CN115175770A - 具有改进的涂布溶液流动的狭槽式模具涂布机 - Google Patents

Abstract

提供了一种使涂覆溶液均匀流动而没有停滞的狭槽式模具涂布机。该狭槽式模具涂布机包括：至少两个模块；垫板，设置在所述两个模块之间以形成狭槽；以及歧管，设置在所述模块中并与所述狭槽连通地连接，作为容纳涂覆溶液的凹入形状的腔室，其中所述涂覆溶液通过与所述狭槽连通地连接的排出端口排出并涂覆到连续行进的基板的表面，并且所述模块的从所述歧管的前端到作为所述模块的前端的模唇的区域是卸载区，并且卸载区长度A与歧管长度B的比率A/B在0.5至3.55的范围内。

Description

具有改进的涂布溶液流动的狭槽式模具涂布机

技术领域

本发明涉及一种狭槽式模具涂布机，更具体地涉及一种内部具有改进的涂布溶液流动的狭槽式模具涂布机。

本申请要求于2020年11月24日在韩国提交的第10-2020-0159174号韩国专利申请的优先权，其公开内容通过引用并入于此。

背景技术

随着技术发展和对移动设备的需求的增加，对作为能源的二次电池的需求迅速增加，并且这种二次电池实质上包括作为发电元件的电极组件。电极组件具有其中正极、隔膜和负极堆叠至少一次的形式，并且通过在分别由铝箔和铜箔制成的集电器上施加和干燥正极活性材料浆料和负极活性材料浆料来制备正极和负极。为了均衡二次电池的充电/放电特性，正极活性材料浆料和负极活性材料浆料应当均匀地涂覆在集电器上，并且通常使用狭槽式模具涂布机。

图1示出了使用传统狭槽式模具涂布机的涂布方法的示例。图2是在加工方向(MD)(集电器的行进方向)上沿图1的II-II'截取的狭槽式模具涂布机的截面视图。

参照图1和图2，在使用狭槽式模具涂布机30的电极制造方法中，将从狭槽式模具涂布机30排出的作为涂覆溶液的电极活性材料浆料涂覆在由涂覆辊10传送的集电器20上。将从狭槽式模具涂布机30排出的电极活性材料浆料广泛地涂覆在集电器20的一个表面上以形成电极活性材料层。狭槽式模具涂布机30包括两个模块31和32，并且通过在两个模块31和32之间插入垫板34来形成狭槽35，可以经由连通地连接到狭槽35的排出端口37排出电极活性材料浆料来形成电极活性材料层。

参照图2，可以看到狭槽式模具涂布机30的内部形状。附图标记26表示其中包含作为涂覆溶液的电极活性材料浆料的歧管。歧管26通过供应管连接到安装于外部的电极活性材料浆料供应室(未示出)以接收电极活性材料浆料。当电极活性材料浆料完全填充在歧管26中时，电极活性材料浆料沿着狭槽35流动并通过排出端口37排出到外部。

模块31和32的形状，尤其是包括歧管26的内部设计，是决定宽度方向上的通量均匀性的主要因素。高通量均匀性意味着小的流速偏差。电极活性材料浆料是粘度为数千至数万cps的非牛顿流体，并且涂覆期间宽度方向上的流速偏差大。流速偏差导致装载偏差。根据二次电池工业的发展需要一些事项。在这些事项中，高生产率需要大的涂层宽度，这不可避免地伴随着大的装载偏差。此外，由于为满足所需特性(例如高容量、高输出和低成本)而开发的电极活性材料浆料的材料的流变性质逐渐增加了宽度方向上的流速偏差，因此该部分的设计非常重要。

目前，狭槽式模具涂布机30设计有使流速偏差最小化的概念，但是流速分布发生在狭槽式模具涂布机30内的电极活性材料浆料的流动中，特别是在歧管26中，并且经历相对长的停滞的电极活性材料浆料在施加数十至数百kPa的压力的环境中变形而容易形成聚集体。这种聚集体的形成不仅会使模块31和32内部的流动路径变形而增加流速偏差，而且会阻塞排出端口37或者聚集体会排放到集电器20上，从而导致涂层表面变得不均匀和不一致的涂层缺陷。

因此，这些部分的改进应该反映在模块31和32的内部。然而，在目前的狭槽式模具涂布机领域中，这种设计在较高水平被检验，因此没有反映出来，诸如聚集体形成之类的问题是通过增加洗涤次数来解决的。洗涤次数增加导致生产利用率的降低，特别是，随着最近对二次电池的需求扩展到车辆用二次电池，稳定长期的生产变得重要，因此非常需要一种能够使电极活性材料浆料在狭槽式模具涂布机内的相对停滞最小化的基本解决方案。

发明内容

技术问题

本发明旨在解决相关技术的问题，因此本发明旨在提供一种使涂覆溶液均匀流动而没有停滞的狭槽式模具涂布机。

本发明的这些和其他目的以及优点可以从以下详细描述中理解，并且将从本发明的示例性实施方式中变得更加显而易见。此外，将容易理解的是，本发明的目的和优点可以通过所附权利要求及其组合中所示的手段来实现。

