ES3058502T3 - Double slot die for simultaneously performing electrode slurry coating and insulating liquid coating, and coating method using same - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una matriz de doble ranura y a un método de recubrimiento que la utiliza. La presente invención ofrece las ventajas de que el recubrimiento de la lechada de electrodo y el recubrimiento con líquido aislante se realizan simultáneamente mediante una matriz de doble ranura, lo que evita el deslizamiento de la lechada de electrodo en el borde de la capa de lechada de electrodo. Además, comprende una cuña con una estructura que forma múltiples líneas de descarga que dividen y descargan la lechada de electrodo o el líquido aislante en varias líneas, de modo que se pueden formar una capa de lechada de electrodo y una capa aislante en varias líneas sobre una lámina colectora de corriente, aumentando así la eficiencia del procesamiento. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Troquel de doble ranura para realizar simultáneamente el recubrimiento de la suspensión de electrodo y el recubrimiento de la solución aislante, y método de recubrimiento que usa el mismo

[0003] [Sector de la técnica]

[0004] La presente solicitud reivindica el beneficio de la prioridad basada en la solicitud de patente coreana n.º 10-2021-0167169 presentada el 29 de noviembre de 2021 y en la solicitud de patente coreana n.º 10-2022-0090380 presentada el 21 de julio de 2022.

[0005] La presente invención se refiere a un troquel de doble ranura para realizar simultáneamente el recubrimiento de la suspensión de electrodo y el recubrimiento de la solución aislante, y a un método de recubrimiento que utiliza el mismo.

[0006] [Antecedentes de la invención]

[0007] Los siguientes documentos JP 2020028839 A, KR 20170094920 A y JP H06296917 A se consideran estado de la técnica relevante para la invención.

[0008] Con el aumento en el desarrollo tecnológico y la demanda de dispositivos móviles, la demanda de baterías secundarias está aumentando también rápidamente. De entre ellas, una batería secundaria de litio se ha utilizado ampliamente como fuente de energía para diversos productos electrónicos, así como para varios dispositivos móviles, porque tiene una alta densidad de energía y tensión de funcionamiento y es excelente en cuanto a características de almacenamiento y vida útil.

[0009] Normalmente, existe una gran demanda de una batería prismática y de una batería de bolsa que pueda aplicarse a productos como teléfonos móviles y similares con un grosor fino en cuanto a la forma de la batería, y también existe una gran necesidad de una batería secundaria de litio como una batería de polímero de litio-cobalto que sea excelente en densidad energética, tensión de descarga y seguridad en vista del material.

[0010] Una de las principales tareas de investigación en una batería secundaria de este tipo es mejorar la seguridad. Una de las principales causas de accidentes relacionados con la seguridad en las baterías es la llegada de un estado anómalo de alta temperatura debido a un cortocircuito entre el electrodo positivo y el electrodo negativo. Es decir, en una situación normal, se coloca un separador entre el electrodo positivo y el electrodo negativo para mantener el aislamiento eléctrico, pero, en situación de funcionamiento anómalo, como en una situación en la que la batería está sobrecargada o sobredescargada, se produce un cortocircuito interno debido al crecimiento dendrítico del material de electrodo o de materias extrañas, o cuando penetran en la batería objetos afilados, como clavos y tornillos, la batería es deformada por una fuerza externa, el separador existente muestra por sí solo sus limitaciones.

[0011] En general, se utiliza generalmente como separador una membrana microporosa hecha de una resina de poliolefina, pero la temperatura de resistencia al calor es de aproximadamente 120 °C a 160 °C, por lo que la resistencia al calor es insuficiente. Por lo tanto, cuando se produce un cortocircuito interno, ha habido un problema de que el separador se encoge por el calor de reacción de cortocircuito para poner en contacto entre sí la placa de electrodo positivo y la placa de electrodo negativo, dando lugar a un estado de fuga térmica en el que la porción de cortocircuito dentro de la batería se agranda y se genera una mayor cantidad de calor de reacción.

[0012] En general, se fabrica una batería secundaria de forma prismática cortando un electrodo positivo y un electrodo negativo de un tamaño predeterminado y superponiendo varias láminas de los mismos. En este momento, los bordes del electrodo positivo o del electrodo negativo recubiertos con el electrolito polimérico tienen una porción afilada muy pequeña en forma de aguja que no es perceptible, y el apilamiento de los electrodos puede provocar finos cortocircuitos internos en esta parte y afectar negativamente al rendimiento de la batería. En particular, incluso cuando el borde está recubierto con un electrolito polimérico, ya que hay más lados irregulares en el borde que en el interior, no se recubre uniformemente, por lo que existe una alta posibilidad de cortocircuito. También, cuando los electrodos de las capas inferior y superior se desvían incluso un poco al apilar los electrodos, puede producirse un cortocircuito entre el electrodo positivo y el electrodo negativo.

[0013] Como tal, se han estudiado varios métodos para reducir la deformación de la celda o los impactos externos o la posibilidad de un cortocircuito físico entre el electrodo positivo y el electrodo negativo y, por ejemplo, un método para fijar una cinta aislante de un tamaño predeterminado en una lengüeta de electrodo adyacente a la parte superior de un colector de corriente para evitar que la lengüeta de electrodo toque el extremo superior del conjunto de electrodos y provoque un cortocircuito al mover los conjuntos de electrodos mientras se completa la celda. Sin embargo, la operación de bobinado de dicha cinta aislante es muy complicada, y cuando se bobina la cinta aislante a una longitud que se extiende ligeramente hacia abajo desde la parte superior del colector de corriente, dicha porción puede provocar un aumento del grosor del conjunto de electrodos. En general, como un método para fijar una cinta aislante en una lengüeta de electrodo como se ha descrito anteriormente, se ha adoptado un método en el que se recubre una suspensión de electrodo en un electrodo positivo y se recubre una solución aislante en una región en la que no se ha recubierto la suspensión de electrodo, es decir, en una región no recubierta.

[0014] Por otro lado, como método de recubrimiento uniforme de la suspensión de material activo del electrodo sobre la lámina colectora de corriente, normalmente se realiza un proceso de recubrimiento del troquel de ranura. Asimismo, se lleva a cabo un proceso de recubrimiento del troquel de ranura para recubrir la suspensión de material activo del electrodo, así como la solución aislante en la lámina colectora de corriente. En este momento, para recubrir la suspensión de material activo del electrodo y la solución aislante sobre la lámina colectora de corriente, hay un proceso de recubrimiento que utiliza un troquel de ranura para recubrir la suspensión de material activo del electrodo y un troquel de ranura separada para recubrir la solución aislante.

[0015] La FIG.1 es un diagrama esquemático que ilustra la formación de una capa de suspensión de electrodo y una capa aislante en una lámina colectora de corriente mediante un troquel de ranura de recubrimiento de suspensión de electrodo independiente y un troquel de ranura de recubrimiento de solución aislante independiente de manera convencional.

[0016] Haciendo referencia a la FIG.1, la suspensión de electrodo 30 puede recubrirse sobre la lámina colectora de corriente 16 moviéndose a lo largo del rodillo de recubrimiento 15 a través de un troquel de ranura de recubrimiento de suspensión de electrodo 100 compuesto por dos bloques, y la solución aislante 31 puede aplicarse para tener una anchura constante desde el borde de la capa de suspensión de electrodo formada sobre la lámina colectora de corriente 16 a través de un troquel de ranura de recubrimiento de solución aislante 110 separado.

[0017] Sin embargo, el proceso de recubrimiento mediante el troquel de ranura convencional descrito anteriormente tiene el problema de que la calidad disminuye, ya que se produce un fenómeno de deslizamiento no deseado de la suspensión de electrodo 30 en el borde de la capa de suspensión de electrodo en el transcurso del movimiento de la lámina colectora de corriente 16 recubierta con la suspensión de electrodo 30 a lo largo del rodillo de recubrimiento 15 a través del troquel de ranura de recubrimiento de suspensión de electrodo 100, y el problema de que se produce una desconexión o arqueado no deseado de la lámina colectora de corriente 16, se produce a medida que aumenta la distancia entre el troquel de ranura de recubrimiento de suspensión de electrodo 100 y el troquel de ranura de recubrimiento de solución aislante 110. Además, el troquel de ranura de recubrimiento de suspensión de electrodo 100 y el troquel de ranura de recubrimiento de solución aislante 110 funcionan por separado, por lo que se reduce la eficiencia de fabricación, y es difícil controlar con precisión la anchura y el grosor del recubrimiento de la suspensión de electrodo y del recubrimiento de la solución aislante.

[0018] Por lo tanto, se necesita un método para mejorar eficazmente estos problemas.

[0019] [Explicación de la invención]

[0020] [Problema técnico]

[0021] La presente invención se ha ideado para resolver los problemas anteriores, y un objeto de la presente invención es proporcionar un troquel de doble ranura capaz de realizar simultáneamente el recubrimiento de la suspensión de electrodo y el recubrimiento de la solución aislante para evitar que se produzca el deslizamiento de la suspensión de electrodo en el borde de la capa de suspensión de electrodo aplicada a la lámina colectora de corriente, y un método de recubrimiento que utiliza el mismo.

[0022] [Solución técnica]

[0023] La presente invención proporciona un troquel de doble ranura. En un ejemplo, un troquel de doble ranura según la presente invención es un troquel de doble ranura que incluye un bloque inferior, un bloque intermedio y un bloque superior, incluyendo el troquel de doble ranura: una cuña inferior colocada entre el bloque inferior y el bloque intermedio; una cuña superior colocada entre el bloque intermedio y el bloque superior; un colector inferior formado en el bloque inferior para almacenar una suspensión de electrodo; y un colector superior formado en el bloque superior para almacenar una solución aislante, la suspensión de electrodo almacenado en el colector inferior se ramifica y descarga en n líneas mediante líneas de descarga de suspensión de electrodo formadas en la cuña inferior, y la solución aislante almacenada en el colector superior se ramifica y descarga en 2n líneas mediante líneas de descarga de solución aislante formadas en la cuña superior, en donde n es un número entero igual o superior a 1. Por ejemplo, n es un número entero que oscila entre 1 y 10, o entre 1 y 5.

