JP7037011B2 - スロットの動きによって電極活物質スラリーのコーティング形態が変わるスロットダイコーター - Google Patents

スロットの動きによって電極活物質スラリーのコーティング形態が変わるスロットダイコーター Download PDF

Info

Publication number
JP7037011B2
JP7037011B2 JP2019559255A JP2019559255A JP7037011B2 JP 7037011 B2 JP7037011 B2 JP 7037011B2 JP 2019559255 A JP2019559255 A JP 2019559255A JP 2019559255 A JP2019559255 A JP 2019559255A JP 7037011 B2 JP7037011 B2 JP 7037011B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
die
die block
slot
active material
discharge port
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019559255A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020505750A (ja
Inventor
ト-ヒョン・イ
テク-ス・イ
チョル-ウ・キム
サン-フン・チェ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Priority claimed from PCT/KR2018/007422 external-priority patent/WO2019035553A1/ko
Publication of JP2020505750A publication Critical patent/JP2020505750A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7037011B2 publication Critical patent/JP7037011B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/0254Coating heads with slot-shaped outlet
    • B05C5/0262Coating heads with slot-shaped outlet adjustable in width, i.e. having lips movable relative to each other in order to modify the slot width, e.g. to close it
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/0283Flat jet coaters, i.e. apparatus in which the liquid or other fluent material is projected from the outlet as a cohesive flat jet in direction of the work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • B05B1/04Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape in flat form, e.g. fan-like, sheet-like
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • B05B1/04Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape in flat form, e.g. fan-like, sheet-like
    • B05B1/044Slits, i.e. narrow openings defined by two straight and parallel lips; Elongated outlets for producing very wide discharges, e.g. fluid curtains
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Description

