KR100223022B1 - 리튬 폴리머 2차전지의 전극물질 도포 장치 - Google Patents

리튬 폴리머 2차전지의 전극물질 도포 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 리튬 전자의 제작시 양면 또는 단면을 동시에 도포를 할 수 있도록 한 전극물질 도포 장치에 관한 것으로, 점도가 낮은 전극물질의 도포는 물론 높은 점도의 전극물질의 도포까지 광범위하게 사용할 수 있는 고체 리튬 2차 전지의 전극 물질의 도포 장치에 관한 것이다.

Description

리튬 풀리머 2차전지의 전극물질 도포 장치
본 발명은 리튬 풀리머 2차전지의 전극물질 도포 장치에 관한 것으로, 특히 리튬 전지의 제작시 양면 또는 단면을 동시에 도포할 수 있도록 한 전극물질 도포 장치에 관한 것이다.
즉, 점도가 낮은 전극물질의 도포는 물론 높은 점도의 전극물질의 도포까지 광범위하게 사용할 수 있는 장치로, 고체 리튬 2차전지의 전극물질의 도포 기술 분야에 해당하는 기술이다.
종래의 양면 도포 기술의 대표적인 장치인 에멀젼 양면 도포 장치를 제2도에 나타내었다. 도면 부호 1은 푸는 롤, 2는 감는 롤, 3은 가이드 롤, 4는 반죽통, 5는 반죽된 전극물질, 6은 두께 조정 롤을 각각 나타낸다. 에멀젼 양면 도포 장치로 전극물질을 도포할 경우 전극물질의 두께는 공급하는 전극물질의 점도와 금속호일이나 그리드의 감는 속도에 의존하여 조절된다. 상기 종래의 에멀젼 양면 도포 장치에서는 점도가 매우 낮은 물질을 도포하고자 할 때, 감는 롤(2)과 푸는 롤(1)의 속도를 증가시켜 빠르게 감아야 한다. 이렇게 빠르게 도포되는 박막은 박막의 두께 조절이 매우 힘들고, 중력의 작용으로 전극물질이 아래로 흘러내리게 된다, 그리고, 전극물질이 미처 건조되기 전에 감는 롤(2)에 감기게 되는 단점이 있어, 도포하고자 하는 전극물질은 일정한 점도 이상이 되어야 도포가 가능하였다.
또한, 종래의 양면 도포 기술인 분무(스프레이)방식의 도포 장치를 제3도에 나타내었다. 도면 부호 1은 푸는 롤, 2는 감는 롤, 3은 분무 장치, 4는 건조 장치, 5는 압축 기체 공급선, 6은 전극물질 공급선, 7은 전극물질 통, 8은 반죽된 전극물질을 각각 나타낸다. 도포하고자 하는 전극물질의 점도가 매우 높을 경우, 분사구(노즐)를 통하여 분무가 어려워 일정 점도 이상의 전극물질 도포에는 사용할 수 없는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 종래의 양면 도포 기술의 대표적인 장치인 에멀젼 양면 도포 장치의 단점과 분무(스프레이) 도포 장치의 단점을 개선하여 광범위한 점도의 전극물질의 단면 또는 양면 도포를 자유롭게 선택 사용할 수 있는 리튬 폴리머 2차 전지의 전극물질 도포 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 푸는 롤에서 감는 롤 방향으로 감으면서 도포 공정을 수행하는 전극물질 도포 장치에 있어서, 반죽된 전극물질이 저장된 밀폐된 반죽 통과, 상기 밀폐된 반죽 통에 일정한 압력을 가하는 압력 조절기와, 상기 밀폐된 반죽 통에 저장되어 있는 반죽된 전극물질이 분출되어 공급되는 전극물질 공급 호스와, 두 개의 전극물질 공급 밸브 및 전극물질 공급 챔버와, 상기 전극물질 조정 노즐을 통과한 일정한 두께의 전극물질을 원하는 두께로 조절하기 위한 전극물질 두께 조정 롤과, 상기 두께 조정 롤을 통과한 전극물질이 도포되는 집전체와, 상기 전극물질이 도포된 집전체 중의 휘발성 용매들을 제거하기 위한 건조 장치로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 점도가 낮은 전극물질의 도포 및 높은 점도의 전극물질의 도포까지 광범위한 점도의 물질 도포는 물론 양면 및 단면 도포를 선택하여 자유롭게 도포할 수 있는 장치를 제안함으로써 리튬 2차 전지의 기술 발전에 기여하기 위함이다.
