CN108352497A - 电极涂覆设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能够调节电极浆料温度的电极涂覆设备。此外，用于将电极浆料施加至电极集电器的所述电极涂覆设备包括：存储所述电极浆料的存储部；将存储在所述存储部中的电极浆料排放至电极集电器的排放部；和对所述排放部进行加热的加热部。

Description

电极涂覆设备
技术领域
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年9月9日提交的韩国专利申请第10-2016-0116356号的优先权，通过引用将上述专利申请作为整体结合在此。
技术领域
本发明涉及一种电极涂覆设备，且更具体地说，涉及一种能够调节电极浆料的温度的电极涂覆设备。
背景技术
与原电池不同，二次电池是可再充电的，并且尺寸紧凑和容量高的可能性很高。因此，最近，许多关于二次电池的研究正在进行。
此类二次电池被制造成其中一个单元电池以封装形式被封装的形状或其中几十个电池单元彼此连接的封装形状。因此，二次电池被广泛用于车辆的驱动电机的电源。
将其中活性材料和导电材料相混合的电极浆料施加至电极片，然后在高温下进行干燥以执行压制工艺，从而制造二次电池的电极。
被用作电极涂覆设备的用于生产电极的槽模涂布机(slot die coater)是用于将电极浆料施加到电极片上的设备。
也就是说，槽模涂布机表示如下的一种设备：其中通过利用无脉冲泵或活塞泵将具有流动性的液体(浆料、粘合剂、硬涂层剂、陶瓷等)供应到上槽模和下槽模之间，以将由液体供应管提供的流体在相对于待涂覆物体(诸如织物、膜、玻璃(glass)板和片材(sheet))的前进方向的宽度方向上施加达到均匀的厚度。
图1是作为根据现有技术的电极涂覆设备的槽模涂布机的示意图。
参照图1，用于生产电极的槽模涂布机100可以是一种采用模式涂布机(diecoater)来生产电极的设备，即一种用于将作为供应流体的电极浆料111施加到电极片110上以生产用于二次电池的电极的设备。
使用这种槽模涂布机以将电极浆料施加到电极片上的传统技术披露于韩国专利公开文件第10-2008-0039286号中。
在根据现有技术的电极涂覆设备(槽模涂布机)中，由于电极浆料的流动性问题，固体含量不会增加。因此，通过利用槽模涂布机将电极浆料施加至电极，然后，经由干燥工艺对涂覆有电极浆料的电极进行干燥。
然而，在这种传统方法中，由于当电极浆料通过干燥区并干燥时，干燥区的长度增加，且干燥时间增加，因此电极浆料的粘合剂可能会发生流动而使集电器与电极之间的粘附力降低。
发明内容
技术问题
因此，作出本发明以解决上述限制，本发明的一个目的是提供一种能够调节排放到电极的电极浆料的温度的电极涂覆设备。
技术方案
根据本发明实施方式的用于将电极浆料施加至电极集电器的电极涂覆设备包括：存储电极浆料的存储部；将存储在所述存储部中的电极浆料排放至电极集电器的排放部；和对所述排放部进行加热的加热部。
所述加热部可通过利用激光对所述排放部进行加热。
所述加热部可在100℃至130℃的温度下对所述排放部进行加热。
所述加热部可局部地加热所述排放部。
当所述加热部对所述排放部进行加热时，所述存储部可藉由从所述排放部传导的热而在低于所述排放部的温度下被加热。
所述加热部可在电极浆料通过所述排放部时开始对所述电极浆料进行干燥。
所述加热部可降低存储在所述存储部中的电极浆料的粘度。
所述加热部可调节所述排放部的加热温度。
有益效果
根据本发明，电极浆料的干燥可从初始排放电极浆料时开始，以减少施加至电极集电器的电极浆料的总干燥时间。
根据本发明，其中施加至电极集电器的电极浆料被干燥的干燥区的长度可最小化。
根据本发明，由于电极浆料存储部和排放部的温度升高，使得电极浆料的粘度可减小，从而在制造电极浆料时经混合以增加固体含量。
根据本发明，施加至电极集电器的电极浆料的干燥时间可以减少，从而使电极浆料内的粘合剂的流动最小化。
根据本发明，电极浆料内的粘合剂的流动可被最小化以改善电极与集电器之间的界面的粘附力。
附图说明
图1是根据现有技术的电极涂覆设备的示意图。
图2是根据本发明一实施方式的电极涂覆设备的示意图。
图3是图解通过利用所述电极涂覆设备将电极浆料施加至电极集电器的工艺的使用状态视图。
图4是根据本发明另一实施方式的电极涂覆设备的示意图。