本発明は、スロットの動きによって電極活物質スラリーのコーティング形態が変わるスロットダイコーターに関し、より詳しくは、下部スロットを形成する一対の下部ダイブロック及び上部スロットを形成する一対の上部ダイブロックを備え、下部ダイブロックと上部ダイブロックとの相対的な動きによって、下部スロットと上部スロットとの電極活物質スラリーの吐出位置関係を簡単に調整できるスロットダイコーターに関する。
本出願は、2017年8月17日出願の韓国特許出願第10-2017-0104380号及び2018年6月28日出願の韓国特許出願第10-2018-0074840号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に組み込まれる。
モバイル機器に対する技術開発と需要が増加するにつれ、エネルギー源としての二次電池の需要が急増しつつあり、このような二次電池は、発電要素である電極組立体を必須に含んでいる。
電極組立体は、正極、分離膜及び負極が少なくとも1回以上積層された形態を有し、正極及び負極は、各々アルミニウムホイル及び銅ホイルからなる電極集電体に、正極活物質スラリー及び負極活物質スラリーが塗布及び乾燥されることで製造される。
二次電池の充放電特性を均一にするためには、このような正極活物質スラリー及び負極活物質スラリーが集電体に均一にコーティングされなければならず、このためには、通常、スロットダイコーティング工程が行われる。
図1には、スロットダイコーティング工程の模式図が示されている。図1を参照すれば、コーティング装置10は、電極活物質スラリーが吐出されるスロットダイコーター20及びコーティングロール40を含んで構成され、コーティングロール40を回転させながら集電体50をコーティングする。
スロットダイコーター20から吐出した電極活物質スラリーは、集電体50の一面に広く塗布されて電極活物質層を形成する。
場合によっては、一つの層をなす電極活物質層の上に、さらに一つの層をなす電極活物質層がさらに塗布され、二つの層からなる電極活物質層が形成され得る。このように二つの層からなる電極活物質層を形成するためには、図2に示したように三つのダイブロック71、72、73を含むスロットダイコーター70が用いられる。スロットダイコーター70は、相互隣接するダイブロックの間に形成された二つの吐出口74、75によって電極活物質スラリーを同時に吐出することで、先に塗布された電極活物質スラリーの上に追加的な電極活物質スラリーを連続して塗布できる。
ところが、このようなスロットダイコーター70を用いる工程は、相異なる吐出口74、75から同時に吐出される電極活物質スラリーを用いなければならないため、希望する厚さに各電極活物質層を形成することがかなりややこしい面がある。
一般に、各電極活物質層の厚さは、吐出口74、75による電極活物質スラリーの吐出量によって影響を受け、このような電極活物質スラリーの吐出量は、各々のダイブロック71、72、73の間隔から大きく影響を受けるため、希望する厚さにするためには、試験的に数回のコーティング工程を行いながら各ダイブロック71、72、73を分解した後、再組立して間隔を調整し、吐出量を再び確認する作業を繰り返すことが要求される。
しかし、従来のスロットダイコーター70は、三つのダイブロック71、72、73が二つの吐出口74、75を形成するように相互順次結合しているため、いずれか一つの吐出口74、75の間隔を調整するには、全てのダイブロック71、72、73の分離が必要な場合もあり、一つのダイブロックのみを分離しても残りのダイブロックの位置に影響を及ぼし得るため、二つの吐出口74、75を個別的に調整しにくいという問題がある。
さらに、ダイブロックの分離及び再組立を繰り返し、数回試験コーティングを行うことは工程時間の遅延を発生させ、また、材料である電極活物質スラリーの消耗量を増やすようになり、工程全般の効率を大幅低下させる原因になり得、他方では、繰り返す分解と組立てによってスロットダイコーターの寿命にも悪影響を及ぼし得る。
そこで、このような問題点を解決することができる改善した構造を有するスロットダイコーターの開発が切実に要求される実情である。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、スロットダイコーターを構成する各々のダイブロックを全て分解及び再組立することなく、上下部に位置する一対のスロットダイの相対的な動きのみで下部吐出口及び上部吐出口からの電極活物質スラリーの吐出時間の差を容易に調節可能にすることで、工程性を向上させることを目的とする。
なお、本発明が解決しようとする技術的課題は、前述の課題に制限されず、言及していないさらに他の課題は、下記する発明の説明から当業者にとって明確に理解されるであろう。
上記の課題を達成するため、本発明の一実施形態によるスロットダイコーターは、電極集電体の上に電極活物質スラリーをコーティングするスロットダイコーターであって、下部吐出口を備える下部ダイと、前記下部ダイの上部に配置され、上部吐出口を備える上部ダイと、を含み、前記下部ダイの上面と前記上部ダイの下面とは、少なくとも一部がスライド面を形成するように相互接触し、前記上部ダイと下部ダイとはいずれか一方が前記スライド面に沿ってスライドされ、水平方向へ相対的な移動が可能となるように設けられる。
一面によれば、前記上部吐出口は、前記下部吐出口よりも所定の距離だけ後方に位置し得る。
他面によれば、前記下部吐出口の吐出方向と上部吐出口の吐出方向は、30°~60°の角度を成し得る。
望ましくは、前記下部ダイは、第1ダイブロックと、前記第1ダイブロックの上部に位置する第2ダイブロックと、前記第1ダイブロックと第2ダイブロックとの間に介され、前記第1ダイブロックと第2ダイブロックとの間に前記下部吐出口が形成されるようにする第1スペーサーと、を含み得る。
望ましくは、前記上部ダイは、第3ダイブロックと、前記第3ダイブロックの上部に位置する第4ダイブロックと、前記第3ダイブロックと第4ダイブロックとの間に介され、前記第3ダイブロックと第4ダイブロックとの間に前記上部吐出口が形成されるようにする第2スペーサーと、を含み得る。
さらに他の一面によれば、前記第1ダイブロックは、第1電極活物質スラリーを収容する第1スラリー収容部を備え、前記第3ダイブロックが、第2電極活物質スラリーを収容する第2スラリー収容部を備え得る。
