果が低くなることが分かる。
【００８９】
これに対して、図２０において、Ｗ１では、第３実施形態に係るペースト混練装置３００を用いた場合に低粘度のペーストを脱泡したときの粒ゲージ読み値Ｑが示されている。また、Ｗ２では、ペースト混練装置３００を用いた場合に高粘度のペーストを脱泡したときの粒ゲージ読み値Ｑが示されている。Ｗ１及びＷ２では、粒ゲージ読み値Ｑが共に５０μｍであるため、ペースト混練装置３００では高粘度ペーストを処理する場合であっても脱泡効果の低下を防止できることが分かる。第３実施形態のその他の作用効果は、第１実施形態の作用効果と同様であるため、その説明を省略する。
【００９０】
９．第３実施形態の変形実施形態に係るペースト混練装置
図２１は、第３実施形態の変形実施形態に係るペースト混練装置３００Ａを示した概略的な断面図である。このペースト混練装置３００Ａは、混練装置４００と第１脱泡装置６００と第２脱泡装置７００とを備える。この変形実施形態に係る混練装置４００の構成と第３実施形態に係る混練装置４００の構成は、同様であるため、その説明を省略する。
【００９１】
第１脱泡装置６００は、容器６１０（本発明に係る容器）外に送出手段６５０を備え、容器６１０内に薄膜形成手段６６０を備えている。送出手段６５０は、混練装置４００（混練容器４１０）の排出口４１１ａから容器本体６１１に設けられた流入口６１１ｃにペースト４７０を全量送り込むものである。ここで、混練装置４００から第１脱泡装置６００に送り込まれたペースト４７０をペースト６７０と呼ぶこととする。流入口６１１ｃは、ペースト６７０の液面ＬＦより上方に位置していて、容器本体６１１の周壁に形成された孔である。送出手段６５０は、従来から用いられている送出手段と同様の構成で良く、送出管６５１と送出ポンプ６５２とを有している。
【００９２】
第１脱泡装置６００は、ペースト６７０の混練・攪拌を目的とした装置ではないため、デスパー羽根及びアンカー羽根を有していない。この第１脱泡装置６００の容器６１０は、ペーストを塗工する前に混練・攪拌されたペーストを小さなタンクに移す際に用いられるバッファタンク、塗工前のペーストの状態を調整するための塗工タンク等である。
【００９３】
薄膜形成手段６６０は、流入口６１１ｃから送り込まれたペースト６７０に対して容器本体６１１の内壁面６１１ｂに沿って薄膜６７１を形成するものである。薄膜形成手段６６０の構成は、第２実施形態に係る薄膜形成手段２６０の構成と同様であるため、対応する部分に６００番代の符号を付して、その説明を省略する。第２脱泡装置７００は、第１脱泡装置６００の構成と同様であるため、対応する部分に７００番代の符号を付して、その説明を省略する。なお、容器６１０内及び容器７１０内は、減圧装置４４０又はその他の減圧装置によって減圧されている。
【００９４】
第３実施形態の変形実施形態に係るペースト混練装置３００Ａの作用効果について説明する。混練装置４００は、従来から用いられているペースト混練装置と同様の構成である。また、第１脱泡装置６００、第２脱泡装置７００は、従来から用いられているバッファタンク、塗工タンク等に薄膜形成手段６６０，７６０を設けた簡易な構成である。こうして、バッファタンク、塗工タンク等の内壁面を利用して薄膜６７１，７７１を形成することにより、安価且つ容易にペースト６７０，７７０を脱泡させることができる。また、このペースト混練装置３００Ａでは、せん断力が作用しない静的な状況で薄膜６７１，７７１が形成されるため、摩耗による異物がペースト６７０，７７０に極めて混入し難くすることができる。この変形実施形態のその他の作用効果は、第３実施形態の作用効果と同様であるため、その説明を省略する。
【００９５】
１０．変形例
以上、本発明に係るペースト混練装置及び電池の製造方法において、本発明はこれに限定されることはなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、第１実施形態及びその第１変形実施形態の薄膜形成手段１６０、第３実施形態の脱泡装置５００の薄膜形成手段５６０は、スペーサ１６２、５６２を有しているが、スペーサ１６２、５６２を有していなくても良い。
また、第３実施形態の変形実施形態において、脱泡装置（第１脱泡装置６００、第２脱泡装置７００）を二個設けたが、脱泡装置の個数は１個又は３個以上であっても良い。
また、各実施形態及びその変形実施形態において、正極ペーストを作成したが、負極ペーストを作成しても良い。
また、電池の製造方法において、ペースト混練工程では、第１実施形態に係るペースト混練装置１００を用いたが、第１実施形態の第１変形実施形態及び第２変形実施形態に係るペースト混練装置１００Ａ，１００Ｂ、第２実施形態及びその変形実施形態に係るペースト混練装置２００，２００Ａ、第３実施形態及びその変形実施形態に係るペースト混練装置３００，３００Ａを用いても良い。
また、製造される電池は、正極板と負極板とを捲回しないで積層する積層電極体を有する電池であっても良い。また、電池は、リチウムイオン二次電池に限られず、ニッケル水素電池やその他の二次電池であっても良く、一次電池であっても良い。
【符号の説明】
【００９６】
１ 電池
１０ 捲回電極体
２０ 正極集電板
３０ 負極集電板
Ｐ，Ｎ 正極板，負極板
ＰＡ，ＮＡ 正極合材層，負極合材層
Ｓ，Ｔ セパレータ
１００ ペースト混練装置
１００Ａ，１００Ｂ ペースト混練装置
１１０ 容器
１１１ 容器本体
１１１ａ 排出口
１１１ｂ 内壁面
１１１ｃ 流入口
１２０ デスパー羽根
１３０ アンカー羽根
１３１ 主軸
１４０ 減圧装置
１５０ 送出手段
１６０ 薄膜形成手段
１６１ スクレーパ
１６２ スペーサ
１７０（１７０Ａ） ペースト
１７１ 薄膜
１８０ 回転ローラ
１８１ 第１アーム部材
１８２ 第２アーム部材
２００ ペースト混練装置
２００Ａ ペースト混練装置
２６１，２６３ 堰板
２６１ａ テーパ面部
２６３ａ 第１テーパ面部
２６３ｂ 第２テーパ面部
３００ ペースト混練装置
３００Ａ ペースト混練装置
４００ 混練装置
５００ 脱泡装置
６００ 第１脱泡装置
７００ 第２脱泡装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペースト混練装置及び電池の製造方法に関し、特に、混練・攪拌されたペーストを脱泡するペースト混練装置及び電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池は、携帯電話やパーソナルコンピュータ等の電子機器、ハイブリッド自動車や電機自動車等の車両など、多岐にわたる分野で利用されている。このような電池は、正極板と負極板と電解質とを備えるものである。また、液体の電解質を用いる場合には、正極板と負極板とを絶縁するために、これらの間にセパレータを設けることが一般的である。
【０００３】
一般に、電池は種々の製造工程を経て製造される。例えば、リチウムイオン二次電池の製造工程には、ペースト混練工程と電極板作成工程と電極体作成工程と電池組立工程とを有するものがある。ペースト混練工程は、電極反応を起こす電極合材層（正極合材層及び負極合材層）となるペーストを混練する工程である。電極板作成工程は、電極芯材（正極芯材及び負極芯材）にペーストを塗工して電極板（正極板及び負極板）を作成する工程である。電極体作成工程は、正極板と負極板との間にセパレータを介在させて積層又は捲回して電極体とする工程である。電池組立工程は、電池容器の内部に電極体を挿入するとともに電解液を注入して電池を組み立てる工程である。
【０００４】
ここで、ペースト混練工程においては、例えば正極活物質、導電材、結着材、増粘材、溶媒が、容器内に混入され、混練羽根，攪拌羽根によって混合・攪拌される。これにより、正極ペーストが作成される。また、負極ペーストについても同様に作成される。上述したペースト混練工程では、ペーストに作用するせん断力により混練・攪拌が進行するが、副産物として泡が発生する。この泡は、溶液中に含まれる窒素や酸素、又は粉体の表面に吸着していたガス成分、或いは攪拌の際にペースト中に取り込まれた空気によって、生成されたものである。
【０００５】
このように、せん断力によって混練・攪拌を進行させる場合には、ペーストに泡が常に発生する。このため、ペーストが泡を多く含んだ状態で電極芯材に塗工されると、電極板の活物質層にピンホールやひび割れが発生し、電極の性能が損なわれてしまう。また、ペーストに含まれる泡が多いと、ペーストの粒ゲージによる粗粒検査の際に、測定誤差の原因となる。
【０００６】
そこで、ペーストに含まれる泡を減少させるペースト混練装置が、例えば下記特許文献１に記載されている。図２２に示したように、このペースト混練装置８００は、混練・攪拌されたペースト８７０を貯留する容器８１０と、モータ８８０によって回転する主軸８３１と、この主軸８３１に組付けられているスクレーパ８６１と、容器８１０に組付けられているスクリーン８６２とを備えている。これにより、図２３に示したように、スクレーパ８６１は、泡ＡＷを含むペースト８７０をスクリーン８６２に押し付けつつかき取る。そして、ペースト８７０がスクリーン８６２に形成された細孔８６２ａから押し出される。こうして、ペースト８７０に含まれる泡のうち大きな泡ＡＷがつぶされて、脱泡するようになっている。なお、スクリーン８６２の細孔８６２ａから押し出されたペースト８７０は、容器８１０から排出管８５１を通って連続的に排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３３９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記したペースト混練装置８００では、ペースト８７０がスクリーン８６２の細孔８６２ａを通過することにより、ペースト８７０に含まれる泡ＡＷがつぶれるようになっているため、効果的に脱泡するためにはスクレーパ８６１がペースト８７０をスクリーン８６２に押し付ける力を大きくする必要がある。従って、ペースト８７０の組成（材料、固形分濃度等）によっては、スクリーン８６２の摩耗が大きくなり、摩耗による異物（スクリーン８６２の材料である鉄等）がペースト８７０に多く混入するおそれがある。
