CN116670842A - 双狭缝模具涂布机 - Google Patents

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CN116670842A CN202280008875.9A CN202280008875A CN116670842A CN 116670842 A CN116670842 A CN 116670842A CN 202280008875 A CN202280008875 A CN 202280008875A CN 116670842 A CN116670842 A CN 116670842A
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李泽秀
金映坤
俞承在
李到娟
全信煜
曺永俊
崔相勳
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Abstract

本公开内容提供一种容易对准模具唇部的双狭缝模具涂布机。本公开内容的双狭缝模具涂布机包括第一狭缝和第二狭缝以在重力的相反方向上输送涂布溶液，并且包括：第一模具块，第一模具块在底座的上表面的后方与底座垂直地安装并一体形成；第二模具块，第二模具块定位成在第一模具块的前方与底座接触，以在第二模具块与第一模具块之间形成第一狭缝；以及第三模具块，第三模具块定位成在第二模具块的前方与底座接触，以在第三模具块与第二模具块之间形成第二狭缝。

Description

双狭缝模具涂布机
技术领域
本公开内容涉及一种能够通过润湿同时形成两层或更多层的双狭缝模具涂布机，更具体地，涉及一种用于在重力的相反方向上输送涂布溶液的垂直模具类型的双狭缝模具涂布机。本申请要求于2021年11月29日在韩国提交的韩国专利申请10-2021-0167687号以及于2022年6月13日在韩国提交的韩国专利申请第10-2022-0071278号的优先权，通过引用将所述韩国专利申请的公开内容并入本文。
背景技术
随着技术发展与日俱增以及对移动装置的需求不断增长，对作为能源的二次电池的需求迅速增加，并且这种二次电池本质上包括作为电力产生元件的电极组件。电极组件包括堆叠至少一次的正极、隔膜和负极，并且通过在由铝箔制成的集流体和由铜箔制成的集流体上涂布并干燥正极活性材料浆料和负极活性材料浆料来分别制备正极和负极。为了二次电池的均匀充电/放电特性，需要将正极活性材料浆料和负极活性材料浆料均匀地涂布在集流体上，并且已使用狭缝模具涂布机。
图1是示出常规的狭缝模具涂布机的剖面图。
参照图1，使用常规的狭缝模具涂布机30的电极制造方法包括：将来自狭缝模具涂布机30的活性材料浆料涂布到通过涂布辊10传送的集流体20上。将来自狭缝模具涂布机30的活性材料浆料涂布在集流体20的一个表面上以形成活性材料层。狭缝模具涂布机30包括两个模具块31和32、以及在两个模具块31和32之间的狭缝35，并且可通过与狭缝35连通的出口37传送一种类型的活性材料浆料，以形成电极活性材料层。与杆棒涂布或逗号刮刀涂布相比，狭缝模具涂布机实现了高速涂布，由于这一优点，从高生产率的角度其被广泛使用。图1中示出的狭缝模具涂布机是在重力的相反方向上输送活性材料浆料的垂直模具类型。
为了制造具有高能量密度的二次电池，大约130μm的活性材料层的厚度已逐渐增加至300μm。当通过常规的狭缝模具涂布机30形成厚的活性材料层时，活性材料浆料中的粘合剂和导电材料的迁移(migration)在干燥期间变得更加严重，并且最终电极被不均匀制造。为了解决该问题，当以较小厚度涂布活性材料层并干燥并且一层在另一层的顶部上地重复该过程时，花费较长的时间来执行两次涂布。为了提高电极性能和生产率二者，需要能够同时涂布两种类型的活性材料浆料的双狭缝模具涂布机。
由于狭缝模具涂布机在模具块的结合表面上具有狭缝，为了像双狭缝模具涂布机一样包括两个狭缝，基本上需要三个模具块。由于使用同时离开分别与两个狭缝连通的不同出口的活性材料浆料，使用双狭缝模具涂布机的工艺很难将各活性材料层形成为所需厚度。
特别是，在各模具块的前端处的模具唇部对准是重要的。通过插入块或间隔件或使用螺栓调节位置组装并对准模具块来进行模具唇部对准。然而，插入块或间隔件需要具有为了模具唇部对准而匹配诸多接触表面的多个条件，所以单纯基于概率就是困难的，而使用螺栓的调节功能花费时间并且极大地依赖于操作者的技能，从而导致低再现性。
因此，相应行业需要更容易和更精确的模具唇部对准的双狭缝模具涂布机。
发明内容
技术问题
本公开内容旨在解决上述问题，因此本公开内容旨在提供一种容易对准模具唇部的双狭缝模具涂布机。
然而，本公开内容要解决的问题不限于上述问题，并且本领域技术人员将从以下描述清楚地理解未提及的其他问题。
技术方案
为了解决上述问题，本公开内容的双狭缝模具涂布机包括第一狭缝和第二狭缝以在重力的相反方向上输送涂布溶液，并且包括：第一模具块，所述第一模具块在底座的上表面的后方与底座垂直地安装并一体形成；第二模具块，所述第二模具块定位成在所述第一模具块的前方与所述底座接触，以在所述第二模具块与所述第一模具块之间形成所述第一狭缝；以及第三模具块，所述第三模具块定位成在所述第二模具块的前方与所述底座接触，以在所述第三模具块与所述第二模具块之间形成所述第二狭缝。
在一实施方式中，所述第二模具块的下表面和所述第三模具块的下表面可与所述底座整体接触。
在另一实施方式中，所述第二模具块的下表面和所述第三模具块的下表面可与所述底座间断接触。
在这种情况下，按压元件可连接至所述底座的底部。
所述按压元件可以是伺服电机。
在本公开内容中，所述双狭缝模具涂布机可进一步包括：位于所述第一模具块与所述第二模具块之间以形成所述第一狭缝的第一垫片和位于所述双狭缝模具涂布机之间以形成所述第二狭缝的第二垫片，其中所述第一垫片和所述第二垫片具有至少在一区域处被切开的开放部分。
在这种情况下，所述区域可被间断地切开以形成多个开放部分。
在一优选示例中，可在所述第二模具块的下表面上设置加强件以用于与所述底座间断接触，并且可在所述加强件之间形成弯曲空间。可在所述第三模具块的下表面上设置加强件以用于与所述底座间断接触，并且可在所述加强件之间形成弯曲空间。
在该优选示例中，伺服电机可连接至所述底座的底部以使所述弯曲空间变形。更优选地，所述伺服电机可连接至所述底座的底部的中央。
多个加强件可位于所述双狭缝模具涂布机的长度方向上。优选地，所述多个加强件可以以所述双狭缝模具涂布机的所述长度方向上的中央为基准在所述长度方向上对称。优选地，所述多个加强件之中的中央区域处的所述加强件之间的距离可大于其他加强件之间的距离。
在本公开内容中，所述第一模具块可包括容纳第一涂布溶液并且与所述第一狭缝连通的第一歧管，并且所述第三模具块可包括容纳第二涂布溶液并且与所述第二狭缝连通的第二歧管。
在根据本公开内容的所述双狭缝模具涂布机中，螺栓可垂直安装到所述底座与所述第二模具块之间的接触表面中，并且螺栓可垂直安装到所述底座与所述第三模具块之间的接触表面中。
所述第一狭缝可与所述底座垂直。
所述第二模具块的剖面可以是直角三角形。
所述第一模具块、所述第二模具块和所述第三模具块可分别包括形成前端的第一模具唇部、第二模具唇部和第三模具唇部，所述第一模具唇部、所述第二模具唇部和所述第三模具唇部可设置在同一直线上。
所述第三模具唇部的厚度优选大于所述第一模具唇部的厚度和所述第二模具唇部的厚度。
与所述第二狭缝连通的第二出口可位于所述第三模具唇部与所述第二模具唇部之间，与所述第一狭缝连通的第一出口可位于所述第二模具唇部与所述第一模具唇部之间，第二涂布溶液可通过所述第二出口被输送到基板上，所述第一出口可在涂布方向的下游侧与所述第二出口分隔开，并且第一涂布溶液可通过所述第一出口被输送到所述基板上。
有益效果
