CN116783004A - 槽模垫片和包括该槽模垫片的槽模 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种槽模垫片，所述槽模垫片插在第一模具和第二模具之间并且具有由多个突出部分隔开的多个流动路径，使得电极浆料流经多个流动路径，所述槽模垫片包括：连接到第一模具和第二模具的连接部；从连接部的一侧突出并彼此间隔开的多个第一突出部；位于多个第一突出部之间的一个或多个第二突出部，其中第二突出部包括电极浆料流过的凹槽。

Description

槽模垫片和包括该槽模垫片的槽模

技术领域

本申请要求2021年12月8日向韩国知识产权局提交的第10-2021-0174948号韩国专利申请的优先权，其全文通过引用并入于此。

本发明涉及一种槽模垫片和包括该槽模垫片的槽模。具体而言，本发明涉及一种槽模垫片和包括该槽模垫片的槽模，其降低了电极浆料涂覆部的端部的浆料供应流速。

背景技术

最近，由于化石燃料的枯竭，能源价格上涨，人们对环境污染的关注也在增加。因此，对环境友好型替代能源的需求日益增加。因此，对核能、太阳能、风能、潮汐能等各种发电技术的研究正在不断进行。此外，为了更有效地利用产生的能量，对电力存储设备的关注也很高。

特别是，随着技术的发展和对移动设备的需求增加，对电池作为能源的需求迅速增加。为了满足这些需求，正在对电池进行许多研究。

代表性地，在电池形状方面，对可以具有小的厚度并可以应用于手机等产品的角型或软包型二次电池的需求很高。在材料方面，诸如锂离子电池或锂离子聚合物电池之类的具有高能量密度、放电电压和输出稳定等优点的锂二次电池的需求量很大。

通常，二次电池的结构包括通过堆叠正极、负极和位于正极和负极之间的隔膜制成的电极组件。分别通过将含有活性材料的电极浆料施加到集电器上来制造正极和负极。

可使用模具涂布机将含有活性材料的电极浆料涂覆到集电器上。模具涂布机是指一种装置，该装置通过使用无脉冲泵或活塞泵向加工的上下模具之间的部分供应流体，例如电极浆料、粘合剂、硬涂布剂、陶瓷等，并将具有预定厚度的流体涂覆到涂覆目标，例如原材料、薄膜、玻璃板或片材。

图1(a)是相关技术中的槽模垫片的正视图和通过使用该槽模垫片涂覆电极浆料4的基材3的侧视图。图1(b)是示出使用相关技术中的槽模将电极浆料4施加到基材3上的状态的视图。

用于制造电极的槽模连续地将电极浆料4施加到基材上，使电极浆料4在预定方向上是长的。此外，为了形成排出电极浆料4的排出端口，通常在槽模的两个模具之间插入槽模垫片。槽模可包括两个或多个模具，槽模垫片可设置在两个或多个模具之间，槽模垫片可具有不同的形状。

由于电极形状的多样化，需要对适合电极形状的模具涂布机的垫片进行研究。

发明内容

[技术问题]

本发明旨在解决相关技术中的上述问题，本发明的目的是提供一种槽模垫片和包括该槽模垫片的槽模，其均匀地调节施加有电极浆料的涂覆部上的电极浆料的量。

[技术方案]

本发明的实施方式提供了一种槽模垫片，所述槽模垫片插在第一模具和第二模具之间，并且具有电极浆料流经的多个流动路径，所述槽模垫片包括：连接到第一模具和第二模具的连接部；从连接部的一侧突出并彼此间隔开的多个第一突出部；位于多个第一突出部之间的一个或多个第二突出部，其中所述多个流动路径由多个第一突出部和一个或多个第二突出部分隔开，第二突出部包括电极浆料流过的凹槽。

本发明的另一实施方式提供了一种槽模，所述槽模包括第一模具、第二模具和槽模垫片，第一模具和第二模具中的任何一个包括用于供应浆料的供应部和用于存储浆料的存储部。

[有益效果]

根据本发明的实施方式的槽模垫片和包括该槽模垫片的槽模可以均匀地调节施加有电极浆料的涂覆部中的电极浆料的量，并防止在涂覆部的端部形成滑坡区段，从而可以减小二次电池的放电容量比的变化。