【０００９】
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、摩耗による異物がペーストに混入し難くできるペースト混練装置、及び電池の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した課題を達成するために、本発明のペースト混練装置は、以下の構成を有する。
（１）混練・攪拌されたペーストを貯留する容器を備えたペースト混練装置において、前記容器には、貯留されるペーストの液面より上方にて前記ペーストが流入される流入口が設けられ、前記容器外には、前記流入口に前記ペーストを送り込む送出手段が設けられ、前記容器内には、前記流入口から送り込まれたペーストに対して前記容器の内壁面に沿って薄膜を形成する薄膜形成手段が設けられていることを特徴とする。
（２）（１）に記載されたペースト混練装置において、前記容器には、前記ペーストを排出する排出口が設けられ、前記送出手段は、前記容器内に貯留されたペーストを前記排出口から前記流入口へ送り込む循環装置であることを特徴とする。
（３）（２）に記載されたペースト混練装置において、前記容器は、ペーストの混練・攪拌が行われる混練容器であるとともに、前記薄膜が形成される薄膜形成容器であることを特徴とする。
（４）（１）乃至（３）の何れかに記載されたペースト混練装置において、前記容器内には、回転する主軸とこの主軸に組付けられていて前記ペーストを攪拌する攪拌羽根とが設けられ、前記薄膜形成手段は、前記主軸又は前記攪拌羽根に組付けられていて前記流入口から送り込まれたペーストを薄く伸ばすスクレーパを有することを特徴とする。
（５）（４）に記載されたペースト混練装置において、前記薄膜形成手段は、前記スクレーパに組付けられるとともに前記容器の内壁面に接触していて前記スクレーパと前記容器の内壁面との間の隙間を規定するスペーサを有することを特徴とする。
（６）（１）乃至（３）の何れかに記載されたペースト混練装置において、前記容器内には、回転する主軸が設けられ、前記薄膜形成手段は、前記容器の内壁面に対して回転可能に接触する回転ローラと、前記主軸に組付けられていて前記主軸の軸中心に対して径方向に延びる第１アーム部材と、前記主軸の軸中心に対して径方向に延び径外方端部で前記回転ローラを回転可能に支持していて径内方端部で前記第１アーム部材に傾動可能に組付けられている第２アーム部材と、前記第２アーム部材に組付けられていて前記流入口から送り込まれたペーストを薄く伸ばすスクレーパと、を有することを特徴とする。
（７）（１）乃至（３）の何れかに記載されたペースト混練装置において、前記薄膜形成手段は、前記流入口から送り込まれたペーストを保持するとともに前記容器の内壁面との間に隙間を形成していて前記保持したペーストを前記隙間から落とす保持部材であることを特徴とする。
（８）（７）に記載されたペースト混練装置において、前記保持部材は、上下方向に延びる延出部を有し、前記保持したペーストを前記延出部に沿って落として前記ペーストの第２薄膜を形成するものであることを特徴とする。
（９）（１）又は（２）に記載されたペースト混練装置において、前記容器は、ペーストの混練・攪拌が行われる混練容器とは異なるものであり、前記混練容器から混練・攪拌された全てのペーストが前記送出手段によって前記流入口に送り込まれるものであることを特徴とする。
（１０）（１）乃至（９）の何れかに記載されたペースト混練装置において、前記容器外には、前記容器内の圧力を下げる減圧装置が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
上記した課題を達成するために、本発明の電池の製造方法は、以下の構成を有する。
（１１）（１）〜（１０）の何れかに記載されたペースト混練装置を用いてペースト材料から混練・攪拌されたペーストを作成するペースト混練工程と、前記ペーストを電極芯材に塗工してペースト層とするとともにそのペースト層を乾燥させて正極板又は負極板とする電極板作成工程と、前記正極板と前記負極板とをこれらの間にセパレータを介在させて積層又は捲回して電極体とする電極体作成工程と、前記電極体を電池容器の内部に配置するとともに前記電池容器の内部に電解液を注入して封止する電池組立工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記したペースト混練装置の作用及び効果について説明する。
（１）送出手段が混練・攪拌されたペーストを容器の流入口に送り込む。これにより、ペーストは、貯留されるペーストの液面より上方にて流入口から流入する。そして、薄膜形成手段が、流入口から送り込まれたペーストに対して容器の内壁面に沿って薄膜を形成する。これにより、ペーストに含まれる泡が薄膜の界面に積極的に浮上するようになり、ペーストの脱泡を効果的に促進させることができる。このようにペーストの液面より上方に位置する容器の内壁面を利用して、この内壁面に薄膜を形成することによって脱泡するため、摩耗による異物がペーストに混入し難くできる。
（２）この場合には、循環装置である送出手段が容器内に貯留されたペーストを排出口から流入口へ繰り返し送り込むため、容器の内壁面に繰り返し薄膜を形成でき、一つの容器によってペーストの脱泡を効果的に促進させることができる。
（３）この場合には、一つの容器で、ペーストの混練・攪拌が行われるとともに、薄膜の形成によるペーストの脱泡が行われる。このため、ペーストの混練・攪拌が行われる混練容器に脱泡の機能を付加することで、ペーストの混練・攪拌とペーストの脱泡とを安価且つ効率的に行うことができる。
（４）この場合には、スクレーパがペーストを薄く伸ばすとき、ペーストに大きなせん断力が作用して、ペーストの粘度が低くなるため、脱泡効果が高い。更に、スクレーパがペーストを薄く伸ばした直後であっても、ペーストの粘度は比較的低くなっているため、脱泡効果が比較的高い。そして、スクレーパの回転速度を大きくすることで、ペーストは粘度が高い状態にまで戻り難くなり、即ち粘度が低い状態を維持できるようになり、より効果的に脱泡することができる。
（５）この場合には、スペーサによって、容器の内壁面が接触する接触面積を小さくすることができ、内壁面の摩耗を小さくすることができる。この結果、摩耗による異物がペーストに極めて混入し難くすることができる。
（６）この場合には、主軸の回転に伴って、スクレーパがペーストを薄く伸ばして、内壁面に沿って薄膜を形成する。このとき、回転ローラが内壁面に対して回転可能に接触しているため、スクレーパの位置が内壁面を基準とする位置になっていて、スクレーパと内壁面との間の隙間を常に一定に保つことができる。即ち、容器の製作誤差等によって、主軸の回転に伴い内壁面から回転ローラにトルクが作用しても、第２アーム部材の径内方端部が第１アーム部材に対して首を振る（傾動する）ことによって、上記したトルクを吸収することができ、スクレーパと内壁面との間の隙間を常に一定に保つことができる。
（７）この場合には、ペーストが保持部材と容器の内壁面との間の隙間から落ちて、容器の内壁面に沿って薄膜が形成される。このように、せん断力が作用しない静的な状況で薄膜が形成されるため、せん断力が作用する動的な状況で薄膜が形成される場合に比して、内壁面の摩耗による異物がペーストに極めて混入し難くすることができる。このため、ペーストの組成（材料、固形分濃度）によって高硬度なペーストを作成する場合に好適である。
（８）この場合には、保持部材によって保持されたペーストが、延出部に沿って落ちて第２薄膜を形成する。この結果、ペーストの薄膜を形成できる量を増やすことができ、脱泡効果を大きく（脱泡時間を少なく）することができる。
（９）この場合には、混練容器で混練・攪拌された全てのペーストが、混練容器とは異なる容器に送り込まれて、容器の内壁面に沿って薄膜が形成される。このため、混練容器の中で特定部分に泡が残留する場合であっても、混練容器と異なる容器で全てのペーストを脱泡できるため、脱泡効果の低下を防止できる。
（１０）この場合には、減圧装置が容器内の圧力を下げるため、ペーストに含まれている泡が液層と気層との境界である界面に浮上し易くなる（浮上する確率が高くなる）とともに、界面に浮上した泡がはじけ易くなる。この結果、ペーストの脱泡を促進させることができる。
【００１３】
上記した電池の製造方法の作用及び効果について説明する。
（１１）ペースト混練工程において、ペースト混練装置が、容器の内壁面に沿って混練・攪拌されたペーストの薄膜を形成して、摩耗による異物の混入が少なく且つ効果的に脱泡されたペーストを作成する。これにより、電極板作成工程において、電極板の活物質層にピンホールやひび割れが発生して電極の性能が損なわれてしまうことを防止できる。この結果、品質が優れた電池を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】電池の概略的な断面図である。
【図２】図１に示した捲回電極体の斜視図である。
【図３】図２に示した捲回電極体の捲回構造を示す展開図である。
【図４】正極板又は負極板の斜視断面図である。
【図５】第１実施形態に係るペースト混練装置を示した概略的な断面図である。
【図６】図５に示したＸ部分の拡大斜視図である。
【図７】異なる方法で脱泡した場合の脱泡効果を比較した図である。
【図８】ペーストに作用するせん断速度を変化させた場合にペーストの粘度と時間との関係を示した図である。
【図９】第１実施形態の第１変形実施形態に係るペースト混練装置を示した概略的な断面図である。
【図１０】第１実施形態の第２変形実施形態に係るペースト混練装置を示した概略的な断面図である。
【図１１】図１０に示したペースト混練装置の薄膜形成手段を拡大して示した斜視図である。
【図１２】第２実施形態に係るペースト混練装置を示した概略的な断面図である。
【図１３】図１２に示した１３−１３の方向から見た断面図である。
【図１４】図１２に示したＹ部分の拡大図である。
【図１５】異なる方法で脱泡した場合にペーストのＦｅ増加量を比較した図である。
