KR100336582B1 - Device for applying primer to manufacturing lithium polymer battery - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리튬이온 전지 제조용 프라이머 도포장치에 관한 것으로서, 저점도로부터 고점도까지의 프라이머 물질을 집전체 전체의 한 쪽 면 또는 양쪽 면에 균일하게 도포할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a primer coating device for producing a lithium ion battery, and has an object to enable uniform application of a primer material from low viscosity to high viscosity on one or both surfaces of an entire current collector.
본 발명은, 해권롤(12)로부터 해권되는 집전체(11)가 권취롤(14)에 권취되기 전에 상기 집전체의 한 쪽 면 또는 양쪽 면에 프라이머액을 도포하고 이 프라이머액이 도포된 집전체를 건조장치(18)에 의하여 건조하여 권취롤에 권취하도록 되어 있는 리튬이온 전지 제조용 프라이머 도포장치에 있어서, 상기 해권롤로부터 해권되는 집전체의 한 쪽 또는 양쪽에 배치되어 프라이머액이 저장되는 적어도 하나의 프라이머 저장통(15)과; 상기 프라이머액이 저면에 접촉하도록 각 저장통의 상부에 회동가능하게 지지되는 프라이머 도포롤(16)과; 그리고, 상기 각 도포롤의 외주면에 배치되어 도포롤에 부착되는 프라이머의 두께를 조절하기 위한 블레이드(17)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention is a house in which the primer liquid is applied to one or both surfaces of the current collector before the current collector 11 to be unwound from the air winding roll 12 is wound on the take-up roll 14, and the primer liquid is applied. A primer coating device for producing a lithium ion battery, the whole of which is dried by a drying device 18 and wound up on a take-up roll, wherein at least one of the primer liquid is stored on one or both sides of the current collector to be unwound from the roll-up roll. One primer reservoir 15; A primer coating roll 16 rotatably supported on an upper portion of each reservoir so that the primer liquid contacts the bottom surface thereof; And it is characterized in that it comprises a blade 17 for adjusting the thickness of the primer is disposed on the outer circumferential surface of each coating roll attached to the coating roll.
Description
본 발명은 리튬이온 전지의 극판을 제조하기 위한 리튬이온 전지 제조용 프라이머 도포장치에 관한 것으로서, 특히 저점도로부터 고점도까지의 프라이머 물질을 집전체에 한 쪽 면 또는 양쪽 면에 균일하게 도포할 수 있는 리튬이온 전지 제조용 프라이머 도포장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a primer coating device for manufacturing a lithium ion battery for producing a pole plate of a lithium ion battery, and in particular, a lithium material capable of uniformly applying a primer material from a low viscosity to a high viscosity on one or both sides of a current collector. The present invention relates to a primer coating device for producing an ion battery.
노트북, 핸드 피시, 이동통신단말기 등 휴대용 기기의 급속한 확산으로 인하여 고용량, 고성능의 재충전용 이차전지에 대한 수요가 급증하고 있다. 리튬이온 고분자 전지는 음극으로 흡장탈착이 가능한 탄소재(카본 또는 카본복합체)를 사용함과 아울로 양극으로 구조변형에 의해서 리튬이온의 충방전이 가능한 리튬복합산화물을 사용하고, 리튬이온의 매개체로 유기 용매에 리튬염을 녹인 비수 전해액을 사용하여, 양극과 음극간에 리튬이온이 이동될 때 기전력을 발생시킴으로써 충,방전이 이루어지도록 한 전지이다.Due to the rapid proliferation of portable devices such as laptops, hand fishes, and mobile communication terminals, the demand for high capacity, high performance rechargeable secondary batteries is rapidly increasing. The lithium ion polymer battery uses a carbon material (carbon or carbon composite material) that can be absorbed and desorbed as a negative electrode and a lithium composite oxide capable of charging and discharging lithium ions by structural modification as an anode. A nonaqueous electrolyte in which a lithium salt is dissolved in a solvent is used to generate charge and discharge by generating electromotive force when lithium ions are transferred between a positive electrode and a negative electrode.