技术方案

在本发明的一个方面中，提供了一种狭槽式模具涂布机，包括：至少两个模块；垫板，设置在所述两个模块之间以形成狭槽；以及歧管，设置在所述模块中并与所述狭槽连通，作为容纳涂覆溶液的凹入形状的腔室，其中，所述涂覆溶液通过与所述狭槽连通的排出端口排出并涂覆到连续行进的基板的表面，所述模块的从所述歧管的前端到作为所述模块的前端的模唇的区域是卸载区(land)，并且卸载区长度A与歧管长度B的比率A/B在0.5至3.55的范围内。

从模唇到模块的后表面的长度为模块尺寸，模块尺寸可以等于或小于350mm。

可以确定卸载区长度A与歧管长度B的比率A/B使得流速偏差为最小值至最小值的+2％的值，所述流速偏差是沿着狭槽式模具涂布机的宽度方向测量的流速的最大值和最小值之间的差。

在本发明的另一方面中，提供了一种狭槽式模具涂布机，包括：下模块；中间模块，设置在所述下模块的上部以在所述中间模块与所述下模块之间形成下狭槽；以及上模块，设置在中间模块的上部以在上模块与中间模块之间形成上狭槽；第一歧管，设置在下模块中并与下狭槽连通地连接，作为容纳第一涂覆溶液的凹入形状的腔室；以及第二歧管，设置在所述中间模块中并与所述上狭槽连通地连接，作为容纳第二涂覆溶液的凹入形状的腔室，其中，下模块的从所述第一歧管的前端到作为所述下模块的前端的下模唇的区域是第一卸载区，并且第一卸载区长度A'与第一歧管长度B'的比率A'/B'在0.5至3.55的范围内，或者中间模块的从第二歧管的前端到作为中间模块的前端的中间模唇的区域是第二卸载区，并且第二卸载区长度A”与第二歧管长度B”的比率A”/B”在0.5至3.55的范围内。

可以确定第一卸载区长度A'与第一歧管长度B'的比率A'/B'或第二卸载区长度A”与第二歧管长度B”的比率A”/B”，使得流速偏差为最小值至最小值的+2％的值，所述流速偏差是沿着狭槽式模具涂布机的宽度方向测量的流速的最大值和最小值之间的差。

狭槽式模具涂布机可以配置为通过下狭槽和上狭槽中的至少一个将电极活性材料浆料排出并涂覆到连续行进的基板的表面，狭槽式模具涂布机安装成使得可以排出电极活性材料浆料的方向是几乎水平的，并且下模块、中间模块和上模块的与排出电极活性材料浆料的方向相反的表面是几乎竖直的。

中间模块和上模块的切向平面可以平行于水平面。

下狭槽和上狭槽可以形成30度至60度的角度。

狭槽式模具涂布机可以配置成通过下狭槽和上狭槽中的至少一个将电极活性材料浆料排出并涂覆到连续行进的基板的表面，并且还可包括：下垫板，配置成限定下狭槽；以及上垫板，配置成限定上狭槽，其中，下垫板和上垫板中的每一个通过切割其一个区域而包括开口部分，从而确定形成在基板上的电极活性材料层的涂层宽度，下垫板和上垫板在上下方向上彼此对准。

中间模块可以包括第一中间模块和第二中间模块，并且第一中间模块和第二中间模块可以上下彼此面对面接触并可以沿着接触表面滑动以相对于彼此可移动。

第一中间模块可以通过螺栓连接固定连接到下模块，第二中间模块可以通过螺栓连接固定连接到上模块，使得第一中间模块和下模块一体地移动，并且第二中间模块和上模块一体地移动。

可以在下排出端口和上排出端口之间形成台阶。

根据其他示例，狭槽式模具涂布机可配置成通过下狭槽和上狭槽中的至少一个将电极活性材料浆料排出并涂覆到连续行进的基板的表面，并且排出电极活性材料浆料的方向可以是与重力相反的方向。

有益效果

根据本发明，作为涂覆溶液的电极活性材料浆料的流动在狭槽式模具涂布机内是均匀的。使电极活性材料浆料在歧管和狭槽的任何部分中停滞的时间最小化，从而防止电极活性材料浆料聚集。因此，不存在由于流动的变形而在宽度方向上发生流速偏差或者聚集的电极活性材料浆料团块堵塞排出端口的问题。

因此，当本发明的狭槽式模具涂布机用于涂覆电极活性材料浆料时，电极活性材料浆料的流动是均匀的而没有停滞，因此狭槽式模具涂布机可易于长期涂覆并具有优异的生产率。电极活性材料浆料没有聚集，因此可以防止在涂覆表面上出现缺陷。因此，可以改善产品的涂覆质量。

根据本发明，卸载区长度与歧管长度的比率具有预定范围内的值，因此提供了具有最小化流速偏差的模块。代替如现有技术中那样通过增加洗涤次数来去除聚集体，可以从根本上防止聚集体的出现，因此狭槽式模具涂布机可以容易地进行长时间涂覆并具有优异的生产率。

由于流速偏差减小，根据本发明的狭槽式模具涂布机可以以均匀的装载量以所需厚度均匀地形成涂层，特别是电极活性材料层，并且优选地还可以制造为能够同时涂覆两种类型的电极活性材料浆料的双狭槽式模具涂布机，因此性能和生产率都是优异的。当使用本发明的狭槽式模具涂布机通过在驱动集电器的同时将电极活性材料浆料涂覆在集电器上来制造二次电池的电极时，具有即使在高速行进或长宽度涂覆条件下也可以均匀涂覆的优点。