【図１６】第２実施形態の変形実施形態に係るペースト混練装置を示した概略的な断面図である。
【図１７】図１６に示した１７−１７方向から見た断面図である。
【図１８】図１６に示したＺ部分の拡大図である。
【図１９】第３実施形態に係るペースト混練装置を示した概略的な断面図である。
【図２０】第１実施形態に係るペースト混練装置と第３実施形態に係るペースト混練装置とを用いた場合の脱泡効果を比較した図である。
【図２１】第３実施形態の変形実施形態に係るペースト混練装置を示した概略的な断面図である。
【図２２】従来のペースト混練装置を示した概略的な構成図である。
【図２３】図２２に示したスクレーパとスクリーンとの関係を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
１．電池
本実施形態に係る電池について説明する。図１は、電池１の概略的な断面図である。電池１は、円筒型のリチウムイオン二次電池である。また、電池１は、図１に示したように、電池容器２及び蓋３からなる電池容器により密閉された電池セルである。電池１には、捲回電極体１０と正極集電板２０と負極集電板３０とが内蔵されている。また、電池容器２の内部には電解液が注入されている。
【００１６】
電池容器２の内部に注入された電解液は、有機溶媒に電解質を溶解させたものである。有機溶媒として例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）やエチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等のエステル系溶媒や、エステル系溶媒にγ−ブチラクトン（γ−ＢＬ）、ジエトキシエタン（ＤＥＥ）等のエーテル系溶媒等を配合した有機溶媒が挙げられる。また、電解質である塩として、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）やホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ４）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）などのリチウム塩を用いることができる。
【００１７】
捲回電極体１０は、電解液中で充放電を繰り返し、発電に直接寄与するものである。正極集電板２０は、捲回電極体１０の正極芯材と接続された正極集電体である。その材質は、アルミニウムである。負極集電板３０は、捲回電極体１０の負極芯材と接続された負極集電体である。その材質は、銅である。ここで、図２は、図１に示した捲回電極体１０の斜視図である。
【００１８】
捲回電極体１０は、図２に示したように、軸芯１１の周りに正極板と負極板とを、これらの間にセパレータＳ，Ｔを介在させて捲回された電極体である。軸芯１１は、捲回電極体１０を捲回する際に中心となる部材である。その形状は円筒形状である。軸芯１１の径は、３〜２０ｍｍ程度である。軸芯１１の材質として、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等が挙げられる。なお、図２には、後述する正極非塗工部Ｐ２及び負極非塗工部Ｎ２が表れている。
【００１９】
セパレータＳ，Ｔは、ポリエチレンやポリプロピレン等の多孔性フィルムである。セパレータＳ，Ｔの厚みは、１０〜５０μｍ程度である。ここで、セパレータＳとセパレータＴとは同じ材質のものである。上記の捲回順の理解のために符号をＳ，Ｔとして区別しただけである。ここで、図３は、図２に示した捲回電極体１０の捲回構造を示す展開図である。
【００２０】
捲回電極体１０は、図３に示したように、内側から正極板Ｐ、セパレータＳ、負極板Ｎ、セパレータＴの順に積み重ねた状態で捲回されたものである。正極板Ｐには、正極塗工部Ｐ１と、正極非塗工部Ｐ２とがある。正極塗工部Ｐ１は、正極芯材に正極活物質等を含む正極合材層を形成した箇所である。正極非塗工部Ｐ２は、正極芯材に正極合材層を形成していない箇所である。負極板Ｎには、負極塗工部Ｎ１と、負極非塗工部Ｎ２とがある。負極塗工部Ｎ１は、負極芯材に負極活物質等を含む負極合材層を形成した箇所である。負極非塗工部Ｎ２は、負極芯材に負極合材層を形成していない箇所である。図３の矢印Ａは、正極板Ｐ、負極板Ｎ、セパレータＳ，Ｔの幅方向（図２の縦方向）を示している。図３の矢印Ｂは、正極板Ｐ、負極板Ｎ、セパレータＳ，Ｔの長手方向（図２の捲回電極体１０の周方向）を示している。
【００２１】
ここで、図４は、正極板Ｐ（負極板Ｎ）の斜視断面図である。図４の括弧外の各符号は、正極の場合の各部を示している。また、図４の括弧内の各符号は、負極の場合の各部を示している。図４の矢印Ａが示す方向は、図３の矢印Ａが示す方向と同じである。即ち、正極板Ｐの幅方向である。図４の矢印Ｂが示す方向は、図３の矢印Ｂが示す方向と同じである。即ち、正極板Ｐの長手方向である。
【００２２】
図４に示したように、正極板Ｐは、帯状の正極芯材ＰＢの両面の一部に正極合材層ＰＡが形成されたものである。図４の左側には、正極板Ｐの正極非塗工部Ｐ２が幅方向に突出している。正極非塗工部Ｐ２は、帯状に形成されている。正極非塗工部Ｐ２は、正極芯材ＰＢの両面ともに正極活物質が塗布されていない領域である。従って、正極非塗工部Ｐ２では、正極芯材ＰＢがむき出したままの状態にある。一方、図４の右側には、正極非塗工部Ｐ２に対応するような突出部はない。正極塗工部Ｐ１では、正極芯材ＰＢの両面に一様の厚みで正極合材層ＰＡが形成されている。
【００２３】
正極合材層ＰＡは、正極芯材ＰＢであるアルミ箔に正極活物質、導電材、結着材、増粘材、溶媒を含む正極ペーストを塗布して乾燥させた層である。正極活物質は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な物質である。正極活物質として、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ２）、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）等のリチウム複合酸化物などが用いられる。
【００２４】
正極用の導電材として、カーボン粉末やカーボンファイバー等のカーボン材料を用いることができる。例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、グラファイト粉末、等のカーボン粉末である。
【００２５】
正極用の結着材は、電解液に不溶性（又は難溶性）であって、正極ペーストに用いる溶媒に分散するポリマーであるとよい。例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等のフッ素系樹脂、酢酸ビニル共重合体、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリル酸変性ＳＢＲ樹脂（ＳＢＲ系ラテックス）、アラビアゴム等のゴムを用いることができる。又は、これらの組み合わせを用いても良い。結着材は、必ずしも上記のポリマーに限定されない。
【００２６】
正極用の増粘材として、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、メチルセルロース（ＭＣ）、酢酸フタル酸セルロース（ＣＡＰ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート（ＨＰＭＣＰ）等のセルロースが用いられる。ただし、必ずしも上記したセルロースに限らず用いることができる。正極用の溶媒として、水が挙げられる。その他に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を用いても良い。また、その他の低級アルコールや低級ケトンを用いることもできる。
【００２７】
負極板Ｎは、図４の括弧内の符号で示したように、帯状の負極芯材ＮＢの両面の一部に負極合材層ＮＡが形成されたものである。また、正極と同様に、負極塗工部Ｎ１及び負極非塗工部Ｎ２がある。ただし、図３に示したように、捲回時には、正極非塗工部Ｐ２と負極非塗工部Ｎ２とは、反対側に突出した状態で捲回されることとなる。
【００２８】
負極合材層ＮＡは、負極芯材ＮＢである銅箔に負極活物質、結着材、増粘材、溶媒を含む負極ペーストを塗布して乾燥させた層である。負極活物質は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な物質である。負極活物質として、少なくとも一部にグラファイト構造を含む炭素系物質が用いられる。例えば、非晶質炭素、難黒鉛化炭素（ハードカーボン）、易黒鉛化炭素（ソフトカーボン）、黒鉛（グラファイト）、又はこれらを組み合わせた構造を有する炭素材料を用いることができる。
【００２９】
負極用の結着材として、正極用の結着材で挙げられたものを用いることができる。負極用の増粘材として、正極用の増粘材で挙げられたものを用いることができる。負極用の溶媒として、正極用の溶媒で挙げられたものを用いることができる。
【００３０】
２．第１実施形態に係るペースト混練装置
図５は、第１実施形態に係るペースト混練装置１００を示した概略的な断面図である。ペースト混練装置１００は、上述した正極ペースト又は負極ペーストを作成するものである。
【００３１】
ペースト混練装置１００は、図５に示したように、容器１１０と、混練羽根としてのデスパー羽根１２０と、攪拌羽根としてのアンカー羽根１３０と、減圧装置１４０とを備えている。このペースト混練装置１００では、バッチ処理で正極ペースト１７０（以下、「ペースト１７０」と呼ぶ）を作成するようになっている。
【００３２】
容器１１０は、ペースト１７０の混練・攪拌が行われる混練容器であり、混練・攪拌されたペースト１７０を貯留するものである。この容器１１０は、上方が開口している円筒形の容器本体１１１と、容器本体１１１の上部を覆う蓋部材１１２とを有している。容器１１０には、蓋部材１１２が取り外された状態で、ペースト１７０を作成するための上述した正極活物質、導電材、増粘材、結着材、溶媒（ペースト材料）が混入されるようになっている。この容器本体１１１は、約半分の高さでペースト１７０を貯留している。容器本体１１１の下部には、混練・攪拌された後のペースト１７０を排出する排出口１１１ａが設けられている。ここで、混練・攪拌される前のペーストをペースト１７０Ａと呼び、混練・攪拌された後のペーストをペースト１７０と呼ぶこととする。