[0024] En un ejemplo específico, en el troquel de doble ranura según la presente invención, un ángulo en el que se cruza el primer plano que extiende la cuña superior y el segundo plano que extiende la cuña inferior forma un ángulo en el intervalo de 20° a 60°.

[0025] En otro ejemplo específico, el troquel de doble ranura según la presente invención tiene una estructura en la que la anchura de una porción de descarga de suspensión de electrodo, que es una porción abierta de la línea de descarga de suspensión de electrodo, y la anchura de una porción de descarga de solución aislante, que es una porción abierta de la línea de descarga de la solución aislante, no se solapan entre sí en la dirección vertical de la sección transversal de la cuña superior.

[0026] En otro ejemplo específico, en el troquel de doble ranura según la presente invención, en la dirección vertical de la sección transversal de la cuña superior, la anchura de la porción de descarga de la suspensión de electrodo, que es una porción abierta de la línea de descarga de suspensión de electrodo, y la anchura de la porción de descarga de solución aislante, que es una porción abierta de la línea de descarga de la solución aislante, se solapan entre sí, y el intervalo de solapamiento está en el intervalo del 5 % al 30 % de la anchura de la porción de descarga de la solución aislante. El intervalo de solapamiento significa una relación de una región en la que la porción de descarga de suspensión de electrodo y la porción de descarga de solución aislante se solapan en la dirección de la anchura basada en el 100 % de la longitud en la dirección de la anchura de la porción de descarga de solución aislante.

[0027] En otro ejemplo, en el troquel de doble ranura según la presente invención, en la dirección en la que la suspensión de electrodo y la solución aislante se aplican sobre la lámina colectora de corriente, la porción de descarga de la suspensión de electrodo, que es una porción abierta de la línea de descarga de la suspensión de electrodo, se sitúa aguas arriba, una porción de descarga de la solución aislante, que es una porción abierta de la línea de descarga de la solución aislante, se sitúa aguas abajo, y, además, se incluye una lámpara UV situada aguas abajo de la porción de descarga de solución aislante.

[0028] Además, la presente invención proporciona un método de recubrimiento que utiliza el troquel de doble ranura descrito anteriormente. En una realización, el método de recubrimiento según la presente invención es un método de recubrimiento que consiste en aplicar una suspensión de electrodo y una solución aislante a una lámina colectora de corriente a través de un troquel de doble ranura que incluye un bloque inferior, un bloque intermedio y un bloque superior, incluyendo el método la formación de una capa de suspensión de electrodo en una lámina colectora de corriente ramificando y descargando la suspensión de electrodo almacenada en un colector inferior situado en el bloque inferior en n líneas mediante líneas de descarga de suspensión de electrodo formadas en una cuña inferior, y formando una capa aislante en la lámina colectora de corriente ramificando y descargando la solución aislante almacenada en un colector superior situado en el bloque superior en 2n líneas mediante líneas de descarga de solución aislante formadas en una cuña superior situado entre el bloque superior y el bloque intermedio, y n es un número entero de 1 o más. Por ejemplo, n es un número entero que oscila entre 1 y 10, o entre 1 y 5.

[0029] El método de recubrimiento según la presente invención incluye aplicar una capa de suspensión de electrodo y una capa aislante formada en una lámina colectora de corriente para que se solapen entre sí, y el intervalo de solapamiento se realiza en un intervalo del 5 % al 30 % de la anchura de la capa aislante formada en la dirección vertical de la lámina colectora de corriente. El intervalo de solapamiento significa una relación de una región donde la capa de suspensión de electrodo y la capa de solución aislante se solapan en la dirección de la anchura basada en el 100 % de la longitud en la dirección de la anchura de la capa aislante.

[0030] En otro ejemplo específico, en el método de recubrimiento según la presente invención, la temperatura (T<1>) de la solución aislante descargada por las líneas de descarga de solución aislante puede estar en el intervalo de 22 °C a 27 °C, y la temperatura (T<2>) de la suspensión descargada por las líneas de descarga de suspensión de electrodo puede estar en el intervalo de 20 °C a 25 °C, la temperatura (T<1>) de la solución aislante puede ser superior a la temperatura (T<2>) de la suspensión de electrodo, y la diferencia (T<1>- T<2>) entre la temperatura (T<1>) de la solución aislante y la temperatura (T<2>) de la suspensión de electrodo puede estar en el intervalo de 1 °C a 4 °C.

[0031] En otro ejemplo, el método de recubrimiento según la presente invención puede incluir, además, el secado de la suspensión de electrodo aplicada sobre la lámina colectora de corriente después de formar la capa aislante.

[0032] En otro ejemplo, el método de recubrimiento según la presente invención puede incluir, además, una etapa de mezcla de un iniciador de polimerización UV con la solución aislante antes de la etapa de formación de la capa aislante. Por ejemplo, el iniciador de polimerización UV es uno o más de 2-hidroxi-2-metilpropiofenona (HMPP), 1-hidroxiciclohexilfenil-cetona, benzofenona, 2-hidroxi-1-[4-(2-hidroxietoxi)fenil]-2-metil-1-propanona, éster de 2-[2-oxo-2 fenilacetoxi-etoxi]-etil de ácido oxifenilacético, éster de 2-[2-hidroxietoxi]-etil de ácido oxifenilacético, alfa-dimetoxi-alfafenilacetofenona, 2-bencil-2-(dimetilamino)-1-[4-(4-morfolinil)fenil]-1-butanona, 2-metil-1-[4-(metiltio)fenil]-2-(4-morfolinil)-1-propanona, óxido de difenil (2,4,6-trimetilbenzoil)-fosfina, óxido de bis(2,4,6-trimetil benzoil)-fenil fosfina, bis(eta 5-2,4-ciclopentadien-1-il), bis[2,6-difluoro-3-(1H-pirrol-1-il)fenil]titanio, 4-isobutilfenil-4'-metilfenil yodonio, hexafluorofosfato y metilbenzoilformiato.

[0033] En otro ejemplo, el método incluye, además, una etapa de curar la solución aislante que contiene el iniciador de polimerización UV irradiando la solución aislante que contiene el iniciador de polimerización UV aplicado sobre la lámina colectora de corriente con una luz UV después de formar la capa aislante.

[0034] [Efectos ventajosos]

[0035] La presente invención se refiere a un troquel de doble ranura y a un método de recubrimiento que utiliza el mismo, en donde existe la ventaja de que el recubrimiento de suspensión de electrodo y el recubrimiento de solución aislante se realizan simultáneamente a través de un troquel de doble ranura para evitar que se produzca el deslizamiento de la suspensión de electrodo en el borde de la capa de suspensión de electrodo, y se puede formar una capa de suspensión de electrodo y una capa aislante en una lámina colectora de corriente de forma multilínea incluyendo una cuña que tiene una estructura formada con múltiples líneas de descarga capaces de descargar una suspensión de electrodo o una solución aislante en múltiples líneas, aumentando así la eficacia del proceso.

[0036] [Breve descripción de los dibujos]

[0037] La FIG. 1 es un diagrama esquemático que ilustra la formación de una capa de suspensión de electrodo y una capa aislante en una lámina colectora de corriente mediante un troquel de ranura de recubrimiento de suspensión de electrodo independiente y un troquel de ranura de recubrimiento de solución aislante independiente de manera convencional.

[0038] La FIG. 2 es un diagrama esquemático que muestra un troquel de doble ranura según una realización de la presente invención.

[0039] La FIG.3 es una vista esquemática que ilustra la formación de una capa de suspensión de electrodo y una capa aislante en una lámina colectora de corriente a través de un troquel de doble ranura que es una representación ampliada del área "A" de la FIG.2.

[0040] La FIG. 4 es un diagrama esquemático que ilustra una porción de descarga de suspensión de electrodo y una porción de descarga de solución aislante colocadas en el extremo frontal de un troquel de doble ranura según un ejemplo específico no reivindicado.

[0041] La FIG. 5 es un diagrama esquemático que ilustra una porción de descarga de suspensión de electrodo y una porción de descarga de solución aislante colocadas en el extremo frontal de un troquel de doble ranura según otra realización específica de la presente invención.

[0042] La FIG. 6 es una vista en perspectiva en despiece de un troquel de doble ranura según otra realización de la presente invención.

[0043] La FIG.7 es una vista esquemática que ilustra un estado en el que se forma una capa de suspensión de electrodo y una capa aislante sobre una lámina colectora de corriente utilizando el troquel de doble ranura de la FIG.6. La FIG. 8 es una vista en perspectiva en despiece de un troquel de doble ranura según otra realización de la presente invención.

[0044] La FIG.9 es una vista esquemática que ilustra un estado en el que se forma una capa de suspensión de electrodo y una capa aislante sobre una lámina colectora de corriente utilizando el troquel de doble ranura de la FIG.8. La FIG. 10 es una vista en perspectiva en despiece de un troquel de doble ranura que incluye una lámpara UV según otra realización de la presente invención.

[0045] La FIG.11 es una vista esquemática que ilustra un estado en el que se forma una capa de suspensión de electrodo y una capa aislante sobre una lámina colectora de corriente utilizando el troquel de doble ranura de la FIG.10.

[0046] [Realización preferente de la invención]

[0047] En lo sucesivo en el presente documento, se describirá la presente invención en detalle. Antes de esto, los términos o palabras utilizados en la memoria descriptiva y las reivindicaciones no deben interpretarse como limitados a significados convencionales o de diccionario, y deben interpretarse con un significado y un concepto que sean coherentes con el concepto técnico de la presente invención, basándose en el principio de que el inventor puede definir adecuadamente los conceptos de los términos para explicar su propia invención de la mejor manera.

[0048] La presente invención proporciona un troquel de doble ranura. En una realización, un troquel de doble ranura según la presente invención incluye una cuña que tiene una pluralidad de líneas de descarga de suspensión de electrodo y una cuña que tiene una pluralidad de líneas de descarga de solución aislante capaces de formar una multilínea de una capa de suspensión de electrodo y una capa aislante en una lámina colectora de corriente.