根据本公开内容，由于模具块被放置成与底座接触，所以容易对准模具唇部。可防止模具块之间的位置失配，并且始终将模具唇部与基板之间的距离，即，涂布间隙保持在期望水平。可在每一组装处实现均匀的模具唇部对准，并且在工序期间不改变的情况下保持，从而防止在与基板的移动方向垂直的宽度方向上的涂布间隙偏移。
因此，根据本公开内容，当调节涂布间隙或使用诸如块或间隔件之类的辅助装置时，可通过将模具块结合的简单组装操作而始终保持均匀的涂布间隙，而无需拆卸和重新组装因它们的厚度小而在结构上脆弱的模具块。
根据本公开内容，考虑到当输送活性材料浆料时模具块因压力而产生的变形，可保持均匀(±2％)的涂布间隙，从而均匀地控制涂布量和由此产生的涂布质量。因此，通过使用具有均匀涂布间隙的双狭缝模具涂布机，可获得具有均匀质量的涂布产品，具体地，二次电池的电极。
根据本公开内容的一方面，可提供具有最小的组装对准条件，即，1个接触表面紧固并且不需要使用螺栓进行位置调节的结构的双狭缝模具涂布机。使用螺栓的调节功能需要时间来调节，极大地依赖于操作者的技能并且导致低再现性。根据本公开内容，可实现模具唇部对准，而无需使用螺栓来调节位置，从而消除了调节所需的时间和对操作者的技能的依赖，并且提高了再现性。
根据本公开内容的另一方面，可提供弯曲空间以及1个接触表面紧固。通过使对准位置变形来进行弯曲，根据本公开内容，可使用用于控制宽度方向上的涂布均匀性的按压元件以高的均匀性变形。如上所述，根据本公开内容，可非常均匀地控制模具块的变形，从而以直接的方式提高涂布均匀性。
如上所述，根据本公开内容，即使在高压下当输送活性材料浆料时，虽然使用了薄的模具块，但是一旦调节了涂布间隙，涂布间隙仍可保持。具体地，垂直模具类型在传送浆料时经受模具块之间的距离增加，但是本公开内容可防止模具块之间的距离增加，从而确保涂布可操作性和再现性。
使用双狭缝模具涂布机，可将涂布层，具体地活性材料层均匀地形成为期望的厚度，优选地，可同时涂布两种类型的活性材料浆料，从而提高性能和生产率。
如上所述，当本公开内容的双狭缝模具涂布机被用于在移动集流体以制造二次电池的电极的同时在集流体上涂布活性材料浆料时，可在高速或宽尺度涂布条件下实现均匀涂布。
附图说明
附图示出了本公开内容的示例性实施方式并且与以下详细描述一起用于提供对本公开内容的技术特征的进一步理解，因此，本公开内容不被解释为限于附图。
图1是根据相关技术的双狭缝模具涂布机的示意性剖面图。
图2是根据本公开内容一实施方式的双狭缝模具涂布机的透视图。
图3是根据本公开内容一实施方式的双狭缝模具涂布机的剖面图。
图4是图3中的部分A的放大图。
图5是根据本公开内容另一实施方式的双狭缝模具涂布机的透视图。
图6是沿线VI-VI’截取的图5的剖面图，图7是沿线VII-VII’截取的图5的剖面图。
图8是根据本公开内容另一实施方式的双狭缝模具涂布机的组装步骤的流程图。
图9至图12是示出根据本公开内容另一实施方式的双狭缝模具涂布机的各组装步骤的图。
图13至图15是用于帮助理解模具块的结构的图。
图16是根据比较例的双狭缝模具涂布机的剖面图。
图17至图20是示出根据比较例的双狭缝模具涂布机的各组装步骤的图。
图21示出了与比较例相比，在本公开内容另一实施方式中通过模具块结构/组装简化设计来缩短模具更换时间的效果。
图22示出了与比较例相比，在本公开内容另一实施方式中通过提高组装质量来提高电极质量的效果。
图23是在本公开内容的比较例和另一实施方式中，用于在螺栓连接之后分析伺服电机的操作的影响的图。
图24是示出在本公开内容的比较例和另一实施方式中，根据伺服电机的操作的涂布间隙方向变形比较(μm)的图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本公开内容的示例性实施方式。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或词语不应被解释为限于一般含义和词典含义，而是在允许发明人适当地定义用于最佳解释的术语的原则的基础上基于与本公开内容的技术方面对应的含义和概念进行解释。因此，本文中描述的实施方式和附图中的举例说明仅是本公开内容的示例性实施方式，而且并未完全描述本公开内容的技术特征，所以应当理解的是，在提交专利申请时,可具有替代其的各种其他等同和修改。相同的参考标号表示相同的元件。此外，在附图中，为了有效地描述技术主题，元件的厚度、比例和尺寸被夸大。
本公开内容的双狭缝模具涂布机包括第一狭缝和第二狭缝以在重力的相反方向上输送涂布溶液，并且构造为将涂布溶液在基板上涂布为双层。在下面的描述中，“基板”是集流体，“涂布溶液”是活性材料浆料。第一涂布溶液和第二涂布溶液二者都是活性材料浆料，并且它们可具有相同或不同的组分(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各自的量)或特性。本公开内容的双狭缝模具涂布机最适于通过同时涂布两种类型的活性材料浆料、或者通过以交替方式涂布两种类型的活性材料浆料的图案涂布来制造的电极。然而，本公开内容的范围不必限于此。例如，基板可以是构成隔膜的多孔基底，并且第一涂布溶液和第二涂布溶液可以是具有不同组分或性质的有机物。就是说，在需要薄膜涂布的情况下，基板、第一涂布溶液和第二涂布溶液不限于特定类型。
图2是根据本公开内容一实施方式的双狭缝模具涂布机的透视图，图3是根据本公开内容一实施方式的双狭缝模具涂布机的剖面图。图4是图3中的部分A的放大图。
首先，参照图2和图3，根据本公开内容实施方式的双狭缝模具涂布机100构造成在重力的相反方向上输送涂布溶液，并且包括第一狭缝101和第二狭缝102。双狭缝模具涂布机100可通过第一狭缝101和第二狭缝102在基板170上同时或交替地输送并涂布相同类型的涂布溶液或两种不同类型的涂布溶液。
例如，通过旋转在双狭缝模具涂布机100的前侧的可旋转涂布辊160来移动基板170的同时，连续使作为第一电极活性材料浆料的第一涂布溶液50和作为第二电极活性材料浆料的第二涂布溶液60与待涂布的基板170的表面接触，可在基板170上同时涂布具有双层结构的作为第一电极活性材料浆料的第一涂布溶液50和作为第二电极活性材料浆料的第二涂布溶液60。第一涂布溶液50被涂布在基板170上以形成下浆料层，并且几乎同时，第二涂布溶液60被涂布在下浆料层上以形成上浆料层。
双狭缝模具涂布机100被安装成使得涂布溶液或活性材料浆料的输送方向(X方向)几乎垂直(几乎：±5°)。在本公开内容的实施方式中，图中所示的X轴方向是指涂布溶液的输送方向，Z轴是指双狭缝模具涂布机100的长度方向，Y轴方向是指与X轴方向和Z轴方向垂直的水平方向，具体地，表示从双狭缝模具涂布机100的第一模具块110朝向第三模具块130的方向，并且为了方便起见，可以是双狭缝模具涂布机100的前侧。
双狭缝模具涂布机100包括底座90。第一模具块110在底座90的上表面的后部与底座90一体地垂直安装。第一模具块110是沿长度方向延伸的板形结构。第一模具块110被放在底座90上并且被组装在一起，当底座90和第一模具块110被放在一起时，不需要相对于底座90来对准，并且它们可被作为一个来处理，使得容易处理。与底座90一体形成的第一模具块110可被称为主体(body)块，并且可被称为上板。第一模具块110的XY剖面可以是近似L形的。
第二模具块120定位成与第一模具块110前方的底座90接触，以在第二模具块120与第一模具块110之间形成第一狭缝101。为了限定第一狭缝101，第一垫片113位于第二模具块120与第一模具块110之间。
可通过第二模具块120与第一模具块110之间的第一垫片113形成间隙，该间隙是对应于涂布溶液流过的通道的第一狭缝101。在这种情况下，第一垫片113的厚度确定第一狭缝101的垂直宽度(狭缝间隙)。第一垫片113可被称为上垫片。