제1도는 본 발명에 따른 리튬 풀리머 2차 전지의 전극물질 도포 장치의 구조도.
제2도는 종래의 에멀젼 도포 장치의 구조도.
제3도는 종래의 분무(스프레이)방식 도포 장치의 구조도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 푸는 롤 12 : 감는 롤
13 : 두께 조정 롤 14 : 건조 장치
15 : 반죽된 전극물질 16 : 밀폐 반죽통
17 : 집전체(금속 호일 또는 그리드) 18 : 전극물질 조절 노즐
19 : 압력 조절기 20 : 전극물질 공급 밸브
21 : 전극물질 공급 챔버 22 : 전극물질 공급 호스
제1도는 본 발명에 따른 리튬 풀리머 2차전지의 전극물질 도포 장치의 구조도이다. 본 발명에서 새로이 제안하는 장치의 구성은 푸는 롤(11)에서 감는 롤(12) 방향으로 집전체인 금속 호일이나 그리드(17)를 감으면서 공정을 수행한다. 이러한 일련의 공정 과정은 푸는 롤(11)과 감는 롤(12)의 속도를 조절할수 있으며, 반죽된 전극물질(15)은 압력 조절기(19)에서 압력을 조절한 후 전극물질 공급 호스(22), 전극물질 공급 챔버(21), 전극물질 조정 노즐(18)을 통과하여, 집전체인 금속 호일이나 그리드(17)위에 도포한다. 이렇게 집전체 위에 전극물질이 도포되면, 두께 조정 롤(13)을 거쳐 두께가 조정되며, 이 때 집전체 위에 도포한 전극물질 중의 휘발성 용매들은 건조 장치(14)에서 제거되며, 최종적으로 도포 및 건조가 완료된 전극은 감는 롤(12)에 감긴다.
또한, 본 발명의 도포 장치는 양면과 단면을 선택하여 도포할 수 있으며, 양면 도포 공정은 도포 장치 중 집전체인 금속 호일이나 그리드(17)의 양쪽에서 공급되는 전극물질을 동시에 공급하므로써 수행할수 있고, 단면 도포는 두 개의 전극물질 공급 밸브(20)중 어느 한 밸브만 차단함으로써 영면 중 어떤 면이든 자유롭게 도포할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 점도가 낮은 전극물질의 도포는 물론 높은 점도의 전극물지의 도포까지 광범위하게 사용할 수 있고, 또한 양면 도포와 단면 도포를 자유롭게 선택하여 수행할수 있으므로 광범위한 공정에 적용할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 푸는 롤에서 감는 롤 방향으로 감으면서 도포 공정을 수행하는 전극물질 도포 장치에 있어서, 반죽된 전극물질이 저장된 밀폐된 반죽 통과, 상기 밀폐된 반죽 통에 일정한 압력을 가하는 압력 조절기와, 상기 밀폐된 반죽 통에 저장되어 있는 반죽된 전극물질이 분출되어 공급되는 전극물질 공급 호스와, 두 개의 전극물질 공급 밸브 및 전극물질 공급 챔버와, 상기 전극물질 공급 챔버를 통과한 반죽된 전극물질을 일정한 두께의 전극물질로 통과시키는 전극물질 조정 노즐과, 상기 전극물질 조정 노즐을 통과한 일정한 두께의 전극물질을 원하는 두께로 조절하기 위한 전극물질 두께 조정 롤과, 상기 두께 조정 롤을 통과한 전극물질이 도포되는 집전체와, 상기 전극물질이 도포된 집전체 중의 휘발성 용매들을 제거하기 위한 건조 장치로 구성된 것을 특징으로 하는 리튬 풀리머 2차전지의 전극물질 도포 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전극물질이 도포되는 집전체는 상기 전극물질 공급 밸브의 조정에 따라 양면 또는 단면으로 도포되는 것을 특징으로 하는 리튬 풀리머 2차전지의 전극물질 도포 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전극물질 공급 챔버로 공급되는 전극물질의 분출량은 상기 압력 조절기의 압력 조절에 따라 조절되는 것을 특징으로 하는 리튬 풀리머 2차전지의 전극물질 도포 장치.
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