[0049] La presente invención se caracteriza por que la suspensión de electrodo y la solución aislante se recubren simultáneamente en la lámina colectora de corriente descargando la suspensión de electrodo y la solución aislante desde un troquel de ranura a través del troquel de doble ranura. A través del troquel de doble ranura, recubriendo rápidamente el borde de la capa de suspensión de electrodo con la solución aislante para formar la capa aislante antes de que se produzca el fenómeno de deslizamiento de la suspensión de electrodo en el límite de la capa de suspensión de electrodo aplicada a la lámina colectora de corriente, es posible evitar fenómenos de deslizamiento no deseados de suspensiones de electrodo y mejorar la calidad. También es posible evitar la desconexión de las láminas colectoras de corriente y la generación de un arqueado debido a la colocación separada de un troquel de ranura de recubrimiento de suspensión de electrodo y un troquel de ranura de recubrimiento de solución aislante como es convencional. Asimismo, en la presente invención, la eficiencia de producción puede mejorarse formando una capa de recubrimiento multilínea de la suspensión de electrodo y la solución aislante en una lámina colectora de corriente incluyendo una cuña que tenga una pluralidad de líneas de descarga de suspensión de electrodo y una cuña que tenga una pluralidad de líneas de descarga de solución aislante en un troquel de doble ranura.

[0051] En una realización, un troquel de doble ranura según la presente invención incluye un bloque inferior, un bloque intermedio y un bloque superior, incluyendo el troquel de doble ranura una cuña inferior situada entre el bloque inferior y el bloque intermedio, una cuña superior situada entre el bloque intermedio y el bloque, un colector inferior formado en el bloque inferior para almacenar la suspensión de electrodo y un colector superior formado en el bloque superior para almacenar la solución aislante.

[0053] Además, el troquel de doble ranura tiene una estructura en la que la suspensión de electrodo almacenada en el colector inferior se ramifica y descarga en n líneas mediante las líneas de descarga de suspensión de electrodo formadas en la cuña inferior, y la solución aislante almacenada en el colector superior se ramifica y descarga en 2n líneas mediante las líneas de descarga de solución aislante formadas en la cuña superior y, en este caso, n es un número entero igual o superior a 1. Por ejemplo, n es un número entero que oscila entre 1 y 10 o entre 1 y 5.

[0055] El bloque inferior, el bloque intermedio y el bloque superior pueden tener una de las formas convencionales. Además, el colector superior y el colector inferior también pueden tener una de las formas convencionales.

[0057] La cuña inferior colocada entre el bloque inferior y el bloque intermedio incluye una línea de descarga para descargar la suspensión de electrodo almacenada en el colector inferior y, en este caso, puede formarse una pluralidad de líneas de descarga. Entretanto, la cuña superior colocada entre el bloque intermedio y el bloque superior incluye una línea de descarga para descargar la solución aislante almacenada en el colector superior y, en este caso, también puede formarse una pluralidad de líneas de descarga. Puesto que las capas aislantes deben formarse en los bordes izquierdo y derecho de la capa de suspensión de electrodo formada en la lámina colectora de corriente, el número de líneas de descarga para descargar la solución aislante puede ser el doble que el número de líneas de descarga para descargar la suspensión de electrodo. Por consiguiente, el troquel de doble ranura tiene una estructura en la que la suspensión de electrodo almacenada en el colector inferior se ramifica y descarga en n líneas mediante las líneas de descarga de suspensión de electrodo formadas en la cuña inferior, y la solución aislante almacenada en el colector superior se ramifica y descarga en 2n líneas mediante las líneas de descarga de solución aislante formadas en la cuña superior y, en este caso, n es un número entero igual o superior a 1.

[0059] La cuña inferior tiene una estructura con una línea de descarga de suspensión de electrodo para descargar la suspensión de electrodo almacenada en el colector inferior en una dirección vertical de la sección transversal de la cuña inferior, y una porción de descarga de suspensión de electrodo que es una porción abierta de la línea de descarga de suspensión de electrodo. Entretanto, la cuña superior tiene una estructura con una línea de descarga de solución aislante para descargar la solución aislante almacenada en el colector superior en una dirección vertical de la sección transversal de la cuña superior, y una porción de descarga de solución aislante que es una porción abierta de la línea de descarga de solución aislante. Es más, la cuña superior y la cuña inferior pueden tener una estructura en la que todos los lados están cerrados excepto la porción de descarga de suspensión de electrodo y la porción de descarga de solución aislante, respectivamente. En este caso, la línea de descarga de suspensión de electrodo puede tener una forma que se hace más estrecha hacia la porción de descarga de suspensión de electrodo. Esto permite que la suspensión de electrodo suministrada desde el colector inferior se reciba en una amplia anchura, y con el fin de ajustar finamente una suspensión de electrodo descargada a través de la porción de descarga de suspensión de electrodo, la anchura de una línea de descarga de suspensión de electrodo puede formarse para que sea más estrecha a medida que se acerca a la porción de descarga de suspensión de electrodo. En este caso, la anchura de la línea de descarga de solución aislante puede ser más estrecha a medida que la línea de descarga de solución aislante también se acerca a la porción de descarga de solución aislante.

[0061] En una realización específica, un ángulo en el que se cruza el primer plano que extiende la cuña superior y el segundo plano que extiende la cuña inferior forma un ángulo en el intervalo de 20° a 60°. Específicamente, el ángulo en el que se cruza el primer plano que extiende la cuña superior y el segundo plano que extiende la cuña inferior puede estar en el intervalo de 20° a 45 °, en el intervalo de 20° a 35°, en el intervalo de 25° a 50°, o en el intervalo de 25° a 40°. Esto puede corresponder al ángulo de formación del extremo frontal del bloque intermedio en la dirección vertical de la porción lateral del troquel de doble ranura. Cuando la cuña superior y la cuña inferior se extienden en función de la sección transversal, pueden cruzarse entre sí en un lugar, y la porción de descarga de solución aislante y la porción de descarga de suspensión de electrodo pueden ser adyacentes entre sí en las proximidades del punto de intersección. Por consiguiente, los puntos de descarga de la suspensión de electrodo y de la solución aislante pueden concentrarse aproximadamente en un lugar. Cuando el ángulo de intersección entre los planos de extensión de la cuña superior y la cuña inferior es inferior a 20°, cuando una suspensión de electrodo descargada a través de la porción de descarga de suspensión de electrodo de la cuña inferior choca con la superficie de la lámina colectora de corriente, el flujo de la suspensión de electrodo se intensifica instantáneamente en la dirección opuesta a la dirección de rotación del rodillo de recubrimiento, lo que puede provocar un fenómeno de fuga. Por otro lado, cuando el ángulo de intersección de los planos de extensión de la cuña superior y de la cuña inferior sea superior a 60°, el flujo de la suspensión de electrodo descargada a través de la línea de descarga de suspensión de electrodo se hace difícil, y puede ser necesaria una presión alta para un flujo suave.

[0063] En la presente invención, el primer plano que extiende la cuña superior corresponde a la línea de descarga de solución aislante a través de la cual se descarga la solución aislante. Además, el segundo plano que extiende la cuña inferior corresponde a la línea de descarga de suspensión de electrodo a través de la cual se descarga la suspensión de electrodo.

[0065] En la presente invención, el primer plano que extiende la cuña superior puede formar un ángulo casi perpendicular a la lámina colectora de corriente a través de la cual se descarga la solución aislante. Por ejemplo, el primer plano que extiende la cuña superior forma un ángulo en un intervalo de 75° a 115°, un intervalo de 80° a 100°, o un intervalo de 85° a 95° con la lámina colectora actual. Además, el segundo plano que extiende la cuña inferior forma un ángulo de inclinación constante con la lámina colectora de corriente a través de la cual se descarga la suspensión de electrodo. En la presente invención, la suspensión de electrodo se descarga oblicuamente con respecto a la lámina colectora de corriente, y la solución aislante se descarga perpendicularmente a la lámina colectora de corriente. Mediante esto, la presente invención puede aumentar la uniformidad del recubrimiento de la solución aislante al tiempo que descarga de forma estable la suspensión de electrodo en la lámina colectora de corriente.

[0067] En un ejemplo no reivindicado, el troquel de doble ranura puede tener una estructura en la que la anchura de la porción de descarga de suspensión de electrodo, que es una porción abierta de la línea de descarga de suspensión de electrodo, y la anchura de la porción de descarga de solución aislante, que es una porción abierta de la línea de descarga de la solución aislante, no se solapan entre sí en la dirección vertical de la sección transversal de la cuña superior.

[0069] Al tener una estructura de este tipo, la capa de suspensión de electrodo puede deslizarse de forma natural debido a la gravedad, de modo que un hueco entre la capa de suspensión de electrodo y la capa aislante formada en la lámina colectora de corriente inmediatamente después del proceso de recubrimiento de suspensión de electrodo y solución aislante puede ser rellenado por la suspensión de electrodo deslizante. Incluso cuando sigue habiendo un hueco, la capa de suspensión de electrodo y la capa aislante se comprimen por laminación durante el proceso de laminación tras el proceso de recubrimiento, de modo que la capa de suspensión de electrodo y la capa aislante puedan solaparse, para poder llenar el vacío, de modo que pueda formarse una capa de suspensión de electrodo y una capa aislante uniformes. Entretanto, es preferible establecer una distancia adecuada para que la anchura de la porción de descarga de suspensión de electrodo y la anchura de la porción de descarga de solución aislante no se solapen entre sí, teniendo en cuenta tanto el fenómeno de deslizamiento de la suspensión de electrodo como el proceso de laminación.

[0071] En otra realización específica, el troquel de doble ranura según la presente invención tiene una estructura en la que la anchura de la porción de descarga de suspensión de electrodo, que es una porción abierta de la línea de descarga de suspensión de electrodo, y la anchura de la porción de descarga de solución aislante, que es una porción abierta de la línea de descarga de la solución aislante, se solapan entre sí en la dirección vertical de la sección transversal de la cuña superior, y el intervalo de solapamiento es del 5 % al 30 % de la anchura de la capa aislante formada en la dirección vertical de la lámina colectora de corriente. Específicamente, el intervalo de solapamiento está en el intervalo del 5 % al 20 %, del 10 % al 30 %, o del 5 % al 10 % de la anchura de la porción de descarga de solución aislante. Para evitar que la capa de suspensión de electrodo formada en la lámina colectora de corriente entre en contacto con la capa aislante, esta estructura tiene una estructura en la que la anchura de la porción de descarga de suspensión de electrodo se solapa con la anchura de la porción de descarga de solución aislante en un intervalo determinado, de modo que la capa de suspensión de electrodo y las capas aislantes se solapen suficientemente, y sea posible evitar, de este modo, la aparición de un hueco entre una capa aislante de la lámina colectora de corriente y una capa de suspensión de electrodo. En este momento, cuando el intervalo de solapamiento es demasiado pequeño en comparación con la anchura de la porción de descarga de solución aislante, la capa aislante puede no solapar lo suficiente la capa de suspensión de electrodo y, cuando es demasiado grande, puede producirse el problema de que la medida en que la capa aislante se superpone a la capa de suspensión de electrodo es ancha, y el grosor de la capa de recubrimiento en la región de superposición se vuelva demasiado grueso, y el grosor total de la capa de suspensión de electrodo y de la capa aislante se vuelva desigual.