第一垫片113可具有至少在一区域处被切开的开放部分，并且可位于第一模具块110和第二模具块120中的每一个的面对表面的除边缘区域中的一侧之外的其余部分处。因此，仅在第一模具块110的前端与第二模具块120的前端之间形成供涂布溶液离开的第一出口110a。
如图4中所示，第一模具块110的前端和第二模具块120的前端分别被定义为第一模具唇部111和第二模具唇部121，换句话说，第一出口101a由第一模具唇部111与第二模具唇部121之间的间隔形成。第一模具唇部111和第二模具唇部121可以是沿长度方向延伸并且具有平坦上表面的长方体。
作为参考，第一垫片113用作防止涂布溶液通过第一模具块110与第二模具块120之间的除形成有第一出口101a的区域以外的间隙泄漏的衬垫(gasket)，因此优选由具有密封能力的材料构成。
第二模具块120是设置在双狭缝模具涂布机100的模具块中间的块，并且是插置在第一模具块110与第三模具块130之间以形成双狭缝的板。本实施方式的第二模具块120的剖面是直角三角形，但其形状不必限于此，例如，第二模具块120的剖面可以是等腰三角形。当第二模具块120的剖面是直角三角形时，第一狭缝101与基板170几乎垂直地对准，使得容易控制涂布溶液通过第一狭缝101的输送。
第二模具块120是沿长度方向延伸的板形结构。与第一模具块110面对的第二模具块120的第一表面120a与底座90几乎垂直地放置。就是说，第二模具块120的第一表面120a是垂直表面。与第二模具块120的第一表面120a面对的第一模具块110的第二表面110b以及相对的第一表面110a(即，形成双狭缝模具涂布机100的外周表面的后表面的表面)与底座90几乎垂直地放置。就是说，第一模具块110的第一表面110a和第二表面110b也是垂直表面。因此，第一狭缝101与底座90垂直。第二模具块120的第一表面120a与第一模具块110的第一表面110a和第二表面110b几乎彼此平行，从而形成整体上稳定且平衡的结构。第一模具块110在第一表面110a的上部具有朝向输送方向倾斜的倾斜表面110a’，因此第一模具块110的上部的剖面几乎是三角形的并且朝向第一模具唇部111逐渐变细。第二模具块120可被称为内(inner)模具并且也可被称为中间板。
第一模具块110包括在第二表面110b上具有预定深度的第一歧管112，并且第一歧管112与第一狭缝101连通。第一歧管112是从与第二模具块120面对的第一模具块110的第二表面110b朝向与第二表面110b相反的第一表面110a的空间。第一歧管112是第一模具块110中的凹入形状的腔室，并且容纳第一涂布溶液。第一歧管112连接至设置在外部的第一涂布溶液供应腔室(未示出)和供应管路，并且被供应第一涂布溶液。当第一歧管112被第一涂布溶液完全填充时，第一涂布溶液的流动被沿第一狭缝101引导并且从第一出口101a离开。
第一模具块110可进一步包括穿过其中的排气部(未示出)，并且排气部可连接至第一歧管112。排气部用于去除第一歧管112内的第一涂布溶液中包括的气泡。排气部可通过在第一模具块110中简单地钻孔来形成，或者可通过将中空管插入到孔中来形成。
第三模具块130定位成与第二模具块120的前方的底座90接触，以在第三模具块130与第二模具块120之间形成第二狭缝102。为了限定第二狭缝102，第二垫片133位于第三模具块130与第二模具块120之间。在第二模具块120与第三模具块130之间接触的区域中形成第二狭缝102。就是说，通过将第三模具块130和第二模具块120放置在一起来形成第二狭缝102。
以与第一狭缝101相同的方式，可通过在第二模具块120与第三模具块130之间的第二垫片133形成间隙，该间隙是对应于涂布溶液流过的通道的第二狭缝102。在这种情况下，第二垫片133的厚度确定第二狭缝102的垂直宽度(狭缝间隙)。第二垫片133可被称为下垫片。
此外，第二垫片133具有与第一垫片113类似的结构，并且具有至少在一区域处被切开的开放部分，并且仅位于第二模具块120和第三模具块130中的每一个的面对表面的除边缘区域中的一侧之外的其余部分处。同样地，除第二狭缝102的前侧之外的外周方向被阻挡，并且仅在第二模具块120的前端与第三模具块130的前端之间形成第二出口102a。
参照图4，第三模具块130的前端被定义为第三模具唇部131，换句话说，第二出口102a由第二模具唇部121和第三模具唇部131之间的间隔形成。第三模具唇部131也可以是沿长度方向延伸并且具有平坦上表面的长方体。
如上所述，与第二狭缝102连通的第二出口102a位于第三模具唇部131与第二模具唇部121之间，与第一狭缝101连通的第一出口101a位于第二模具唇部121与第一模具唇部111之间，形成下浆料层的第二涂布溶液60被通过第二出口102a输送到基板170上，第一出口101a在涂布方向的下游侧与第二出口102a分隔开，并且形成上浆料层的第一涂布溶液50被通过第一出口101a输送到基板170上的下浆料层上。当在基板170从第三模具唇部131朝向第一模具唇部111移动的同时供应诸如电极活性材料浆料之类的第一涂布溶液50和第二涂布溶液60时，可通过在下浆料层上形成上浆料层来形成电极。
第三模具块130也是沿长度方向延伸的板形结构。此外，与第三模具块130面对的第二模具块120的第二表面120b和与第二模具块120的第二表面120b面对的第三模具块130的第一表面130a以及相对的第二表面130b(即，形成双狭缝模具涂布机100的外周表面的前表面的表面)几乎彼此平行，以在形状上形成稳定且平衡的结构。第三模具块130在第二表面130b的上部具有朝向输送方向倾斜的倾斜表面130b’。第三模具块130的上部的剖面几乎是三角形的，并且朝向第三模具唇部131逐渐变细。第三模具块130中的第二表面130b下方的表面130b”与底座90几乎垂直地放置。第三模具块130可被称为外(outer)模具，并且还可被称为下板。
此外，第三模具块130包括在面对第二模具块120的第一表面130a上具有预定深度的第二歧管132，并且第二歧管132与第二狭缝102连通。第二歧管132是从第三模具块130的面对第二模具块120的第一表面130a朝向与第一表面130a相反的第二表面130b的空间。第二歧管132是第三模具块130中的凹入形状的腔室，并且容纳第二涂布溶液。虽然未在图中示出，但是第二歧管132连接至设置在外部的第二涂布溶液供应腔室和供应管路，并且被供应第二涂布溶液。当第二歧管132被沿管形的供应管路从外部供应的第二涂布溶液完全填充时，第二涂布溶液的流动被沿与第二歧管132连通的第二狭缝102引导并从第二出口102a离开。
第三模具块130可进一步包括穿过其中的排气部(未示出)，并且排气部可连接至第二歧管132。排气部用于去除第二歧管132内的第二涂布溶液中包括的气泡。排气部可通过在第三模具块130中简单地钻孔来形成，或者可通过将中空管插入到孔中来形成。
第二狭缝102和第一狭缝101形成预定角度，并且该角度可以是大约20°到70°。第二狭缝102和第一狭缝101在一点处相交，并且第二出口102a和第一出口101a可设置在相交点附近。因此，第一涂布溶液50和第二涂布溶液60可被输送到几乎仅一个点。
与第三模具块130面对的第二模具块120的第二表面120b和与第一模具块110面对的第二模具块120的第一表面120a之间的角度θ优选在其中紧接在第二涂布溶液60从第二出口102a离开并且同时第一涂布溶液50从第一出口101a离开之后不形成湍流的范围内。当角度θ太小时，第二模具块120太薄，因此非常容易变形和扭曲。角度θ可确定第二狭缝102与第一狭缝101之间的角度，并且可以是大约20°至70°。优选地，角度θ可以是25°。第二表面110b和第一模具块110的倾斜表面110a’之间的角度可以是70°。第三模具块130的第一表面130a和倾斜表面130b’之间的角度可以是60°。根据该构造，组合的模具块110、120、130具有整体上大致长方体形状，并且仅涂布溶液离开的前侧朝向基板170倾斜，从而当涂布溶液向下流动时容易处理，而且组装之后的形状成为与具有单一狭缝的狭缝涂布机大致相同，从而能够共用狭缝涂布机支撑件。