附图说明

附图示出了本发明的优选实施方式，并且与前述内容一起用于提供对本发明的技术特征的进一步理解，因此，本发明不被解释为限于附图。

图1是示出了使用根据传统技术的狭槽式模具涂布机的示例的示意图。

图2是沿图1的II-II'截取的截面视图。

图3是根据本发明的实施方式的狭槽式模具涂布机的截面视图。

图4是根据本发明的实施方式的狭槽式模具涂布机的示意性分解透视图。

图5是根据本发明的另一个实施方式的狭槽式模具涂布机的示意性截面视图。

图6是根据本发明的另一个实施方式的狭槽式模具涂布机的示意性分解透视图。

图7是示出了通过改变卸载区长度和歧管长度确认的流速偏差的曲线图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施方式。在描述之前，应当理解，说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于一般和字典含义，而是基于允许发明人适当地定义术语以用于最佳解释的原理，基于与本发明的技术方面相对应的含义和概念来解释。因此，本文提出的描述仅仅是仅用于说明目的的优选示例，并不旨在限制本发明的范围，因此应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其做出其他等同替换和修改。

本发明的狭槽式模具涂布机可包括一个或多个狭槽。当狭槽式模具涂布机包括两个狭槽时，两个狭槽可以包括下狭槽和上狭槽，并且在基板上涂覆双层涂覆溶液。下面描述的“基板”是集电器，并且涂覆溶液是“电极活性材料浆料”。通过狭槽排出的所有涂覆溶液都是电极活性材料浆料，并且可以通过每个狭槽排出具有相同或不同组成(活性材料、导电材料和粘合剂的类型)、含量(活性材料、导电材料和粘合剂中的每一种的量)或物理特性的电极活性材料浆料。特别地，根据本发明的包括两个狭槽的双狭槽式模具涂布机针对通过同时涂覆至少两种类型的电极活性材料浆料或通过以交替方式涂覆至少两种类型的电极活性材料浆料以执行图案化涂覆而制造的电极进行优化。然而，本发明的范围不必限于此。例如，基板可以是构成分离膜的多孔支架，并且涂覆溶液可以是有机物质。也就是说，当需要薄膜涂覆时，任何基板和任何涂覆溶液可以是合适的。

图3是根据本发明的实施方式的狭槽式模具涂布机的截面视图。图4是根据本发明的实施方式的狭槽式模具涂布机的示意性分解透视图。

参照图3和图4，狭槽式模具涂布机100包括两个模块110和130。用于形成狭槽101的垫板113设置在模块110和130之间。模块110和130通过诸如螺栓之类的紧固件(未示出)彼此组装。在所示的示例中，具有两个模块。可以有两个或更多个模块。

在图3中，狭槽式模具涂布机100安装在基本上水平方向(X方向)上，在该方向上排放作为涂覆溶液的电极活性材料浆料(大约:±5度)。然而，狭槽式模具涂布机100不限于这里的示例形式。例如，狭槽式模具涂布机100可以配置为竖直模具，其在与重力相反的方向上排出电极活性材料浆料，排出电极活性材料浆料的方向是向上方向(Y方向)。

狭槽101形成在模块110和130彼此面对的位置之间。垫板113设置在模块110和130之间，以在模块110和130之间提供间隙，从而形成与涂覆溶液150可以流过的通道相对应的狭槽101。垫板113的厚度决定狭槽10的竖直(Y方向)宽度(狭槽间隙)。

垫板113可以通过切割其一个区域而包括开口部分113a，并且可以置于模块110和130的相对表面的边缘区域的除了一侧之外的剩余部分中。因此，在分别作为模块110和130的前端的模唇111和131之间形成有排出端口101a，涂覆溶液150可以通过该排出端口101a排出到外部。排出端口101a可在模唇111和131彼此间隔开时形成。

垫板113用作垫圈，以防止涂覆溶液150泄漏到模块110和130之间的除了形成排出端口101a的区域之外的间隙中，因此垫板113优选地由具有密封性能的材料制成。

模块110和130中的任何一个包括具有预定深度并与狭槽101连通连接的歧管112。在本实施方式中，示出了通过在底部从模块110的上表面向内凹进来提供歧管112的示例。歧管112是容纳涂覆溶液150的凹入形状的腔室。模块110的从歧管112的前端到模唇111的区域是卸载区114。歧管112通过供应管连接到安装在外部的涂覆溶液供应室(未示出)，以接收涂覆溶液150。当涂覆溶液150完全填充在歧管112中时，涂覆溶液150沿着狭槽101流动并通过排出端口101a排出到外部。

根据具有这种构造的狭槽式模具涂布机100，可旋转设置的涂覆辊180设置在狭槽式模具涂布机100的前面，通过使涂覆辊180旋转而驱动待涂覆的基板190，通过排出涂覆溶液150并使涂覆溶液150与基板190的表面连续接触可以将涂覆溶液150涂覆在基板190上。或者，可以交替地进行涂覆溶液150的供应和中断，使得可以在基板190上间歇地进行图案化涂覆。