[0073] En otra realización específica, la capa aislante puede recubrirse hasta un grosor comprendido entre el 5 % y el 50 % del grosor de la capa de suspensión de electrodo, por ejemplo, de 1 µm a 100 µm. Entretanto, el grosor de la capa de suspensión de electrodo positivo puede ser de 30 µm a 400 µm, preferiblemente de 50 µm a 110 µm. En el caso del intervalo de grosores de la capa aislante, el grosor de la batería secundaria de litio puede reducirse formando una capa aislante que tenga una resistencia adecuada. Por otro lado, cuando el grosor de recubrimiento de la capa aislante es demasiado fino, puede ser difícil obtener el aislamiento eléctrico deseado, y cuando es demasiado grueso, existe el problema de que el tiempo de solidificación de la capa de recubrimiento se alarga o el grosor aumenta.

[0075] Entretanto, la anchura y la longitud de la capa aislante pueden ser de 1 mm a 10 mm, pero puede modificarse en función de la finalidad, por lo que no se limita necesariamente a ella.

[0076] Entretanto, la capa aislante puede ser una película polimérica porosa que incluya una pluralidad de poros. De este modo se evita un cortocircuito entre el electrodo positivo y el negativo, al tiempo que se permite el paso del electrolito, proporcionando así un paso a través del cual los iones de litio incluidos en la batería secundaria de litio pueden moverse activamente. Por consiguiente, la capa aislante puede funcionar como un separador incluido en una batería secundaria de litio típica.

[0078] Según la invención, la porción de descarga de la suspensión de electrodo, que es una porción abierta de la línea de descarga de la suspensión de electrodo, está situada aguas arriba en la dirección en la que la suspensión de electrodo y la solución aislante se aplican sobre la lámina colectora de corriente, y la porción de descarga de solución aislante, que es la porción abierta de la línea de descarga de la solución aislante, está situada aguas abajo, y puede incluir, además, una lámpara UV situada aguas abajo de la porción de descarga de solución aislante. Esto significa que la porción de descarga de suspensión de electrodo situada aguas arriba está más cerca del suelo que la porción de descarga de solución aislante, y que la porción de descarga de solución aislante está más cerca del suelo que la lámpara UV.

[0080] La lámpara UV es un dispositivo que emite una fuente de luz UV (ultravioleta) que provoca una acción de fotocurado a través de un fotoiniciador UV. Esto hace posible curar rápidamente una solución aislante que contiene el iniciador de polimerización UV añadiendo el iniciador de polimerización UV mencionado anteriormente a una solución aislante, y luego irradiando una luz UV a través de una lámpara UV inmediatamente después de aplicar la solución aislante que contiene el iniciador de polimerización ultravioleta a la lámina colectora de corriente. La solución aislante que contiene el iniciador de polimerización UV curado sirve de pared o barricada en la parte exterior de la capa de suspensión de electrodo para impedir rápidamente el fenómeno de deslizamiento de la capa de suspensión de electrodo, mejorando así la uniformidad de la capa de recubrimiento formada en la lámina colectora de corriente. Entretanto, la lámpara UV puede ser una cualquiera de las lámparas UV convencionales que pueden ser seleccionadas adecuadamente por los expertos en la técnica, y su forma no está particularmente limitada.

[0082] Además, aparte de la lámpara UV, puede utilizarse una lámpara capaz de irradiar otras fuentes de luz, como rayos X y haces de electrones, o un dispositivo de calentamiento que irradie calor. La lámpara capaz de irradiar otras fuentes de luz, como rayos X y haces de electrones, puede curar una solución aislante que contenga el iniciador de polimerización de la fuente de luz, y el dispositivo de calentamiento puede curar una solución aislante que contenga el iniciador de polimerización térmica suministrando calor a la solución aislante. La lámpara y el dispositivo de calentamiento capaces de irradiar otras fuentes de luz, como rayos X y haces de electrones, pueden ser uno cualquiera de los dispositivos convencionales, y no están particularmente limitados.

[0084] Además, la presente invención proporciona un método de recubrimiento como se define en la reivindicación 4.

[0085] Según la invención, el método de recubrimiento que utiliza un troquel de doble ranura de según la presente invención es un método de recubrimiento que consiste en aplicar una suspensión de electrodo y una solución aislante a una lámina colectora de corriente a través de un troquel de doble ranura que incluye un bloque inferior, un bloque intermedio y un bloque superior, incluyendo el método la formación de una capa de suspensión de electrodo en una lámina colectora de corriente ramificando y descargando la suspensión de electrodo almacenada en el colector inferior situado en el bloque inferior en n líneas mediante las líneas de descarga de suspensión de electrodo formadas en la cuña inferior, y formando una capa aislante en la lámina colectora de corriente ramificando y descargando la solución aislante almacenada en el colector superior situado en el bloque superior en 2n líneas mediante las líneas de descarga de solución aislante formadas en la cuña superior situado entre el bloque superior y el bloque intermedio, y n es un número entero de 1 o más. Específicamente, n es un número entero que oscila entre 1 y 10, o un número entero que oscila entre 1 y 5.

[0087] Como se ha descrito anteriormente, la presente invención puede formar una línea en la que la suspensión de electrodo almacenada en un colector inferior descarga n líneas ramificadas de suspensión de electrodo a través de n líneas de descarga de suspensión de electrodo de las cuñas inferiores para formar n capas de suspensión de electrodo en la lámina colectora de corriente. De manera similar, la solución aislante almacenada en el colector superior puede formar una línea para formar 2n capas aislantes en la lámina colectora de corriente descargando 2n líneas ramificadas de solución aislante a través de 2n líneas de descarga de solución aislante de la cuña superior. Es decir, la capa de suspensión de electrodo puede formarse en varias líneas de suspensión de electrodo en una lámina colectora de corriente a través de líneas de descarga en las que la suspensión de electrodo almacenada en un colector inferior se ramifica en varias ramas de la cuña inferior y, al mismo tiempo, una solución aislante almacenada en un colector superior puede formar una capa aislante en varias líneas de solución aislante en las láminas colectoras de corriente a través de las líneas de descarga ramificadas en varias ramas de las cuñas superiores para mejorar la eficiencia de fabricación.

[0089] Además, como se ha descrito anteriormente, el troquel de doble ranura de la presente invención tiene una estructura que incluye una cuña inferior situada entre el bloque inferior y el bloque intermedio y una cuña superior situada entre el bloque intermedio y el bloque superior, y la estructura puede evitar el fenómeno de deslizamiento de la suspensión de electrodo aplicando simultáneamente la solución aislante a la lámina colectora de corriente a través de la línea de descarga de suspensión de electrodo formada en la cuña inferior y a través de la línea de descarga de solución aislante proporcionada en la cuña superior.

[0091] En una realización específica, el método de recubrimiento que utiliza un troquel de ranura doble según la presente invención incluye aplicar una capa de suspensión de electrodo y una capa aislante formadas en una lámina colectora de corriente para que se solapen entre sí, y el intervalo de solapamiento se recubre en un intervalo del 5 % al 30 % de la anchura de la capa aislante formada en la dirección vertical de la lámina colectora de corriente. Específicamente, el intervalo de solapamiento está en el intervalo del 5 % al 20 %, del 10 % al 30 %, o del 5 % al 10 % de la anchura de la porción de descarga de solución aislante.

[0093] Esta puede solapar lo suficiente la capa aislante sobre la capa de suspensión de electrodo, evitando así la aparición de un hueco entre la capa aislante de la lámina colectora de corriente y la capa de suspensión de electrodo. En este momento, cuando el intervalo de solapamiento es demasiado pequeño en comparación con la anchura de la capa aislante, la capa aislante puede no solapar lo suficiente la capa de suspensión de electrodo y, cuando es demasiado grande, puede producirse el problema de que la medida en que la capa aislante se superpone a la capa de suspensión de electrodo es ancha, y el grosor de la capa de recubrimiento en la región de superposición se vuelva grueso, y el grosor total de la capa de suspensión de electrodo y de la capa aislante se vuelva desigual.

[0095] En otra realización específica, en el método de recubrimiento que utiliza un troquel de doble ranura según la presente invención, la temperatura (T<1>) de la solución aislante descargada por la línea de descarga de solución aislante puede estar en el intervalo de 22 °C a 27 °C, y la temperatura (T<2>) de la suspensión descargada por la línea de descarga de suspensión de electrodo puede estar en el intervalo de 20 °C a 25 °C, la temperatura (T<1>) de la solución aislante puede ser superior a la temperatura (T<2>) de la suspensión de electrodo, y la diferencia (T<1>- T<2>) entre la temperatura (T<1>) de la solución aislante y la temperatura (T<2>) de la suspensión de electrodo puede estar en el intervalo de 1 °C a 4 °C.