第一歧管112和第二歧管132分别形成在第一模具块110和第三模具块130中。该构造可对结构上最脆弱的第二模具块120的变形具有较小影响。此外，当第二模具块120分为左模具和右模具，其中左模具构造为与第一模具块110一起移动并且右模具构造为与第三模具块130一起移动时，左模具块和右模具块可在左模具和右模具的界面处滑动，从而更容易改变第一狭缝101和第二狭缝102的位置。
与第一模具块110、第二模具块120、第三模具块130中的涂布溶液的输送方向相反的表面、即下表面被几乎水平(YZ平面)地放置。由于模具块110、120、130在表面之间的边缘处具有直角部分，所以剖面中存在直角部分，并且垂直表面或水平表面可用作基准表面，从而使得容易制造或处理并且可确保精度。
模具块110、120、130由例如SUS材料制成。可使用容易加工的材料，诸如SUS420J2、SUS630、SUS440C、SUS304和SUS316L。SUS容易加工、便宜并且高度耐腐蚀，而且能够以低成本形成期望的形状。
螺栓141可垂直安装到底座90与第二模具块120的接触表面中，并且螺栓142可垂直安装到底座90与第三模具块130的接触表面中。此外，第一模具块110和第二模具块120可被螺栓(未示出)保持在一起。第二模具块120和第三模具块130也可被螺栓(未示出)保持在一起。当第一模具块110、第二模具块120和第三模具块130的组合被螺栓141、142保持在一起时，它们的面对的部分可被彼此支撑到较高的接触程度，从而通过紧固来固定并且非常好地保持。
如上所述，双狭缝模具涂布机100可由SUS材料制成。通常，SUS组件易于在结合表面处发生液体泄漏，并且为了抑制泄漏，在结构之间设置橡胶环或任意其他柔性材料以产生密封。然而，该密封方法不适于控制均匀的组装(例如，小于10μm的组装偏差)，因此难以在双狭缝模具涂布机100中使用。
由于该原因，在双狭缝模具涂布机100中，以非常高精度(直度、平坦度±5μm)加工的模具块110、120、130通过螺栓连接组装。为了防止液体泄漏，对于螺栓连接来说，大约200N至350N的高压力是期望的。
根据本公开内容，可改善组装方法。由于用于紧固的螺栓都是不可调节的固定类型，所以不存在调节引起的时间损失，不依赖于操作者的技能，并且可实现高再现性。
根据本公开内容，与相关技术相比，对模具块110、120、130做出结构改变。第二模具块120的下表面和第三模具块130的下表面与底座90整体接触。在第二模具块120与底座90之间没有空白空间。因此，即使因双狭缝模具涂布机100的内部压力而产生扭矩，也可在第一模具块110与第二模具块120之间插置有第一垫片113的情况下支撑第一模具块110与第二模具块120之间的接触表面。换句话说，可防止第一狭缝101变宽。同样地，在第三模具块130与底座90之间没有空白空间。因而，即使因双狭缝模具涂布机100的内部压力而产生扭矩，也可在第二模具块120与第三模具块130之间插置有第二垫片133的情况下支撑第二模具块120与第三模具块130之间的接触表面。就是说，可防止第二狭缝102变宽。
常规的垂直模具类型的狭缝模具涂布机在输送涂布溶液时受到压力的影响而使模具块之间的距离增加。在本公开内容的双狭缝模具涂布机100中，第二模具块120的下表面和第三模具块130的下表面与底座90整体接触，因此第二模具块120和第三模具块130被底座90固定，从而防止第一狭缝101和第二狭缝102变宽。在模具块之间的距离增加并且活性材料浆料被进给的情况下，未涂布区域被活性材料浆料间断地玷污，从而导致表面缺陷，但是使用根据本公开内容的双狭缝模具涂布机100，可形成没有表面缺陷的电极。
此外，根据本公开内容，由于第二模具块120和第三模具块130与底座90接触，所以不需要单独对准模具块110、120、130并且对准是非常容易的。由于第二模具块120和第三模具块130始终与底座90接触，而在它们之间没有空白空间，所以在组装过程中模具唇部111、121、131的位置是固定的。因此，模具唇部对准是简单且精确的，并且不依赖于操作者。
模具块110、120、130的垂直长度可相等。垂直长度是指从每个模具块的下表面到模具唇部的垂直距离。当模具块110、120、130的垂直长度相等时，如图4中所示，通过将它们简单地组装，第一模具唇部111、第二模具唇部121和第三模具唇部131可设置在同一直线上。
如上所述，根据本公开内容，可消除对单独操纵模具唇部对准的需要。本公开内容具有最少条件的组装对准，即，1个接触表面紧固(底座90的上表面与第二模具块120的下表面，底座90的上表面与第三模具块130的下表面)，并且不需要调节功能。此外，当组装时，对准状态非常好。
使用双狭缝模具涂布机100的涂布工艺需要防止由于第一涂布溶液50和第二涂布溶液60同时离开不同的出口101a、102a而引起的泄漏(leaking)和边环(side ring)的问题。泄漏是指在模具唇部外部的上游侧的一部分涂布溶液损失，从而导致不稳定。这是预先计量的涂布溶液的损失，并且不可能预测最终涂布厚度。由于泄漏，涂布溶液可能会长时间停留并且成为固体，或者可导致宽度方向上的涂布厚度偏差。特别是，当在高压下以几百μm水平的涂布间隙输送涂布溶液以用于薄膜涂布或减小涂布层的宽度方向厚度偏差时，如上所述的泄漏会变得更加严重。
最佳的涂布区域(窗口裕度、window margin)位于泄漏区域与边环区域之间。窗口裕度越宽，生产率越高。涂布间隙极大地影响基板170与模具唇部111、121、131之间的涂布液珠的尺寸和形状、以及涂布过程中的动态接触线(dynamic contact line)的位置。根据本公开内容，可通过模具唇部111、121、131的对准来均匀地保持涂布间隙，并且可通过调节模具唇部111、121、131的尺寸增加窗口裕度来调节诸如涂布溶液的特性以及涂布溶液的流速和速度之类的初始条件，从而更灵活地设定初始条件以防止泄漏。
优选地，第三模具唇部厚度D3大于第二模具唇部厚度D2和第一模具唇部厚度D1。因此，第三模具唇部厚度D3大于第一模具唇部厚度D1和第二模具唇部厚度D2的平均厚度。如上所述，第三模具唇部厚度D3最大(D3>D2，D3>D1，D3>(D1+D2)/2)。此外，第二模具唇部厚度D2和第一模具唇部厚度D1可相等。
第三模具唇部厚度D3：第一模具唇部厚度D1可以是1.2：1或更大。就是说，第三模具唇部厚度D3可比第一模具唇部厚度D1大至少1.2倍。当第三模具唇部厚度D3简单地大于第一模具唇部厚度D1时，窗口裕度可增加，但是当第三模具唇部厚度D3比第一模具唇部厚度D1大至少1.2倍时，可提高防泄漏效果。当第三模具唇部厚度D3等于第一模具唇部厚度D1或第一模具唇部厚度D1大于第三模具唇部厚度D3时，发生泄漏。
第三模具唇部厚度D3：第二模具唇部厚度D2可以是1.2：1或更大。就是说，第三模具唇部厚度D3可比第二模具唇部厚度D2大至少1.2倍。当第三模具唇部厚度D3简单地大于第二模具唇部厚度D2时，窗口裕度可增加，但是当第三模具唇部厚度D3比第二模具唇部厚度D2大至少1.2倍时，可提高防泄漏效果。当第三模具唇部厚度D3等于第二模具唇部厚度D2时，发生泄漏。当第二模具唇部厚度D2大于第三模具唇部厚度D3时，不会产生泄漏，但是产生图案缺陷。
根据上述示例，第三模具唇部厚度D3大于第二模具唇部厚度D2和第一模具唇部厚度D1。第三模具唇部厚度D3是最大的。发明人发现，随着第三模具唇部厚度D3增加，窗口裕度增加。因此，可更灵活地控制涂布间隙或设定初始条件。因此，根据该构造，可提高生产率，并且在涂布过程中，可根据目标涂布产品和质量在不同位置使用动态接触线。根据本公开内容，由于窗口裕量增加，因此可克服泄漏限制。此外，可减小边环区域。随着涂布间隙减少，当动态接触线在与涂布相反的方向上移动时，在预定水平以上发生泄漏，根据该构造，可通过增加第三模具唇部厚度D3来抑制泄漏。电极活性材料浆料不会离开并且更多地保留在第三模具唇部131中。根据本公开内容，可在涂布间隙缺乏或相对于基板170的移动速度大量进给浆料时减少泄漏。