附图说明

图1(a)是相关技术中的槽模垫片的正视图和通过使用该槽模垫片涂覆电极浆料的基材的侧视图，图1(b)是示出使用相关技术中的槽模将电极浆料施加到基材上的状态的视图。

图2是根据本发明的实施方式的槽模垫片的正视图和通过使用该槽模垫片涂覆电极浆料的基材的侧视图。

图3是根据本发明的另一实施方式的槽模垫片的透视图。

图4是根据本发明的再一实施方式的槽模垫片的透视图。

图5是根据本发明的实施方式的槽模的组装视图和沿线C-C'的截面视图，图5(a)、5(b)和5(c)示出了根据模具涂布机垫片的导向件的长度的沿线C-C'的截面视图中的截面变化。

图6是包括根据本发明的另一实施方式的槽模垫片的槽模的透视图。

图7是包括根据本发明的再一实施方式的槽模垫片的槽模的透视图和局部放大视图。

图8是示出由根据本发明的实施方式的槽模施加的电极浆料的测量到的高度差的曲线图，以及示出凹陷部的形状并对应于第二突出部的截面视图的视图。

图9是通过使用根据本发明的实施方式的槽模制造的电极组件的分解视图。

[附图标记说明]

100：槽模

10：槽模垫片

11：连接部

12：第一突出部

12a：第一导向件

12a-1：延伸部

12a-2：弯折部

12b：第二导向件

12c：阶梯部

13：第二突出部

13a：凹槽

14：流动路径

20：第一模具

21：第一唇部

30：第二模具

31：第二唇部

1：供应孔

2：内部空间

3：基材

4：电极浆料

具体实施方式

提供本发明的详细描述以向本领域普通技术人员完整地解释本发明。在整个说明书中，除非明确相反描述，当一个元件“包括(包含)”另一个元件或“特征在于”具有某种结构和某种形状时，这意味着可以包括而不排除其他元件、结构和形状。

本发明可以进行各种修改，并且可以具有各种实施方式，具体实施方式将在详细说明中详细描述。但是，对实施方式的描述并不是要限制本发明的内容，应该理解的是，本发明覆盖落入本发明的精髓和技术范围内的所有修改、等同方式和替代方式。

下面，将参考附图详细描述本发明。然而，附图旨在说明性地描述本发明，本发明的范围不受附图的限制。

图2是根据本发明的实施方式的槽模垫片10的正视图和通过使用该槽模垫片涂覆电极浆料4的基材3的侧视图。图5是根据本发明的实施方式的槽模100的组装视图和沿线C-C'的截面视图，图5(a)、5(b)和5(c)示出了根据模具涂布机垫片的导向件的长度的沿线C-C'的截面视图中的截面变化。此外，图7是示出包括根据本发明的实施方式的槽模垫片10的槽模100的透视图和局部放大视图。

槽模100可用于将电极浆料4涂覆到基材的一个表面上，并包括槽模垫片10、第一模具20和第二模具30。槽模垫片10可位于槽模100的第一模具20和第二模具30之间。此外，槽模垫片10可具有板形结构。

在这种情况下，基材没有特别的限制，只要基材上可以涂覆电极浆料即可。基材可以是集电器，特别是金属箔。替代性地，基材可以是由铜、铝、PET或其组合制成的箔。

可以通过接收和混合电极活性材料、导电材料、粘合剂和溶剂来制造电极浆料。电极活性材料可包括正极活性材料和负极活性材料中的任何一种，特别包括正极活性材料。正极活性材料可包括锂离子。

导电材料可增加电极活性材料的导电性，溶剂可调节电极浆料的粘度。

粘合剂可以物理地稳定电极。在后处理工序中，粘合剂可以增加电极活性材料和导电材料与薄片(集电器)的结合力，薄片例如是涂覆有电极浆料的铝片或铜片。

本技术领域中可使用的各种电极活性材料、各种导电材料、各种粘合剂、各种溶剂可作为电极活性材料、导电材料、粘合剂、溶剂。电极活性材料、导电材料、粘合剂和溶剂在其类型方面没有特别限制。

