CN102310026B

CN102310026B - 活性材料涂覆装置

Info

Publication number: CN102310026B
Application number: CN201110183653.4A
Authority: CN
Inventors: 安善爀; 许经宪
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2031-07-01
Also published as: KR101212201B1; CN102310026A; KR20120003217A

Abstract

本发明提供一种活性材料涂覆装置，该活性材料涂覆装置通过实现真空腔的密封而将活性材料涂覆到形成可再充电电池的电极板的基板。根据本发明的示范性实施例的活性材料涂覆装置包括：涂覆辊，使形成可再充电电池的电极板的基板前进；狭缝模具，提供在涂覆辊的一侧，设定狭缝孔与基板之间的涂覆间隙，并将处于浆料状态的压力传输的活性材料排出到狭缝孔以将活性材料涂覆到基板；真空腔，安装在狭缝模具的狭缝孔的一侧，以沿涂覆辊的圆周方向部分地围绕涂覆辊并向涂覆到基板的活性材料的涂覆液珠施加负压力；侧密封部，于真空腔的两侧在真空腔和涂覆辊之间密封；以及中央密封部，于侧密封部之间在真空腔和涂覆辊之间密封。

Description

活性材料涂覆装置

技术领域

本发明涉及一种活性材料涂覆装置，该活性材料涂覆装置在形成可再充电电池的电极板的基板上涂覆活性材料。

背景技术

可再充电电池包括电极板，其中活性材料层形成在集流器(currentcollector)上。当可再充电电池充电时，来自正电极活性材料层的离子移动到负活性材料层并存储在其中；当可再充电电池放电时，存储在负活性材料层中的离子返回到正电极活性材料层中。正活性材料和负活性材料应当在整个集流器上具有均匀的厚度，以使可再充电电池的特性均匀。为此，使用活性材料涂覆装置。

例如，活性材料涂覆装置将处于浆料状态的活性材料排出到形成于狭缝模具(slot die)(也就是，上模具和下模具)的前端的排出狭缝(discharge slot)，以将活性材料涂覆到基板，该基板在缠绕涂覆辊(coating roll)的同时前进，该涂覆辊与处于狭缝模具前部的排出狭缝具有微小间隙。

当活性材料通过排出狭缝高速地涂覆或薄膜涂覆(thin-film coat)到基板时，在排出狭缝下部的上涂覆液珠(upper coating bead)移动到正在被涂覆的下涂覆液珠，使得涂覆不能以均匀的厚度进行。

为了实现具有均匀厚度的涂覆，活性材料涂覆装置在狭缝模具中具有真空腔。真空腔的负压力施加到涂覆液珠使得上涂覆液珠被拉下，从而防止正在被涂覆的下涂覆液珠被破坏。

然而，在此情况下，提供基板的涂覆辊和真空腔不能被容易地密封，因此，真空腔不能保持恒定的负压力。因此，活性材料的涂覆质量会恶化。

在本背景技术部分中公开的上述信息只是为了增强对本发明背景的理解，因此它可以包含不形成对于本领域技术人员已经在该国中公知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的一方面提供一种活性材料涂覆装置，其通过实现真空腔的密封而将活性材料涂覆到形成可再充电电池的电极板的基板。

根据本发明示范性实施例的活性材料涂覆装置包括：涂覆辊，使形成可再充电电池的电极板的基板前进；狭缝模具，提供在涂覆辊的一侧，设定狭缝孔与基板之间的涂覆间隙，并将浆料状态的压力传输的活性材料排出到狭缝孔以将活性材料涂覆到基板；真空腔，安装在狭缝模具的狭缝孔的一侧，以沿其圆周方向部分地围绕涂覆辊并向涂覆到基板的活性材料的涂覆液珠施加负压力；侧密封部，于真空腔的两侧在真空腔和涂覆辊之间密封；以及中央密封部，于侧密封部之间在真空腔和涂覆辊之间密封。

根据本发明示范性实施例的活性材料涂覆装置还可以包括支架，在支架上安装狭缝模具，以朝涂覆辊移动/从涂覆辊反向移动狭缝模具，并控制关于涂覆辊的表面的角度。

真空腔还可以包括沿涂覆辊的长度方向提供在其中的分离板，以引起活性材料沿基板移动到其下部。

侧密封部可以包括：侧密封构件，根据涂覆辊的曲率紧密附着到涂覆辊；以及第一弹性构件，提供在侧密封构件与真空腔之间以弹性支撑侧密封构件。

侧密封构件可以由聚四氟乙烯(PTFE，)和硅酮(silicone)之一形成。第一弹性构件可以由弹簧、橡胶和硅酮之一形成。

真空腔可以包括面对侧密封部的侧板，侧板可以包括：第一接收单元，具有开口侧以接收第一弹性构件；以及内引导件，设定第一接收单元的两侧以在侧密封构件变形时支撑并引导侧密封构件。