由离开第二出口102a的第二涂布溶液60形成的下浆料层的平均厚度和由离开第一出口101a的第一涂布溶液50形成的上浆料层的平均厚度各自可以是60μm或更大。各平均厚度可以是200μm或更小。通常，二次电池的活性材料的平均颗粒尺寸是大约10μm，但是由于颗粒尺寸遵循通常的正态分布，d(90)或d(max)通常大于10μm。由于包括活性材料，难以形成厚度小于40μm的浆料层。当浆料层的厚度是60μm或更大时，可在防止活性材料卡在通常保持的涂布间隙中的同时平稳地涂布。此外，当浆料层的厚度是200μm或更大时，其是良好的但不是现实可能的。在二次电池中使用大于200μm的涂布量实际上是困难的。
例如，使用本公开内容的双狭缝模具涂布机100涂布电极活性材料浆料的方法被应用于制造二次电池的正极。正极具有其中下浆料层的下活性材料层和上浆料层的上活性材料层以顺序的次序堆叠在集流体上的结构。下活性材料层包含大量的导电材料，并且上活性材料层包含少量的导电材料。在这种情况下，下活性材料层中的导电材料的量可在0.5至5wt％的范围内调节。当上活性材料层中的导电材料的量减少时，可增加电极表面上的活性材料的量并且将导电性减少至预定水平或更小。特别是，当上活性材料层中的导电材料的量被控制在0.02wt％或更小的非常低的水平时，可减少在电池的内部短路时的放热反应。
在另一示例中，形成下活性材料层的活性材料的平均颗粒尺寸P1在形成上活性材料层的活性材料的平均颗粒尺寸P2的50％至95％的范围内。在这种情况下，将具有较小颗粒尺寸的活性材料施加至下活性材料层。将具有较大颗粒尺寸的活性材料施加至上活性材料层，以改善电解质溶液润湿性并且诱导离子或空穴的平稳移动。
在此，第一涂布溶液50和第二涂布溶液60的流速比可以是1：1。第一涂布溶液50和第二涂布溶液60的粘度可以是1000cps或更大。由于必须涂布具有1000cps或更大的粘度的涂布溶液，所以本公开内容的双狭缝模具涂布机100的结构与用于涂布任意其他具有较低粘度的涂布溶液(例如，普通树脂溶液，诸如光敏乳液、磁性溶液、抗反射或防眩光溶液、扩大视野的溶液和滤色器的颜料溶液)的装置不同，并且不能通过设计修改获得。第一涂布溶液50和第二涂布溶液60可包括石墨、导电材料、CMC和粘合剂。
在上述涂布条件下，最优选地，第三模具唇部厚度D3：第二模具唇部厚度D2：第一模具唇部厚度D1为3：1：1。利用双狭缝模具涂布机100，可提高在集流体上形成双层结构的活性材料层的工序效率并降低缺陷率。
图5是根据本公开内容另一实施方式的双狭缝模具涂布机的透视图。图6是沿线VI-VI’截取的图5的剖面图，图7是沿线VII-VII’截取的图5的剖面图。
图5至图7中所示的双狭缝模具涂布机200与参照图2至图4描述的双狭缝模具涂布机100的不同之处在于，第二模具块120’的下表面和第三模具块130’的下表面与底座90间断地接触。在双狭缝模具涂布机200中，在附图中与双狭缝模具涂布机100相似的元件被附加相似的参考标号，并且省略重复的描述。
在上述双狭缝模具涂布机100中，在整个垂直长度上延伸的第二模具块120和第三模具块130与底座90接触。由于与底座90整体接触，随着接触面积增加，支撑力增加。与双狭缝模具涂布机100相比，该实施方式的双狭缝模具涂布机200包括下表面被局部加强的第二模具块120’和第三模具块130’。就是说，第二模具块120’和第三模具块130’与底座90间断地接触，在每个模具块的底部间断地添加加强件RR。可沿长度方向在第二模具块120’和第三模具块130’的下表面上设置多个加强件RR。在第二模具块120’中，在加强件RR之间可以是空白空间。同样在第三模具块130’中，在加强件RR之间可以是空白空间。根据该构造，与底座90的接触面积小于双狭缝模具涂布机100的接触面积，但是可通过空白空间减小应力。
第二模具块120’的加强件RR不与第二模具块120’分离，并且第三模具块130’的加强件RR不与第三模具块130’分离。包括加强件RR的第二模具块120’和包括加强件RR的第三模具块130’中的每一个都是单片部件(monolithic)。就是说，其是一体的无缝部件。因此，由于其在结构上是坚固的，所以当操作时和处理时其对外部冲击是高度稳定的。在加强件RR不是被包括在各模具块中，而是包括两个或更多个相应部件的情况下，在安装时必须考虑每个部件的对准，并且在组装各部件之后，总公差增加。
另外，第二模具块120’中的加强件RR之间的空白空间和第三模具块130’中的加强件RR之间的空白空间可以是弯曲空间。为此，可将按压元件190连接到底座90的底部。优选地，按压元件190可以是伺服电机。按压元件190可优选地设置在底座90的中央。如果需要，可将按压元件190放置得更靠近第二模具块120’或第三模具块130’。随着其更靠近按压元件190，其可经受更大的力并且可弯曲得更多。按压元件190可在输送方向上推动第二模具块120’和第三模具块130’，或在与输送方向相反的方向上拉动第二模具块120’和第三模具块130’。
可在双狭缝模具涂布机200的长度方向上设置多个加强件RR。根据该构造，可在双狭缝模具涂布机200的长度方向上形成在多个位置处划分的弯曲空间，从而实现均匀的弯曲。
优选地，多个加强件RR可以以双狭缝模具涂布机200的长度方向上的中央为基准在长度方向上对称。根据该构造，可有助于以双狭缝模具涂布机200的长度方向上的中央为基准在两侧上均匀地弯曲，从而避免左侧和右侧之间的对准偏差，并且通过接触表面上的紧固将均匀的紧固力施加到左侧和右侧。
优选地，多个加强件RR之中的中央区域处的加强件RR之间的距离可大于其他加强件RR之间的距离。根据该构造，通过增加在中央区域处的弯曲可更好地控制在中央处的涂布间隙。
由于涂布溶液的注入方向是模具块110、120’、130’的中央，在中央处的液体涂布量大于在侧部处的液体涂布量，因此，双狭缝模具涂布机200可在基板170的宽度方向上(垂直于MD方向)具有不均匀的涂布轮廓。换句话说，涂布溶液的负载集中在第一狭缝101和第二狭缝102的宽度方向上的中央。在这种情况下，可通过用按压元件190推动或拉动第二模具块120’和第三模具块130’以使第二模具唇部121和第三模具唇部131变形来调节涂布间隙和由此的负载分布。当按压元件190在输送方向上推动每个模具块120’、130’时，在中央处的涂布间隙可减小。相反，当按压元件190在与输送方向相反的方向上拉动每个模具块120’、130’时，在中央处的涂布间隙可增加。
根据本公开内容，由于第二模具块120’和第三模具块130’在使每个模具块120’、130’通过被限定为加强件RR之间的空间的弯曲空间变形的同时，保持与底座90接触，所以可使用用于控制宽度方向上的涂布均匀性的按压元件190来允许具有高均匀性的变形。
如上所述，双狭缝模具涂布机200具有最小的组装对准条件，即，1个接触表面紧固，并且不需要调节功能。此外，双狭缝模具涂布机200是具有弯曲空间的模具结构。如上所述，根据本公开内容，可提供弯曲空间以及1个接触表面紧固。通过使对准位置变形来进行弯曲，根据本公开内容，可非常均匀地控制第二模具块120’和第三模具块130’的各板的变形。
因此，根据本公开内容，可以以直接的方式容易实现较高的涂布均匀性。结果，根据本公开内容，可提高电极质量/生产率/利用率。
图8是根据本公开内容另一实施方式的双狭缝模具涂布机的组装步骤的流程图。图9至图12是示出根据本公开内容另一实施方式的双狭缝模具涂布机的各组装步骤的图。图9至图12的组装步骤将遵循如图8中所示的流程图。图13至图15是用于帮助理解模具块的结构的图。