【００３３】
デスパー羽根１２０は、ペースト１７０Ａにせん断力を付与してペースト１７０Ａを混練させるものである。デスパー羽根１２０は、図示しないモータに組付けられていて、回転可能である。デスパー羽根１２０の回転速度は、例えば２０００ｒｐｍ程度に設定されている。このデスパー羽根１２０の回転により、ペースト１７０Ａにせん断力が作用して混練が進行するが、副産物として泡が発生する。ペースト１７０が多くの泡を含んでいる場合には、ペーストの粒ゲージによる粗粒検査の際に測定誤差の原因となったり、電極板の活物質層にピンホールやひび割れが発生する原因となる。
【００３４】
アンカー羽根１３０は、ペースト１７０Ａをかき混ぜてペースト１７０Ａを攪拌させるものである。アンカー羽根１３０は、主軸１３１のボス部１３２に組付けられていて、ボス部１３２からＪ字状に延びている。主軸１３１は、容器本体１１１の軸中心に配置されていて、図示しないモータに組付けられている。このため、主軸１３１が回転すると、アンカー羽根１３０が回転して、ペースト１７０Ａがかき混ぜられる。アンカー羽根１３０の回転速度は、例えば５０ｒｐｍ程度に設定されている。
【００３５】
減圧装置１４０は、容器１１０外に設けられていて、容器１１０内の圧力を下げるものである。減圧装置１４０は、容器１１０に接続された接続管１４１と、容器１１０内の空気を排出する真空ポンプ１４２と、空気の排出を制御するバルブ１４３とを有している。この減圧装置１４０は、容器１１０内の圧力が６６５０〜１３３００Ｐａ程度になるように、減圧している。このように容器１１０内が減圧されることにより、ペースト１７０に含まれている泡が液層と気層との境界である界面に浮上し易くなる（浮上する確率が高くなる）とともに、界面に浮上した泡がはじけ易くなる。即ち、減圧装置１４０は、容器１１０内を減圧することにより、ペースト１７０の脱泡を促進させている。
【００３６】
ところで、このペースト混練装置１００は、容器本体１１１の内壁面１１１ｂを利用して、内壁面１１１ｂにペースト１７０の薄膜１７１を形成するようになっている。これは、薄膜１７１が形成されると、この薄膜１７１の界面に泡が浮上し易くなり（浮上する確率が高くなり）、ペースト１７０の脱泡が効果的に促進されるためである。そして、このように内壁面１１１ｂにペースト１７０の薄膜１７１を形成することによって脱泡する場合には、上記した特許文献１のようにペースト８７０がスクリーン８６２の細孔８６２ａを通過することにより脱泡する場合（図２３参照）に比べて、摩耗（鉄等）による異物がペースト１７０に混入し難くすることができる。そこで、以下に、ペースト混練装置１００において薄膜１７１を形成するための構成について説明する。
【００３７】
ペースト混練装置１００は、容器１１０外に送出手段１５０を備え、容器１１０内に薄膜形成手段１６０を備えている。送出手段１５０は、容器本体１１１に設けられた流入口１１１ｃにペースト１７０を送り込むものである。流入口１１１ｃは、ペースト１７０の液面ＬＦより上方に位置していて、容器本体１１１の周壁に形成された孔である。送出手段１５０は、排出管１５１と、第１送出管１５２と、第２送出管１５３と、排出ポンプ１５４と、三方弁１５５とを有している。
【００３８】
排出管１５１の一端部は、容器本体１１１の排出口１１１ａに接続されている。一方、排出管１５１の他端部は、三方弁１５５を介して第１送出管１５２に接続されるとともに、第２送出管１５３に接続されている。第１送出管１５２は、ペースト１７０を容器本体１１１内に再び送り込むためのものである。この第１送出管１５２は、容器本体１１１の流入口１１１ｃに接続されている。
【００３９】
第２送出管１５３は、脱泡された後のペースト１７０を図示しないペースト塗工工程で用いるタンク内に送り込むためのものである。排出ポンプ１５４は、容器１１０内のペースト１７０を排出管１５１へ排出させるためのものである。三方弁１５５は、排出管１５１から第１送出管１５２へのペースト１７０の流れと排出管１５１から第２送出管１５３へのペースト１７０の流れとを切り替えるものである。こうして、容器１１０内のペースト１７０は、排出管１５１及び第１送出管１５２を通って循環できるようになっている。即ち、送出手段１５０は、容器１１０内に貯留されたペースト１７０を排出口１１１ａから流入口１１１ｃへ送り込む循環装置である。
【００４０】
薄膜形成手段１６０は、流入口１１１ｃから送り込まれたペースト１７０に対して容器本体１１１の内壁面１１１ｂに沿って薄膜１７１を形成するものである。この薄膜形成手段１６０は、スクレーパ（はけ部材）１６１と、スペーサ１６２とを有する。ここで、図６は、図５に示したＸ部分の拡大斜視図である。
【００４１】
スクレーパ１６１は、流入口１１１ｃから内壁面１１１ｂに沿って落ちるペースト１７０を薄く伸ばすものである。スクレーパ１６１は、図６に示したように、平板状に形成されていて、固定用治具１６３及びボルト１６４を用いてアンカー羽根１３０の上方部に組付けられている。スクレーパ１６１とアンカー羽根１３０の上方部は、ペースト１７０の液面ＬＦから上方に露出するようになっている。スクレーパ１６１と容器本体１１１の内壁面１１１ｂとの間の隙間Ｔ１（図５参照）は例えば２ｍｍに設定されていて、スクレーパ１６１の厚さＴ２は例えば３ｍｍに設定されている。このスクレーパ１６１は、例えばシリコンゴムで構成されている。
【００４２】
スペーサ１６２は、スクレーパ１６１と容器本体１１１の内壁面１１１ｂとの間の隙間Ｔ１を規定するものである。スペーサ１６２は、図６の左右方向（容器１１０の軸中心から径方向）に延びる棒状に形成されていて、スクレーパ１６１に３個接着されている。各スペーサ１６２は、内壁面１１１ｂに直接接触するようになっている。各スペーサ１６２の厚さＴ３は例えば２ｍｍに設定されていて、各スペーサ１６２の幅Ｔ４は例えば２ｍｍに設定されている。これらスペーサ１６２は、例えばフッ化炭素樹脂で構成されている。
【００４３】
ところで、仮にスクレーパ１６１が容器本体１１１の内壁面１１１ｂに直接接触すると、スクレーパ１６１と内壁面１１１ｂとの接触面積が大きい。この場合、内壁面１１１ｂの摩耗が大きく、摩耗による異物（容器１１０の材質である鉄等）がペースト１７０に混入する量が大きくなる。このため、スペーサ１６２が直接接触することによって、スペーサ１６２と内壁面１１１ｂとの接触面積を小さくすることができ、内壁面１１１ｂの摩耗を小さくすることができる。この結果、摩耗による異物がペースト１７０に極めて混入し難くなっている。なお、スペーサ１６２が内壁面１１１ｂに直接接触する際に、シリコンゴムで構成された柔らかいスクレーパ１６１は、スペーサ１６２の変形に伴って内壁面１１１ｂに直接接触しないように変形する。こうして、スクレーパ１６１と容器本体１１１の内壁面１１１ｂとの間の隙間Ｔ１が２ｍｍ程度に保たれるようになっている。
【００４４】
次に、ペースト混練装置１００の作用効果について説明する。
第１実施形態のペースト混練装置１００によれば、先ず、容器１１０に、正極ペースト材料としての正極活物質、導電材、増粘材、結着材、溶媒が混入される。そして、デスパー羽根１２０が回転するとともにアンカー羽根１３０が回転して、ペースト１７０Ａが混練・攪拌される。このとき、発生した泡がペースト１７０内に多く含まれる。容器１１０内は、減圧装置１４０により常に減圧されている。
【００４５】
こうして、ペースト１７０に作用するせん断速度γが１０ｓ−１であるときのペースト１７０の粘度νが１５０００ｍＰａ・ｓより小さくなったとき、送出手段１５０が容器１１０内のペースト１７０を排出管１５１及び第１送出管１５２を通して再び容器１１０内へ送り込む。これにより、ペースト１７０は、ペースト１７０の液面ＬＦより上方にて流入口１１１ｃから流入して、内壁面１１１ｂに沿って落ちる。このとき、アンカー羽根１３０が回転しているため、アンカー羽根１３０に組付けられたスクレーパ１６１が、内壁面１１１ｂに沿って落ちるペースト１７０を薄く伸ばす。この結果、内壁面１１１ｂに沿って薄膜１７１が形成される。よって、泡が薄膜１７１の界面に積極的に浮上するようになり、ペースト１７０の脱泡を効果的に促進させることができる。このようにペースト１７０の液面ＬＦより上方に位置する内壁面１１１ｂを利用して、この内壁面１１１ｂに薄膜１７１を形成することによって脱泡するため、摩耗による異物がペースト１７０に混入し難くできる。
【００４６】
なお、ペースト１７０の混練・攪拌及び脱泡が進行して、ペースト１７０の粘度νが例えば１５００ｍＰａ・ｓより小さくなったとき、三方弁１５５は、排出管１５１から第２送出管１５３へのペースト１７０の流れに切り替える。これにより、脱泡された後のペースト１７０は、ペースト塗工工程で用いるタンクに送られる。
【００４７】
また、このペースト混練装置１００によれば、循環装置である送出手段１５０がペースト１７０を容器１１０内に繰り返し送り込む。このため、容器１１０の内壁面１１１ｂに繰り返し薄膜１７１を形成でき、一つの容器１１０によってペースト１７０の脱泡を効果的に促進させることができる。
【００４８】
また、このペースト混練装置１００によれば、容器１１０は、ペースト１７０の混練・攪拌が行われる混練容器であるとともに、薄膜１７１が形成される薄膜形成容器である。即ち、一つの容器１１０で、ペースト１７０の混練・攪拌が行われるとともに、薄膜１７１の形成によるペースト１７０の脱泡が行われる。このため、ペースト１７０の混練・攪拌が行われる混練容器に脱泡の機能を付加することで、ペースト１７０の混練・攪拌とペースト１７０の脱泡とを安価且つ効率的に行うことができる。具体的に、脱泡専用装置である遠心真空脱泡装置を用いて脱泡する場合には、１０００万円程度のコストの上乗せになるが、このペースト混練装置１００によれば、従来のペースト混練装置に送出手段１５０と薄膜形成手段１６０を追加するだけでよく、５０万円程度のコストの上乗せで済む。