이러한 리튬이온 전지의 전극을 구성하는 집전체로 사용되는 그리드는 집전체 제조방법에 따라 익스펜디드 메탈(expended metal)과 펀치드 메탈(punched metal)로 구분된다. 집전체는 그물망 형태로 되어 있기 때문에 극판을 집전체에 압착하여 전극을 제조하기 위하여 집전체에 미리 프라이머액을 도포하게 되는데, 통상적으로 스프레이 방식으로 프라이머액을 도포한다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 집전체(90)는 해권롤(91)로부터 해권되어 권취롤(92)에 권취되기 전에 스프레이룸(93)의 프라이머 저장통(94)에 연결된 스프레이건(95)으로부터 분사되는 프라이머액으로 한 쪽 면 또는 양쪽 면이 도포되고, 이와 같이 프라이머액이 도포된 집전체(90)는 건조장치(96)를 통과하면서 건조됨으로써 집전체(90)의 표면에 프라이머가 적층된다. 이와 같이 집전체(90)에 프라이머가 적층되어 이루어진 극판은 해권롤(92)에 권취된다. 참조부호(97)은 집전체(90)의 이송을 안내하기 위한 가이드롤이다.The grid used as the current collector constituting the electrode of the lithium ion battery is divided into an expanded metal and a punched metal according to the current collector manufacturing method. Since the current collector is in the form of a net, the primer solution is applied to the current collector in advance in order to fabricate the electrode by pressing the electrode plate to the current collector, and the primer solution is usually applied by spraying. That is, as shown in FIG. 2, the current collector 90 is connected to the primer reservoir 94 of the spray room 93 before the current collector 90 is unsealed from the sea roll roll 91 and wound on the take-up roll 92. One side or both sides are coated with the primer liquid sprayed from the), and the current collector 90 coated with the primer liquid is dried while passing through the drying apparatus 96, so that the primer is applied to the surface of the current collector 90. Are stacked. Thus, the electrode plate in which the primer is laminated | stacked on the collector 90 is wound up to the sea roll roll 92. As shown in FIG. Reference numeral 97 is a guide roll for guiding the conveyance of the current collector 90.
그러나, 상기한 바와 같이 스프레이 방식으로 프라이머를 도포할 경우에는 집전체(90)의 표면 및/또는 이면에 프라이머액을 균일하게 도포하기 어렵다. 특히높은 점도의 프라이머액을 도포할 경우에는 위치에 따라 도포두께의 편차가 크고 미도포 부위도 나타나는 단점이 있다. 더욱이 스프레이 도포방식으로 프라이머액을 도포할 경우에는 프라이머액이 분사시에 집전체(90)의 중심부위와 집전체(90)의 가장자리 부위의 도포 두께를 균일하게 할 수 없을 뿐만 아니라 원하는 도포두께만큼 프라이머액을 도포하기도 어렵다.However, when the primer is applied by the spray method as described above, it is difficult to uniformly apply the primer liquid to the surface and / or the rear surface of the current collector 90. In particular, when applying a high viscosity primer solution, there is a disadvantage in that the variation in the coating thickness is large depending on the position and the uncoated portion also appears. In addition, in the case of applying the primer liquid by spray coating, the primer liquid cannot be uniformly coated on the center of the current collector 90 and the edge portion of the current collector 90 at the time of spraying, as well as the desired coating thickness. It is also difficult to apply the primer solution.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 스프레이 방식으로 프라이머를 도포할 때의 문제점을 고려하여, 저점도로부터 고점도까지의 프라이머 물질을 집전체 전체에 한 쪽 면 또는 양쪽 면에 균일하게 도포할 수 있는 리튬이온 전지 제조용 프라이머 도포장치의 제공을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention, in consideration of the problems in applying the primer in the conventional spray method described above, the lithium ion capable of uniformly applying the primer material from low viscosity to high viscosity on one side or both sides of the entire current collector. An object of the present invention is to provide a primer coating device for battery production.
도 1은 본 발명에 따른 프라이머 도포장치를 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram showing a primer coating device according to the present invention.