侧密封构件可以包括：紧密附着部，紧密附着到涂覆辊；外引导件，在紧密附着部的两侧突出到涂覆辊的相对侧并接收内引导件；以及突起，在外引导件之间从紧密附着部突出并插入到第一接收单元，使得突起被第一弹性构件支撑。

侧密封部还可以包括第一引导销，第一引导销悬挂在形成于外引导件中的第一狭缝上并紧固到内引导件。

中央密封部可以包括：中央密封构件，沿涂覆辊的长度方向面对涂覆辊并部分地附着到涂覆辊；以及第二弹性构件，提供在中央密封构件与真空腔之间以弹性支撑中央密封构件。

第二弹性构件可以由弹簧、橡胶和硅酮之一形成。

真空腔可以具有面对中央密封部的前板，该前板可以包括：第二接收单元，具有开口侧以接收第二弹性构件；以及引导件，设定第二接收单元的两侧以在中央密封构件向上移动时支撑并引导中央密封构件。

中央密封构件可以包括：紧密附着部，面对涂覆辊并部分地附着到涂覆辊；以及支撑件，固定到紧密附着部并插入到第二接收单元，使得支撑件被第二弹性构件支撑。

紧密附着部可以由聚四氟乙烯(PTFE，

)和硅酮之一形成。

中央密封部还可以包括第二引导销，该第二引导销悬挂在形成在引导件中的第二狭缝孔上并紧固到支撑件。

中央密封构件可以包括支撑突起，该支撑突起沿涂覆辊的长度方向从两侧突出并紧密附着和支撑涂覆辊。

如上所述，根据本发明的示范性实施例，当通过狭缝模具的狭缝孔排出的活性材料涂覆到基板上时，真空腔和涂覆辊可以通过在真空腔和涂覆辊之间形成侧密封部和中央密封部而密封。在此情形下，负压力施加到通过狭缝孔排出的活性材料的上涂覆液珠，因此能够保持涂覆液珠不被损坏，从而能够改善涂覆质量。

附图说明

图1是根据本发明的示范性实施例的活性材料涂覆装置的透视图；

图2是图1的活性材料涂覆装置的侧视图，该活性材料涂覆装置处于通过将狭缝模具紧密附着到涂覆辊来涂覆活性材料的状态；

图3是在图2的活性材料涂覆装置中侧密封构件根据形成在涂覆辊与侧密封构件之间的密封状态的变形状态的视图；

图4是图1沿线IV-IV截取的截面图；

图5是图4的侧密封部的操作状态的视图；

图6是图1的中央密封部的正视图；

图7是图1沿线VII-VII截取的截面图；

图8是图7的中央密封构件的操作状态的视图；

图9是使用图1的活性材料涂覆装置的活性材料涂覆状态的视图。

附图标记说明

1：涂覆辊 2：狭缝模具

3：真空腔 4：侧密封部

5：中央密封部 6：支架

21：下模具 22：上模具

23：狭缝孔 31：侧板

32：前板 33：分离板

41：侧密封构件

42，52：第一和第二弹性构件

43，53：第一和第二引导销 51：中央密封构件

61：旋转轴 311，321：第一和第二接收单元

312：内引导件 322：引导件

411，511：紧密附着部 412：外引导件

413：突起 414，513：第一和第二狭缝孔

512：支撑件 514：支撑突起

B：涂覆液珠 C：涂覆间隙

D，L：直径，长度 S：基板

W：宽度 θ：角度

DL：排出方向线

DL1，DL2：第一和第二排出方向线

TL：接触线

具体实施方式

下面将结合附图更充分地描述本发明，附图中示出了本发明的示范性实施例。本领域技术人员将认识到，所述的实施例可以以各种方式改进，而不脱离本发明的精神或范围。附图和说明书应该理解为本质上是示意性的，而非限制性的。相同的附图标记在整个说明书中指代相同的元件。

图1是根据本发明的示范性实施例的活性材料涂覆装置的透视图。参照图1，根据示范性实施例的活性材料涂覆装置包括：涂覆辊1，使形成可再充电电池的电极板的基板S前进；狭缝模具2，涂覆活性材料到涂覆辊1；真空腔3，施加负压力到涂覆材料的涂覆液珠B(参照图9)，该涂覆材料从狭缝模具2排出并涂覆到基板S；以及侧密封部4和中央密封部5，密封在真空腔3和涂覆辊1之间。侧密封部4形成在真空腔3的两侧，中央密封部5在真空腔3前部形成在侧密封部4之间。