图5是根据本发明又一实施方式的电极涂覆设备的示意图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细地描述根据本发明的优选实施方式的电极涂覆设备。
在说明书和权利要求书中所使用的术语或词语不应解释为局限于词汇意义，而是应基于发明人能够定义术语以便以最佳方式描述将被其他人看到的他/她的发明而由发明人理解为适当的概念。因此，本文描述的实施方式和附图仅仅是示例性的而非穷举的，且应理解的是，可采用各种等同物来替换这些实施方式。
在附图中，为了便于描述和清楚起见，对每个部件或构成部件的特定部分的尺寸进行放大、省略或示意性地图示。因此，每个元件的尺寸并不完全反映实际大小。此外，为了避免不必要地模糊本发明的主题，将省略与众所周知的功能或构造相关的详细描述。
图2是根据本发明一实施方式的电极涂覆设备的示意图，图3是图解通过利用所述电极涂覆设备将电极浆料施加至电极集电器的工艺的使用状态视图。
如图2至图3中所示，根据本发明一实施方式的用于将电极浆料S施加至电极集电器3的电极涂覆设备包括：其中存储有电极浆料S的存储部110；将电极浆料S排放至电极集电器3的排放部120；和对排放部120进行加热的加热部200。
电极浆料S可以是活性材料、导电材料、粘合剂(binder)、溶剂(solvent)和类似物的混合物。
此外，电极浆料S的活性材料可以是正极活性材料或负极活性材料。
使用硫族(chalcogenide)化合物作为正极活性材料。例如，使用诸如LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2、LiNi1-xCoxO2(0<x<1)、和LiMnO2之类的复合金属氧化物作为所述硫族化合物。
负极活性材料的示例性实例包括碳(C)-基材料、硅(Si)、锡(Sn)、锡氧化物、复合锡合金(compositetin alloys)、过渡金属氧化物、锂金属氮化物、或锂金属氧化物。
电极集电器3可以是正极或负极。
当电极集电器3为正极时，电极集电器3提供为由铝(Al)材料制成并且涂覆有被所述电极涂覆设备排放的正极活性材料的正极箔。
当电极集电器3为负极时，电极集电器3提供为由铜(Cu)材料制成并且涂覆有被所述电极涂覆设备排放的负极活性材料的负极箔。
根据本发明一实施方式的电极涂覆设备包括设置有上模102和下模104的槽模100，槽模100可包括存储部110和排放部120。
存储部110可以是限定在槽模100中以存储待施加至电极集电器3的电极浆料S的位置。
存储部110可连接至排放部120，以使待施加至电极集电器3的存储在存储部110中的电极浆料S通过排放部120。
排放部120可以是槽模100的出口，用于将存储在存储部110中的电极浆料S排放至电极集电器3。
加热部200可对槽模100的排放部120进行加热以调节被排放至电极集电器3的电极浆料S的初始排放温度，从而将施加至电极集电器3的电极浆料S保持在预定的温度。
加热部200被配置为对排放部120进行加热。然而，加热部200不受加热方法或加热装置的限制，只要加热部200在预定温度下对排放部120加热即可，优选的是，加热部200调节排放部120的加热温度。
在根据本发明一实施方式的电极涂覆设备中，加热部200可以是设置在槽模100的一侧处的激光加热器。
加热部200可将激光L照射到排放部120上以对穿过排放部120的电极浆料S进行加热。
在此，加热部200可调整激光L的强度以调节穿过排放部120的电极浆料S的温度。(参见图3)
图4是根据本发明另一实施方式的电极涂覆设备的示意图。
如图4中所示，在根据本发明另一实施方式的电极涂覆设备中，加热部300提供为电加热器，并且加热部300被安装为与槽模100的排放部120的外部接触，由此通过产生热量对排放部120进行加热，从而对穿过排放部120的电极浆料S进行加热。
在此，可调节加热部200的加热温度以调节电极浆料S的温度。
图5是根据本发明又一实施方式的电极涂覆设备的示意图。
如图5中所示，在根据本发明又一实施方式的电极涂覆设备中，加热部400提供为电加热器，并且加热部400被安装在槽模100的排放部120内部以通过产生热量对排放部120进行加热，由此对穿过排放部120的电极浆料S进行加热。
在此，可调节加热部200的加热温度以调节电极浆料S的温度。