望ましくは、前記第1スペーサーは、その一側に形成された第1開放部を備え、前記第2スペーサーは、その一側に形成された第2開放部を備え、前記第1開放部は前記第1スラリー収容部と連通し、前記第2開放部は前記第2スラリー収容部と連通し得る。
さらに他の一面によれば、前記第2ダイブロックは、第1平坦部及び前記第1平坦部から所定の角度で延びる第1傾斜部を備え、前記第3ダイブロックは、第2平坦部及び前記第2平坦部から前記第1傾斜部と平行な角度で延びる第2傾斜部を備え得る。
望ましくは、前記第1平坦部及び第2平坦部は、相互平行な方向へ延びて相互対向して面接触し、前記第1傾斜部及び第2傾斜部は、相互平行な方向へ延びて相互対向して面接触し得る。
望ましくは、前記第1平坦部の第1開放部側の端部と前記第2平坦部の第2開放部側の端部との間には、所定の段差が形成され得る。
本発明の一面によれば、スロットダイコーターを構成する各々のダイブロックを全て分解及び再組立することなく、上下部に位置する一対のスロットダイの相対的な動きのみで下部吐出口及び上部吐出口からの電極活物質スラリーの吐出時間の差を容易に調節可能となり、これによって多層活物質コーティング工程の工程性が向上する。
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施形態を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
従来技術によるスロットダイコーターの利用例を示した模式図である。 多層活物質コーティング工程に用いられる従来技術によるスロットダイコーターの形態を示す断面図である。 本発明の一実施形態によるスロットダイコーターを示す垂直断面図である。 本発明の一実施形態によるスロットダイコーターを示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態によるスロットダイコーターにおいて、下部ダイと上部ダイとの相対的な移動によって、一対の吐出口の間において水平方向に沿った位置差が発生した場合を示す図である。 本発明の他の実施形態によるスロットダイコーターを示す垂直断面図である。 図6に示したスロットダイコーターをなす各々のダイブロックが相互分解された様子を示す断面図である。 本発明によるスロットダイコーターによって活物質層が二つの層として形成されることを示す図である。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。したがって、本明細書に記載された実施形態及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
図3及び図4を参照し、本発明の一実施形態によるスロットダイコーター100の構造を説明する。
図3は、本発明の一実施形態によるスロットダイコーターを示す垂直断面図であり、図4は、本発明の一実施形態によるスロットダイコーターを示す分解斜視図である。
図3及び図4を参照すれば、本発明の一実施形態によるスロットダイコーター100は、下部吐出口110Aを備える下部ダイ110及び上部吐口120Aを備える上部ダイ120を含む。
前記下部ダイ110は、第1ダイブロック111、第2ダイブロック112及び第1スペーサー113を含む。
前記第1ダイブロック111は、本発明の一実施形態によるスロットダイコーター100を構成するブロックの最下部に位置するブロックであって、第2ダイブロック112と対向する面が地面に対して約30°~60°の角度をなすように傾いた形態を有する。
また、前記第1ダイブロック111は、第2ダイブロック112と対向する面に、所定の深さを有する溝形態に形成された第1スラリー収容部G1を備える。図示していないが、このような第1スラリー収容部G1は、外部に設けられた活物質スラリー供給チャンバと連結され、第1活物質スラリーが連続して供給される。図示していないが、前記第1スラリー収容部G1は、スラリー供給チャンバと連通したスラリー供給ポートを備え得る。
前記活物質スラリー供給チャンバによる第1活物質スラリーの供給により、第1スラリー収容部G1内に第1活物質スラリーが満たされれば、第1活物質スラリーは、第1ダイブロック111、第1スペーサー113及び第2ダイブロック112の順次結合によって形成される下部吐出口110Aを通して外部へ吐出される。
前記第2ダイブロック112は、第1ダイブロック111の上部に配置され、第1スペーサー113を介して第1ダイブロック111と結合し、第1ダイブロック111と同様に、第1ダイブロック111と対向する面が地面に対して約30°~60°の角度をなすように傾いた形態を有する。即ち、前記第1ダイブロック111及び第2ダイブロック112各々の対向面は、いずれも地面に対して約30°~60°の角度をなすように傾いた形態を有する。
また、前記第2ダイブロック112は、上部ダイ120と対向する上面が二つの領域に分けられる。即ち、前記第2ダイブロック112の上面は、相対的に下部吐出口110Aに近く位置する第1平坦部112a及び第1平坦部112aから延びる第1傾斜部112bを含む。
前記第1平坦部112aは、地面(X‐Z平面)と平行な方向へ延び、第1傾斜部112bは、このような第1平坦部112aと約30°~60°の角度をなし、下部へ斜めに傾いた形態を有する。
このように、第2ダイブロック112は、その上面が地面と平行な平坦面及び地面に対して傾いた傾斜面を備え、これに対応する形状の下面を有する上部ダイ120と整合し得る。
一方、前記第1ダイブロック111及び第2ダイブロック112は、金属材質からなり得、このような第1ダイブロック111と第2ダイブロック112とは、ボルティング結合などによって相互締結され得る。
前記第1スペーサー113は、第1ダイブロック111と第2ダイブロック112との間に介され、第1ダイブロック111と第2ダイブロック112との間に間隙を形成することで、第1スラリー収容部G1から供給される第1活物質スラリーが吐出される空間を形成する。