【００４９】
ここで、図７は、脱泡効果を比較した図である。図７では、同じペーストを異なる方法で脱泡した場合に、ペーストの粒ゲージ読み値Ｑ（粒の大きさの測定値）が示されている。粒ゲージ読み値Ｑが小さいほど、ペーストに含まれる泡の量が少なくて脱泡効果が高いことを意味している。
【００５０】
図７において、Ｓ１では、従来のペースト混練装置（ペースト混練装置１００に送出手段１５０と薄膜形成手段１６０が設けられていない装置）を用いて混練・攪拌した直後のペーストの粒ゲージ読み値Ｑが示されている。この場合の粒ゲージ読み値Ｑは約８０μｍであり、ペーストは脱泡されていない。Ｓ２では、従来のペースト混練装置を用いて混練・攪拌した後に１０分程度攪拌によって脱泡したペーストの粒ゲージ読み値Ｑが示されている。この場合の粒ゲージ読み値Ｑは約７５μｍであり、脱泡効果が低い。
【００５１】
Ｓ３では、従来のペースト混練装置を用いて混練・攪拌した後に３時間程度攪拌によって脱泡したペーストの粒ゲージ読み値Ｑが示されている。この場合の粒ゲージ読み値Ｑは約５５μｍであり、脱泡効果が高いが、脱泡時間が長い。Ｓ４では、従来のペースト混練装置を用いて混練・攪拌した後に遠心真空脱泡装置を用いて脱泡したペーストの粒ゲージ読み値Ｑが示されている。この場合の粒ゲージ読み値Ｑは約５０μｍであり、脱泡効果が高く且つ脱泡時間が短いが、コストの増加が大きい。
【００５２】
Ｓ５では、本実施形態に係るペースト混練装置１００を用いて混練・攪拌した後に１０分程度薄膜１７１の形成によって脱泡したペーストの粒ゲージ読み値Ｑが示されている。この場合の粒ゲージ読み値Ｑは約５０μｍであり、脱泡効果が高く且つ脱泡時間が短い。更に、上述したように、遠心真空脱泡装置を用いないため、コストの増加が小さい。
【００５３】
次に、スクレーパ１６１の作用効果について、図８を用いて説明する。図８は、ペーストに作用するせん断速度γを変化させた場合にペーストの粘度νと時間ｔとの関係を示した図である。図８では、先ず時間ｔが０〜１０秒までの間でせん断速度γが２ｓ−１であり、次いで時間ｔが１０〜２０秒までの間でせん断速度γが１０ｓ−１であり、最後に時間ｔが２０〜３０秒までの間でせん断速度γが２ｓ−１である。即ち、図８において、先ずペーストに低いせん断力が作用し、次いでペーストに高いせん断力が作用し、最後にペーストに低いせん断力が作用したときの粘度νが示されている。
【００５４】
ところで、ペースト１７０はチクソ性を有する流体である。チクソ性とは、通常時又は低いせん断力が作用するときに粘度νが高くなり、高いせん断力が作用するときに粘度νが低くなるという流体の物性である。ここで、ペースト１７０の粘度νが低いほど、ペースト１７０に含まれている泡がペースト１７０の界面に浮上し易く（浮上する確率が高く）なる。従って、脱泡効果を高くするために、ペースト１７０の粘度νを低くすることが好ましい。
【００５５】
そこで、図８において時間ｔが０〜１０秒までの間を見ると、粘度νが約２２００ｍＰａ・ｓであり、粘度νが高い状態である。この状態は、スクレーパ１６１がペースト１７０を薄く伸ばす前のペースト１７０の状態、又はスクレーパ１６１が設けられていない場合のペースト１７０の状態とみなすことができる。このため、この状態では、ペースト１７０の粘度νが高くて、脱泡効果は低い。次いで、図８において時間ｔが１０〜２０秒までの間を見ると、粘度νが約９００ｍＰａ・ｓであり、粘度νが低い状態である。この状態は、スクレーパ１６１がペースト１７０を薄く伸ばしているときのペースト１７０の状態とみなすことができる。このため、この状態では、ペースト１７０の粘度νが低くて、脱泡効果は高い。
【００５６】
最後に、図８において時間ｔが２０秒〜３０秒までの間を見ると、粘度νが約１６００ｍＰａ・ｓから約２２００ｍＰａ・ｓまで上昇していて、粘度νが高い状態にまで戻る（回復する）。この状態は、スクレーパ１６１がペースト１７０を薄く伸ばした後のペースト１７０の状態とみなすことができる。ここで、図８において時間ｔが２２秒付近であるときを見ると、粘度νが約１６００ｍＰａ・ｓであり、粘度νが未だ比較的低い状態である。このことから、スクレーパ１６１がペースト１７０を薄く伸ばした直後では、脱泡効果は比較的高いことがいえる。
【００５７】
以上要するに、スクレーパ１６１がペースト１７０を薄く伸ばすとき、ペースト１７０に大きなせん断力が作用して、ペースト１７０の粘度νが低くなるため、脱泡効果が高い。更に、スクレーパ１６１がペースト１７０を薄く伸ばした直後であっても、ペースト１７０の粘度νは比較的低くなっているため、脱泡効果は比較的高い。そして、スクレーパ１６１（主軸１３１）の回転速度を大きくすることで、ペースト１７０は粘度νが高い状態にまで戻り難くなり、即ち粘度νが低い状態を維持できるようになり、より効果的に脱泡することができる。
【００５８】
３．電池の製造方法
続いて、電池の製造方法にについて説明する。本実施形態に係る電池の製造方法では、正極合材層ＰＡを形成するための正極ペースト、負極合材層ＮＢを形成するための負極ペーストの作成にペースト混練装置１００を用いることに特徴がある。
【００５９】
３−１．ペースト混練工程
ペースト混練装置１００の容器１１０に、正極ペースト材料としての正極活物質、導電材、増粘材、結着材、溶媒を混入する。次いで、デスパー羽根１２０及びアンカー羽根１３０を回転させて、ペースト１７０Ａを混練・攪拌する。続いて、送出手段１５０が、容器１１０内のペースト１７０を流入口１１１ｃへ送り込む。これにより、攪拌羽根１３０に組付けられたスクレーパ１６１が、内壁面１１１ｂに沿って落ちるペースト１７０を薄く伸ばす。この結果、内壁面１１１ｂに沿って薄膜１７１が形成され、泡が薄膜１７１の界面に積極的に浮上する。こうして、脱泡されたペースト１７０（正極ペースト）が作成される。負極用ペーストについても同様に作成できる。
【００６０】
３−２．電極板作成工程
正極板Ｐを、図示しない電極板製造装置を用いて作成する。即ち、正極芯材ＰＢの一端面及び他端面にペースト１７０（正極ペースト）を塗工する。次いで、塗工されたペースト１７０を乾燥させる。これにより、正極板Ｐが作成される。負極板Ｎについても同様に作成できる。
【００６１】
３−３．電極体作成工程
次に、図示しない捲回装置を用いて、正極板Ｐ及び負極板Ｎに、セパレータＳ，Ｔを介在させて積層して捲回する。ここで、図３に示したように、内側から正極板Ｐ、セパレータＳ、負極板Ｎ、セパレータＴの順番に積層されるように積み重ねて捲回する。これにより、捲回電極体１０が作成される。
【００６２】
３−４．電池組立工程
続いて、電池容器２に捲回電極体１０を配置する。そして、電池容器２の内部に電解液を注入し、蓋３を組付けて封止する。これにより、電池１が組立てられる。その後、コンディショニングやエージングなどの処理や、各種の検査工程を行うと良い。以上の工程を経ることにより、本実施形態の電池１が製造される。
【００６３】
上述した電池の製造方法の作用効果について説明する。ペースト混練工程において、ペースト混練装置１００が、容器１１０の内壁面１１１ｂに沿って混練・攪拌されたペースト１７０の薄膜１７１を形成して、摩耗による異物の混入が少なく且つ効果的に脱泡されたペースト１７０を作成する。これにより、電極板作成工程において、電極板Ｐ，Ｎの活物質層にピンホールやひび割れが発生して電極の性能が損なわれてしまうことを防止できる。この結果、品質が優れた電池１を製造できる。
【００６４】
４．第１実施形態の第１変形実施形態に係るペースト混練装置
図９は、第１実施形態の第１変形実施形態に係るペースト混練装置１００Ａを示した概略的な断面図である。このペースト混練装置１００Ａの薄膜形成手段１６０Ａは、スクレーパ１６１と、スペーサ１６２と、支持板１６５と、連結ロッド１６６と、連結具１６７とを有している。支持板１６５は、スクレーパ１６１を支持するためのものであり、連結ロッド１６６を介して連結具１６７に組付けられている。連結ロッド１６６は、主軸１３１の径方向に延びている。連結具１６７は、主軸１３１に組付けられていて、主軸１３１と一体回転可能である。こうして、スクレーパ１６１は、支持板１６５、連結ロッド１６６、連結具１６７を介して主軸１３１に組付けられている。この第１変形実施形態のその他の構成は、上記した第１実施形態の構成と同様であるため、対応する部分に同一符号を付して、その説明を省略する。また、この第１変形実施形態の作用効果は、上記した第１実施形態の作用効果と同様であるため、その説明を省略する。
【００６５】
５．第１実施形態の第２変形実施形態に係るペースト混練装置
図１０は、第１実施形態の第２変形実施形態に係るペースト混練装置１００Ｂを示した概略的な断面図である。また、図１１は、ペースト混練装置１００Ｂの薄膜形成手段１６０Ｂを拡大して示した斜視図である。図１０及び図１１に示したように、薄膜形成手段１６０Ｂは、回転ローラ１８０と、第１アーム部材１８１と、第２アーム部材１８２と、支持ローラ１８３と、支持体板（支持部材）１８４と、上述したスクレーパ１６１と、固定用治具１６３と、ボルト１６４とを有している。
【００６６】
回転ローラ１８０は、スクレーパ１６１の内壁面１１１ｂに対する距離（隙間Ｔ１）を一定に保つためのものである。この回転ローラ１８０は、図１１に示したように、内壁面１１１ｂに対して軸中心Ｏ２周りに回転可能に接触している。この回転ローラ１８０によって、スクレーパ１６１の位置が、内壁面１１１ｂを基準とする位置になる。ここで、図１０に示したように、回転ローラ１８０が内壁面１１１ｂに接触する位置が、ペースト１７０が送り込まれる流入口１１１ｃの位置より上方に設定されている。これは、回転ローラ１８０が内壁面１１１ｂに接触する際に生じ得る摩耗が、ペースト１７０の薄膜１７１に混入するのを防止するためである。
【００６７】