具有预定直径D和长度L(在y轴方向)的涂覆辊1以水平状态提供，并旋转以将未涂覆活性材料的基板S提供到狭缝模具2以及将涂覆有活性材料的基板S从狭缝模具2引出。基板S以预定角度缠绕在涂覆辊1周围，并接收张力然后被提供或引出，且可以由铜片或铝片形成。

图2是在图1的活性材料涂覆装置中通过将狭缝模具紧密附着到涂覆辊来涂覆活性材料的侧视图。参照图1和图2，狭缝模具2提供浆料状态的压力传输的活性材料从而将材料以均匀的厚度涂覆到由涂覆辊1传输的基板S。例如，狭缝模具2包括下模具21、上模具22以及设置在下模具21与上模具22之间的狭缝孔23。从狭缝孔23朝涂覆辊1延伸的线形成排出方向线LD。

狭缝孔23朝涂覆辊1的表面敞开，狭缝孔23和涂覆辊1沿y轴方向延伸并在其间保持平行状态。在此情况下，由狭缝孔23的排出方向线DL相对于基板S的接触线(touch line)TL或涂覆辊1的表面形成的角度θ可以改变。此外，设置在基板S的表面或涂覆辊1的表面与狭缝孔23之间的涂覆间隙C(参照图2和图9)可以根据活性材料浆料的粘度而改变。

为此，活性材料涂覆装置还包括支架6。支架6在其上安装狭缝模具2以朝涂覆辊1移动狭缝模具2/从涂覆辊1反向移动狭缝模具2，并关于提供在两侧的旋转轴旋转狭缝模具2。例如，支架6通过围绕狭缝模具2的底部和横向侧表面来安装狭缝模具2，从而能够形成稳定的结构。

真空腔3安装在狭缝模具2的下模具21的下侧以施加负压力到涂覆液珠B(参照图9)，并沿涂覆辊1的圆周方向围绕一部分涂覆辊2，并且与真空泵(未示出)相连。

例如，真空腔3包括面对侧密封部分4的侧板31、面对中央密封部5的前板32、形成在其中的分离板33。侧板31设定真空腔3的侧面(lateralside)，前板32在侧板31之间设定在涂覆辊1侧的真空腔。

分离板33沿涂覆辊1的长度方向(即y轴方向)提供在真空腔3中，以沿基板S引发活性材料移动到其下部分。因此，分离板33将真空腔3的内部分为狭缝模具2侧和涂覆辊1侧。

图3示出在图2的活性材料涂覆装置中根据涂覆辊和侧密封构件之间的密封状态的侧密封构件的变形状态。参照图3，处于实线的侧密封部分4可以根据狭缝模具2关于涂覆辊1的涂覆间隙C和角度θ通过变形到单点划线(one-point chain line)或双点划线(two-point chain line)而实现密封。

当狭缝孔32的排出方向线DL通过狭缝模具2的向前/向后移动和旋转改变到第一排出方向线DL1时，如图3所示，侧密封部4的上部被压缩且其下部扩张，使得侧密封部4能够与涂覆辊1密封。相反，当狭缝孔32的排出方向线改变到第二排出方向线DL2时，如图3所示，侧密封部4的上部扩张且其下部被压缩，使得侧密封部4能够与涂覆辊1密封。

侧密封部4在涂覆辊1的长度方向L(在y轴方向)的两侧提供在涂覆辊1和真空腔3之间，以密封涂覆辊1和真空腔3。

图4是图1沿线IV-IV截取的截面图，图5是图4的侧密封部的操作视图。参照图4和图5，侧密封部4包括侧密封构件41和第一弹性构件42。

侧密封构件41紧密附着到涂覆辊1的外表面，并根据涂覆辊1的曲率变形以在涂覆辊1和侧板31之间密封。此外，侧密封构件41密封形成在下模具21和上模具22之间的狭缝孔23的侧部，以在真空腔3中形成负压力V。第一弹性构件42提供在侧密封构件41和侧板31之间以弹性支撑侧密封构件41。因此，侧密封构件41始终紧密附着到涂覆辊1。

侧板31包括第一接收单元311和内引导件312以与侧密封构件41形成密封结构，并支撑变形的侧密封构件41。第一接收单元311在侧板31处朝涂覆辊1敞开，以接收第一弹性构件42。内引导件312设定第一接收单元311的两侧以在侧密封构件41变形时支撑并引导侧密封构件41。