槽模垫片10可包括连接部11、第一突出部12和第二突出部13。电极浆料4流过的槽模垫片10的多个流动路径14可以由第一突出部12和第二突出部13分隔开。

连接部11可将第一模具20和第二模具30与槽模垫片10连接。因此，连接部11可以包括多个紧固凹槽(未示出)。紧固凹槽可在连接部11的厚度方向y上穿过连接部11形成，并通过螺栓或类似方法紧固并固定到设置在第一模具20和第二模具30中的紧固凹槽。此外，紧固凹槽可以设置在连接部11的宽度方向x上。

多个第一突出部12可以从连接部11的一侧突出，并且定位成彼此间隔开。第一突出部12可以从连接部11的一侧在电极浆料的流动方向上延伸。

根据本发明的槽模垫片10可具有供应电极浆料4的流动路径14，并且流动路径14可由第一突出部12限定。即，槽模垫片10可允许将电极浆料4供应到多个第一突出部12之间的空间，从而电极浆料4可被施加到基材的一个表面上。电极浆料4可以不施加到第一突出部12所在的区域。

即，由第一突出部12限定的流动路径14可以具有在平行于连接部11与第一模具20、第二模具30相互接触的平面的方向上敞开的结构。换句话说，流动路径14可以具有仅在电极浆料4的流动方向上敞开的结构，即具有三侧由连接部11和第一突出部12封闭的结构。

根据本发明的槽模100可以形成涂覆部(未示出)和非涂覆部(未示出)，在涂覆部上将电极浆料4涂覆在基材3的一个表面上，由于第一突出部12而未在非涂覆部上施加电极浆料4。非涂覆部可以对应于槽模垫片10的具有第一突出部12的区域。

第二突出部13可以设置为位于多个第一突出部12之间的一个或多个突出部13。在本说明书中，术语“一个或多个元件”可以包括一个元件或包括多个元件，即两个或多个元件。

参考图2，根据本发明的实施方式的槽模垫片10可以包括一个第二突出部13。因此，根据实施方式的槽模100形成的电极可具有一个半涂覆部。

此外，当槽模垫片10包括两个第二突出部13时，由包括两个第二突出部13的槽模100制造的电极可以具有两个半涂覆部。

参考图7，槽模垫片10包括三个第二突出部13，包括槽模垫片10的槽模100可用于制造具有三个半涂覆部的电极。

如果在槽模垫片10上设置一组突出部，则第二突出部13可位于一对第一导向件12a之间。此外，如果在槽模垫片10上设置两组或多组突出部，则多个第二突出部13可以设置在第一导向件12a和第二导向件12b之间。

图7示出第二突出部13的放大视图，即第二突出部13在从第二模具30到第一模具20的方向上的一部分的放大视图。参照图7，第二突出部13可包括电极浆料流过的凹槽13a。凹槽13a可包括在第二突出部13中，并在其一侧敞开。凹槽13a的开口可以设置在包括供应孔1的第二模具30所在的方向上。

例如，凹槽13a可以在第二突出部13与具有供应孔1的第一模具20或第二模具30接触的平面上部分地敞开。即，凹槽13a可以具有三侧被第二突出部13的内壁封闭的结构，但电极浆料供应和流动方向上的一侧未封闭。此外，凹槽13a可以在第二突出部13的长度方向z上敞开。

因此，第二突出部13可用于将电极浆料涂覆在基材的一个表面上，其涂覆量小于通过流动路径14施加到涂覆部的电极浆料的量，从而可以形成半涂覆部(未示出)。

参考图5(a)，第二突出部13的另一端可与第一模具20和第二模具30的唇部21和31的端部位于同一线上。

参考图5(b)，第二突出部13的另一端可位于槽模100的外部，并设置于第一模具20和第二模具30的唇部21和31的端部的外侧。在这种情况下，槽模垫片10可以向外突出。在这种情况下，第二突出部13的另一端可以从唇部的端部突出0mm至0.3mm。向外突出的第二突出部13的另一端突出的程度为，向外突出的第二突出部13的另一端不与作为涂覆目标的基材接触。具体地，第二突出部13的另一端与唇部21和31的端部之间的距离小于基材与唇部21和31的端部之间的距离。