第１アーム部材１８１及び第２アーム部材１８２は、主軸１３１の軸中心Ｏ１に対して径方向に延びている。第１アーム部材１８１の径内方端部１８１ａは、主軸１３１の大径部１３３に接合されている。一方、第１アーム部材１８１の径外方端部１８１ｂは、支持ローラ１８３を介して第２アーム部材１８２の径内方端部１８２ａに傾動可能に組付けられている。即ち、第１アーム部材１８１の径外方端部１８１ｂと第２アーム部材１８２の径内方端部１８２ａとは、図１１の黒い矢印で示したように首振り可能になっている。第２アーム部材１８２の径外方端部１８２ｂは、回転ローラ１８０を回転可能に支持するとともに、支持体板１８４を支持している。
【００６８】
支持体板１８４は、スクレーパ１６１を支持するためのものである。この支持体板１８４は、上下方向に延びる平板であり、上端部で第２アーム部材１８２の径外方端部１８２ｂに固着されている。スクレーパ１６１は、固定用治具１６３及びボルト１６４を用いて支持体板１８４に組付けられている。スクレーパ１６１と内壁面１１１ｂとの間の隙間Ｔ１は例えば２ｍｍに設定されている。この第２変形実施形態のその他の構成は、上記した第１実施形態の構成と同様であるため、対応する部分に同一符号を付して、その説明を省略する。
【００６９】
第１実施形態の第２変形実施形態に係る作用効果について説明する。このペースト混練装置１００Ｂの薄膜形成手段１６０Ｂによれば、主軸１３１の軸中心Ｏ１周りの回転に伴って、スクレーパ１６１がペースト１７０を薄く伸ばして、内壁面１１１ｂに沿って薄膜１７１を形成する。このとき、回転ローラ１８０が内壁面１１１ｂに対して回転可能に接触しているため、スクレーパ１６１の位置が内壁面１１１ｂを基準とする位置になっていて、スクレーパ１６１と内壁面１１１ｂとの間の隙間Ｔ１を常に一定に保つことができる。
【００７０】
即ち、主軸１３１の軸中心Ｏ１と内壁面１１１ｂとの間の距離Ｄ１は、容器１１０の製作誤差等によって、内壁面１１１ｂの周方向の位置に応じて一定でない場合がある。このような場合（容器１１０の内壁面１１１ｂが寸法精度の高い円筒面でない場合）であっても、主軸１３１の回転に伴い内壁面１１１ｂから回転ローラ１８０に作用するトルクは、第２アーム部材１８２の径内方端部１８２ａが第１アーム部材１８１の径外方端部１８１ｂに対して首を振る（傾動する）ことによって、吸収される。こうして、スクレーパ１６１と内壁面１１１ｂとの間の隙間Ｔ１を常に一定に保つことができ、スクレーパ１６１が内壁面１１１ｂに接触することを確実に防止して、内壁面１１１ｂの摩耗による異物がペースト１７０に混入することを防止できる。また、回転ローラ１８０を用いてスクレーパ１６１の位置が内壁面１１１ｂを基準とする位置になっているため、スクレーパ１６１の取付け位置を調整する際に、スクレーパ１６１と内壁面１１１ｂとの間の隙間Ｔ１を正確に調整することができる。第２変形実施形態のその他の作用効果は、上記した第１実施形態の作用効果と同様であるため、その説明を省略する。
【００７１】
６．第２実施形態に係るペースト混練装置
図１２は、第２実施形態に係るペースト混練装置２００を示した概略的な断面図である。このペースト混練装置２００の薄膜形成手段２６０は、保持部材としての堰板２６１と、この堰板２６１を支持する支持部材２６２とを有する。ここで、図１３は、図１２に示した１３−１３の方向から見た断面図であり、図１４は、図１２に示したＹ部分の拡大図である。なお、図１３では、ペースト２７０が省略された状態が示されている。
【００７２】
堰板２６１は、図１２及び図１３に示したように、テーパ面部２６１ａを有し上面部及び底面部を有していない円錐台形状である。この堰板２６１は、ペースト２６０の液面ＬＦより上方の位置に配置されていて、テーパ面部２６１ａの上端部にて周方向に等間隔で４個の支持部材２６２に支持されている。そして、テーパ面部２６１ａの下端と容器本体２１１の内壁面２１１ｂとの間には、隙間Ｔ５が形成されている。隙間Ｔ５は、例えば２ｍｍに設定されている。各支持部材２６２は、容器本体２１１の内壁面２１１ｂから主軸２３１に向けて斜め下方に延びていて、上端部が容器本体２１１の内壁面２１１ｂに接続されている。
【００７３】
こうして、堰板２６１は、図１４に示したように、送出手段２５０により流入口２１１ｃから送り込まれたペースト２７０を所定量保持していて、保持したペースト２７０を重力によって隙間Ｔ５から落とすようになっている。隙間Ｔ５から落ちたペースト２７０は、ペースト２７０の液面ＬＦより上方にて容器２１１の内壁面２１１ｂ全体に沿って薄膜２７１を形成する。これにより、泡が薄膜２７１の界面に積極的に浮上するようになり、ペースト２７０の脱泡を効果的に促進させることができる。第２実施形態のその他の構成は、第１実施形態の構成と同様であるため、対応する部分に２００番台の符号を付して、その説明を省略する。
【００７４】
第２実施形態に係るペースト混練装置２００の作用効果について、図１５を用いて説明する。図１５は、異なる方法で脱泡した場合にペーストのＦｅ（鉄）増加量Ｉを比較した図である。Ｆｅ増加量Ｉが小さいほど、容器の内壁面の摩耗による異物（容器の材質である鉄等）がペーストに混入する量が小さく、作成されたペーストの状態が好ましいことを意味している。言い換えると、硬い材料を含む高硬度なペーストを生成する場合、内壁面の摩耗が大きくなるおそれがある。このことから、Ｆｅ増加量が小さいほど、内壁面の摩耗が小さくて、高硬度なペーストの作成に適していることを意味している。
【００７５】
図１５において、Ｕ１では、従来のペースト混練装置を用いて混練・攪拌した後に遠心真空脱泡装置を用いて脱泡したペーストのＦｅ増加量Ｉが示されている。この場合のＦｅ増加量Ｉは２ｐｐｍであり、内壁面の摩耗は比較的小さい。
【００７６】
Ｕ２では、第１実施形態に係るペースト混練装置１００を用いて混練・攪拌した後に薄膜１７１の形成によって脱泡したペースト１７０のＦｅ増加量Ｉが示されている。この場合のＦｅ増加量Ｉは０．４ｐｐｍであり、内壁面１１１ｂの摩耗は小さい。これは、以下の理由に基づく。図５に示したように、第１実施形態のペースト混練装置１００によれば、スクレーパ１６１が、隙間Ｔ１に介在するペースト１７０（薄膜１７１）にせん断力を付与するため、内壁面１１１ｂの摩耗が生じ易い状況である。しかし、スペーサ１６２が、隙間Ｔ１を規定し且つ内壁面１１１ｂとの接触面積を小さくするため、内壁面１１１ｂの摩耗を小さくすることができる。このため、ペースト混練装置１００では、Ｆｅ増加量Ｉが０．４ｐｐｍという小さい値になる。
【００７７】
Ｕ３では、第２実施形態に係るペースト混練装置２００を用いて混練・攪拌した後に薄膜２７１の形成によって脱泡したペースト２７０のＦｅ増加量Ｉが示されている。この場合のＦｅ増加量Ｉは０．１ｐｐｍであり、内壁面２１１ｂの摩耗は極めて小さい。これは、以下の理由に基づく。図１２に示したように、第２実施形態のペースト混練装置２００によれば、内壁面２１１ｂに形成される薄膜２７１にはせん断力が作用しなくて、内壁面２１１ｂの摩耗が極めて生じにくい状況である。言い換えると、第２実施形態では、せん断力が作用しない静的な状況で薄膜２７１が形成されるのに対して、第１実施形態では、せん断力が作用する動的な状況で薄膜１７１が形成される。このため、Ｆｅ増加量Ｉが０．１ｐｐｍという極めて小さい値になる。よって、このペースト混練装置２００では、摩耗による異物がペーストに極めて混入し難くすることができて、ペーストの組成（材料、固形分濃度）によって高硬度なペーストを作成する場合に好適である。第２実施形態のその他の作用効果は、第１実施形態の作用効果と同様であるため、その説明を省略する。
【００７８】
７．第２実施形態の変形実施形態に係るペースト混練装置
図１６は、第２実施形態の変形実施形態に係るペースト混練装置２００Ａを示した概略的な断面図である。このペースト混練装置２００Ａの薄膜形成手段２６０Ａは、保持手段としての堰板２６３と、この堰板２６３を支持する支持部材２６２とを有する。ここで、図１７は、図１６に示した１７−１７方向から見た断面図であり、図１８は、図１６に示したＺ部分の拡大図である。なお、図１７では、ペースト２７０が省略された状態が示されている。
【００７９】
堰板２６３は、図１６及び図１７に示したように、第１テーパ面部２６３ａと第２テーパ面部（延出部）２６３ｂとを有している。この堰板２６３は、ペースト２６０の液面ＬＦより上方の位置に配置されていて、第１テーパ面部２６３ａの上端部にて周方向に等間隔で４個の支持部材２６２に支持されている。そして、第１テーパ面部２６３ａの下端と容器本体２１１の内壁面２１１ｂとの間には、隙間Ｔ５が形成されている。隙間Ｔ５は、例えば２ｍｍに設定されている。第２テーパ面部２６３ｂは上下方向に延びていて、第２テーパ面部２６３ｂの上端と第１テーパ面部２６３ａの上端とが接続されている。
【００８０】
こうして、堰板２６３は、図１８に示したように、送出手段２５０により流入口２１１ｃから送り込まれたペースト２７０を所定量保持していて、保持したペースト２７０を重力によって隙間Ｔ５から落とすとともに、第２テーパ面部２６３ｂに沿って落とすようになっている。この変形実施形態のその他の構成は、第２実施形態の構成と同様であるため、対応する部分に同一符号を付して、その説明を省略する。
【００８１】
第２実施形態の変形実施形態に係るペースト混練装置２００Ａの作用効果について説明する。隙間Ｔ５から落ちたペースト２７０は、ペースト２６０の液面ＬＦより上方にて容器２１０の内壁面２１１ｂ全体に沿って薄膜２７１を形成する。更に、第２テーパ面部２６３ｂに沿って落ちるペースト２７０は、第２テーパ面部２６３ｂ全体に第２薄膜２７２を形成する。よって、薄膜２７１の界面に加えて第２薄膜２７２の界面へ泡が積極的に浮上するようになる。この結果、この変形実施形態に係るペースト混練装置２００Ａは、第２実施形態に係るペースト混練装置２００に比して、ペーストの薄膜を形成できる量を増やすことによって、脱泡効果を大きく（脱泡時間を少なく）することができる。この変形実施形態のその他の作用効果は、第２実施形態の作用効果と同様であるため、その説明を省略する。
【００８２】
８．第３実施形態に係るペースト混練装置