このような第1スペーサー113は、その一側に形成された第1開放部113aを備え、これによって第1スペーサー113は、第1ダイブロック111及び第2ダイブロック112各々の対向面の枠領域のうち、一側を除いた残りの部分のみに介される。また、前記第1ダイブロック111及び第2ダイブロック112は、第1開放部113aが形成された領域で相互離隔し、第1スラリー収容部G1と連通する空間、即ち、下部吐出口110Aを形成するようになる。
前記第1スペーサー113は、下部吐出口110Aが形成される領域を除いては、第1ダイブロック111と第2ダイブロック112との間の隙間へ第1活物質スラリーが漏出しないようにするガスケットとして機能することから、封止性が確保される弾性を有する材質であることが望ましい。
前記上部ダイ120は、第3ダイブロック121、第4ダイブロック122及び第2スペーサー123を含む。
前記第3ダイブロック121は、前述した下部ダイ110の上部に位置するブロックであって、その下面が第2ダイブロック112の上面と整合可能に対応する形状を有する。
即ち、前記第3ダイブロック121は、下部ダイ110と対向する下面が二つの領域に分けられる。即ち、前記第3ダイブロック121の下面は、相対的に上部吐出口110Aの近くに位置する第2平坦部121a及び第2平坦部121aから延びる第2傾斜部121bを含む。
前記第2平坦部121aは、地面(X‐Z平面)と平行な方向に延び、第2傾斜部121bは、このような第2平坦部121aと約30°~60°の角度をなし、下部へ斜めに傾いた形態を有する。
このように、第3ダイブロック121は、その下面が地面と平行な平坦面及び地面に対して傾いた傾斜面を備え、これに対応する形状の上面を有する下部ダイ110の上面、即ち、第2ダイブロック112の上面と整合し得る。
また、前記第3ダイブロック121は、第4ダイブロック122と対向する面に所定の深さを有する溝の形態に形成された第2スラリー収容部G2を備える。図示していないが、このような第2スラリー収容部G2は、外部に設けられた活物質スラリー供給チャンバと連結され、第2活物質スラリーが連続して供給される。図示していないが、前記第2スラリー収容部G2は、スラリー供給チャンバと連通したスラリー供給ポートを備え得る。
前記活物質スラリー供給チャンバによる第2活物質スラリー供給によって第2スラリー収容部G2内に第2活物質スラリーが満たされれば、第2活物質スラリーは、第3ダイブロック121と第4ダイブロック122との結合によって形成される上部吐出口120Aによって外部へ吐出される。
前記第4ダイブロック122は、第3ダイブロック121の上部に配置され、第3ダイブロック121と結合し、これによって第2スラリー収容部G2と連通する上部吐出口120Aを形成するようになる。
一方、前記第3ダイブロック121及び第4ダイブロック122は、金属材質からなり得、このような第3ダイブロック121と第4ダイブロック122とは、ボルティング結合などによって相互締結され得る。
前記第2スペーサー123は、第3ダイブロック121と第4ダイブロック122との間に介され、第3ダイブロック121と第4ダイブロック122との間に間隙を形成することで、第2スラリー収容部G1から供給される第2活物質スラリーが吐出される空間を形成する。
このような第2スペーサー123は、その一側に形成された第2開放部123aを備え、これによって第2スペーサー123は、第3ダイブロック121と第4ダイブロック122各々の対向面の枠領域における一側を除いた残りの領域のみに介される。また、前記第3ダイブロック121と第4ダイブロック122は、第2開放部123aが形成された領域で相互離隔し、第2スラリー収容部G2と連通する空間、即ち、上部吐出口120Aを形成するようになる。
前記第2スペーサー123は、上部吐出口120Aが形成される領域を除いては、第3ダイブロック121と第4ダイブロック122との間の隙間に第2活物質スラリーが漏出しないようにするガスケットとして機能することから、封止性が確保可能な弾性を有する材質であることが望ましい。
一方、本発明において、第1活物質スラリー及び第2活物質スラリーは、その構成成分が同じ活物質スラリーであってもよく、その構成成分が相異なる活物質スラリーであってもよい。前記第1活物質スラリーと第2活物質スラリーとの同一性有無は、電極集電体の上に二つの活物質層を形成するに際し、相互同一の構成成分を有する同じ活物質を相異なる層に形成するか、それとも相異なる構成成分を有する他の活物質を相異なる層に形成するかにしたがって決定することができる。
次は、図5を参照して、下部ダイと上部ダイとの相対的な移動について説明する。
図5は、本発明の一実施形態によるスロットダイコーター100において、下部ダイ110と上部ダイ120との相対的な移動によって一対の吐出口の間において水平方向に沿った位置差が発生した場合を示す図である。
先立って参照した図3及び図4と共に図5を参照すれば、本発明の一実施形態によるスロットダイコーター100は、二つの吐出口110A、120Aを有し、電極集電体の上に二つの活物質層が形成されるようにすることで、このような二つの吐出口110A、120Aは、電極活物質スラリーの円滑なコーティングのために水平方向に沿って相互離隔して前後に配置され得る。
即ち、図5に示したように、スロットダイコーター100の形態を調整するための別の装置を用いるか、作業者が手作業によって下部ダイ110及び上部ダイ120の相対的な移動を実現することができる。
例えば、前記下部ダイ110は動かさずそのまま置いた状態で、上部ダイ120を水平方向に沿って活物質スラリーの吐出方向と逆方向である後方へ一定距離Dだけ移動させ、下部吐出口110Aと上部吐出口120Aと間に段差を形成し得る。
このように形成された段差の幅Dは、約数μm~数mmの範囲内に決定することができ、これは、電極集電体の上に形成される電極活物質層の厚さに応じて決定可能である。
即ち、電極集電体の上に形成される電極活物質層の厚さが厚いほど、段差の幅Dは、その数値が大きくなり、これによって下部吐出口110Aによって吐出した第1活物質スラリーによって形成された電極活物質層の上に、さらに他の電極活物質層を形成する作業を円滑に行うことができる。
また、このように、下部吐出口110Aと上部吐出口120Aとが相互水平方向に沿って相互離隔した位置に配置されることで、上部吐出口120Aから吐出した電極活物質スラリーが、段差をなす面に隔たれて下部吐出口110A側へ流れ込む恐れがなくなり、より円滑に多層活物質のコーティング工程を行うことができる。