如图5(b)所示，在槽模垫片10的第二突出部13向外突出的情况下，通过第二突出部13的凹槽13a排出的液滴的压力损失增加，使得涂覆宽度大于排放宽度的宽度差异减小。因此，随着第二突出部13向外突出的长度增加，高度差异变化的部分，即涂覆量变化的部分减小。换言之，图8中的涂覆量逐渐减小或增大的区域b减小。

参考图5(c)，第二突出部13的另一端可位于槽模的内部，并设置于第一模具20和第二模具30的唇部21和31的端部的内侧。在这种情况下，槽模垫片10可以不突出到外部。

图8是示出通过根据本发明的实施方式的槽模100施加的电极浆料的测量到的高度差的图表，以及示出半涂覆部的形状并对应于第二突出部13的截面视图的视图。图9是通过使用根据本发明的实施方式的槽模100制造的电极组件的分解视图。

由根据本发明的槽模100制造的电极(或第一电极)包括由第二突出部13形成的半涂覆部。半涂覆部可面对另一电极(第二电极)的滑坡区段。例如，由根据本发明的槽模100制造的正极可包括在正极远端形成的半涂覆部，并且正极的半涂覆部可面对在负极远端设置的滑坡区段。

在这种情况下，半涂覆部可以具有与滑坡区段的形状相反的形状。如图9所示，在负极的滑坡区段中，电极浆料的量朝向滑坡区段的远端逐渐减少。在正极的半涂覆部的初始部中，施加的电极浆料的量减少的程度很高。然而，电极浆料的量或半涂覆部的厚度可以在朝向半涂覆部的远端的方向上变成恒定的。因此，在根据本发明的槽模垫片10中，正极浆料涂覆部中的正极浆料量与负极浆料涂覆部中的负极浆料量之间的比例可以保持等于负极滑坡区段中的电极浆料量与正极半涂覆部中的电极浆料量之间的比例。

即，为了保持整个活性材料涂覆部的电极浆料比例或电极活性材料用量比例恒定，根据本发明的槽模垫片10可根据负极的滑坡区段中负极浆料量的减少量减少正极浆料量，从而可以通过根据负极浆料量的减少量减少正极浆料量来保持放电容量比恒定。

此外，由于正极半涂覆部中的电极浆料量根据负极的滑坡区段不同而减少，因此正极的放电容量可以小于负极的放电容量，从而可以减少锂析出，并且可以增加电池的稳定性。

凹槽13a的高度h可以为0.1mm至10mm，特别地，凹槽13a的高度h可以为0.1mm至3mm。此外，凹槽13a的体积可以是由第一突出部12和第二突出部13所限定的流动路径14的体积的0.1％至80％。特别地，凹槽13a的体积可以是由第一突出部12和第二突出部13所限定的流动路径14的体积的0.1％至60％。

替代性地，通过第二突出部13供应的电极浆料的量可以是在第一突出部12和第二突出部13之间供应的电极浆料的量的0.1％至80％。即，通过凹槽13a供应的电极浆料的量可以是通过流动路径14供应的电极浆料的量的0.1％至80％。

当凹槽13a的高度T2小于0.1mm并且凹槽13a的体积小于0.1％时，施加到半涂覆部的电极浆料的量很小，这可以导致二次电池的整体容量下降的问题。此外，当凹槽13a的高度大于3mm并且凹槽13a的体积大于60％时，施加到半涂覆部的电极浆料的量增加，并且由锂形成的表面膜的比例增加，这可以降低电池的稳定性。

参考图8，可以根据槽模垫片10的厚度T1与凹槽13a的高度T2之间的差值(T1-T2)来调整半涂覆部的高度。具体而言，可以根据槽模垫片10的厚度T1与凹槽13a的高度T2之间的差值(T1-T2)来调整图2中的高度H3或图8中的深度a。

第二突出部13的凹槽13a的侧壁宽度影响电极浆料图案中存在高度差异变化的区域b的梯度，第二突出部13的厚度等于槽模垫片10的厚度T1。区域c是在图案中等高度差异不变的区域，即深度为a的区域。