侧密封构件41包括紧密附着部411、外引导件412和突起413以与侧板31形成密封结构并被紧密附着到涂覆辊1。紧密附着部411以预定宽度W紧密附着到涂覆辊1。外引导件412在紧密附着部411的宽度W的两侧处突出到与涂覆辊1相反的一侧，以接收侧板31的内引导件312。外引导件412和内引导件312的接触面(contact side)在侧密封构件41与侧板31之间密封。突起413在外引导件412之间从紧密附着部411的中央突出，并插入到侧板31的第一接收单元311，从而被第一弹性构件42支撑。

侧板31的内引导件、侧密封构件41的外引导件412和突起413形成在覆盖涂覆辊1的区域上方。第一弹性构件42根据设定在涂覆辊1和紧密附着部411之间的压力被压缩或扩张，从而保持密封结构。

侧密封部4还包括第一引导销43。第一引导销43悬挂在形成于外引导件412中的第一狭缝孔414上然后被紧固到内引导件312。因此，在涂覆辊1与紧密附着部411之间的压力减弱并且第一弹性构件42扩张的情况下，能够防止侧密封构件41从侧板完全分离。

侧密封构件41由PTFE(聚四氟乙烯，

)或硅酮形成，并紧密附着到旋转的涂覆辊1的表面并保护该表面。第一弹性构件42可以由橡胶、硅酮或弹簧形成。第一弹性构件42在侧板31处向上推动侧密封构件41，第一引导销43在侧板31处限制侧密封构件41的向上移动。

图6是图1的中央密封部的正视图。参照图6，侧密封部4形成在涂覆辊1的两侧，中央密封部5沿涂覆辊1的长度方向L设置在侧密封部4之间。

图7是图1沿线VII-VII截取的截面图，图8是图7的中央密封构件的操作状态视图。参照图7和图8，中央密封部5包括中央密封构件51和第二弹性构件52。

中央密封构件51沿涂覆辊1的长度方向(y轴方向)面对涂覆辊1的底侧，然后部分附着到该底侧，使得涂覆辊1和前板32被密封。基板S在涂覆辊1和中央密封构件51之间前进，涂覆辊1和中央密封构件51彼此面对而不彼此紧密附着(参照图6)。在此部分，中央密封构件51和基板S彼此紧密附着然后被密封。在基板S的两侧，中央密封构件51紧密附着到涂覆辊1并形成密封。第二弹性构件52提供在中央密封构件51和前板32之间以弹性地支撑中央密封构件51。因此，中央密封构件51始终部分附着到涂覆辊1，并保持与涂覆辊1的恒定间隙。

前板32包括第二接收单元321和引导件322以密封中央密封构件51并支撑向上移动的中央密封构件51。第二接收单元321在前板32处朝涂覆辊1敞开以接收第二弹性构件52。引导件322设定第二接收单元321的两侧以在中央密封构件51向上移动时支撑和引导中央密封构件51。

中央密封构件51包括紧密附着部511和支撑件512，以与前板32形成密封结构并通过提供基板S而紧密附着到涂覆辊1。紧密附着部511具有倾斜侧515以引导基板S和涂覆辊1的移动。支撑件512固定到紧密附着部511然后插入到第二接收单元321，从而被第二弹性构件52支撑。

中央密封构件51还包括在长度方向(y轴方向)在涂覆辊1的两侧朝涂覆辊1突出的支撑突起514。实质上，中央密封构件51通过支撑突起514支撑涂覆辊1。因此，支撑突起514之间的中央密封构件51形成基板S的供应通道，该基板S通过围绕涂覆辊1缠绕而提供。

中央密封部5还包括第三引导销53。第三引导销53悬挂在形成于引导件322中的第二狭缝孔513上然后被紧固到支撑件512。因此，在涂覆辊1和紧密附着部511之间或涂覆辊1和支撑突起514之间的压力减弱且因此第二弹性构件52扩张的情况下，能够防止中央密封构件51从前板32完全分离。

紧密附着部511由PTFE

或硅酮形成，以保护涂覆辊1的表面。第二弹性构件52可以由橡胶、硅酮或弹簧形成。

图9是使用图1的活性材料涂覆装置的活性材料涂覆状态的视图。参照图9，侧密封部4和中央密封部5提供在真空腔3中，使得通过狭缝模具2的狭缝孔23以浆料状态排出的活性材料涂覆到向上移动的基板2。在此情况下，形成在真空腔3中的负压力V施加到上涂覆液珠B，涂覆液珠B被向下拉，使得涂覆到基板S的活性材料的涂覆液珠B保持稳定的状态，从而实现高质量的涂覆。