在图9至图12的双狭缝模具涂布机300中，与先前描述的双狭缝模具涂布机100、200相似的元件被附加到相似的参考标号，并且省略重复的描述。
首先，准备与底座90一体形成的第一模具块110，并且根据图8的步骤S1和图9，将第一垫片113’组装在第一模具块110上。图13是从Y轴方向观察时的第一模具块110的正视图。第一垫片113’被放置在第一歧管112上。
参照图9，第一垫片113’可具有粗略的大致形状以限定第一出口101a，具体地，第一垫片113’具有在一区域处被间断地切开的多个开放部分(由箭头表示)。该实施方式的双狭缝模具涂布机300中包括的第一垫片113’具有两个开放部分，因此涂布层可在基板170上形成为两个平行条带的图案形状。
螺栓(未示出)可用于组装第一垫片113’和第一模具块110。图9和图13通过举例说明的方式示出了第一垫片113’和第一模具块110可具有用于螺栓连接的螺栓孔H1。螺栓可插入到各螺栓孔H1中，并且螺栓的总数量可例如是13个。该螺栓是不可调节的固定类型，并且不依赖于操作者的技能。可基于根据所需强度(拉伸强度)限定的机械特性来选择螺栓。强度根据材料而改变，例如，SUS304的使用可提供700N/mm2的拉伸强度。进一步考虑耐腐蚀性，可指定并选择适合特性的材料。
根据对应的紧固位置所需的螺栓拉力，螺栓可采用适合的尺寸。螺栓拉力是通过将螺栓的拉伸强度乘以螺栓的有效横截面积获得的值，并且螺栓的有效横截面积根据螺纹的形状而改变(由本领域技术人员计算，考虑作为在螺纹之间的沟处的直径的螺杆内径、作为在螺杆处的直径的螺杆外径、以及对应于它们之间的值的有效直径)。在本公开内容的实施方式中，用于组装第一垫片113’和第一模具块110的螺栓可包括例如M5至M16。
另外，图9示出了偏移块安装部114，偏移块安装部114被包括用来安装第一垫片偏移块(未示出)。偏移块安装部114可安装在多个位置。第一垫片偏移块构造为通过在与模具唇部相反的方向上拉动第一垫片113’来调节模具唇部与第一垫片113’的端部之间的偏移或距离。可通过调节偏移来改变涂布宽度。偏移越小，涂布溶液在其上移动的着陆长度越小，因此涂布宽度减小。
随后，根据图8的步骤S2和图10，将第二模具块120’组装在第一垫片113’上。图14是从Y轴方向观察时的第二模具块110的正视图。
第二模具块120’可被组装在第一模具块110上。螺栓(未示出)可用于组装第二模具块120’和第一模具块110。图10和图14通过举例说明的方式示出了第二模具块120’可具有用于螺栓连接的螺栓孔H2。螺栓可插入到各螺栓孔H2中，并且螺栓的总数量可例如是22个。螺栓是不可调节的固定类型。
参照图10和图14，如上所述，第二模具块120’具有加强件RR，以用于下表面与底座90之间的间断接触以及加强件RR之间的弯曲空间。多个加强件RR设置在双狭缝模具涂布机300的长度方向上。加强件RR可以以长度方向上的中央为基准在长度方向上对称。多个加强件RR之中的中央区域处的加强件RR之间的距离L1可大于其他加强件RR之间的距离L2。根据该构造，可通过增加在中央处的弯曲来更好地控制在中央处的涂布间隙。
螺栓(未示出)可垂直安装到第二模具块120’与底座90之间的接触表面中。由于接触表面形成在加强件RR处，所以螺栓可安装到加强件RR中。图9通过举例说明的方式示出了对应于加强件RR的底座90可具有用于螺栓连接的螺栓孔HR。
随后，根据图8的步骤S3和图11，将第二垫片133’组装在第二模具块120’上。
第二垫片133’可具有粗略的大致形状以限定第二出口102a，具体地，第二垫片133’具有在一区域处被间断地切开的多个开放部分(由箭头表示)。该实施方式的双狭缝模具涂布机300中包括的第二垫片133’具有两个开放部分，因此，涂布层可形成为两个平行图案的形状。第一垫片113’的开放部分和第二垫片133’的开放部分彼此对准。因此，可在下浆料层上对准形成上浆料层。/>
螺栓(未示出)可用于组装第二垫片133‘和第二模具块120’。图11通过举例说明的方式示出了第二垫片133’可具有用于螺栓紧固的螺栓孔H3。螺栓可插入到各螺栓孔H3中，并且螺栓的总数量可例如是13个。该螺栓是不可调节的固定类型。
还可安装第二垫片偏移块(未示出)。第二垫片偏移块可安装在第二模具块120’的加强件RR之间。第二偏移块构造为通过在与模具唇部相反的方向上拉动第二垫片133’来调节模具唇部与第二垫片133’的端部之间的偏移或距离。
随后，根据图8的步骤S4和图12，通过将第三模具块130’组装在第二垫片133’上来完成双狭缝模具涂布机300的组装。图15是从Y轴方向观察时的第三模具块110的正视图。
第三模具块130’可与第二模具块120’组装。螺栓(未示出)可用于组装第三模具块130’和第二模具块120’。图12和图15通过举例说明的方式示出了第三模具块130’可具有用于螺栓连接的螺栓孔H4。螺栓可插入到各螺栓孔H4中并且螺栓的总数量可例如是22个。螺栓也是不可调节的固定类型。在本公开内容的双狭缝模具涂布机300中使用的所有螺栓是不可调节的固定类型。
如上所述，第三模具块130’还具有加强件RR，用于在下表面与底座90之间间断接触。同样地，多个加强件RR设置在双狭缝模具涂布机300的长度方向上。加强件RR可以以长度方向上的中央为基准在长度方向上对称。多个加强件RR之中的中央区域处的加强件RR之间的距离L1可大于其他加强件RR之间的距离L2。根据该构造，可通过增加在中央处的弯曲来更好地控制在中央处的涂布间隙。
螺栓(未示出)可垂直安装到第三模具块130’与底座90之间的接触表面中。由于接触表面形成在加强件RR处，所以螺栓可安装到加强件RR中。如图9至图11中所示，对应于加强件RR的底座90可具有用于螺栓连接的螺栓孔HR’。
随后，根据图8的步骤S5确定组装状态。当检测到组装缺陷时(图8中的否)，该方法返回到第一步骤以调节组装缺陷项目(图8中的S6)。然而，在本公开内容的双狭缝模具涂布机300中，由于所有螺栓是固定类型的，并且模具唇部111、121、131通过简单地组装第一模具块110、第二模具块120’、第三模具块130’而自动对准，所以可避免组装缺陷(图8中的是)，并且通过单一组装完成最终组装(图8中的步骤S7)。
由于本公开内容的双狭缝模具涂布机300使用1个接触表面固定，所以双狭缝模具涂布机300可通过简单的手动操作来组装，并且不需要依赖于操作者的技能进行调节。使用固定的紧固提高了组装质量和再现性。此外，在加强件RR之间形成弯曲空间。
根据具有该构造的本公开内容的双狭缝模具涂布机100、200、300，可通过例如在双狭缝模具涂布机100、200、300的顶部上沿顺时针方向旋转可旋转涂布辊160来移动基板170的同时，连续使第一涂布溶液50和第二涂布溶液60与待涂布的基板170的表面接触而在基板170上形成双层涂布。或者，可以以交替方式执行对第一涂布溶液50的供应和停止供应、以及对第二涂布溶液60的供应和停止供应来在基板170上间断地形成图案涂布。
在具体示例中，可使用本公开内容的狭缝模具涂布机100、200、300涂布正极活性材料浆料以制造二次电池的正极。正极包括集流体和在集流体的表面上的正极活性材料层。集流体可包括导电材料，例如，Al和Cu，并且根据在二次电池领域中已知的集流体电极的极性，可使用合适的材料。正极活性材料层可进一步包括多种正极活性材料颗粒、导电材料或粘合剂中的至少一种。此外，正极可进一步包括各种类型的添加剂以补充或提高电和化学特性。