涂覆溶液150需要在歧管112中具有均匀的流动以具有优异的涂覆质量。当存在作为涂覆溶液150的电极活性材料浆料在歧管112中停滞或以低速移动的区域时，在长时间使用的情况下，电极活性材料浆料在歧管112内聚集并引起流动变形，导致在宽度方向上的流速偏差，或者由于聚集的电极活性材料浆料团块阻塞排出端口101a等的现象，涂覆表面可能变得不均匀，导致表面缺陷。即使聚集的团块被排出并涂覆在基板190上，这种涂覆也是有缺陷的。流速偏差是沿着狭槽式模具涂布机100的宽度方向测量的通量的最大值和最小值之间的差。

为了均衡狭槽式模具涂布机100内，即，在包括歧管112的流动路径中的流动，优选地，卸载区长度A和歧管长度B的比率A/B在0.5至3.55的范围内。歧管112可以配置成在狭槽式模具涂布机100的宽度方向上伸长，并且其长度或截面积沿着宽度方向可以是恒定的或可以不是恒定的。在任何情况下，仅在沿着基板190的行进方向的任何一个截面处(即，在任何一个位置的点处)满足预定范围值就足够了。模块尺寸可以等于或小于350mm，模块尺寸是从模唇111和131到模块110和130的后表面110c和130c的长度。

卸载区长度A表示从模唇111到歧管112的前端的距离。从模块110的上表面看，歧管长度B对应于从歧管112的前端到后端的距离，即，歧管112的最上面的截面中的开口长度。由于歧管112的深度是考虑模块110的厚度来确定的，并且存在下限，因此歧管长度B是极大地影响歧管体积的因素。

当卸载区长度A与歧管长度B的比率A/B超过预定范围时，这无助于解决涂覆溶液50的停滞。当卸载区长度A与歧管长度B的比率A/B满足预定范围时，涂覆溶液的流动是均匀的，并且停滞时间最小。本发明人已经提出了卸载区长度A与歧管长度B的比率A/B的新参数，并且发现可以通过调节新参数来改善狭槽式模具涂布机100内的涂覆溶液的流动。在本发明之前，没有考虑卸载区长度和歧管长度影响流速偏差的事实的技术，并且没有基于该事实改善流速偏差的技术。因此，本发明不涉及简单的尺寸改变或优化。另外，由于流速偏差改善效果相对于卸载区长度A与歧管长度B的比率A/B的范围是显著的，因此在本发明中存在困难。

本发明人确认，当歧管长度B固定并且卸载区长度A改变时，流速偏差倾向于随着卸载区长度A的增加而减小。此时，本发明人确认，当歧管长度B进一步增加时，即使在相同的卸载区长度A的情况下，流速偏差也减小。

本发明人确认，当卸载区长度A固定并且歧管长度B改变时，流速偏差倾向于随着歧管长度B的增加而减小。此时，本发明人确认，当卸载区长度A进一步增加时，即使在相同的歧管长度B的情况下，流速偏差也减小。

考虑到上述结果，卸载区长度A和歧管长度B越长越有利。然而，由于狭槽式模具涂布机100需要在有限的空间内实施，因此卸载区长度A和歧管长度B不会无限地增加。本发明人已经发现，可以通过必须调节卸载区长度A与歧管长度B的比率A/B，而不是单独调节卸载区长度A和歧管长度B来获得流速偏差的最小值。

本发明人确认，当卸载区长度A和歧管长度B的总和固定并且卸载区长度A与歧管长度B的比率A/B改变时，流速偏差倾向于减小然后增加。当卸载区长度A与歧管长度B的比率A/B具有预定值时，流速偏差显示最小值。最小流速偏差是最理想的，但是大于最小值的2％的流速偏差被认为是可接受的水平并且被管理为期望的流速偏差。本发明人确认，指示从流速偏差的最小值到最小值的+2％的流速偏差的卸载区长度A与歧管长度B的比率A/B在0.5至3.55的范围内。因此，本发明提供了包括模块的狭槽式模具涂布机，所述模块具有卸载区长度A与歧管长度B的比率A/B，使得流速偏差的值是从最小值到最小值+2％的值。

特别地，当卸载区长度A与歧管长度B的比率A/B在1.2至1.5的范围内时，流速偏差接近最小值，并且考虑到模块110和130的整体尺寸以及卸载区长度A和歧管长度B的数值，在可加工性、维护和修理方面是非常合适的，优选地将上述范围设置为最佳区域。

根据本发明，作为涂覆溶液150的电极活性材料浆料在狭槽式模具涂布机100内的流动是均匀的。由于电极活性材料浆料在歧管112和狭槽101的任何部分中停滞的时间最小，因此防止了电极活性材料浆料的聚集。因此，不存在引起流动变形以导致宽度方向上的流速偏差和负载偏差的问题，或者不存在由于凝聚的电极活性材料浆料团块阻塞排出端口101a或被排出到基板190上而引起涂覆缺陷的问题。

因此，当本发明的狭槽式模具涂布机100用于涂覆电极活性材料浆料时，电极活性材料浆料流动均匀而没有停滞，因此狭槽式模具涂布机可易于长期涂覆并具有优异的生产率。电极活性材料浆料没有聚集，因此可以防止在涂覆表面上出现缺陷。因此，可以改善产品的涂覆质量。

根据本发明，卸载区长度A与歧管长度B的比率A/B具有在预定范围内的值，因此提供了已经使流速偏差最小化的模块110和130。代替如现有技术中通过增加洗涤次数来去除聚集体，可以从根本上防止出现聚集体，因此狭槽式模具涂布机100可以容易地进行长时间涂覆并具有优异的生产率。