一方、図3~図5を共に参照すれば、下部ダイ110の上面及び上部ダイ120の下面の各々は、地面に平行な平坦部112a、121a及び平坦部112a、121aから所定の角度で傾いて延びた傾斜部112b、121bを備え、相互整合する形態を有する。
したがって、本発明の一実施形態によるスロットダイコーター100は、図5に示したように上部吐出口120Aが下部吐出口110Aよりも後方に位置する状態から、図3に示したように上部吐出口120Aと下部吐出口110Aとが並んで位置する状態に変わる場合において、上部吐出口120Aが下部吐出口110Aよりも前方へ移動することを防止することができる。
即ち、前記第1傾斜部112bと第2傾斜部121bとは、相互間にストッパーとして作用し、下部ダイ110と上部ダイ120とが整合した状態で上部吐出口120Aが下部吐出口110Aよりも前方へ進む現象を防止することができるのである。
上述のように、本発明の一実施形態によるスロットダイコーター100は、図8に示したように、下部ダイ110に形成された下部吐出口110Aから吐出する第1活物質スラリーA1及び上部ダイ120に形成された上部吐出口120Aから吐出する第2活物質スラリーA2が順次に電極集電体Eの上に二つの層をなしてコーティングされるようにする。
また、前記スロットダイコーター100は、下部ダイ110と上部ダイ120との相対的なスライド運動によって、上部吐出口120Aが下部吐出口110Aよりも相対的に後方へ位置する形態を有し得る。前記スロットダイコーター100は、第2活物質スラリーA2が塗布される厚さを考慮し、各吐出口120A、120Bの間に形成される段差の幅を調節できる。
次は、図6及び図7を参照し、本発明の他の実施形態によるスロットダイコーター200を説明する。
図6は、本発明の他の実施形態によるスロットダイコーター200を示す垂直断面図であり、図7は、図6に示したスロットダイコーター200をなす各々のダイブロックが相互分解された様子を示す断面図である。
図6及び図7を参照すれば、本発明の他の実施形態によるスロットダイコーター200は、下部吐出口210Aを備える下部ダイ210及び上部吐出口220Aを備える上部ダイ220を含む。
前記下部ダイ210は、第1ダイブロック211、第2ダイブロック212及び第1スペーサー(図示せず)を含み、第1ダイブロック211は、第1スラリー収容部G3を備える。
前記上部ダイ220は、第3ダイブロック221、第4ダイブロック222及び第2スペーサー(図示せず)を含み、第3ダイブロック221は、第2スラリー収容部G4を備える。
本発明の他の実施形態によるスロットダイコーター200は、前述した本発明の一実施形態によるスロットダイコーター100と比較し、第2ダイブロック212及び第3ダイブロック221の一部形状において差があるだけで、その外の構成要素は、本発明の一実施形態によるスロットダイコーター100の構成要素と実質的に同一である。したがって、本発明の他の実施形態によるスロットダイコーター200を説明するに際し、前述の実施形態と重複する説明は省略し、相違した部分について重点的に説明する。
前記第2ダイブロック212は、上部ダイ220と対向する上面が二つの領域に分けられる。即ち、前記第2ダイブロック212の上面は、相対的に下部吐出口210Aの近くに位置する第1傾斜部212a及び第1傾斜部212aから延びる第1平坦部212bを含む。
前記第1平坦部212bは、地面(X‐Z平面)と平行な方向へ延び、第1傾斜部212aは、このような第1平坦部212bと約30°~60°の角度をなして上部へ斜めに傾いた形態を有する。
このように、第2ダイブロック212は、その上面が地面と平行な平坦面及び地面に対して傾いた傾斜面を備え、これに対応する形状の下面を有する上部ダイ220と整合できる。
前記第3ダイブロック221は、前述の下部ダイ210の上部に位置するブロックであって、その下面が第2ダイブロック212の上面と整合可能に対応する形状を有する。
即ち、前記第3ダイブロック221は、下部ダイ210と対向する下面が二つの領域に分けられる。即ち、前記第3ダイブロック221によれば、相対的に上部吐出口220Aの近くに位置する第2傾斜部221a及び第2傾斜部221aから延びる第2平坦部221bを含む。
前記第2平坦部221bは、地面(X‐Z平面)と平行な方向へ延び、第2傾斜部221aは、このような第2平坦部221bと約30°~60°の角度をなし、上部へ斜めに傾いた形態を有する。
このように、前記第3ダイブロック221は、その下面が地面と平行な平坦面及び地面に対して傾いた傾斜面を備え、これに対応する形状の上面を有する下部ダイ210の上面、即ち、第2ダイブロック212の上面と整合できる。
前記第1傾斜部212aと第2傾斜部221aとは、相互間にストッパーとして作用し、下部ダイ210と上部ダイ220とが整合した状態で上部吐出口220Aが下部吐出口210Aよりも前方へ進む現象を防止することができる。
また、上述のように、本発明によるスロットダイコーター100、200は、各々二つのダイブロックから構成された下部ダイと上部ダイとが相互独立して吐出口を備え、下部ダイと上部ダイとが水平方向に沿って相対的に移動しても、下部吐出口及び上部吐出口の形状には影響を及ぼさない構造を有する。
したがって、本発明によるスロットダイコーターは、電極集電体にコーティングされる電極活物質層の厚さに応じて下部吐出口と上部吐出との相対的な位置変更が必要な場合において、下部ダイ及び/または上部ダイのスライド移動によって簡単に調整が可能であり、従来のスロットダイコーターのように各々のダイブロックを分解及び再組立する必要がなくなり、工程性が大幅向上する。
以上、本発明を限定された実施形態と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の属する技術分野における通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
100 スロットダイコーター
110 下部ダイ
111 第1ダイブロック
112 第2ダイブロック
113 第1スペーサー
120 上部ダイ
121 第3ダイブロック
122 第4ダイブロック
123 第2スペーサー