[0096] La suspensión de electrodo tiene generalmente una viscosidad inferior a la de la solución aislante, para que, después de recubrirse en la lámina colectora de corriente, en el borde de la capa de suspensión de electrodo se produce un fenómeno de deslizamiento en el que la suspensión de electrodo fluye hacia abajo. Por otro lado, puesto que la solución aislante tiene una viscosidad mayor que la suspensión de electrodo, el fenómeno de deslizamiento en el borde de la capa aislante después de ser recubierta sobre la lámina colectora de corriente puede ocurrir menos que el de la capa de suspensión de electrodo. Entretanto, la solución aislante que tiene una alta viscosidad puede tener una fluidez reducida a través de la línea de descarga de solución aislante. Por consiguiente, la temperatura (T<1>) de la solución aislante es superior a la temperatura (T<2>) de la suspensión de electrodo, aumentando así la fluidez de la solución aislante e impidiendo el deslizamiento de la capa de suspensión de electrodo. En este momento, la temperatura (T<1>) de la solución aislante descargada por la línea de descarga de solución aislante está en el intervalo de 22 °C a 27 °C, y la temperatura (T<2>) de la suspensión descargada por la línea de descarga de suspensión de electrodo está en el intervalo de 20 °C a 25 °C, y la diferencia (T<1>- T<2>) entre la temperatura (T<1>) de la solución aislante y la temperatura (T<2>) de la suspensión de electrodo puede controlarse en un intervalo de 1 °C a 4 °C. La temperatura (T<1>) de la solución aislante y la temperatura (T<2>) de la suspensión de electrodo pueden ser normalmente la temperatura de la solución aislante y la temperatura de la suspensión de electrodo en el proceso de recubrimiento, pero puede modificarse convenientemente en función de la temperatura ambiente, por lo que no se limita necesariamente a esta. Sin embargo, como se ha descrito anteriormente, es deseable que la diferencia (T<1>- T<2>) entre la temperatura (T<1>) de la solución aislante y la temperatura (T<2>) de la suspensión de electrodo se controle en el intervalo de 1 °C a 4 °C para controlar la fluidez de la solución aislante y la fluidez de la suspensión de electrodo para crear unas condiciones óptimas de recubrimiento. Entretanto, cuando la diferencia (T<1>- T<2>) entre la temperatura (T<1>) de la solución aislante y la temperatura (T<2>) de la suspensión de electrodo sea inferior a 1 °C, puede que no se consiga el objetivo deseado de controlar la fluidez de la suspensión de electrodo y la solución aislante. Por otro lado, cuando la temperatura supere los 4 °C, la fluidez de la solución aislante aumenta excesivamente, lo que puede provocar el deslizamiento de la capa aislante, y la fluidez de la suspensión de electrodo puede disminuir, por lo que puede que no se forme una capa uniforme de suspensión de electrodo.

[0098] En otro ejemplo, el método de recubrimiento que utiliza un troquel de doble ranura según la presente invención puede incluir, además, el secado de la suspensión de electrodo aplicada sobre la lámina colectora de corriente después de formar la capa aislante. En este caso, como método de secado, la humedad puede eliminarse secando completamente la suspensión de electrodo mediante un método de secado comúnmente conocido en la técnica. El secado puede aplicarse cambiando un método de aire caliente, un método de calentamiento directo, un método de calentamiento por inducción, etc., a una temperatura a la que se volatiliza toda la humedad, pero no se limita a esta.

[0100] En otro ejemplo, el método de recubrimiento que utiliza un troquel de doble ranura según la presente invención puede incluir, además, una etapa de mezcla de un iniciador de polimerización UV con la solución aislante antes de la etapa de formación de la capa aislante. Esto puede inducir el curado de la capa aislante que incluye el iniciador de polimerización irradiando una luz UV a la capa aislante que incluye el iniciador de polimerización UV, como se describirá más adelante.

[0102] Específicamente, el iniciador de polimerización UV puede incluir uno o más de 2-hidroxi-2-metilpropiofenona (HMPP), 1-hidroxi-ciclohexilfenil-cetona, benzofenona, 2-hidroxi-1-[4-(2-hidroxietoxi)fenil]-2-metil-1-propanona, éster de 2-[2-oxo-2 fenil-acetoxi-etoxi]-etil de ácido oxifenilacético, éster de 2-[2-hidroxietoxi]-etil de ácido oxifenilacético, alfadimetoxi-alfa-fenilacetofenona, 2-bencil-2-(dimetilamino)-1-[4-(4-morfolinil)fenil]-1-butanona, 2-metil-1-[4-(metiltio)fenil]-2-(4-morfolinil)-1-propanona, óxido de difenil (2,4,6-trimetilbenzoil)-fosfina, óxido de bis(2,4,6-trimetil benzoil)-fenil fosfina, bis(eta 5-2,4-ciclopentadien-1-il), bis[2,6-difluoro-3-(1H-pirrol-1-il)fenil]titanio, 4-isobutilfenil-4'-metilfenil yodonio, hexafluorofosfato y metilbenzoilformiato y, además del iniciador de polimerización UV descrito anteriormente, también pueden incluirse iniciadores de polimerización UV convencionales que puedan utilizar fácilmente los expertos en la técnica.

[0103] En otro ejemplo, el método de recubrimiento que utiliza un troquel de doble ranura según la presente invención puede incluir, además, el curado de la solución aislante que contiene el iniciador de polimerización UV irradiando la solución aislante que contiene el iniciador de polimerización UV aplicado sobre la lámina colectora de corriente con una luz UV después de formar la capa aislante.

[0104] En este caso, la solución aislante que contiene el iniciador de polimerización UV puede ser un material curable por UV. Específicamente, el material curable por UV puede incluir una resina polimérica aislante que sea un polímero curable por UV. En la presente invención, que requiere curar la resina de polímero aislante para formar una capa aislante, se prefiere una resina con un tiempo de curado corto y un método de curado sencillo, por lo tanto, puede utilizarse una o varias resinas de una silicona curable por UV, una resina acrílica curable por UV, y una resina epoxi curable por UV y una resina de uretano curable por UV, que puede curarse fácilmente con solo irradiar luz UV. La resina de uretano curable por UV puede incluir un acrilato de uretano, y la resina epoxi curable por UV puede incluir un acrilato epoxi.

[0105] Como se ha descrito anteriormente, se aplica a la lámina colectora de corriente una solución aislante que contiene un iniciador de polimerización UV, y la capa aislante que incluye el iniciador de polimerización UV puede curarse rápidamente irradiando una luz UV. La capa aislante que incluye el iniciador de polimerización UV curado es más resistente que la capa aislante antes del curado, de modo que pueda servir simultáneamente de capa guía para evitar ser empujada por la capa de suspensión de electrodo durante un proceso de laminación posterior. Además, el fenómeno de deslizamiento de la capa de suspensión de electrodo puede minimizarse mediante el curado rápido de la capa aislante que incluye el iniciador de polimerización UV.

[0106] Entretanto, además del iniciador de polimerización UV, puede incluirse un iniciador de polimerización de fuente de luz que induzca la polimerización mediante otras fuentes de luz, como rayos X y haces de electrones, además de la luz UV. Además, es posible inducir la polimerización suministrando calor mediante un iniciador térmico de polimerización. Entretanto, es preferible utilizar una solución aislante que contenga una resina curable curada por calor o por una fuente de luz, como rayos X o un haz de electrones. En este momento, la resina curable curada por una fuente de luz como los rayos X o un haz de electrones es preferiblemente una o más de una resina de silicona, una resina acrílica, una resina epoxi, y una resina de uretano que se cura mediante una fuente de luz, como rayos X o un haz de electrones, o se cura mediante calor. Además, como la resina curable curada por calor, puede usarse uno o más seleccionados de polipropileno modificado, un terpolímero de polipropileno-butileno-etileno, una resina acrílica y una resina de silicona, etc., y el polipropileno modificado puede ser polipropileno moldeado (CPP).

[0107] En otro ejemplo, el método de recubrimiento que utiliza un troquel de doble ranura según la presente invención, después de formar la capa aislante, puede incluir, además, la etapa de formar una capa de refuerzo de la estabilidad sobre la capa aislante. La capa de refuerzo de la estabilidad es una mezcla que incluye un óxido inorgánico, y se forma sobre la capa aislante para mejorar la resistencia mecánica de la capa aislante, y también para mejorar la estabilidad frente a la contracción por calor.

[0108] El óxido inorgánico puede ser uno o más seleccionados del grupo que consiste en Al<2>O<3>, BaTiO<3>, CaO, CeO<2>, NiO, MgO, SiO<2>, SnO<2>, SrTiO<3>, TiO<2>, Y<2>O<3>, ZnO, ZrO<2>, Pb(Zr,Ti)O<3>(PZT), (Pb,La)(Zr,Ti)O<3>(PLZT), PB(Mg<3>Nb<2/3>)O<3>-PbTiO<3>(PMN-PT) y hafnia (HfO<2>) y, específicamente, puede ser uno o más seleccionados del grupo que consiste en Al<2>O<3>, SiO<2>, Y<2>O<3>y ZrO<2>.

[0109] En este caso, el óxido inorgánico puede tener forma de partícula y un diámetro medio de partícula puede ser de 1 nm a 10 µm, específicamente, de 0,01 µm a 7 µm y, más específicamente, de 0,1 µm a 5 µm. Cuando el diámetro medio de partícula del óxido inorgánico es igual o superior a 1 nm, se puede exhibir una dispersabilidad adecuada para evitar que el óxido inorgánico interfiera con el movimiento de los iones de litio y, cuando es de 10 µm o menos, el grosor de todo el electrodo puede mantenerse dentro de un intervalo adecuado evitando que la capa de refuerzo de la estabilidad se vuelva demasiado gruesa.

[0110] La mezcla que incluye el óxido inorgánico puede incluir, además, un material aglutinante, y el óxido inorgánico y el material aglutinante pueden mezclarse en una relación en peso de 99:1 a 80:20, específicamente, de 95:5 a 90:10. Al incluir el material aglutinante en la mezcla que incluye el óxido inorgánico, el óxido inorgánico puede unirse firmemente a la capa aislante.

[0111] El material aglutinante puede ser uno o más seleccionados del grupo que consiste en fluoruro de polivinilideno, fluoruro de polivinilideno-hexafluoropropileno, fluoruro de polivinilideno-tricloroetileno, fluoruro de polivinilidenoclorotrifluoroetileno, polimetacrilato de metilo, poliacrilonitrilo, polivinilpirrolidona, acetato de polivinilo, copolímero de etileno y acetato de vinilo, óxido de polietileno, acetato de celulosa, acetato butirato de celulosa, acetato propionato de celulosa, pululano de cianoetilo, alcohol polivinílico de cianoetilo, celulosa de cianoetilo, sacarosa de cianoetilo, pululano, carboximetilcelulosa, un copolímero de acrilonitrilo y estireno-butadieno, poliimida y caucho de estirenobutadieno (SBR).