도 2는 종래 스프레이 방식의 프라이머 도포장치를 나타내는 구성도이다.2 is a block diagram showing a conventional primer coating device of the spray method.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
11 : 집전체 12 : 해권롤11: collector's house 12
14 : 권취롤 15 : 저장통14: winding roll 15: reservoir
16 : 도포롤 17 : 블레이드16: application roll 17: blade
18 : 건조장치18: drying device
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 해권롤로부터 해권되는 집전체가 권취롤에 권취되기 전에 상기 집전체의 한 쪽 면 또는 양쪽 면에 프라이머액을 도포하고 이 프라이머액이 도포된 집전체를 건조장치에 의하여 건조하여 권취롤에 권취하도록 이루어진 리튬이온 전지 제조용 프라이머 도포장치에 있어서, 상기 해권롤로부터 해권되는 집전체의 한 쪽 또는 양쪽에 배치되어 프라이머액이 저장되는 적어도 하나의 프라이머 저장통과; 상기 프라이머액이 저면에 접촉하도록 각 저장통의 상부에 회동가능하게 지지되는 프라이머 도포롤과; 그리고, 상기 각 도포롤의 외주면에 배치되어 도포롤에 부착되는 프라이머의 두께를 조절하기 위한 블레이드를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, before the current collector to be unwound from the sea roll roll is applied to one side or both sides of the current collector and wound on the take-up roll and the current collector to which the primer liquid is applied A primer coating device for manufacturing a lithium ion battery, which is dried by a drying device and wound on a take-up roll, comprising: at least one primer storage container disposed on one or both sides of a current collector to be unwound from the sea roll; A primer coating roll rotatably supported on an upper portion of each reservoir so that the primer liquid contacts the bottom surface; And it is characterized in that it comprises a blade for adjusting the thickness of the primer disposed on the outer circumferential surface of each coating roll attached to the coating roll.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 리튬이온 전지 제조용 프라이머 도포장치에 따르면, 집전체가 도포롤에 밀착되도록 한 다음 집전체를 이송시키면 도포롤이 회동하면서 도포롤의 외주면에 저장통에 저장된 프라이머액이 부착되고, 이 프라이머액의 도포두께는 도포롤의 회동에 따라 블레이드에 의하여 균일하게 조절된다. 따라서, 집전체가 도포롤에 밀착되면서 이송되므로 도포롤에 균일하게 피복된 프라이머액이 이송되는 집전체에 부착되고, 이와 같이 프라이머액이 부착된 집전체는 건조장치로 이송되고 이 건조장치에서 프라이머액에 함유된 휘발성 용제가 제거됨으로써 프라이머가 건조되어 집전체에 적층될 수 있다. 프라이머가 적층된 집전체는 권취롤에 권취된다.According to the primer coating apparatus for manufacturing a lithium ion battery according to the present invention configured as described above, if the current collector is in close contact with the coating roll and then the current collector is transferred, the primer liquid stored in the reservoir on the outer circumferential surface of the coating roll is rotated while the coating roll is rotated. It is attached, and the coating thickness of this primer liquid is uniformly adjusted by a blade according to rotation of an application roll. Therefore, the current collector is transported while being in close contact with the application roll, so that the primer solution uniformly coated on the application roll is attached to the current collector to be transported, and the current collector to which the primer solution is attached is transferred to the drying apparatus and the primer in this drying apparatus. By removing the volatile solvent contained in the liquid, the primer can be dried and laminated on the current collector. The current collector in which the primer is laminated is wound on a winding roll.
본 발명의 다른 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.
도 1에 도시된 바와 같이 참조부호(12)는 해권롤로서, 그물망 형태의 집전체(11)가 권취되어 있고, 이 집전체(11)는 일정한 속도로 해권되어 소정의 위치에 배치된 다수의 가이드롤(13)에 의하여 안내되어 권취롤(14)에 권취되도록 되어 있다. 집전체(11)로는 금속 호일 또는 그리드가 사용될 수 있다.As shown in FIG. 1, reference numeral 12 is a sea roll, and a net-shaped current collector 11 is wound, and the current collector 11 is unwound at a constant speed and arranged at a predetermined position. It is guided by the guide roll 13, and is wound up by the winding-up roll 14. As the current collector 11, a metal foil or a grid may be used.