Claims (7)

  1. 電極集電体の上に電極活物質スラリーをコーティングするスロットダイコーターであって、
    下部吐出口を備える下部ダイと、
    前記下部ダイの上部に配置され、上部吐出口を備える上部ダイと、を含み、
    前記下部ダイの上面と前記上部ダイの下面とは、少なくとも一部がスライド面を形成するように相互接触し、前記上部ダイと下部ダイとはいずれか一方が前記スライド面に沿ってスライドされ、水平方向へ相対的な移動が可能となるように設けられ、
    前記下部ダイが、第1ダイブロックと、前記第1ダイブロックの上部に位置する第2ダイブロックと、前記第1ダイブロックと前記第2ダイブロックとの間に介され、前記第1ダイブロックと前記第2ダイブロックとの間に前記下部吐出口が形成されるようにする第1スペーサーと、を含み、
    前記上部ダイが、第3ダイブロックと、前記第3ダイブロックの上部に位置する第4ダイブロックと、前記第3ダイブロックと前記第4ダイブロックとの間に介され、前記第3ダイブロックと前記第4ダイブロックとの間に前記上部吐出口が形成されるようにする第2スペーサーと、を含み、
    前記第2ダイブロックが第1平坦部及び前記第1平坦部から所定の角度で延びる第1傾斜部を備え、
    前記第3ダイブロックが第2平坦部及び前記第2平坦部から所定の角度で延びる第2傾斜部を備えることを特徴とするスロットダイコーター。
  2. 前記上部吐出口は、前記下部吐出口よりも所定の距離だけ後方に位置することを特徴とする請求項1に記載のスロットダイコーター。
  3. 前記下部吐出口の吐出方向と前記上部吐出口の吐出方向が、30°~60°の角度を成すことを特徴とする請求項1又は2に記載のスロットダイコーター。
  4. 前記第1ダイブロックが、第1電極活物質スラリーを収容する第1スラリー収容部を備え、
    前記第3ダイブロックが、第2電極活物質スラリーを収容する第2スラリー収容部を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のスロットダイコーター。
  5. 前記第1スペーサーが、該第1スペーサーの一側に形成された第1開放部を備え、前記第2スペーサーが、該第2スペーサーの一側に形成された第2開放部を備え、
    前記第1開放部が前記第1スラリー収容部と連通し、前記第2開放部が前記第2スラリー収容部と連通することを特徴とする請求項に記載のスロットダイコーター。
  6. 前記第1平坦部及び前記第2平坦部は、相互平行な方向へ延びて相互対向して面接触し、前記第1傾斜部及び前記第2傾斜部は、相互平行な方向へ延びて相互対向して面接触することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載のスロットダイコーター。
  7. 前記第1平坦部の第1開放部側の端部と前記第2平坦部の第2開放部側の端部との間には、所定の段差が形成されることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載のスロットダイコーター。
JP2019559255A 2017-08-17 2018-06-29 スロットの動きによって電極活物質スラリーのコーティング形態が変わるスロットダイコーター Active JP7037011B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2017-0104380 2017-08-17
KR20170104380 2017-08-17
KR1020180074840A KR102190114B1 (ko) 2017-08-17 2018-06-28 슬롯들의 움직임으로 전극 활물질 슬러리의 코팅 형태가 변환되는 슬롯 다이 코터
KR10-2018-0074840 2018-06-28
PCT/KR2018/007422 WO2019035553A1 (ko) 2017-08-17 2018-06-29 슬롯들의 움직임으로 전극 활물질 슬러리의 코팅 형태가 변환되는 슬롯 다이 코터