如上所述，根据本发明的电极涂覆设备的加热部200可局部地加热排放部120。
在这种情况下，被加热部200加热的排放部120可具有100℃至130℃的最优选温度。
这是因为当电极浆料S的活性材料为负极活性材料时，由于溶剂基质为水，水的蒸发温度理想地是100℃，而当电极浆料S的活性材料为正极活性材料时，由于溶剂基质为n-甲基吡咯烷酮(NMP)，n-甲基吡咯烷酮(NMP)的蒸发温度理想地是130℃。
因此，当加热部200根据电极浆料S的活性材料的种类选择性地加热排放部120以使排放部120保持在100℃至130℃的温度时，可以开始对穿过排放部120的电极浆料S进行干燥。因此，可以在排放电极浆料S时开始对电极浆料S进行干燥。
当排放部120的温度低于100℃时，穿过排放部120的电极浆料S的干燥可能无法启动。
此外，当排放部120的温度超过130℃时，由于排放部120的高温导致电极浆料S的粘度降低得超过所需，因此可能无法正常地将电极浆料S施加在电极集电器上。另一方面，当电极浆料S被过度干燥时，电极浆料S的粘度变高，因此可能无法正常地将电极浆料S施加在电极集电器上。
此外，当加热部200对排放部120进行加热时，连接至排放部120的存储部110被从排放部120传导的热加热。在此，存储部110可在低于排放部120的温度下被加热。
也就是说，藉由被加热部200加热的排放部传导的热而产生了槽模整体的温度梯度，且当存储部110被加热时，存储在存储部110中的电极浆料S的粘度可减小，从而混合并存储具有高固体含量的电极浆料S。
如上所述，当排放部120被加热以将从排放部120排放的电极浆料S保持在电极浆料S的干燥开始时的预定温度时，可减少电极浆料S的总干燥时间，且其中施加至电极集电器3的电极浆料S被干燥的干燥区的长度可最小化。
由于电极浆料S的干燥时间减少，因此施加至电极集电器3的电极浆料S内的粘合剂的流动可被最小化以改善电极集电器3与电极之间的粘附力。
如上所述，根据本发明，电极浆料的干燥可从初始排放电极浆料时开始，以减少施加至电极集电器的电极浆料的总干燥时间。
此外，根据本发明，其中施加至电极集电器的电极浆料被干燥的干燥区的长度可最小化。
此外，根据本发明，由于电极浆料存储部和排放部的温度升高，使得电极浆料的粘度可减小，从而在制造电极浆料时经混合以增加固体含量。
此外，根据本发明，施加至电极集电器的电极浆料的干燥时间可以减少，从而使电极浆料内的粘合剂的移动最小化。
此外，根据本发明，电极浆料内的粘合剂的流动可被最小化以改善电极与集电器之间的界面的粘附力。
尽管上面参照示例性附图已经描述了根据本发明的电极涂覆设备，但在不背离所附权利要求书中阐述的本发明的精神和范围的情况下，本领域的技术人员可对其做出各种改变和修改。

Claims (8)

1.一种用于将电极浆料(S)施加至电极集电器(3)的电极涂覆设备，所述电极涂覆设备包括：
存储部(110)，所述存储部(110)存储所述电极浆料(S)；
排放部(120)，所述排放部(120)将存储在所述存储部(110)中的所述电极浆料(S)排放至所述电极集电器(3)；和
加热部(200)，所述加热部(200)对所述排放部(120)进行加热。
2.根据权利要求1所述的电极涂覆设备，其中所述加热部(200)通过利用激光对所述排放部(120)进行加热。
3.根据权利要求1或2所述的电极涂覆设备，其中所述加热部(200)在100℃至130℃的温度下对所述排放部(120)进行加热。
4.根据权利要求1或2所述的电极涂覆设备，其中所述加热部(200)局部地加热所述排放部(120)。
5.根据权利要求1所述的电极涂覆设备，其中，当所述加热部(200)对所述排放部(120)进行加热时，所述存储部(110)藉由从所述排放部(120)传导的热而在低于所述排放部(120)的温度下被加热。
6.根据权利要求5所述的电极涂覆设备，其中所述加热部(200)在所述电极浆料(S)通过所述排放部(120)时开始对所述电极浆料(S)进行干燥。
7.根据权利要求5所述的电极涂覆设备，其中所述加热部(200)使存储在所述存储部(110)中的所述电极浆料(S)的粘度降低。
8.根据权利要求5所述的电极涂覆设备，其中所述加热部(200)调节所述排放部(120)的加热温度。
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