[0112] La capa de refuerzo de la estabilidad puede tener un grosor de 0,1 µm a 30 µm, específicamente, puede tener un grosor de 1 µm a 20 µm y, más específicamente, puede tener un grosor de 2 µm a 10 µm. Cuando el grosor de la capa de refuerzo de la estabilidad es de 0,1 µm o superior, la capa de refuerzo de la estabilidad presenta un nivel adecuado de resistencia, mejorando al mismo tiempo la resistencia mecánica de la capa aislante y la estabilidad frente a la contracción por calor, cuando el grosor de la capa de refuerzo de la estabilidad es de 30 µm o inferior, el grosor total de un electrodo puede reducirse para lograr una reducción del grosor de una batería secundaria de litio que incluya el electrodo.

[0113] Entretanto, el material aislante, que es el componente principal de la solución aislante, puede incluir uno cualquiera seleccionado del grupo que consiste en acrilato de butilo, estireno, ácido acrílico, acrilato de hidroetilo y caucho de estireno-butadieno (SBR) o una mezcla de dos o más de ellos. El material aislante puede ser una solución acuosa dispersa en agua en una cantidad del 10 % en peso al 90 % en peso.

[0114] Además, el material polimérico contenido en la solución aislante puede ser uno o más seleccionados del grupo que consiste en poliolefinas, tales como polietileno y polipropileno, poliésteres, como tereftalato de polietileno y tereftalato de polibutileno, poliamidas, como aramida, poliacetal, policarbonato, poliimida, polietercetona, polietersulfona, óxido de polifenileno, sulfuro de polifenileno, polietileno naftaleno, politetrafluoroetileno, fluoruro de polivinilideno, cloruro de polivinilo, poliacrilonitrilo, celulosa, nailon, poliparafenileno benzobisoxazol, y poliarilato, específicamente, puede ser una poliolefina, más específicamente, y puede ser uno o más seleccionados del grupo que consiste en polietileno, polipropileno, polibutileno y poliestireno.

[0115] La mezcla que incluye el polímero puede incluir, además, un material aglutinante, y el polímero y el material aglutinante pueden mezclarse en una relación en peso de 99:1 a 80:20, específicamente, de 95:5 a 90:10. Al incluir el material aglutinante en la mezcla que contiene el polímero, el polímero puede unirse más firmemente a la capa de material activo.

[0116] El material aglutinante puede ser uno o más seleccionados del grupo que consiste en fluoruro de polivinilideno, fluoruro de polivinilideno-hexafluoropropileno, fluoruro de polivinilideno-tricloroetileno, fluoruro de polivinilidenoclorotrifluoroetileno, polimetacrilato de metilo, poliacrilonitrilo, polivinilpirrolidona, acetato de polivinilo, copolímero de etileno y acetato de vinilo, óxido de polietileno, acetato de celulosa, acetato butirato de celulosa, acetato propionato de celulosa, pululano de cianoetilo, alcohol polivinílico de cianoetilo, celulosa de cianoetilo, sacarosa de cianoetilo, pululano, carboximetilcelulosa, un copolímero de acrilonitrilo y estireno-butadieno, poliimida y caucho de estirenobutadieno (SBR).

[0117] Entretanto, la suspensión de electrodo se refiere colectivamente a una composición en estado de suspensión que incluye un material activo de electrodo. La lámina colectora de corriente se refiere a una lámina colectora de corriente de electrodo positivo, en donde el electrodo positivo se refiere a un electrodo positivo para una batería secundaria y, específicamente, se refiere a un electrodo positivo para una batería secundaria de litio.

[0118] El electrodo positivo tiene una estructura en la que una capa de material activo de electrodo positivo que tiene una estructura de dos capas está laminada sobre un colector de corriente de electrodo positivo. En un ejemplo, la capa de material activo de electrodo positivo incluye un material activo de electrodo positivo, un material conductor, un polímero aglutinante, y similares y, cuando sea necesario, puede incluir, además, un aditivo de electrodo positivo comúnmente usado en la técnica.

[0119] El material activo de electrodo positivo puede ser un óxido que contiene litio, y puede ser el mismo o diferente. Como el óxido que contiene litio, puede utilizarse un óxido de metal de transición que contenga litio.

[0120] Por ejemplo, los óxidos de metal de transición que contienen litio pueden ser uno cualquiera o una mezcla de dos o más de estos seleccionados del grupo que consiste en Li<x>CoO<2>(0,5<x<1,3), Li<x>NiO<2>(0,5<x<1,3), Li<x>MnO<2>(0,5<x<1,3), Li<x>Mn<2>O<4>(0,5<x<1,3), Li<x>(Ni<a>Co<b>Mn<c>)O<2>(0,5<x<1,3, 0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), Li<x>Ni<1-y>Co<y>O<2>(0,5<x<1,3, 0<y<1), Li<x>Co<1-y>Mn<y>O<2>(0,5<x<1,3, 0<y<1), Li<x>Ni<1-y>Mn<y>O<2>(0,5<x<1,3, 0<y<1), Li<x>(Ni<a>Co<b>Mn<c>)O<4>(0,5<x<1,3, 0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2), Li<x>Mn<2-z>Ni<z>O<4>(0,5<x<1,3, 0<z<2), Li<x>Mn<2-z>Co<z>O<4>(0,5<x<1,3, 0<z<2), Li<x>CoPO<4>(0,5<x<1,3) y Li<x>FePO<4>(0,5<x<1,3). Además, el óxido de metal de transición que contiene litio puede recubrirse con un metal, tal como aluminio (Al) o un óxido metálico. Además, aparte del óxido de metal de transición que contiene litio, puede utilizarse uno o más de sulfuros, seleniuro y haluros.

[0121] El material activo positivo puede incluirse en una cantidad del 94,0 al 98,5 % en peso en la capa de material activo positivo. Cuando el contenido del material activo de electrodo positivo satisface el intervalo anterior, es ventajoso en términos de fabricación de una batería de alta capacidad y de proporcionar suficiente conductividad del electrodo positivo o adherencia entre los materiales del electrodo.

[0122] El colector de corriente utilizado para el electrodo positivo es un metal con alta conductividad, y puede utilizarse cualquier metal que pueda adherirse fácilmente a la suspensión de material activo de electrodo positivo, siempre que no tenga reactividad en el intervalo de tensión del dispositivo electroquímico. Específicamente, entre los ejemplos no limitativos del colector de corriente para el electrodo positivo incluyen una lámina hecha de aluminio, níquel, o una combinación de los mismos. La capa de material activo de electrodo positivo incluye, además, un material conductor. A menudo se utiliza un material conductor a base de carbono como material conductor, e incluye un material conductor a base de carbono de tipo esfera o de tipo aguja. El material conductor a base de carbono de tipo esfera rellena los poros que están vacíos entre las partículas del material activo en estado mezclado con el aglutinante para mejorar el contacto físico entre los materiales activos, reduciendo así la resistencia interfacial y mejorando la adherencia entre el material activo de electrodo positivo inferior y el colector de corriente.

[0123] Entre los ejemplos del material conductor a base de carbono de tipo esfera se incluye el negro de carbono, incluido el negro Denka y, entre los ejemplos del mismo se incluye el FX35 (Denka Corporation), SB50L (Denka Corporation), y Super-P, pero sin limitación. Aquí, "tipo esfera" significa que tiene una forma de partícula esférica y un diámetro medio (D50) de 10 a 500 nm, específicamente, de 15 a 100 nm o de 15 a 40 nm.

[0124] Como significado correspondiente al material conductor a base de carbono de tipo esfera, hay un material conductor a base de carbono de tipo aguja. El material conductor a base de carbono de tipo esfera puede ser un nanotubo de carbono (CNT), fibra de carbono obtenida por vapor (VGCF), nanofibra de carbono (CNF), o una mezcla de dos o más de estas. Aquí, por "tipo aguja" se entiende una forma de partícula similar a una aguja, como una relación de aspecto (valor de longitud/diámetro) en el intervalo de 50 a 650, específicamente, de 60 a 300 o de 100 a 300.

[0125] El material conductor a base de carbono de tipo esfera tiene la ventaja de que la dispersión es ventajosa en comparación con el material conductor de tipo aguja, y tiene el efecto de mejorar las propiedades aislantes de la capa correspondiente debido a una menor conductividad eléctrica en comparación con el material conductor a base de carbono de tipo aguja.

[0126] El material conductor puede estar contenido generalmente entre el 0,5 y el 5 % en peso con respecto al peso total de la capa de material activo de electrodo positivo. Cuando el contenido del material conductor satisface el intervalo anterior, hay un efecto de proporcionar suficiente conductividad del electrodo positivo y disminuir la resistencia interfacial entre el colector de corriente y el material activo.

[0127] Como polímero aglutinante, pueden utilizarse sin limitación aglutinantes de uso común en la técnica. Por ejemplo, cuando el aglutinante es soluble en un disolvente orgánico e insoluble en agua, puede utilizarse un polímero insoluble en agua o un polímero hidrosoluble, insoluble en un disolvente orgánico y soluble en agua. Ejemplos del polímero insoluble en agua pueden ser uno o más seleccionados del grupo que consiste en fluoruro de polivinilideno (PVDF), cloruro de polivinilideno (PVDC), poliacrilonitrilo (PAN), óxido de polipropileno (PPO), un copolímero de óxido de polietileno y óxido de propileno (PEO-PPO), politetrafluoroetileno (PTFE), poliimida (PI), polieterimida (PEI), caucho de estireno-butadieno (SBR), poliacrilato, y sus derivados.

[0128] El polímero soluble en agua puede ser uno o más seleccionados de entre varios derivados de la celulosa, como carboximetilcelulosa (CMC), metilcelulosa (MC), ftalato de acetato de celulosa (CAP), hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) y ftalato de hidroxipropilmetilcelulosa (HPMCP).

[0129] El contenido del polímero aglutinante es proporcional al contenido del material conductor incluido en la capa de material activo de electrodo positivo superior y en la capa de material activo de electrodo positivo inferior. Esto es debido a que, para aportar adherencia a un material conductor que tenga un tamaño de partícula relativamente pequeño en comparación con el material activo, se requiere más polímero aglutinante cuando aumenta el contenido de material conductor, y puede utilizarse menos polímero aglutinante cuando disminuye el contenido de material conductor.