图5是根据本发明的另一个实施方式的狭槽式模具涂布机的示意性截面视图。图6是根据本发明的另一个实施方式的狭槽式模具涂布机的示意性分解透视图。根据本发明的另一个实施方式的狭槽式模具涂布机是包括两个狭槽的双狭槽式模具涂布机。

根据本发明的狭槽式模具涂布机200包括下狭槽201和上狭槽202，并且可以通过下狭槽201和上狭槽202中的至少一个在连续行进的基板290的表面上挤出和涂布涂覆溶液，优选电极活性材料浆料。在使用下狭槽201和上狭槽202时，可以在基板290上同时或交替地涂覆相同或不同的两种类型的电极活性材料浆料。

为了制造高能量密度的二次电池，约130μm的电极活性材料层的厚度逐渐增加到300μm。当用传统的狭槽式模具涂布机形成厚的电极活性材料层时，由于在干燥期间活性材料浆料中的粘合剂和导电材料的迁移加深，因此不能均匀地制造出成品电极。为了解决这个问题，当进行两次涂覆时，例如薄涂覆并干燥电极活性材料层，然后再涂覆并干燥电极活性材料层，缺点是需要长时间。为了同时改善电极性能和生产率，当使用双狭槽式模具涂布机200时，可以同时涂覆两种类型的电极活性材料浆料。因此，双狭槽式模具涂布机200被优化以涂覆用于制造二次电池的电极活性材料浆料。

参照图5和图6，双狭槽式模具涂布机200包括下模块210、设置在下模块210的上部的中间模块220、和设置在中间模块220的上部的上模块230。

在图5中，双狭槽式模具涂布机200安装在基本上水平方向(X方向)上，在该方向上排放作为涂覆溶液的电极活性材料浆料(大约:±5度)。

中间模块220是位于构成双狭槽式模具涂布机200的多个模块中间的模块，并且是设置在下模块210和上模块230之间以形成双狭槽的模块。本实施方式的中间模块220的截面是直角三角形，但不一定限于这种形状。例如，截面可以设置为等腰三角形。

中间模块220的面向上模块230的第一表面220a几乎水平，并且上模块230的与面向第一表面220a的表面230b相反的表面230d(即，双狭槽式模具涂布机200的外周表面的上表面)也几乎水平。以这种方式，第一表面220a和反向表面230d几乎彼此平行。下模块210的与面向中间模块220的表面210b相反的表面210d(即，双狭槽式模具涂布机200的外周表面的下表面)也几乎水平，并且该表面是底表面210d(X-Z平面)。

下模块210、中间模块220和上模块230的与排出电极活性材料浆料的方向相反的表面，即后表面210c、220c和230c几乎竖直(Y方向)。

在形成双狭槽式模具涂布机200的外周表面的作为最外侧模块的下模块210和上模块230的表面中，可以使用制造成几乎垂直于后表面210c和230c的下模块210的底表面210d和上模块230的上表面230d。并且，可以使用制造成几乎垂直于后表面220c的中间模块220的第一表面220a。在这样的模块210、220和230中，由于由表面形成的拐角以直角形成，因此在截面中存在直角部分，并且由于竖直或水平表面可以用作参考表面，所以模块210、220和230的制造或处理是容易的并且其精度得到保证。另外，下模块210、中间模块220和上模块230组合的状态总体上具有大致长方体形状，并且仅排出涂覆溶液的前部朝向基板290倾斜。这是有利的，因为组装后的形状大致类似于包括单个狭槽的狭槽式模具涂布机(例如，图1中的100)的形状，以便可以共用狭槽式模具涂布机架等。

双狭槽式模具涂布机200还可包括设置在其后表面210c、220c和230c上的两个或更多个固定单元240。固定单元240用于下模块210和中间模块220之间的紧固以及用于中间模块220和上模块230之间的紧固。可在双狭槽式模具涂布机200的宽度方向上设置多个固定单元240。螺栓紧固到固定单元240，下模块210、中间模块220和上模块230通过固定单元240彼此组装。

下模块210、中间模块220和上模块230不必限于上述示例的形状，并且可以被构造为例如竖直模具，其中排出电极活性材料浆料的方向为向上方向，后表面210c、220c和230c为底表面。

下模块210是构成双狭槽式模具涂布机200的模块中的最下侧模块，并且面向中间模块220的表面210b具有倾斜形状，以相对于底表面形成约30度至60度的角度。

下狭槽201可以形成在下模块210和中间模块220彼此面对的位置。例如，下垫板213置于下模块210和中间模块220之间以在它们之间提供间隙，使得可以形成与第一涂覆溶液250可以流动通过的通道相对应的下狭槽201。也就是说，下垫板213限定下狭槽201，并且在这种情况下，下垫板213的厚度决定了下狭槽201的竖直(Y轴方向)宽度(狭槽间隙)。

下垫板213通过切割其一个区域而包括第一开口部分213a，从而确定形成在基板290上的电极活性材料层的涂覆宽度，并且下垫板213可以置于下模块210和中间模块220的相对表面的边缘区域中的除了一侧之外的剩余部分中。因此，仅在作为下模块210的前端部分的下模唇211和作为中间模块220的前端部分的中间模唇221之间形成可以将第一涂覆溶液250排出到外部的下排出端口201a。可以通过使下模唇211和中间模唇221彼此间隔开而形成下排出端口201a。