図１９は、第３実施形態に係るペースト混練装置３００を示した概略的な断面図である。このペースト混練装置３００は、混練装置４００と脱泡装置５００とを備える。混練装置４００は、ペースト４７０Ａを混練・攪拌するものであり、従来のペースト混練装置と同様の構成である。即ち、混練装置４００は、第１実施形態に係るペースト混練装置１００に循環装置である送出手段１５０と薄膜形成手段１６０が設けられていない装置である。この混練装置４００は、デスパー羽根４２０及びアンカー羽根４３０の回転により、ペースト４７０Ａを混練・攪拌した後、多くの泡が含まれたペースト４７０を送出手段５５０を介して脱泡装置５００に送り込むようになっている。混練装置４００のその他の構成は、第１実施形態に係るペースト混練装置１００の構成と同様であるため、対応する部位に４００番台の符号を付して、その説明を省略する。
【００８３】
脱泡装置５００は、容器５１０（本発明に係る容器）外に送出手段５５０を備え、容器５１０内に薄膜形成手段５６０を備えている。容器５１０は、ペースト４７０の混練・攪拌が行われる混練装置４００の容器（混練容器）４１０とは異なるものであり、内壁面５１１ｂに薄膜を形成するための薄膜形成容器である。送出手段５５０は、混練装置４００（混練容器４１０）の排出口４１１ａから容器本体５１１に設けられた流入口５１１ｃにペースト４７０を全量送り込むものである。ここで、混練装置４００から脱泡装置５００に送り込まれたペースト４７０をペースト５７０と呼ぶこととする。流入口５１１ｃは、ペースト５７０の液面ＬＦより上方に位置していて、容器本体５１１の周壁に形成された孔である。送出手段５５０は、送出管５５１と、送出ポンプ５５２とを有している。なお、脱泡装置５００は、ペースト５７０の混練を目的とした装置ではないため、デスパー羽根を有していない。
【００８４】
薄膜形成手段５６０は、流入口５１１ｃから送り込まれたペースト５７０に対して容器本体５１１の内壁面５１１ｂに沿って薄膜５７１を形成するものである。薄膜形成手段５６０の構成は、第１実施形態に係る薄膜形成手段１６０の構成と同様であるため、対応する部分に５００番代の符号を付して、その説明を省略する。なお、容器５１０内は、減圧装置４４０又はその他の減圧装置によって減圧されている。
【００８５】
ところで、バッチ式である第１実施形態に係るペースト混練装置１００では、排出口１１１ａの近傍にあるペースト１７０が、循環装置である送出手段１５０によって排出口１１１ａから流入口１１１ｃへ送り込まれるようになっている。しかし、粘度νが１００００ｍＰａ・ｓ程度である高粘度のペースト１７０を処理する場合、主軸１３１の周辺部分（図５の仮想線で示したＲ部分）に発生した泡は、ペースト１７０の粘度νが高いため、主軸１３１の周辺部分から移動せず、残留し易い。このため、残留する泡は、排出口１１１ａに到達しなくて、内壁面１１１ｂに形成される薄膜１７１の界面にまで到達しない。よって、高粘度のペースト１７０を処理する場合には、主軸１３１の周辺部分に位置するペースト１７０は泡がみし易く、脱泡効果が低くなるおそれがある。
【００８６】
これに対して、ワンパス式である第３実施形態に係るペースト混練装置３００では、混練装置４００の容器本体４１１の中にある全てのペースト４７０が、送出手段５５０によって排出口４１１ａから脱泡装置５００の流入口５１１ｃへ送り込まれるようになっている。これにより、脱泡装置５００の薄膜形成手段５６０が、容器本体４１１の中にある全てのペースト４７０（５７０）に対して内壁面５１１ｂに沿って薄膜５７１を形成する。このため、主軸４３１の周辺部分に発生した泡は、薄膜５７１の界面に到達することができる。よって、高粘度のペースト４７０（５７０）を処理する場合であっても、主軸４３１の周辺部分に位置するペースト４７０（５７０）を脱泡することができ、脱泡効果の低下を防止できる。
【００８７】
ここで、図２０は、第１実施形態に係るペースト混練装置１００と第３実施形態に係るペースト混練装置３００とを用いた場合の脱泡効果を比較した図である。図２０では、同じペーストを異なる方法で脱泡した場合に、ペーストの粒ゲージ読み値Ｑ（粒の大きさの測定値）が示されている。
【００８８】
図１８において、Ｖ１では、第１実施形態に係るペースト混練装置１００を用いた場合に低粘度のペーストを脱泡したときの粒ゲージ読み値Ｑが示されている。また、Ｖ２では、ペースト混練装置１００を用いた場合に高粘度のペーストを脱泡したときの粒ゲージ読み値Ｑが示されている。Ｖ１では粒ゲージ読み値Ｑが５０μｍであるのに対して、Ｖ２では粒ゲージ読み値Ｑが６０μｍであるため、ペースト混練装置１００では高粘度のペーストを処理する場合に脱泡効果が低くなることが分かる。
【００８９】
これに対して、図２０において、Ｗ１では、第３実施形態に係るペースト混練装置３００を用いた場合に低粘度のペーストを脱泡したときの粒ゲージ読み値Ｑが示されている。また、Ｗ２では、ペースト混練装置３００を用いた場合に高粘度のペーストを脱泡したときの粒ゲージ読み値Ｑが示されている。Ｗ１及びＷ２では、粒ゲージ読み値Ｑが共に５０μｍであるため、ペースト混練装置３００では高粘度ペーストを処理する場合であっても脱泡効果の低下を防止できることが分かる。第３実施形態のその他の作用効果は、第１実施形態の作用効果と同様であるため、その説明を省略する。
【００９０】
９．第３実施形態の変形実施形態に係るペースト混練装置
図２１は、第３実施形態の変形実施形態に係るペースト混練装置３００Ａを示した概略的な断面図である。このペースト混練装置３００Ａは、混練装置４００と第１脱泡装置６００と第２脱泡装置７００とを備える。この変形実施形態に係る混練装置４００の構成と第３実施形態に係る混練装置４００の構成は、同様であるため、その説明を省略する。
【００９１】
第１脱泡装置６００は、容器６１０（本発明に係る容器）外に送出手段６５０を備え、容器６１０内に薄膜形成手段６６０を備えている。送出手段６５０は、混練装置４００（混練容器４１０）の排出口４１１ａから容器本体６１１に設けられた流入口６１１ｃにペースト４７０を全量送り込むものである。ここで、混練装置４００から第１脱泡装置６００に送り込まれたペースト４７０をペースト６７０と呼ぶこととする。流入口６１１ｃは、ペースト６７０の液面ＬＦより上方に位置していて、容器本体６１１の周壁に形成された孔である。送出手段６５０は、従来から用いられている送出手段と同様の構成で良く、送出管６５１と送出ポンプ６５２とを有している。
【００９２】
第１脱泡装置６００は、ペースト６７０の混練・攪拌を目的とした装置ではないため、デスパー羽根及びアンカー羽根を有していない。この第１脱泡装置６００の容器６１０は、ペーストを塗工する前に混練・攪拌されたペーストを小さなタンクに移す際に用いられるバッファタンク、塗工前のペーストの状態を調整するための塗工タンク等である。
【００９３】
薄膜形成手段６６０は、流入口６１１ｃから送り込まれたペースト６７０に対して容器本体６１１の内壁面６１１ｂに沿って薄膜６７１を形成するものである。薄膜形成手段６６０の構成は、第２実施形態に係る薄膜形成手段２６０の構成と同様であるため、対応する部分に６００番代の符号を付して、その説明を省略する。第２脱泡装置７００は、第１脱泡装置６００の構成と同様であるため、対応する部分に７００番代の符号を付して、その説明を省略する。なお、容器６１０内及び容器７１０内は、減圧装置４４０又はその他の減圧装置によって減圧されている。
【００９４】
第３実施形態の変形実施形態に係るペースト混練装置３００Ａの作用効果について説明する。混練装置４００は、従来から用いられているペースト混練装置と同様の構成である。また、第１脱泡装置６００、第２脱泡装置７００は、従来から用いられているバッファタンク、塗工タンク等に薄膜形成手段６６０，７６０を設けた簡易な構成である。こうして、バッファタンク、塗工タンク等の内壁面を利用して薄膜６７１，７７１を形成することにより、安価且つ容易にペースト６７０，７７０を脱泡させることができる。また、このペースト混練装置３００Ａでは、せん断力が作用しない静的な状況で薄膜６７１，７７１が形成されるため、摩耗による異物がペースト６７０，７７０に極めて混入し難くすることができる。この変形実施形態のその他の作用効果は、第３実施形態の作用効果と同様であるため、その説明を省略する。
【００９５】
１０．変形例
以上、本発明に係るペースト混練装置及び電池の製造方法において、本発明はこれに限定されることはなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、第１実施形態及びその第１変形実施形態の薄膜形成手段１６０、第３実施形態の脱泡装置５００の薄膜形成手段５６０は、スペーサ１６２、５６２を有しているが、スペーサ１６２、５６２を有していなくても良い。
また、第３実施形態の変形実施形態において、脱泡装置（第１脱泡装置６００、第２脱泡装置７００）を二個設けたが、脱泡装置の個数は１個又は３個以上であっても良い。
また、各実施形態及びその変形実施形態において、正極ペーストを作成したが、負極ペーストを作成しても良い。
また、電池の製造方法において、ペースト混練工程では、第１実施形態に係るペースト混練装置１００を用いたが、第１実施形態の第１変形実施形態及び第２変形実施形態に係るペースト混練装置１００Ａ，１００Ｂ、第２実施形態及びその変形実施形態に係るペースト混練装置２００，２００Ａ、第３実施形態及びその変形実施形態に係るペースト混練装置３００，３００Ａを用いても良い。
また、製造される電池は、正極板と負極板とを捲回しないで積層する積層電極体を有する電池であっても良い。また、電池は、リチウムイオン二次電池に限られず、ニッケル水素電池やその他の二次電池であっても良く、一次電池であっても良い。
【符号の説明】
【００９６】
１ 電池
１０ 捲回電極体
２０ 正極集電板
３０ 負極集電板
Ｐ，Ｎ 正極板，負極板
ＰＡ，ＮＡ 正極合材層，負極合材層
Ｓ，Ｔ セパレータ
１００ ペースト混練装置
１００Ａ，１００Ｂ ペースト混練装置
１１０ 容器
１１１ 容器本体
１１１ａ 排出口
１１１ｂ 内壁面
１１１ｃ 流入口
１２０ デスパー羽根
１３０ アンカー羽根
１３１ 主軸
１４０ 減圧装置
１５０ 送出手段
１６０ 薄膜形成手段
１６１ スクレーパ