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020505750A JP2020505750A (ja) 2020-02-20
JP7037011B2 true JP7037011B2 (ja) 2022-03-16

Family

ID=65560992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019559255A Active JP7037011B2 (ja) 2017-08-17 2018-06-29 スロットの動きによって電極活物質スラリーのコーティング形態が変わるスロットダイコーター

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11161140B2 (ja)
EP (1) EP3549678B1 (ja)
JP (1) JP7037011B2 (ja)
KR (1) KR102190114B1 (ja)
CN (1) CN110049824B (ja)
PL (1) PL3549678T3 (ja)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102362174B1 (ko) * 2018-10-01 2022-02-10 주식회사 엘지에너지솔루션 슬롯 다이 코터의 상부 토출구와 하부 토출구 간의 거리를 조절하는 슬롯 다이 코터 조정 장치 및 이를 포함하는 전극 활물질 코팅 시스템
KR20210045625A (ko) 2019-10-17 2021-04-27 주식회사 엘지화학 활물질 이중층을 형성하는 전극 슬러리 코팅 장치 및 방법
KR102685121B1 (ko) * 2019-03-28 2024-07-12 주식회사 엘지에너지솔루션 듀얼 슬롯 다이 코터
KR102368359B1 (ko) * 2019-05-14 2022-02-25 주식회사 엘지에너지솔루션 에어 벤트를 포함하는 슬롯 다이 코팅 장치
KR102643620B1 (ko) * 2019-09-02 2024-03-04 주식회사 엘지에너지솔루션 에어 벤트를 포함하는 슬롯 다이 코팅 장치
KR20210029579A (ko) * 2019-09-06 2021-03-16 주식회사 엘지화학 에어 벤트를 포함하는 슬롯 다이 코팅 장치
KR102521454B1 (ko) 2019-09-19 2023-04-14 주식회사 엘지에너지솔루션 이중 슬릿을 포함하는 코팅 다이 및 이를 이용한 전극 활물질 코팅 장치
CN112909262A (zh) * 2019-11-19 2021-06-04 广州汽车集团股份有限公司 一种硅负极及其制备方法与应用
JP6781941B1 (ja) * 2020-05-25 2020-11-11 株式会社タンガロイ ダイヘッド
JP6781967B1 (ja) * 2020-05-25 2020-11-11 株式会社タンガロイ ダイヘッド
KR102643728B1 (ko) * 2020-08-03 2024-03-05 주식회사 엘지에너지솔루션 다중 슬롯 다이 코터
US20230085121A1 (en) * 2020-08-03 2023-03-16 Lg Energy Solution, Ltd. Multi-Slot Die Coater
US20230080280A1 (en) * 2020-08-03 2023-03-16 Lg Energy Solution, Ltd. Multi-Slot Die Coater
KR102677581B1 (ko) * 2020-08-03 2024-06-21 주식회사 엘지에너지솔루션 다중 슬롯 다이 코터
EP4191696A1 (en) * 2020-09-17 2023-06-07 LG Energy Solution, Ltd. Dual-slot die coater, electrode active material slurry coating method using same, and electrode prepared by means of same
WO2022060177A1 (ko) * 2020-09-17 2022-03-24 주식회사 엘지에너지솔루션 듀얼 슬롯 다이 코터 및 이를 이용한 전극 활물질 슬러리 코팅 방법
CN115551648A (zh) * 2020-09-28 2022-12-30 株式会社Lg新能源 多狭缝模具涂布机
US20230249216A1 (en) * 2020-09-28 2023-08-10 Lg Energy Solution, Ltd. Multi-Slot Die Coater
CN115379906B (zh) * 2020-10-28 2024-08-06 株式会社Lg新能源 狭槽模具涂布机
CN115066298B (zh) * 2020-11-05 2024-09-17 株式会社Lg新能源 狭缝模具涂布机
KR102646383B1 (ko) * 2020-11-13 2024-03-08 주식회사 엘지에너지솔루션 에어 벤트를 포함하는 듀얼 슬롯 다이 코터
US20230219112A1 (en) * 2020-11-13 2023-07-13 Lg Energy Solution, Ltd. Dual Slot Die Coater Including Air Vent
KR102646382B1 (ko) * 2020-11-13 2024-03-08 주식회사 엘지에너지솔루션 에어 벤트를 포함하는 듀얼 슬롯 다이 코터
KR102638268B1 (ko) * 2020-11-24 2024-02-16 주식회사 엘지에너지솔루션 코팅액 유동을 개선한 슬롯 다이 코터
KR20220071721A (ko) * 2020-11-24 2022-05-31 주식회사 엘지에너지솔루션 코팅액 유동을 개선한 슬롯 다이 코터
CN214390896U (zh) 2021-01-22 2021-10-15 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种涂布系统
CN116060251B (zh) * 2021-10-29 2024-06-25 宁德时代新能源科技股份有限公司 涂布装置、涂布系统以及涂布方法
KR20240087992A (ko) * 2022-12-13 2024-06-20 주식회사 엘지에너지솔루션 이차전지용 음극 제조장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001345096A (ja) 2000-05-31 2001-12-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池電極の製造装置、および電池電極の製造方法
JP2003275651A (ja) 2002-03-20 2003-09-30 Hitachi Maxell Ltd 塗布装置
JP2012256544A (ja) 2011-06-09 2012-12-27 Toyota Motor Corp 二次電池用電極の製造方法
JP2015026471A (ja) 2013-07-25 2015-02-05 オートモーティブエナジーサプライ株式会社 塗工ヘッド及びこれを用いた塗工装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1568124A (ja) * 1968-02-13 1969-05-23
JP2552816B2 (ja) 1994-07-28 1996-11-13 中外炉工業株式会社 ストライプ塗布ダイコータ
JP2552817B2 (ja) 1994-07-28 1996-11-13 中外炉工業株式会社 全面塗布型ダイコータ
JP2934186B2 (ja) 1996-04-12 1999-08-16 花王株式会社 塗布方法
JP2000117175A (ja) 1998-10-12 2000-04-25 Toppan Printing Co Ltd 多層塗布装置
US7288289B2 (en) * 2001-05-22 2007-10-30 Awi Licensing Company Method and apparatus for manufacturing sheet flooring by simultaneous multi-layer die coating
JP2003112101A (ja) 2001-10-01 2003-04-15 Konica Corp 塗布装置及び塗布装置の組み立て方法
JP4324538B2 (ja) 2004-10-04 2009-09-02 大日本スクリーン製造株式会社 基板処理装置および基板処理方法
KR200406129Y1 (ko) 2005-11-04 2006-01-20 주식회사 이니텍기계 접착층과 수지층을 가진 피복층이 코팅되게 하는 강관피복장치
KR101125649B1 (ko) 2010-05-24 2012-03-27 삼성에스디아이 주식회사 활물질 코팅 장치 및 이를 이용한 코팅 방법
CN103181000B (zh) 2011-10-20 2019-04-19 株式会社Lg化学 隔膜的制造方法、由该方法制造的隔膜和具备该隔膜的电化学设备
JP6212951B2 (ja) * 2013-05-22 2017-10-18 凸版印刷株式会社 電池用電極部材の製造方法
WO2015009033A1 (ko) 2013-07-16 2015-01-22 주식회사 엘지화학 슬롯 다이 코터용 부재, 슬롯 다이 코터용 가동 부재, 및 이를 적용한 전극 생산용 슬롯 다이 코터
CN104487176B (zh) 2013-07-16 2017-05-03 Lg化学株式会社 狭缝式挤出涂布机用部件、狭缝式挤出涂布机用可动部件以及使用这些部件的电极生产用狭缝式挤出涂布机