作为参考，下垫板213用作垫圈，以防止第一涂覆溶液250泄漏到除了形成下排出端口201a的区域之外的下模块210和中间模块220之间的间隙中，因此下垫板213优选地由具有密封性能的材料制成。

下模块210包括第一歧管212，第一歧管212在面向中间模块220的表面210b上具有预定深度并且连通地连接到下狭槽201。第一歧管212是凹入形状的腔室。下模块210的从第一歧管212的前端到下模唇211的区域是第一卸载区214。尽管图中未示出，但是第一歧管212通过供应管连接到安装在外部的第一涂覆溶液250的供应室(未示出)，以接收第一涂覆溶液250。当第一涂覆溶液250完全填充在第一歧管212中时，第一涂覆溶液250沿着下狭槽201流动并通过下排出端口201a排出到外部。

这里，第一卸载区长度A'与第一歧管长度B'的比率A'/B'优选地在0.5至3.55的范围内。这样的值是优选的原因与前一实施方式中描述的相同。

上模块230设置成面向第一表面220a，第一表面220a是中间模块220的相对于底表面水平的上表面。因此，在中间模块220和上模块230彼此面对的地方形成上狭槽202。

与上述下狭槽201类似，第二垫板233可以置于中间模块220和上模块230之间，以在中间模块220和上模块230之间提供间隙。因此，形成对应于第二涂覆溶液260可以流过的通道的上狭槽202。在这种情况下，由第二垫板233决定上狭槽202的竖直(Y轴方向)宽度(狭槽间隙)。

此外，第二垫板233也具有与上述第一垫板213类似的结构，第二垫板233通过切割其一个区域而包括第二开口部分233a，并且可以置于中间模块220和上模块230的相对表面的边缘区域中的除了一侧之外的剩余部分中。类似地，除了上狭槽202的前部之外，第二垫板233的周边方向被阻挡，并且上排出端口202a仅形成在中间模块220的前端部和上模块230的前端部之间。上模块230的前端部被限定为上模唇231。换句话说，可以通过使中间模唇221和上模唇231彼此间隔开来形成上排出端口202a。这样，上垫板233限定上狭槽202。下垫板213和上垫板233确定涂覆在基板290上的电极活性材料层的涂覆宽度，并且在竖直方向上彼此对准。

另外，中间模块220包括第二歧管232，第二歧管232在面向上模块230的表面220a上具有预定深度并且连通地连接到上狭槽202。第二歧管232是凹入形状的腔室。中间模块220的从第二歧管232的前端到中间模唇221的区域是第二卸载区234。尽管图中未示出，但是第二歧管232通过供应管连接到安装在外部的第二涂覆溶液260的供应室，以接收第二涂覆溶液260。当第二涂覆溶液260从外部沿着管状的供应管供应并且完全填充在第二歧管232中时，第二涂覆溶液260沿着连通地连接到第二歧管232的上狭槽202流动并且通过上排出端口202a排出到外部。

这里，第二卸载区长度A”与第二歧管长度B”的比率A”/B”优选地在0.5至3.55的范围内。这样的值是优选的原因与前一实施方式中描述的相同。

上狭槽202和下狭槽201形成一定角度，并且该角度可以是大约30度至60度。上狭槽202和下狭槽201可以在一个点处彼此相交，并且上排出端口202a和下排出端口201a可以设置在相交点附近。因此，第一涂覆溶液250和第二涂覆溶液260的排出点可以集中在大约一个点处。当上述角度为大约30度至60度时，从上排出端口202a排出的电极活性材料浆料和从下排出端口201a排出的电极活性材料浆料在同时排出之后不立即形成涡流。当形成涡流时，因为发生混合，所以存在难以形成双层的问题。

在使用双狭槽式模具涂布机200的涂覆方法中，旋转设置的涂覆辊280设置在双狭槽式模具涂布机200的前面，通过使涂覆辊280旋转而驱动待涂覆的基板290，诸如电极活性材料浆料之类的涂覆溶液通过上狭槽202和下狭槽201中的至少一个挤出，以在基板290上形成电极活性材料层。第一涂覆溶液250和第二涂覆溶液260与基板290的表面连续接触，使得基板290可以以双层涂覆。或者，交替进行第一涂覆溶液250的供应和中断以及第二涂覆溶液260的供应和中断，使得可以在基板290上间歇地进行图案化涂覆。

根据本发明的双狭槽式模具涂布机200可以以期望的厚度均匀地形成涂层，特别是电极活性材料层，并且优选地还可以制造为能够同时涂覆两种类型的电极活性材料浆料的双狭槽式模具涂布机，因此性能和生产率都是优异的。当本发明的双狭槽式模具涂布机200用于在驱动集电器的同时将电极活性材料浆料涂覆在作为基板290的集电器上来制造二次电池的电极时，具有即使在高速行进或长宽度涂覆条件下也可以均匀涂覆的优点。

同时，在本实施方式中，已经作为示例描述了将涂覆溶液以两层涂覆的情况或通过交替供应涂覆溶液进行图案化涂覆的情况，但是将会理解的是，在没有单独解释的情况下，其也适用于通过提供三个或更多个狭槽同时涂覆三个或更多层的情况。

另外，中间模块220包括第一中间模块和第二中间模块，并且第一中间模块和第二中间模块上下面对面地彼此接触，但是设置成沿着接触表面滑动以可相对移动的修改示例也是可能的。在这样的修改示例中，包括总共四个模块。