活性材料不限于具体类型，只要是能够用于锂离子二次电池的正极活性材料的活性材料即可。其非限制性示例可包括：层状化合物或由一种或多种过渡金属取代的化合物中的至少一种，诸如锂锰复合氧化物(LiMn2O4、LiMnO2)、锂钴氧化物(LiCoO2)、锂镍氧化物(LiNiO2)；化学式Li1+xMn2-xO4(x是0～0.33)、LiMnO3、LiMn2O3、LiMnO2的锂锰氧化物；锂铜氧化物(Li2CuO2)；钒氧化物，例如，LiV3O8、LiV3O4、V2O5、Cu2V2O7；由化学式LiNi1-xMxO2(M＝Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B、或Ga，x＝0.01～0.3)表示的Ni位的锂镍氧化物；由化学式LiMn2-xMxO2(M＝Co、Ni、Fe、Cr、Zn、或Ta，x＝0.01～0.1)或Li2Mn3MO8(M＝Fe、Co、Ni、Cu、或Zn)表示的锂锰复合氧化物；具有化学式中的Li部分地被碱土金属离子取代的LiMn2O4；二硫化合物；或Fe2(MoO4)3。在本公开内容中，正极可包括固体电解质材料，例如，基于聚合物的固体电解质、基于氧化物的固体电解质或基于硫化物的固体电解质中的至少一种。
通常可以以基于包括活性材料在内的混合物的总重量的1wt％至20wt％的量添加导电材料。导电材料不限于具体类型，并且可包括在不对相应电池引起任意化学变化的情况下具有导电特性的任意材料，例如，选自以下各项的至少一种：石墨，例如，天然石墨或人造石墨；炭黑，例如，炭黑、乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、炉法炭黑、灯黑、热炭黑；导电纤维，例如，碳纤维或金属纤维；金属粉末，例如，氟化碳粉末、铝粉和镍粉；导电晶须，例如氧化锌和钛酸钾；导电金属氧化物，例如氧化钛；和导电材料，例如聚苯撑衍生物。
粘合剂不限于具体类型，并且可包括帮助将活性材料和导电材料粘合在一起并且粘合到集流体上的任意材料，例如，聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯单体(EPDM)、磺化EPDM、丁苯橡胶、氟橡胶以及它们的各种共聚物。通常可以以基于100wt％的电极层的1wt％至30wt％或1wt％至10wt％的范围内包括粘合剂。
可使用本公开内容的狭缝模具涂布机100、200、300涂布负极活性材料浆料以制造二次电池的负极。负极包括集流体和在集流体的表面上的负极活性材料层。负极活性材料层可进一步包括多种负极活性材料颗粒、导电材料或粘合剂中的至少一种。此外，负极可进一步包括各种添加剂以增强或提高电和化学特性。
负极活性材料可包括：碳材料，例如，石墨、无定形碳、类金刚石碳、富勒烯、碳纳米管和碳纳米角；锂金属材料；基于合金的材料，例如，基于硅或锡合金的材料；基于氧化物的材料，例如，Nb2O5、Li5Ti4O12、TiO2，或者它们的复合材料。对于负极的导电材料、粘合剂和集流体的细节，可参考对正极的描述。
包括正极活性材料或负极活性材料的活性材料浆料具有非常高的粘度。例如，粘度可以是1000cps或更大。用于形成二次电池的电极的活性材料浆料的粘度可以是2000cps至30000cps。例如，负极活性材料浆料的粘度可以是2000cps至4000cps。正极活性材料浆料的粘度可以是8000cps至30000cps。由于必须涂布具有1200cps或更大的粘度的涂布溶液，所以本公开内容的狭缝模具涂布机100、200、300的结构与用于涂布任意其他具有较低粘度的涂布溶液(例如，普通树脂溶液，诸如光敏乳液、磁性溶液、抗反射或防眩光溶液、扩大视野的溶液和滤色器的颜料溶液)的装置不同，并且不能通过设计修改获得。由于本公开内容的狭缝模具涂布机100、200、300例如被设计成涂布活性材料浆料，这些浆料可包括具有大约10μm的平均颗粒尺寸的活性材料，所以其结构与用于涂布任何其他涂布溶液(不包括具有上述颗粒尺寸的颗粒)的装置的结构不同，并且不能通过设计修改来获得。本公开内容的狭缝模具涂布机100、200、300对于制造电极是最佳的。
图16是根据比较例的双狭缝模具涂布机的剖面图，图17至图20是示出根据比较例的双狭缝模具涂布机的各组装步骤的图。
参照图16，在根据比较例的双狭缝模具涂布机400中，第二模具块120”和第三模具块130”的垂直长度短于第一模具块110的垂直长度。在该状态下，当第二模具块120”的前端和第一模具块110的前端对准时，第二模具块120”的下表面与底座90的上表面彼此分隔开，以在第二模具块120”的下表面与底座90的上表面之间形成空白空间。该空间形成为使得上表面由第二模具块120”的下表面形成，上部由底座90的上表面形成，前表面开放，后表面由第一模具块110的前表面形成，并且左侧和右侧开放。就是说，在比较例中，第二模具块120”和第三模具块130”与底座90非接触。
比较例需要根据弯曲模具的特性的弯曲空间，并且为了形成该空间，三个模具块110、120”、130”中的两个需要在对准方向上具有空间，所以产生的悬挂结构不利地影响对准。
由于该原因，比较例进一步包括用于模具块对准的模具唇部调节螺栓410。模具唇部调节螺栓410是推/拉螺栓，并且由于依赖于操作者的技能和变形风险而需要小心。
为了将其与本公开内容进行比较，将参照图17至图20描述根据图8的流程图组装比较例的双狭缝模具涂布机400。
准备与底座90一体形成的第一模具块110，并且根据图8的步骤S1和图17，将第一垫片113”组装在第一模具块110上。
螺栓(未示出)可用于组装第一垫片113”和第一模具块110。附图通过举例说明的方式示出了第一垫片113”可具有用于螺栓连接的螺栓孔H1”。螺栓可插入到各螺栓孔H1”中，并且螺栓的总数量可例如是22个。然而，与本公开内容相反，螺栓是需要调节的可调节类型。
随后，根据图8的步骤S2和图18，将第二模具块120”组装在第一垫片113”上。
第二模具块120”可与第一模具块110组装。螺栓(未示出)可用于组装第二模具块120”和第一模具块110。螺栓的总数量例如可以是22个。然而，与本公开内容相反，螺栓是需要调节的可调节类型。第二模具块120”不接触底座90，并且具有悬挂结构。
随后，根据图8的步骤S3和图19，将第二垫片133”组装在第二模具块120”上。螺栓(未示出)可用于组装第二垫片133”和第二模具块120”。附图通过举例说明的方式示出了第二垫片125”可具有用于螺栓连接的螺栓孔H3”。螺栓可插入到各螺栓孔H3”中，并且螺栓的总数量可例如是19个。与本公开内容相反，螺栓是需要调节的可调节类型。此外，与本公开内容相反，需要模具唇部调节螺栓410。
随后，根据图8的步骤S4和图20，将第三模具块130”组装在第二垫片133”上。
第三模具块130”可与第二模具块120”组装。螺栓(未示出)可用于组装第三模具块130”和第二模具块120”。附图以举例说明的方式示出了第三模具块130”可具有用于螺栓连接的螺栓孔H4”。螺栓的总数量例如可以是20个。与本公开内容相反，螺栓是需要调节的可调节类型。第三模具块130”不接触底座90并且具有悬挂结构。
随后，根据图8的步骤S5确定组装状态。当检测到组装缺陷时，该方法返回到第一步骤，以根据图8的步骤S6调节组装缺陷项目。
在比较例的双狭缝模具涂布机400的情况下，当根据图8的流程图组装时，平均出现一个或两个组装缺陷。调节每个组装缺陷项目需要120分钟。本公开内容的双狭缝模具涂布机300最终仅由一次组装来组装，但组装时间花费较长时间。
图21示出了与比较例相比，在本公开内容另一实施方式中通过模具块结构/组装简化设计来缩短模具更换时间的效果。
在根据图8的流程图的模具块组装过程中，如上面参照图17至图20描述的，在比较例的第一垫片113”的组装中使用22个螺栓，在第二模具块120”的组装中使用22个螺栓，在第二垫片133”的组装中使用19个螺栓，并且在第三模具块130”的组装中使用20个螺栓。因此，总共需要83个螺栓并且扳手切换6次。螺栓全部是上述的可调节类型。当在组装缺陷的情况下调节状态时，模具组装时间是120分钟，并且模具更换时间是12小时。