[0130] [Descripción detallada de las realizaciones preferidas]

[0131] En lo sucesivo en el presente documento, la presente invención se describirá con más detalle haciendo referencia a los dibujos. Aunque la invención es susceptible de diversas modificaciones y formas, las realizaciones específicas se ilustran en los dibujos y se describen con detalle en el presente documento. Sin embargo, no está previsto que esto limite la presente invención a las realizaciones específicas, y debe entenderse que incluye todas las modificaciones, equivalentes y sustitutos incluidos en el alcance de la presente invención.

[0132] (Primera realización)

[0133] La FIG. 2 es un diagrama esquemático que muestra un troquel de doble ranura 200 según una realización de la presente invención; haciendo referencia a la FIG.2, el troquel de doble ranura 200 según la presente invención incluye un bloque inferior 12, un bloque intermedio 11 y un bloque superior 10; una cuña inferior 21 colocada entre un bloque inferior 12 y un bloque intermedio 11 y un espaciador inferior 23; y una cuña superior 20 colocada entre un bloque intermedio 11 y un bloque superior 10 y un espaciador superior 22. Además, puede ser una estructura que incluya un colector inferior 14 formado en el bloque inferior 12 y que almacene la suspensión de electrodo 30, y un colector superior 13 formado en un bloque superior 10 y que almacene una solución aislante 31, en donde la suspensión de electrodos 30 almacenada en el colector inferior 14 se ramifica y descarga por una línea de descarga de suspensión de electrodo 25 formada en la cuña inferior 21, y la solución aislante 31 almacenada en el colector superior 13 se ramifica y descarga por una línea de descarga de solución aislante 27 formada en la cuña superior 20.

[0135] La FIG.3 es una vista esquemática que ilustra la formación de una capa de suspensión de electrodo 32 y una capa aislante 33 en una lámina colectora de corriente 16 a través de un troquel de doble ranura 200 que es una representación ampliada del área "A" de la FIG.2.

[0137] Haciendo referencia a la FIG.3, la suspensión de electrodo 30 descargada a través de una porción de descarga de suspensión de electrodo 26 formada en la cuña inferior 21 puede recubrirse sobre la lámina colectora de corriente 16 moviéndose a lo largo de la dirección de rotación del rodillo de recubrimiento 15 e, inmediatamente después, la solución aislante 31 descargada a través de una porción de descarga de solución aislante 28 formada en una cuña superior 20 puede aplicarse sobre la lámina colectora de corriente 16. Como resultado, la suspensión de electrodo 30 y la solución aislante 31 se recubren simultáneamente para evitar el deslizamiento de la suspensión de electrodo 30 en el borde de la capa de suspensión de electrodo 32.

[0139] Además, el ángulo θ formado por la cuña superior 20 y la cuña inferior, que es un ángulo en el que se cruzan el primer plano que extiende la cuña superior 20 y el segundo plano que extiende la cuña inferior 21, es de aproximadamente 25°. Aquí, la cuña superior 20 forma un ángulo perpendicular a la lámina colectora de corriente 16 que se desplaza sobre el rodillo de recubrimiento 15, y la cuña inferior 21 forma un ángulo de 65° con la lámina colectora de corriente 16. Al formar dicho ángulo de descarga, la presente invención puede recubrir uniformemente la solución aislante 31 mientras forma de manera estable la capa de suspensión de electrodo 32.

[0141] (Ejemplo no reivindicado)

[0143] La FIG. 4 es un diagrama esquemático que ilustra una porción de descarga de suspensión de electrodo 26 y una porción de descarga de solución aislante 28 colocadas en el extremo frontal de un troquel de doble ranura 200 según otra realización específica de la presente invención. Haciendo referencia a la FIG. 4, la porción de descarga de suspensión de electrodo 26 de una cuña inferior 21 colocada entre un bloque inferior 12 y un bloque intermedio 11 y la porción de descarga de solución aislante 28 de una cuña superior 20 colocada entre el bloque intermedio 11 y un bloque superior 10 no se solapan entre sí.

[0145] En el caso de tener una estructura de este tipo, cuando la suspensión de electrodo 30 y la solución aislante 31 se recubren sobre la lámina colectora de corriente 16, puede producirse un hueco entre la capa de suspensión de electrodo 32 y la capa aislante 33. Sin embargo, puesto que la capa de suspensión de electrodo 32 puede deslizarse de forma natural debido a la gravedad, el hueco entre la capa de suspensión de electrodo 32 y la capa aislante 33 formado inmediatamente después del proceso de recubrimiento de la suspensión de electrodo 30 y la solución aislante 31 provoca naturalmente un fenómeno de deslizamiento del borde de la capa de suspensión de electrodo 32 por gravedad con el paso del tiempo, y el hueco puede ser rellenado por la suspensión de electrodo 30 deslizante. Incluso cuando sigue habiendo un hueco, la capa de suspensión de electrodo 32 y la capa aislante 33 se comprimen por laminación durante el proceso de laminación tras el proceso de recubrimiento, de modo que la capa de suspensión de electrodo 32 y la capa aislante 33 puedan solaparse, para poder llenar el hueco, dando lugar a que se pueda formar una capa uniforme de suspensión de electrodo 32 y una capa aislante 33. Teniendo en cuenta esto, la anchura de la porción de descarga de suspensión de electrodo 26 y la anchura de la porción de descarga de solución aislante 28 pueden ajustarse de modo que no se solapen entre sí tanto como una distancia adecuada (a).

[0147] (Segunda realización)

[0149] La FIG. 5 es un diagrama esquemático que ilustra una porción de descarga de suspensión de electrodo 26 y una porción de descarga de solución aislante 28 colocadas en el extremo frontal de un troquel de doble ranura 200 según otra realización específica de la presente invención. Haciendo referencia a la FIG. 5, la porción de descarga de suspensión de electrodo 26 de una cuña inferior 21 colocada entre un bloque inferior 12 y un bloque intermedio 11 y la porción de descarga de solución aislante 28 de una cuña superior 20 colocada entre el bloque intermedio 11 y un bloque superior 10 se solapan entre sí, y esta estructura muestra que el solapamiento en el intervalo de aproximadamente 10 % (b) con respecto a la anchura de la porción de descarga.

[0151] Al tener una estructura de este tipo, es posible solapar lo suficiente la capa de suspensión de electrodo 32 y la capa aislante 33 formada en la lámina colectora de corriente 16 para evitar que se produzca un hueco entre la capa aislante 33 y la capa de suspensión de electrodo 32 de la lámina colectora de corriente 16.

[0153] (Tercera realización)

[0155] La FIG. 6 es una vista en perspectiva en despiece de un troquel de doble ranura 200 según otra realización de la presente invención. La FIG. 7 es una vista esquemática que ilustra un estado en el que se forma una capa de suspensión de electrodo 32 y una capa aislante 33 sobre una lámina colectora de corriente 16 utilizando el troquel de doble ranura 200 de la FIG.6.

[0156] Haciendo referencia a la FIG.6, el troquel de doble ranura 200 incluye un bloque inferior 12, un bloque intermedio 11 y un bloque superior 10; y una cuña inferior 21 colocada entre el bloque inferior 12 y el bloque intermedio 11 y una cuña superior 20 colocada entre el bloque intermedio 11 y el bloque superior 10.

[0157] La cuña inferior 21 tiene una estructura que incluye dos líneas de descarga de suspensión de electrodo 25 y dos porciones de descarga de suspensión de electrodo 26, y la cuña superior 20 tiene una estructura que incluye cuatro líneas de descarga de solución aislante 27 y cuatro porciones de descarga de solución aislante 28. Entretanto, la línea de descarga de suspensión de electrodo 25 y la línea de descarga de solución aislante 27 pueden tener una forma en la que la anchura y la longitud de cada línea de descarga disminuyen en la dirección hacia la porción de descarga de suspensión de electrodo 26 y en la dirección hacia la porción de descarga de solución aislante 28, respectivamente. De este modo, se maximiza el área de recepción de la suspensión de electrodo 30 que fluye desde el colector inferior 14, y la suspensión de electrodo 30 que se aloja y fluye a través de la línea de descarga de suspensión de electrodo 25 se descarga a través de la porción de descarga de suspensión de electrodo 26 cuya anchura se estrecha, y la capa de suspensión de electrodo 32 que tiene una anchura fina puede formarse en la lámina colectora de corriente 16. Lo mismo ocurre con la línea de descarga de solución aislante 27.

[0158] Haciendo referencia a la FIG.7, la suspensión de electrodo 30 puede aplicarse en dos líneas a la lámina colectora de corriente 16 a través de un troquel de doble ranura que incluye una cuña inferior 21 en la que se forman dos líneas de descarga de suspensión de electrodo 25 y dos porciones de descarga de suspensión de electrodos 26 y una cuña superior 20 en la que se forman cuatro líneas de descarga de solución aislante 27 y cuatro porciones de descarga de solución aislante 28, y la solución aislante 31 se aplica a los bordes izquierdo y derecho de cada capa de suspensión de electrodo 32 para formar la capa aislante 33 en un total de cuatro líneas.

[0159] En esta estructura, la suspensión de electrodo 30 almacenada en un colector inferior 14 y la solución aislante 31 almacenada en el colector superior 13 se ramifican en varias ramas y se descargan a través de la cuña inferior 21 y la cuña superior 20, cada una de las cuales tiene una pluralidad de líneas de descarga, respectivamente y, a continuación, se recubren de forma multilínea sobre la lámina colectora de corriente 16, mejorando así la eficacia de fabricación.

[0160] (Cuarta realización)

[0161] La FIG. 8 es una vista en perspectiva en despiece de un troquel de doble ranura 200 según otra realización de la presente invención. La FIG. 9 es una vista esquemática que ilustra un estado en el que se forma una capa de suspensión de electrodo 32 y una capa aislante 33 sobre una lámina colectora de corriente 16 utilizando el troquel de doble ranura 200 de la FIG.8.

[0162] Haciendo referencia a la FIG. 8, la cuña inferior 21 tiene una estructura que incluye cuatro líneas de descarga de suspensión de electrodo 25 y cuatro porciones de descarga de suspensión de electrodo 26, y la cuña superior 20 tiene una estructura que incluye ocho líneas de descarga de solución aislante 27 y ocho porciones de descarga de solución aislante 28.