본 발명에 따르면, 상기 집전체(11)가 권취롤(14)에 권취되기 전에 집전체(11)의 한 쪽 면 또는 양쪽 면에 프라이머액을 도포하기 위하여, 이송중인 집전체(11)의 한 쪽 또는 양쪽에 프라이머액이 저장된 프라이머 저장통(15)이 배치(여기서는 양쪽에 배치된 것이 예시되어 있음)된다. 그리고, 각 저장통(15)에 저장된 프라이머액이 외주면에 부착될 수 있도록 저면이 프라이머액에 침적된 상태로 상기 각 저장통(15)의 상부에 하나 또는 두 개의 프라이머 도포롤(16)이 회동가능하게 설치되며, 이 프라이머 도포롤(16)의 외주면은 집전체(11)의 표면에 접촉상태로 배치될 수 있다. 따라서, 이송되는 집전체(11)가 도포롤(16)에 접촉하고 있기 때문에 도포롤(16)에 부착된 프라이머액이 집전체(11)의 표면에 부착될 수 있다.According to the present invention, one of the current collector 11 being transferred, in order to apply the primer liquid to one or both sides of the current collector 11 before the current collector 11 is wound on the take-up roll 14 The primer reservoir 15 in which the primer liquid is stored on one side or both sides is disposed (in this case, those disposed on both sides are illustrated). Then, one or two primer coating rolls 16 are rotatable on top of each reservoir 15 so that the primer liquid stored in each reservoir 15 can be attached to the outer circumferential surface. The outer circumferential surface of the primer coating roll 16 may be disposed in contact with the surface of the current collector 11. Therefore, since the current collector 11 to be transferred is in contact with the application roll 16, the primer liquid attached to the application roll 16 may adhere to the surface of the current collector 11.
본 발명에 따르면, 상기 도포롤(16)로는 외주면의 형상이 격자형, 사선형 또는 다이아몬드형을 포함하는 군에서 선택된 어느 하나인 메쉬롤 또는 표면조도가 0.2∼1s 이하인 스틸롤이 채용될 수 있다.According to the present invention, the application roll 16 may be a mesh roll or a steel roll having a surface roughness of 0.2 to 1 s or less, wherein the outer circumferential surface is any one selected from the group consisting of lattice, diagonal or diamond. .
본 발명에 따르면, 상기 집전체(11)에 프라이머액이 균일한 두께로 부착될 수 있도록 하기 위하여, 상기 각 도포롤(16)의 외주면 일측에 도포롤(16)에 부착되는 프라이머의 도포두께를 조절하기 위한 블레이드(17)가 설치된다. 이 블레이드(17)의 배치각도를 조절하면 도포롤(16)에 부착된 저점도로부터 고점도까지의 프라이머액 도포두께를 일정하게 조절하는 것이 가능하며, 따라서 집전체(11)의 이송에 따라 균일하게 도포롤(16)에 부착된 프라이머액이 집전체(11)에 균일한 두께로 도포될 수 있다.According to the present invention, the coating thickness of the primer attached to the coating roll 16 on one side of the outer circumferential surface of each coating roll 16 so that the primer liquid can be attached to the current collector 11 with a uniform thickness. A blade 17 for adjustment is installed. By adjusting the placement angle of the blade 17, it is possible to constantly adjust the coating thickness of the primer liquid from the low viscosity to the high viscosity attached to the application roll 16, thus uniformly in accordance with the transfer of the current collector 11 The primer solution attached to the application roll 16 may be applied to the current collector 11 in a uniform thickness.
상기한 바와 같이 균일한 두께로 프라이머액이 도포된 집전체(11)는 건조장치(18)로 이송되고, 이 건조장치(18)에 의하여 프라이머액에 함유된 휘발성 용제가 증발함으로써 집전체(11)의 표면에 프라이머가 적층된 극판(11a)을 얻을 수 있다. 상기 극판(11a)은 권취롤(14)에 권취된다.As described above, the current collector 11 coated with the primer liquid with a uniform thickness is transferred to the drying apparatus 18, and the current collector 11 is evaporated by the volatile solvent contained in the primer liquid by the drying apparatus 18. It is possible to obtain an electrode plate 11a having a primer laminated on the surface thereof. The electrode plate 11a is wound around the winding roll 14.
다음에, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 리튬이온 전지 제조용 프라이머 도포장치의 작용을 설명한다.Next, the operation of the primer coating device for producing a lithium ion battery according to the present invention configured as described above will be described.