１６２ スペーサ
１７０（１７０Ａ） ペースト
１７１ 薄膜
１８０ 回転ローラ
１８１ 第１アーム部材
１８２ 第２アーム部材
２００ ペースト混練装置
２００Ａ ペースト混練装置
２６１，２６３ 堰板
２６１ａ テーパ面部
２６３ａ 第１テーパ面部
２６３ｂ 第２テーパ面部
３００ ペースト混練装置
３００Ａ ペースト混練装置
４００ 混練装置
５００ 脱泡装置
６００ 第１脱泡装置
７００ 第２脱泡装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
混練・攪拌されたペーストを貯留する容器を備えたペースト混練装置において、
前記容器には、貯留されるペーストの液面より上方にて前記ペーストが流入される流入口が設けられ、
前記容器外には、前記流入口に前記ペーストを送り込む送出手段が設けられ、
前記容器内には、前記流入口から送り込まれたペーストに対して前記容器の内壁面に沿って薄膜を形成する薄膜形成手段が設けられていることを特徴とするペースト混練装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたペースト混練装置において、
前記容器には、前記ペーストを排出する排出口が設けられ、
前記送出手段は、前記容器内に貯留されたペーストを前記排出口から前記流入口へ送り込む循環装置であることを特徴とするペースト混練装置。
【請求項３】
請求項２に記載されたペースト混練装置において、
前記容器は、ペーストの混練・攪拌が行われる混練容器であるとともに、前記薄膜が形成される薄膜形成容器であることを特徴とするペースト混練装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載されたペースト混練装置において、
前記容器内には、回転する主軸とこの主軸に組付けられていて前記ペーストを攪拌する攪拌羽根とが設けられ、
前記薄膜形成手段は、前記主軸又は前記攪拌羽根に組付けられていて前記流入口から送り込まれたペーストを薄く伸ばすスクレーパを有することを特徴とするペースト混練装置。
【請求項５】
請求項４に記載されたペースト混練装置において、
前記薄膜形成手段は、前記スクレーパに組付けられるとともに前記容器の内壁面に接触していて前記スクレーパと前記容器の内壁面との間の隙間を規定するスペーサを有することを特徴とするペースト混練装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載されたペースト混練装置において、
前記容器内には、回転する主軸が設けられ、
前記薄膜形成手段は、
前記容器の内壁面に対して回転可能に接触する回転ローラと、
前記主軸に組付けられていて前記主軸の軸中心に対して径方向に延びる第１アーム部材と、
前記主軸の軸中心に対して径方向に延び径外方端部で前記回転ローラを回転可能に支持していて径内方端部で前記第１アーム部材に傾動可能に組付けられている第２アーム部材と、
前記第２アーム部材に組付けられていて前記流入口から送り込まれたペーストを薄く伸ばすスクレーパと、を有することを特徴とするペースト混練装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載されたペースト混練装置において、
前記薄膜形成手段は、前記流入口から送り込まれたペーストを保持するとともに前記容器の内壁面との間に隙間を形成していて前記保持したペーストを前記隙間から落とす保持部材であることを特徴とするペースト混練装置。
【請求項８】
請求項７に記載されたペースト混練装置において、
前記保持部材は、上下方向に延びる延出部を有し、前記保持したペーストを前記延出部に沿って落として前記ペーストの第２薄膜を形成するものであることを特徴とするペースト混練装置。
【請求項９】
請求項１又は請求項２に記載されたペースト混練装置において、
前記容器は、ペーストの混練・攪拌が行われる混練容器とは異なるものであり、前記混練容器から混練・攪拌された全てのペーストが前記送出手段によって前記流入口に送り込まれるものであることを特徴とするペースト混練装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９の何れかに記載されたペースト混練装置において、
前記容器外には、前記容器内の圧力を下げる減圧装置が設けられていることを特徴とするペースト混練装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０の何れかに記載されたペースト混練装置を用いてペースト材料から混練・攪拌されたペーストを作成するペースト混練工程と、
前記ペーストを電極芯材に塗工してペースト層とするとともにそのペースト層を乾燥させて正極板又は負極板とする電極板作成工程と、
前記正極板と前記負極板とをこれらの間にセパレータを介在させて積層又は捲回して電極体とする電極体作成工程と、
前記電極体を電池容器の内部に配置するとともに前記電池容器の内部に電解液を注入して封止する電池組立工程と、を有することを特徴とする電池の製造方法。
【請求項１】
混練・攪拌されたペーストを貯留する容器を備えたペースト混練装置において、
前記容器には、貯留されるペーストの液面より上方にて前記ペーストが流入される流入口が設けられ、
前記容器外には、前記流入口に前記ペーストを送り込む送出手段が設けられ、
前記容器内には、前記流入口から送り込まれたペーストに対して前記容器の内壁面に沿って薄膜を形成する薄膜形成手段が設けられていることを特徴とするペースト混練装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたペースト混練装置において、
前記容器には、前記ペーストを排出する排出口が設けられ、
前記送出手段は、前記容器内に貯留されたペーストを前記排出口から前記流入口へ送り込む循環装置であることを特徴とするペースト混練装置。
【請求項３】
請求項２に記載されたペースト混練装置において、
前記容器は、ペーストの混練・攪拌が行われる混練容器であるとともに、前記薄膜が形成される薄膜形成容器であることを特徴とするペースト混練装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載されたペースト混練装置において、
前記容器内には、回転する主軸とこの主軸に組付けられていて前記ペーストを攪拌する攪拌羽根とが設けられ、
前記薄膜形成手段は、前記主軸又は前記攪拌羽根に組付けられていて前記流入口から送り込まれたペーストを薄く伸ばすスクレーパを有することを特徴とするペースト混練装置。
【請求項５】
請求項４に記載されたペースト混練装置において、
前記薄膜形成手段は、前記スクレーパに組付けられるとともに前記容器の内壁面に接触していて前記スクレーパと前記容器の内壁面との間の隙間を規定するスペーサを有することを特徴とするペースト混練装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載されたペースト混練装置において、
前記容器内には、回転する主軸が設けられ、
前記薄膜形成手段は、
前記容器の内壁面に対して回転可能に接触する回転ローラと、
前記主軸に組付けられていて前記主軸の軸中心に対して径方向に延びる第１アーム部材と、
前記主軸の軸中心に対して径方向に延び径外方端部で前記回転ローラを回転可能に支持していて径内方端部で前記第１アーム部材に傾動可能に組付けられている第２アーム部材と、
前記第２アーム部材に組付けられていて前記流入口から送り込まれたペーストを薄く伸ばすスクレーパと、を有することを特徴とするペースト混練装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載されたペースト混練装置において、
前記薄膜形成手段は、前記流入口から送り込まれたペーストを保持するとともに前記容器の内壁面との間に隙間を形成していて前記保持したペーストを前記隙間から落とす保持部材であることを特徴とするペースト混練装置。
【請求項８】
請求項７に記載されたペースト混練装置において、
前記保持部材は、上下方向に延びる延出部を有し、前記保持したペーストを前記延出部に沿って落として前記ペーストの第２薄膜を形成するものであることを特徴とするペースト混練装置。
【請求項９】
請求項１又は請求項２に記載されたペースト混練装置において、
前記容器は、ペーストの混練・攪拌が行われる混練容器とは異なるものであり、前記混練容器から混練・攪拌された全てのペーストが前記送出手段によって前記流入口に送り込まれるものであることを特徴とするペースト混練装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９の何れかに記載されたペースト混練装置において、
前記容器外には、前記容器内の圧力を下げる減圧装置が設けられていることを特徴とするペースト混練装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０の何れかに記載されたペースト混練装置を用いてペースト材料から混練・攪拌されたペーストを作成するペースト混練工程と、
前記ペーストを電極芯材に塗工してペースト層とするとともにそのペースト層を乾燥させて正極板又は負極板とする電極板作成工程と、
前記正極板と前記負極板とをこれらの間にセパレータを介在させて積層又は捲回して電極体とする電極体作成工程と、
前記電極体を電池容器の内部に配置するとともに前記電池容器の内部に電解液を注入して封止する電池組立工程と、を有することを特徴とする電池の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１２−１９６５９５（Ｐ２０１２−１９６５９５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６０６７３（Ｐ２０１１−６０６７３）
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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