第一模具20和第二模具30可以位于槽模垫片10的上部和下部。在这种情况下，槽模垫片10的上部和下部可以限定在垂直于电极浆料供应方向的方向上。

第一模具20和第二模具30具有相互对称的截头锥体形状。组装第一模具20和第二模具30，使第一模具20的一个表面和第二模具30的一个表面相互面对，这两个表面对应于截头锥体形状的底面。在这种情况下，第一模具20和第二模具30中的每个模具的一个表面可以围绕槽模垫片10的外表面并且大于槽模垫片10的一个表面。因此，在组装槽模100时，槽模垫片10可以不突出到外部。

第一模具20和第二模具30中的至少一个模具具有从外部供应电极浆料的供应孔1。通过供应孔1从外部供应的电极浆料储存在第一模具20和第二模具30中的至少一个模具形成的内部空间2中。

槽模垫片10插在第一模具20和第二模具30之间。因此，通过槽模垫片10的厚度将第一模具20和第二模具30彼此隔开，从而在槽模100中形成流动路径14。存储在内部空间2中的电极浆料沿流动路径14在槽模100中流动，并通过排出端口(未示出)向外排出。排出端口是细长的。当槽模100在基材上以预定的速度移动时，电极浆料可宽幅且均匀地施加到基材上。

图3是根据本发明的另一实施方式的槽模垫片10的透视图，图4是根据本发明的再一实施方式的槽模垫片10的透视图，图6是包括根据本发明的另一实施方式的槽模垫片10的槽模100的透视图。

第一突出部12可包括分别位于连接部11的相对两端并在电极浆料流动方向上延伸的第一导向件12a，以及位于第一导向件12a之间并在电极浆料流动方向上延伸的第二导向件12b。第一导向件12a和第二导向件12b可以形成非涂覆部。非涂覆部可以是电极接片并连接到电极引线。

根据本发明的另一实施方式的槽模垫片10可以包括一组突出部(未示出)，该组突出部包括一对第一导向件12a和第二突出部13。

一对第一导向件12a可分别位于连接部11的相对两端。此外，第一导向件12a可沿电极浆料的流动方向延伸。基于电极浆料流动方向的第一导向件12a的远端可以在垂直于电极浆料流动方向的方向上弯折。即，第一导向件12a可仅包括沿电极浆料流动方向延伸的延伸部12a-1。第一导向件12a可包括延伸部12a-1和弯折部12a-2，弯折部12a-2位于延伸部12a-1的远端并沿垂直于电极浆料流动方向的方向延伸。

一对第一导向件12a中的至少一个可包括弯折部12a-2。即，第一突出部12可具有包括延伸部12a-1和弯折部12a-2二者的第一导向件12a以及仅包括延伸部12a-1的第一导向件12a。替代性地，第一突出部12可以包括一对第一导向件12a，每个第一导向件12a均包括延伸部12a-1和弯折部12a-2。

可在第一导向件12a的端部，即延伸部12a-1的端部或弯折部12a-2的端部设置阶梯部12c。在本发明中，所述端部可以指元件的远端的边缘。

位于槽模垫片10的第一导向件12a的端部的阶梯部12c可以减少要供应到涂覆部的两个相对边缘(即涂覆部的相对两端)的电极浆料的量。此外，当由于第一突出部12与流动路径14供应的电极浆料之间的摩擦而减少电极浆料的流量时，槽模垫片10可在涂覆部的边缘处形成滑坡区段。

第一导向件12a的阶梯部12c可以减少将要供应到滑坡区段的电极浆料的量，使得阶梯部12c以及第一导向件12a的摩擦力可以停止向涂覆部的边缘供应电极浆料。因此，不形成涂覆部的滑坡区段，并且电极浆料均匀地排出到涂覆部的边缘和中心，从而可以减少厚度偏差。

阶梯部12c在电极浆料流动方向上可具有0.5mm至15mm的尺寸，并且在垂直于电极浆料流动方向的方向上具有0.1mm至5mm的尺寸。特别是，阶梯部12c在电极浆料流动方向上可具有1mm至10mm的尺寸，并且在垂直于电极浆料流动方向的方向上可具有0.1mm至1mm的尺寸。

如果阶梯部12c在电极浆料流动方向上的尺寸小于1mm并且在垂直于电极浆料流动方向的方向上的尺寸小于0.1mm，则可能出现在涂覆部的远端形成滑坡区段并且电极作为产品存在厚度偏差的问题。此外，如果阶梯部12c在电极浆料流动方向上的尺寸大于10mm并且在垂直于电极浆料流动方向的方向上的尺寸大于1mm，则可能会出现电极浆料被施加到由第一导向件12a形成的未涂覆部上，而未形成电极接片的问题。