우선, 집전체(11)가 도포롤(16)에 밀착되도록 한 다음 집전체(11)를 이송시키면 도포롤(16)이 회동하면서 도포롤(16)의 외주면에 저장통(15)에 저장된 프라이머액이 부착된다. 도포롤(16)에 부착되는 프라이머액의 도포두께는 도포롤(16)의 회동에 따라 블레이드(17)에 의하여 균일하게 조절될 수 있다. 따라서, 집전체(11)가 도포롤(16)에 밀착되면서 이송되므로 도포롤(16)에 균일하게 피복된 프라이머액이 이송되는 집전체(11)에 부착된다. 상기한 바와 같이 집전체(11)에 부착되는 프라이머액의 도포두께의 조절은 집전체(11)의 이송속도를 조절하는 방법에 의해서도 수행될 수 있다.First, when the current collector 11 is brought into close contact with the application roll 16 and then the current collector 11 is transferred, the primer liquid stored in the reservoir 15 on the outer circumferential surface of the application roll 16 while the application roll 16 is rotated. Is attached. The coating thickness of the primer liquid attached to the application roll 16 may be uniformly adjusted by the blade 17 according to the rotation of the application roll 16. Therefore, since the current collector 11 is transported while being in close contact with the application roll 16, the primer liquid uniformly coated on the application roll 16 is attached to the current collector 11 to be transferred. As described above, the adjustment of the coating thickness of the primer liquid attached to the current collector 11 may also be performed by a method of controlling the transfer speed of the current collector 11.
상기한 바와 같이 프라이머액이 균일하게 부착된 집전체(11)는 건조장치(18)로 이송된다. 이 건조장치(18)에서 프라이머액에 함유된 휘발성 용제가 제거됨으로써 프라이머가 건조되어 집전체(11)에 적층된 극판(11a)을 얻을 수 있고, 이 극판(11a)은 최종적으로 권취롤(14)에 권취된다.As described above, the current collector 11 having the primer liquid uniformly attached is transferred to the drying apparatus 18. By removing the volatile solvent contained in the primer liquid in the drying apparatus 18, the primer is dried to obtain the pole plate 11a laminated on the current collector 11, and the pole plate 11a is finally wound on the roll 14 ) Is wound up.
상기한 바와 구성된 본 발명에 따른 리튬이온 전지 제조용 프라이머 도포장치에 있어서는, 도포롤(16)에 균일하게 부착되는 저점도로부터 고점도까지의 프라이머액이 이송되는 집전체(11)에 균일한 두께로 도포될 수 있도록 함으로써 프라이머 도포품질, 즉 극판(11a)의 품질을 향상시킬 수 있다.In the primer coating apparatus for manufacturing a lithium ion battery according to the present invention configured as described above, the coating is applied to the current collector 11 to which the primer liquid from the low viscosity to the high viscosity uniformly adhered to the application roll 16 is transferred to a uniform thickness. By making it possible, the primer coating quality, that is, the quality of the electrode plate 11a can be improved.
또한, 집전체(11)의 한 쪽 면 또는 양쪽 면에 대한 프라이머 도포를 손쉽게 행할 수 있음과 아울러 프라이머 도포두께를 블레이드(17) 뿐만 아니라 집전체(11)의 이송속도의 조절에 의해서도 조절할 수 있기 때문에 프라이머 도포작업의 편의성 및 극판(11a)의 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, the primer can be easily applied to one or both surfaces of the current collector 11, and the primer coating thickness can be adjusted by adjusting the feed speed of the current collector 11 as well as the blade 17. Therefore, the convenience of the primer coating operation and the quality of the electrode plate 11a can be further improved.
본 발명에서는 도시하고 설명하지 않았지만, 본 발명에 따른 리튬이온 전지 제조용 프라이머 도포장치는 집전체의 표면에 활물질 슬러리를 도포하여 전극을 제조할 때에도 적절하게 적용될 수 있고, 이 또한 본 발명의 범위에 포함되어야 한다.Although not shown and described in the present invention, the primer coating device for manufacturing a lithium ion battery according to the present invention may be suitably applied even when an electrode is prepared by coating an active material slurry on the surface of a current collector, which is also included in the scope of the present invention. Should be.
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