第一中间模块通过螺栓连接等固定地连接到下模块210，并且第二中间模块通过螺栓连接等固定地连接到上模块230。因此，第一中间模块和下模块210可以一体地移动，第二中间模块和上模块230可以一体地移动。

根据修改示例，上排出端口101a和下排出端口102a可以在水平方向上彼此间隔开而前后布置。使用单独的设备，或者操作人员可以手动地进行下模块110和上模块130的相对移动。例如，在下模块110不移动而保持原样的状态下，可以通过使上模块130沿着滑动表面与涂覆溶液的排出方向相反地向后移动或者沿着滑动表面在排出方向上的向前移动来形成下排出端口101a和上排出端口102a之间的台阶。这里，滑动表面是指第一中间模块和第二中间模块的相对表面。

如上所述形成的台阶的宽度可以在大约几百微米至几毫米的范围内确定，这可以根据形成在基板290上的第一涂覆溶液250和第二涂覆溶液260的物理性质和粘度，或基板290上的每层的期望厚度来确定。例如，随着形成在基板290上的涂层的厚度增大，台阶宽度的数值也会增大。

另外，由于下排出端口101a和上排出端口102a在水平方向上布置在彼此间隔开的位置，所以不担心从上排出端口102a排出的第二涂覆溶液260流入下排出端口101a或从下排出端口101a排出的第一涂覆溶液250流入上排出端口102a。

也就是说，通过下排出端口101a或上排出端口102a排出的涂覆溶液被形成在下排出端口101a和上排出端口102a之间的台阶的表面阻挡而不用担心流入另一排出端口，由此可以进行更平滑的多层活性材料涂覆过程。

在需要改变下排出端口101a和上排出端口102a之间的相对位置并且不需要拆卸和重新组装每个模块110、120和130的情况下，可以简单地通过下模块110和/或上模块130的滑动移动来调节如上所述的根据本发明的修改示例的双狭槽式模具涂布机，因此可以大大提高加工能力。

在下文中，将详细描述改变如图2所示的狭槽式模具涂布机100中的卸载区长度A和歧管长度B并通过模拟确认流速偏差的结果。

分析假设负极活性材料浆料的情况，其中人造石墨:天然石墨:导电材料:增稠剂(CMC):粘合剂(SBR)为85.1:9.5:1:1.5:3。负极活性材料浆料具有1.35kg/m³的密度和48％的固体含量。作为涂覆条件，干燥后的装载量为10.6mg/cm²，涂覆速度为80m/min，垫板厚度为1mm，并且涂覆宽度为1040mm。模拟卸载区长度为23.2、43.2、63.2、83.2和113.2mm的情况。模拟歧管长度为34、54、64、74和114mm的情况。

图7是示出通过改变卸载区长度和歧管长度确认的流速偏差的曲线图。在图中，水平轴表示卸载区长度与歧管长度的比率，竖直轴表示流速偏差。

样品1是卸载区长度和歧管长度之和A+B为97.2mm的情况。样品2是卸载区长度和歧管长度之和为117.2mm的情况。样品3是卸载区长度和歧管长度之和为137.2mm的情况。样品4是卸载区长度和歧管长度之和为157.2mm的情况。

表1总结了关于样品1至4的卸载区长度和歧管长度的比率A/B、流速偏差和流速偏差的最小值之差。

表1

在A/B从0增加到8的部分中，当A/B为0.5至3.55时，样品1指示出从流速偏差的最小值到最小值+2％的流速偏差。当比率A/B为0.43至4.3时，样品2指示出从流速偏差的最小值到最小值+2％的流速偏差。当A/B为0.37至5.1时，样品3指示出从流速偏差的最小值到最小值+2％的流速偏差。当A/B为0.31至6.1时，样品4指示出从流速偏差的最小值到最小值+2％的流速偏差。与样品1相比，随着卸载区长度和歧管长度之和增加，指示出从流速偏差的最小值到最小值+2％的流速偏差的卸载区长度和歧管长度的比率的范围扩大到0.5至3.55。因此，对于卸载区长度和歧管长度之和等于或大于97.2mm的所有情况，当卸载区长度和歧管长度的比率的范围为0.5至3.55时，可以指示出流速偏差接近流速偏差的最小值。

总之，如果卸载区长度A和歧管长度B的比率A/B改变而卸载区长度A和歧管长度B之和固定，则流速偏差倾向于减小然后增大，并且卸载区长度A与歧管长度B的比率A/B被确定为使得流速偏差指示出最小值。不大于最小值的2％的流速偏差被认为是可接受的水平，因此模块的卸载区长度A和歧管长度B设计成满足指示这种流速偏差的卸载区长度A和歧管长度B的比率A/B。当卸载区长度A和歧管长度B或卸载区长度A和歧管长度B之和改变时，尽管指示这种流速偏差的卸载区长度A和歧管长度B的比率A/B改变，但是在考虑到当前可用于制造二次电池的集电器尺寸的狭槽式模具涂布机的尺寸范围内，如果卸载区长度A和歧管长度B的比率A/B满足0.5至3.55的范围，可以设计出通常可以具有从最小值到最小值+2％的流速偏差的模块。如上所述，在本发明中，可以提供狭槽式模具涂布机，其中流速偏差的值为最小值到最小值+2％的值，以指示涂覆溶液几乎均匀的流动。