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001345096A (ja) 2000-05-31 2001-12-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池電極の製造装置、および電池電極の製造方法
JP2003275651A (ja) 2002-03-20 2003-09-30 Hitachi Maxell Ltd 塗布装置
JP2012256544A (ja) 2011-06-09 2012-12-27 Toyota Motor Corp 二次電池用電極の製造方法
JP2015026471A (ja) 2013-07-25 2015-02-05 オートモーティブエナジーサプライ株式会社 塗工ヘッド及びこれを用いた塗工装置

Also Published As

Publication number Publication date
US11161140B2 (en) 2021-11-02
EP3549678A1 (en) 2019-10-09
CN110049824B (zh) 2020-12-11
KR20190019827A (ko) 2019-02-27
PL3549678T3 (pl) 2022-05-30
EP3549678B1 (en) 2022-03-30
US20190351446A1 (en) 2019-11-21
EP3549678A4 (en) 2019-12-25
KR102190114B1 (ko) 2020-12-11
CN110049824A (zh) 2019-07-23
JP2020505750A (ja) 2020-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7037011B2 (ja) スロットの動きによって電極活物質スラリーのコーティング形態が変わるスロットダイコーター
JP7062179B2 (ja) スロットダイコーターの上部吐出口と下部吐出口との間の距離を調整するスロットダイコーター調整装置及びこれを含む電極活物質コーティングシステム
KR102677503B1 (ko) 슬롯들의 움직임으로 전극 활물질 슬러리의 코팅 형태가 변환되는 슬롯 다이 코터
KR102685121B1 (ko) 듀얼 슬롯 다이 코터
KR20220043035A (ko) 듀얼 슬롯 다이 코터
CN115066298B (zh) 狭缝模具涂布机
JP7527070B2 (ja) 寸法可変の押出口を備える3d印刷装置及びその制御方法
KR20220094459A (ko) 듀얼 슬롯 다이 코터
KR102632838B1 (ko) 슬롯 다이 코터의 상부 토출구와 하부 토출구 간의 거리를 조절하는 슬롯 다이 코터 조정 장치 및 이를 포함하는 전극 활물질 코팅 시스템
EP4147792A1 (en) Slot die coater having improved coating fluid flow
CN115427158B (zh) 具有改进的歧管的多狭缝模具涂布机
EP4154994A1 (en) Slot die coater
KR102677581B1 (ko) 다중 슬롯 다이 코터
KR102646382B1 (ko) 에어 벤트를 포함하는 듀얼 슬롯 다이 코터
US20230085121A1 (en) Multi-Slot Die Coater
KR20220043029A (ko) 다중 슬롯 다이 코터
TWI589360B (zh) 用於狹縫式模具塗佈機之構件、用於狹縫式模具塗佈機之可移動構件,及包含這些構件以製造電極之狹縫式模具塗佈機
KR102666575B1 (ko) 듀얼 슬롯 다이 코터
US20230201861A1 (en) Slot Die Coater with Improved Coating Solution Flow
CN115210004B (zh) 多狭缝式模具涂布机
KR102643728B1 (ko) 다중 슬롯 다이 코터
KR20220023245A (ko) 듀얼 슬롯 다이 코터
KR20220027024A (ko) 다중 슬롯 다이 코터
JP2023148939A (ja) スリットダイ
JP2024503796A (ja) スロットダイコーター

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190717

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200527

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200706

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201001

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210315

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20210414

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210414

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211203

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7037011

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150