相比之下，在根据图8的模具组装过程中，如上面参照图9至图12所描述的，使用13个(ea)螺栓来组装根据本公开内容另一实施方式的双狭缝模具涂布机300的第一垫片113’，使用22个螺栓来组装第二模具块120’，使用13个螺栓来组装第二垫片133’，并且使用22个螺栓来组装第三模具块130’。因此，螺栓的总数量是70个，并且需要扳手切换的次数为4次。与比较例相比，可减少螺栓数量和扳手切换次数。在本公开内容的实施方式中，全部螺栓都是固定类型。因此，与比较例相比，不存在由于调节引起的时间损失，其不依赖于操作者的技能，并且不降低可再现性。
由于本公开内容实施方式没有组装缺陷，因此模具组装时间为30min。模具更换时间是8小时。如上所述，与比较例相比，实施方式减少了75％的模具块组装时间并且减少了25％的模具更换时间。
图22示出了与比较例相比，在本公开内容另一实施方式中通过提高组装质量来提高电极质量的效果。
在根据本公开内容另一实施方式的双狭缝模具涂布机300的情况下，发现模具唇部对准良好，但是在比较例的情况下，发现对准水平低。由于该原因，根据比较例，存在负载分布缺陷和不均匀的涂布宽度。然而，根据本公开内容的实施方式，当模具组装质量提高时，负载分布良好并且接近设计值，从而导致电极质量提高。
图23是在本公开内容的比较例和另一实施方式中，用于在螺栓连接之后分析伺服电机的操作的影响的图。
通过将作为按压元件190的伺服电机连接至根据比较例的双狭缝模具涂布机400和根据本公开内容的双狭缝模具涂布机300的底座90的底部来进行评估。
比较例的双狭缝模具涂布机400具有其中第二模具块120”和第三模具块130”悬挂的结构，通过伺服电机引起模具弯曲。本公开内容实施方式的双狭缝模具涂布机300具有弯曲空间或者第二模具块120’与第三模具块130’的加强件RR之间的空间，通过伺服电机引起模具弯曲。伺服电机的工作负载在比较例中是4.5kN并且在示例中为6kN(当移动40μm时)。
图24是示出通过在本公开内容的比较例和另一实施方式中，根据伺服电机的操作的涂布间隙方向变形比较(μm)的图。
在实施方式和比较例中，伺服电机的移动量被反映。在螺栓连接之后，在长度方向上的中央处的涂布间隙方向上的变形是负值，并且随着伺服电机工作长度增加，在涂布间隙方向上的变形增加到正值。当螺栓连接之后各模具块的变形偏差小时，确定使用伺服电机将容易校正间隙偏差。
在比较例中，因伺服电机导致的变形在第三模具块130”中比在第一模具块110和第二模具块120”中更严重。这是因为第三模具块130”不接触底座90并且具有悬挂结构。
然而，在本公开内容的实施方式中，因伺服电机导致的变形在所有模具块110、120’、130’上几乎相同。就是说，可以看出，在用于宽度方向负载控制的模具弯曲期间，在实施方式中的第一模具块至第三模具块中的每一个的变形比在比较例中更加均匀。由于第二模具块120’和第三模具块130’在允许各模具块110、120’、130’通过弯曲空间变形的同时保持与底座90接触，所以可允许具有高均匀性的变形。
另外，虽然该实施方式描述了通过以交替的方式供应涂布溶液来涂布两层涂布溶液或者图案涂布，但显而易见的是，本公开内容可包括三个或更多个狭缝以同时涂布三层或更多层。
虽然已经相对于有限数量的实施方式和附图描述了本公开内容，但是本公开内容不限于此，并且对本领域技术人员将显而易见的是，在本公开内容的技术方面和所附权利要求及其等同范围内可对其做出各种变化和修改。
另外，在本文中使用了表示方向的术语，诸如前、后、上、下、左和右，但是这些术语是为了描述的方便，并且对本领域的技术人员显而易见的是，这些术语可根据元件或观察者的位置而改变。
[参考标号说明]
50：第一涂布溶液 60：第二涂布溶液
90：底座 100、200、300：双狭缝模具涂布机101：第一狭缝 101a：第一出口
102：第二狭缝 102a：第二出口
110：第一模具块 111：第一模具唇部
112：第一歧管 113、113’：第一垫片
120、120’：第二模具块121：第二模具唇部
130、130’：第三模具块131：第三模具唇部
132：第二歧管 133、133’：第二垫片
141、142：螺栓 160：涂布辊
170：基板 190：按压元件
RR：加强件。

Claims (19)

1.一种双狭缝模具涂布机，所述双狭缝模具涂布机包括第一狭缝和第二狭缝以在重力的相反方向上输送涂布溶液，所述双狭缝模具涂布机包括：
第一模具块，所述第一模具块在底座的上表面的后方与底座垂直地安装并一体形成；
第二模具块，所述第二模具块定位成在所述第一模具块的前方与所述底座接触，以在所述第二模具块与所述第一模具块之间形成所述第一狭缝；以及
第三模具块，所述第三模具块定位成在所述第二模具块的前方与所述底座接触，以在所述第三模具块与所述第二模具块之间形成所述第二狭缝。
2.根据权利要求1所述的双狭缝模具涂布机，其中所述第二模具块的下表面和所述第三模具块的下表面与所述底座整体接触。
3.根据权利要求1所述的双狭缝模具涂布机，其中所述第二模具块的下表面和所述第三模具块的下表面与所述底座间断接触。
4.根据权利要求3所述的双狭缝模具涂布机，其中按压元件连接至所述底座的底部。
5.根据权利要求4所述的双狭缝模具涂布机，其中所述按压元件是伺服电机。
6.根据权利要求1所述的双狭缝模具涂布机，进一步包括：
位于所述第一模具块与所述第二模具块之间以形成所述第一狭缝的第一垫片和位于所述双狭缝模具涂布机之间以形成所述第二狭缝的第二垫片，其中所述第一垫片和所述第二垫片具有至少在一区域处被切开的开放部分。
7.根据权利要求6所述的双狭缝模具涂布机，其中在所述第二模具块的下表面上设置加强件以用于与所述底座间断接触，并且在所述加强件之间形成弯曲空间。
8.根据权利要求6或7所述的双狭缝模具涂布机，其中在所述第三模具块的下表面上设置加强件以用于与所述底座间断接触，并且在所述加强件之间形成弯曲空间。
9.根据权利要求8所述的双狭缝模具涂布机，其中伺服电机连接至所述底座的底部的中央以使所述弯曲空间变形。
10.根据权利要求8所述的双狭缝模具涂布机，其中多个加强件位于所述双狭缝模具涂布机的长度方向上。
11.根据权利要求10所述的双狭缝模具涂布机，其中所述多个加强件以所述双狭缝模具涂布机的所述长度方向上的中央为基准在所述长度方向上对称。
12.根据权利要求11所述的双狭缝模具涂布机，其中所述多个加强件之中的中央区域处的所述加强件之间的距离大于其他加强件之间的距离。
13.根据权利要求1所述的双狭缝模具涂布机，其中所述第一模具块包括容纳第一涂布溶液并且与所述第一狭缝连通的第一歧管，并且所述第三模具块包括容纳第二涂布溶液并且与所述第二狭缝连通的第二歧管。
14.根据权利要求1所述的双狭缝模具涂布机，其中螺栓垂直安装到所述底座与所述第二模具块之间的接触表面中，并且螺栓垂直安装到所述底座与所述第三模具块之间的接触表面中。
15.根据权利要求1所述的双狭缝模具涂布机，其中所述第一狭缝与所述底座垂直。
16.根据权利要求1所述的双狭缝模具涂布机，其中所述第二模具块的剖面是直角三角形。
17.根据权利要求1所述的双狭缝模具涂布机，其中所述第一模具块、所述第二模具块和所述第三模具块分别包括形成前端的第一模具唇部、第二模具唇部和第三模具唇部，所述第一模具唇部、所述第二模具唇部和所述第三模具唇部设置在同一直线上。
18.根据权利要求17所述的双狭缝模具涂布机，其中所述第三模具唇部的厚度大于所述第一模具唇部的厚度和所述第二模具唇部的厚度。
19.根据权利要求18所述的双狭缝模具涂布机，其中与所述第二狭缝连通的第二出口位于所述第三模具唇部与所述第二模具唇部之间，与所述第一狭缝连通的第一出口位于所述第二模具唇部与所述第一模具唇部之间，第二涂布溶液通过所述第二出口被输送到基板上，所述第一出口在涂布方向的下游侧与所述第二出口分隔开，并且第一涂布溶液通过所述第一出口被输送到所述基板上。
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