如本发明中所提出的，确认了当卸载区长度与歧管长度的比率满足预定范围时，流速偏差可以接近最小值，因此与现有技术相比，可以大大减小流速偏差。

已经详细描述了本发明。然而，应当理解，详细描述和具体示例虽然指示了本发明的优选实施方式，但是仅以说明的方式给出，因为根据该详细描述，本发明的范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员是显而易见的。

Claims (13)

1.一种狭槽式模具涂布机，包括：

至少两个模块；

垫板，设置在所述两个模块之间以形成狭槽；以及

歧管，设置在所述模块中并与所述狭槽连通地连接，作为容纳涂覆溶液的凹入形状的腔室，

其中所述涂覆溶液通过与所述狭槽连通地连接的排出端口排出并涂覆到基板，

其中所述模块的从所述歧管的前端到作为所述模块的前端的模唇的区域是卸载区，并且卸载区长度A与歧管长度B的比率A/B在0.5至3.55的范围内。

2.根据权利要求1所述的狭槽式模具涂布机，其中模块尺寸等于或小于350mm，所述模块尺寸是从所述模唇到所述模块的后表面的长度。

3.根据权利要求1所述的狭槽式模具涂布机，其中所述卸载区长度A与所述歧管长度B的比率A/B确定成使得流速偏差为最小值到所述最小值的+2％的值，所述流速偏差是沿着所述狭槽式模具涂布机的宽度方向测量的流速的最大值和最小值之间的差。

4.一种狭槽式模具涂布机，包括：

下模块；

中间模块，设置在所述下模块的上部，以在所述中间模块与所述下模块之间形成下狭槽；

上模块，设置在所述中间模块的上部，以在所述上模块与所述中间模块之间形成上狭槽，

第一歧管，设置在所述下模块中并与所述下狭槽连通地连接，作为容纳第一涂覆溶液的凹入形状的腔室；以及

第二歧管，设置在所述中间模块中并与所述上狭槽连通地连接，作为容纳第二涂覆溶液的凹入形状的腔室，

其中，所述下模块的从所述第一歧管的前端到作为所述下模块的前端的下模唇的区域是第一卸载区，并且第一卸载区长度A'与第一歧管长度B'的比率A'/B'在0.5至3.55的范围内，或者

所述中间模块的从所述第二歧管的前端到作为所述中间模块的前端的中间模唇的区域是第二卸载区，并且第二卸载区长度A”与第二歧管长度B”的比率A”/B”在0.5至3.55的范围内。

5.根据权利要求4所述的狭槽式模具涂布机，其中所述第一卸载区长度A'与所述第一歧管长度B'的比率A'/B'或所述第二卸载区长度A”与所述第二歧管长度B”的比率A”/B”确定成使得流速偏差为最小值到所述最小值的+2％的值，所述流速偏差是沿着所述狭槽式模具涂布机的宽度方向测量的流速的最大值和最小值之间的差。

6.根据权利要求4所述的狭槽式模具涂布机，其中所述狭槽式模具涂布机配置成通过所述下狭槽和所述上狭槽中的至少一个将电极活性材料浆料排出并涂覆到连续行进的基板的表面，所述狭槽式模具涂布机安装成使得排出所述电极活性材料浆料的方向几乎水平，并且所述下模块、所述中间模块和所述上模块的与排出所述电极活性材料浆料的方向相反的表面几乎竖直。

7.根据权利要求4所述的狭槽式模具涂布机，其中所述中间模块和所述上模块的切向平面平行于水平面。

8.根据权利要求4所述的狭槽式模具涂布机，其中所述下狭槽和所述上狭槽形成30度至60度的角度。

9.根据权利要求4所述的狭槽式模具涂布机，其中所述狭槽式模具涂布机配置成通过所述下狭槽和所述上狭槽中的至少一个将电极活性材料浆料排出并涂覆到连续行进的基板的表面，

其中所述狭槽式模具涂布机还包括：

下垫板，配置成限定所述下狭槽；以及

上垫板，配置成限定所述上狭槽，

其中所述下垫板和所述上垫板中的每一个通过切割其一个区域而包括开口部分，从而确定形成在所述基板上的电极活性材料层的涂覆宽度，

其中所述下垫板和所述上垫板在上下方向上彼此对齐。

10.根据权利要求4所述的狭槽式模具涂布机，其中所述中间模块包括第一中间模块和第二中间模块，

其中所述第一中间模块和所述第二中间模块上下彼此面对面接触，并且沿着接触表面滑动以相对于彼此可移动。

11.根据权利要求10所述的狭槽式模具涂布机，其中所述第一中间模块通过螺栓连接而固定地连接到所述下模块，所述第二中间模块通过螺栓连接而固定地连接到所述上模块，使得所述第一中间模块和所述下模块一体地移动，所述第二中间模块和所述上模块一体地移动。

12.根据权利要求10所述的狭槽式模具涂布机，其中在所述下排出端口和所述上排出端口之间形成台阶。

13.根据权利要求4所述的狭槽式模具涂布机，其中所述狭槽式模具涂布机配置成通过所述下狭槽和所述上狭槽中的至少一个将电极活性材料浆料排出并涂覆到连续行进的基板的表面，并且排出所述电极活性材料浆料的方向是与重力相反的方向。

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