[0163] Haciendo referencia a la FIG.9, la suspensión de electrodo 30 puede aplicarse en cuatro líneas a la lámina colectora de corriente 16 a través de un troquel de doble ranura que incluye una cuña inferior 21 en la que se forman cuatro líneas de descarga de suspensión de electrodo 25 y cuatro porciones de descarga de suspensión de electrodos 26 y una cuña superior 20 en la que se forman ocho líneas de descarga de solución aislante 27 y ocho porciones de descarga de solución aislante 28, y la solución aislante 31 se aplica a los bordes izquierdo y derecho de cada capa de suspensión de electrodo 32 para formar la capa aislante 33 en un total de ocho líneas.

[0164] En esta estructura, la suspensión de electrodo 30 almacenada en un colector inferior 14 y la solución aislante 31 almacenada en el colector superior 13 se ramifican en varias ramas y se descargan a través de la cuña inferior 21 y la cuña superior 20, cada una de las cuales tiene una pluralidad de líneas de descarga, respectivamente y, a continuación, se recubren de forma multilínea sobre la lámina colectora de corriente 16, mejorando así la eficacia de fabricación.

[0165] (Quinta realización)

[0166] La FIG.10 es una vista en perspectiva en despiece de un troquel de doble ranura 200 que incluye una lámpara UV 40 según otra realización de la presente invención. La FIG.11 es una vista esquemática que ilustra un estado en el que se forma una capa de suspensión de electrodo y una capa aislante sobre una lámina colectora de corriente 16 utilizando el troquel de doble ranura 200 de la FIG.10.

[0167] Haciendo referencia a la FIG.10, la estructura incluye todos los componentes del troquel de doble ranura 200 de la FIG. 6 y, además, incluye una lámpara UV 40 en el bloque superior 10. En este momento, cuando el iniciador de polimerización UV se añade a la solución aislante 31 y se introduce en el colector superior 13, y después de que una solución aislante que contiene el iniciador de polimerización UV se aplique a la lámina colectora de corriente 16 a través de la línea de descarga de solución aislante 27 de la cuña superior 20, la luz UV emitida por la lámpara UV 40 se irradia sobre las capas aislantes 34 que contienen el iniciador de polimerización ultravioleta, y las capas aislantes 34 que incluyen el iniciador de polimerización UV pueden curarse para formar capas aislantes 35 que contienen el iniciador de polimerización UV finalmente curado.

[0169] La solución aislante que contiene el iniciador de polimerización UV reacciona con la luz UV para solidificar la solución aislante curada, que se endurece firmemente entre unos pocos segundos y unos pocos minutos, de modo que pueda evitarse rápida y eficazmente el deslizamiento de la suspensión de electrodo 30 generada en el borde de la capa de suspensión de electrodo. Mediante esto, puede formarse una capa de suspensión de electrodo de grosor uniforme.

[0171] [Descripción de las marcas en las figuras]

[0173] 10: Bloque superior

[0174] 11: Bloque intermedio

[0175] 12: Bloque inferior

[0176] 13: Colector superior

[0177] 14: Colector inferior

[0178] 15: Rodillo de recubrimiento

[0179] 16: Lámina colectora de corriente

[0180] 20: Cuña superior

[0181] 21: Cuña inferior

[0182] 22: Espaciador superior

[0183] 23: Espaciador inferior

[0184] 25: Línea de descarga de suspensión de electrodo

[0185] 26: Porción de descarga de suspensión de electrodo

[0186] 27: Línea de descarga de solución aislante

[0187] 28: Porción de descarga de solución aislante

[0188] 30: Suspensión de electrodo

[0189] 31: Solución aislante

[0190] 32: Capa de suspensión de electrodo

[0191] 33: Capa aislante

[0192] 34: Capa aislante que incluye iniciador de polimerización UV

[0193] 35: Capa aislante que incluye iniciador de polimerización UV curado

[0194] 40: Lámpara UV

[0195] 100: Troquel de ranura de recubrimiento de suspensión de electrodo convencional

[0196] 110: Troquel de ranura de recubrimiento de solución aislante convencional

[0197] 200: Troquel de doble ranura

[0198] θ: Ángulo entre la cuña superior y la cuña inferior

Claims (9)

1. REIVINDICACIONES

1. Un troquel de doble ranura (200) que incluye un bloque inferior (12), un bloque intermedio (11), y un bloque superior (10), incluyendo el troquel de doble ranura (200):

una cuña inferior (21) colocada entre el bloque inferior (12) y el bloque intermedio (11);

una cuña superior (20) colocada entre el bloque intermedio (11) y el bloque superior (10);

un colector inferior (14) formado en el bloque inferior (12) para almacenar una suspensión de electrodo (30); y un colector superior (13) formado en el bloque superior (10) para almacenar una solución aislante (31), en donde, el troquel de doble ranura (200) tiene una estructura en la que la suspensión de electrodo (30) almacenada en el colector inferior (14) se ramifica y descarga en n líneas mediante líneas de descarga de suspensión de electrodo (25) formadas en la cuña inferior (21), y la solución aislante (31) almacenada en el colector superior (13) se ramifica y descarga en 2n líneas mediante líneas de descarga de solución aislante (27) formadas en la cuña superior (20), y

n es un número entero igual o superior a 1,

en donde la anchura de una porción de descarga de suspensión de electrodo (26), que es una porción abierta de la línea de descarga de suspensión de electrodo (25), y la anchura de una porción de descarga de solución aislante (28), que es una porción abierta de la línea de descarga de la solución aislante (27), se solapan entre sí en la dirección vertical de la sección transversal de la cuña superior (20),caracterizado por que,

el intervalo de solapamiento está en el intervalo del 5 % al 30 % de la anchura de la porción de descarga de solución aislante (28), y

la porción de descarga de suspensión de electrodo está situada aguas arriba en la dirección en la que la suspensión de electrodo y la solución aislante están destinadas a aplicarse sobre la lámina colectora de corriente, y la porción de descarga de la solución aislante está situada aguas abajo.

2. El troquel de doble ranura (200) de la reivindicación 1, en donde un ángulo en el que se cruzan un primer plano que extiende la cuña superior (20) y un segundo plano que extiende la cuña inferior (21) es un ángulo en el intervalo de 20° a 60°.

3. El troquel de doble ranura (200) de la reivindicación 1, en donde

se incluye, además, una lámpara UV (40) situada aguas abajo de la porción de descarga de solución aislante (28).

4. Un método de recubrimiento para aplicar una suspensión de electrodo (30) y una solución aislante (31) a una lámina colectora de corriente (16) a través de un troquel de doble ranura (200) que incluye un bloque inferior (12), un bloque intermedio (11), y un bloque superior (10), incluyendo el método:

formar una capa de suspensión de electrodo (32) en la lámina colectora de corriente (16) ramificando y descargando la suspensión de electrodo (30) almacenada en un colector inferior (14) formado en el bloque inferior (12) en n líneas por líneas de descarga de suspensión de electrodo (25) formadas en una cuña inferior (21) colocada entre el bloque inferior (12) y el bloque intermedio (11); y

formar una capa aislante (33) en la lámina colectora de corriente (16) mediante ramificación y descarga de la solución aislante (31) almacenada en un colector superior (13) formado en el bloque superior (10) en 2n líneas por líneas de descarga de solución aislante (27) formadas en una cuña superior (20) colocada entre el bloque intermedio (11) y el bloque superior (10);

n es un número entero igual o superior a 1,

en donde la capa de suspensión de electrodo y la capa aislante formadas sobre la lámina colectora de corriente se aplican para solaparse entre sí, ycaracterizado por que,

el intervalo de solapamiento es del 5 % al 30 % de la anchura de la capa aislante formada en la dirección vertical de la lámina colectora de corriente, y el troquel de doble ranura (200) es como se define en la reivindicación 1.

5. El método de la reivindicación 4, en donde

la temperatura (T<1>) de la solución aislante (31) descargada por las líneas de descarga de solución aislante (27) está en el intervalo de 22 °C a 27 °C, y

la temperatura (T<2>) de la suspensión de electrodo (30) descargada por las líneas de descarga de solución aislante (25) está en el intervalo de 20 °C a 25 °C,

en donde, la temperatura (T<1>) de la solución aislante (31) es superior a la temperatura (T<2>) de la suspensión de electrodo (30), y la diferencia (T<1>- T<2>) entre la temperatura (T<1>) de la solución aislante (31) y la temperatura (T<2>) de la suspensión de electrodo (30) está en el intervalo de 1 °C a 4 °C.

6. El método de la reivindicación 4, incluyendo, además, secar la suspensión de electrodo (30) aplicada sobre la lámina colectora de corriente (16) después de formar la capa aislante (33).

7. El método de la reivindicación 4, incluyendo, además, la mezcla de un iniciador de polimerización UV con la solución aislante (31) antes de formar la capa aislante (33).

8. El método de la reivindicación 7, en donde el iniciador de polimerización UV es uno o más de 2-hidroxi-2-metilpropiofenona (HMPP), 1-hidroxi-ciclohexilfenil-cetona, benzofenona, 2-hidroxi-1-[4-(2-hidroxietoxi)fenil]-2-metil-1-propanona, éster de 2-[2-oxo-2 fenil-acetoxi-etoxi]-etil de ácido oxifenilacético, éster de 2-[2-hidroxietoxi]-etil de ácido oxifenilacético, alfa-dimetoxi-alfa-fenilacetofenona, 2-bencil-2-(dimetilamino)-1-[4-(4-morfolinil)fenil]-1-butanona, 2-metil-1-[4-(metiltio)fenil]-2-(4-morfolinil)-1-propanona, óxido de difenil (2,4,6-trimetilbenzoil)-fosfina, óxido de bis(2,4,6-trimetil benzoil)-fenil fosfina, bis(eta 5-2,4-ciclopentadien-1-il), bis[2,6-difluoro-3-(1H-pirrol-1-il)fenil]titanio, 4-isobutilfenil-4'-metilfenil yodonio, hexafluorofosfato y metilbenzoilformiato.

9. El método de la reivindicación 7, incluyendo, además, la etapa de curar la solución aislante (31) que contiene el iniciador de polimerización UV irradiando la solución aislante (31) que contiene el iniciador de polimerización UV aplicado sobre la lámina colectora de corriente (16) con luz UV después de formar la capa aislante (33).