参考图4，根据本发明的再一实施方式的槽模垫片10可以包括多组突出部。包括多组突出部的槽模垫片10可具有第二导向件12b。

槽模垫片10可包括设置在一对第一导向件12a之间的第二导向件12b。与第一导向件12a一样，第二导向件12b可以在其相对两端上设有阶梯部12c，以防止在涂覆部的边缘形成滑坡区段。换句话说，第二导向件12b可以具有在彼此面向的位置处的边缘设置的阶梯部12c。

此外，由第二导向件12b形成的非涂覆部可以分切电极的中间部，从而形成两片形式的电极。

虽然本发明已经参考示例性实施方式在上面进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，本发明可以在不偏离权利要求书中披露的本发明的精髓和范围的情况下进行各种修改和改变。

Claims (15)

1.一种槽模垫片，所述槽模垫片插在第一模具和第二模具之间并且具有电极浆料流经的多个流动路径，所述槽模垫片包括：

连接到所述第一模具和所述第二模具的连接部；

从所述连接部的一侧突出并彼此间隔开的两个或更多个第一突出部；和

位于所述第一突出部之间的一个或多个第二突出部，

其中所述多个流动路径由所述第一突出部和所述第二突出部分隔开，

其中所述第二突出部包括电极浆料流过的凹槽。

2.根据权利要求1所述的槽模垫片，其中所述凹槽是通过使所述第二突出部的一部分敞开形成的。

3.根据权利要求2所述的槽模垫片，其中所述凹槽在供应电极浆料的方向上敞开。

4.根据权利要求1所述的槽模垫片，其中所述凹槽的高度为0.1mm至3mm。

5.根据权利要求1所述的槽模垫片，其中所述凹槽的体积为设置在所述第一突出部和所述第二突出部之间的流动路径的体积的0.1％至60％。

6.根据权利要求1所述的槽模垫片，其中所述第一突出部包括：

位于所述连接部的相对两端的两个或更多个第一导向件，所述第一导向件在平行于所述连接部与所述第一模具、所述第二模具相互接触的平面的方向上延伸；和

位于两个或更多个第一导向件之间的第二导向件，所述第二导向件在平行于所述第一导向件的延伸方向的方向上延伸，

其中所述第二突出部位于所述第一导向件和所述第二导向件之间。

7.根据权利要求6所述的槽模垫片，其中至少一个所述第一导向件的远端在所述第二导向件所在的方向上弯折。

8.根据权利要求6或7所述的槽模垫片，其中所述第一导向件的至少一个边缘上设置有阶梯部。

9.根据权利要求8所述的槽模垫片，其中所述阶梯部设置在所述第一导向件的两个相对边缘中的位于外围的边缘。

10.根据权利要求6所述的槽模垫片，其中所述第二导向件的相互面对的边缘上形成有阶梯部。

11.根据权利要求1所述的槽模垫片，其中所述流动路径在平行于所述连接部与所述第一模具、所述第二模具相互接触的平面的方向上敞开，所述流动路径具有除了在流动路径敞开的方向上的一侧之外的三侧封闭的结构。

12.一种槽模，包括：

两个或更多个模具，每个模具的一端设置有唇部；和

设置在所述两个或更多个模具之间以排出电极浆料的槽模垫片；

其中所述槽模垫片包括：

在所述模具的宽度方向上延伸并连接到所述两个或更多个模具的连接部；

从所述连接部的一侧突出并彼此间隔开的多个第一突出部；和

位于所述多个第一突出部之间并具有向内凹陷的凹槽的第二突出部。

13.根据权利要求12所述的槽模，其中所述第二突出部的另一端位于所述槽模的外部并设置于所述唇部的端部的外侧。

14.根据权利要求12所述的槽模，其中所述第二突出部的另一端位于与所述唇部的端部相同的线上。

15.根据权利要求12所述的槽模，其中所述第二突出部的另一端位于所述槽模的内部并设置于所述唇部的端部的内侧。