虽然已经结合当前被认为是实用的示范性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，本发明旨在覆盖包括在权利要求书的精神和范围内的各种改进和等同布置。

Claims

1.一种活性材料涂覆装置，包括：

涂覆辊，使形成可再充电电池的电极板的基板前进；

狭缝模具，提供在所述涂覆辊的一侧，设定狭缝孔与所述基板之间的涂覆间隙，并将处于浆料状态的压力传输的活性材料排出到所述狭缝孔以将所述活性材料涂覆到所述基板；

真空腔，安装在所述狭缝模具的狭缝孔的一侧，以沿所述涂覆辊的圆周方向部分地围绕所述涂覆辊并向涂覆到所述基板的活性材料的涂覆液珠施加负压力；

侧密封部，于所述真空腔的两侧在所述真空腔和所述涂覆辊之间密封；以及

中央密封部，于所述侧密封部之间在所述真空腔和所述涂覆辊之间密封，

其中所述真空腔具有面对所述侧密封部的侧板，

其中所述侧密封部包括：

侧密封构件，根据所述涂覆辊的曲率紧密附着到所述涂覆辊，和

第一弹性构件，提供在所述侧密封构件与所述侧板之间以弹性支撑所述侧密封构件。

2.根据权利要求1所述的活性材料涂覆装置，还包括支架，在所述支架上安装所述狭缝模具，以朝所述涂覆辊移动/从所述涂覆辊反向移动所述狭缝模具，并控制关于所述涂覆辊的表面的角度。

3.根据权利要求1所述的活性材料涂覆装置，其中所述真空腔还包括沿所述涂覆辊的长度方向提供在其中的分离板，以引起所述活性材料沿所述基板移动到其下部。

4.根据权利要求1所述的活性材料涂覆装置，其中所述侧密封构件由聚四氟乙烯和硅酮之一形成。

5.根据权利要求1所述的活性材料涂覆装置，其中所述第一弹性构件由弹簧、橡胶和硅酮之一形成。

6.根据权利要求1所述的活性材料涂覆装置，其中

所述侧板包括：

第一接收单元，具有开口侧以接收所述第一弹性构件，和

内引导件，设定所述第一接收单元的两侧以在所述侧密封构件变形时支撑并引导所述侧密封构件。

7.根据权利要求6所述的活性材料涂覆装置，其中所述侧密封构件包括：

紧密附着部，紧密附着到所述涂覆辊；

外引导件，在所述紧密附着部的两侧突出到所述涂覆辊的相反侧并接收所述内引导件；和

突起，在所述外引导件之间从所述紧密附着部突出并插入到所述第一接收单元，使得所述突起被所述第一弹性构件支撑。

8.根据权利要求7所述的活性材料涂覆装置，其中所述侧密封部还包括第一引导销，所述第一引导销悬挂在形成于所述外引导件中的第一狭缝上并紧固到所述内引导件。

9.根据权利要求1所述的活性材料涂覆装置，其中所述中央密封部包括：

中央密封构件，沿所述涂覆辊的长度方向面对所述涂覆辊并部分地附着到所述涂覆辊，和

第二弹性构件，提供在所述中央密封构件与所述真空腔之间以弹性支撑所述中央密封构件。

10.根据权利要求9所述的活性材料涂覆装置，其中所述第二弹性构件由弹簧、橡胶和硅酮之一形成。

11.根据权利要求9所述的活性材料涂覆装置，其中

所述真空腔具有面对所述中央密封部的前板；并且

所述前板包括：

第二接收单元，具有开口侧以接收所述第二弹性构件；和

引导件，设定所述第二接收单元的两侧以在所述中央密封构件向上移动时支撑并引导所述中央密封构件。

12.根据权利要求11所述的活性材料涂覆装置，其中所述中央密封构件包括：

紧密附着部，面对所述涂覆辊并部分地附着到所述涂覆辊；和

支撑件，固定到所述紧密附着部并插入到所述第二接收单元，使得所述支撑件被所述第二弹性构件支撑。

13.根据权利要求12所述的活性材料涂覆装置，其中所述紧密附着部由聚四氟乙烯和硅酮之一形成。

14.根据权利要求12所述的活性材料涂覆装置，其中所述中央密封部还包括第二引导销，所述第二引导销悬挂在形成在所述引导件中的第二狭缝孔上并紧固到所述支撑件。

15.根据权利要求9所述的活性材料涂覆装置，其中所述中央密封构件包括支撑突起，该支撑突起沿所述涂覆辊的长度方向从两侧突出并紧密附着和支撑所述涂覆辊。