KR100659837B1 - Method of coating electrode materials for secondary battery and apparatus for the same - Google Patents

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Abstract

Provided are a method for coating an electrode active material of a secondary battery, and its coating apparatus, to allow an active material layer to be formed uniformly, thereby improving charge/discharge efficiency. The method comprises the steps of coating an active material slurry on an electrode current collector with moving an electrode substrate(110); and drying the active material slurry to form an active material layer, wherein a velocity measurement device having a rolling wheel(210) in closely adhered to the electrode substrate to be wound to an electrode roll is installed at the part where the electrode roll is wound or unwound; and the rolling wheel is rolled by winding or unwinding the electrode roll so as to calculate the moving velocity of the rolling wheel by the velocity measurement device and to measure the moving velocity of the electrode substrate.

Description

이차 전지의 전극 활물질 도포 방법 및 장치{Method of coating electrode materials for secondary battery and Apparatus for the same}Method and apparatus for applying electrode active material of secondary battery {Method of coating electrode materials for secondary battery and Apparatus for the same}

도1은 종래에 전극 집전체 표에 전극 활물질 슬러리를 도포하는 방법을 설명하기 위한 개략적 사시도이다. 1 is a schematic perspective view for explaining a method of applying an electrode active material slurry to an electrode current collector table in the related art.

도2는 본 발명의 방법을 실시하기 위한 속도 측정계가 전극 롤에 접촉된 상태의 본 발명 장치 실시예의 일부를 나타내는 개략적 구성도이다. Fig. 2 is a schematic structural diagram showing a part of the apparatus embodiment of the present invention with the speed measuring system for carrying out the method of the present invention in contact with the electrode roll.

도3은 도2와 같은 구성의 주행 속도 측정기에 따라 권취기 롤러(140) 회전 속도를 조절하는 방법의 실시예를 박스를 통해 개략적으로 표시한 흐름도이다.FIG. 3 is a flowchart schematically showing an embodiment of a method of adjusting the rotation speed of the winder roller 140 according to the traveling speed measuring device having the configuration as shown in FIG. 2 through a box.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10: 전극 집전체 20: 슬릿 다이10: electrode current collector 20: slit die

30: 슬러리층 40: 풀리30: slurry layer 40: pulley

50: 건조기 110: 전극 기재50: dryer 110: electrode substrate

140: 권출기 롤러 220: 인코더140: unwinder roller 220: encoder

210: 구름 바퀴 230: 실린더 장치210: cloud wheel 230: cylinder gear

본 발명은 이차 전지의 전극 활물질 도포 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이차 전지의 전극 활물질 도포 속도 측정 및 조절 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for applying an electrode active material of a secondary battery, and more particularly, to a method for measuring and adjusting an electrode active material coating speed of a secondary battery.

이차 전지는 재충전이 가능하고 소형 및 대용량화 가능성이 크다. 근래에 캠코더, 휴대용 컴퓨터, 휴대 전화 등 휴대용 전자기기 수요 증가가 이루어지면서 이들 휴대용 전자기기의 전원으로 이차 전지에 대한 연구 개발이 많이 이루어지고 있다. 근래에 개발되고 사용되는 것 가운데 대표적으로는 니켈수소(Ni-MH)전지와 리튬(Li)이온 전지 및 리튬이온(Li-ion) 폴리머 전지가 있다. Secondary batteries are rechargeable and have a high possibility of being small and large in capacity. Recently, as demand for portable electronic devices such as camcorders, portable computers, and mobile phones is increasing, research and development on secondary batteries has been made with the power of these portable electronic devices. Representative examples of the recent development and use include nickel-hydrogen (Ni-MH) batteries, lithium (Li) ion batteries, and lithium ion (Li-ion) polymer batteries.

이들 이차 전지에서 베어 셀(bare cell)의 대부분은 양극, 음극 및 세퍼레이터로 이루어진 전극 조립체를 알미늄 또는 알미늄 합금으로 이루어진 캔에 수납하고, 캔을 캡 조립체로 마감한 뒤, 캔 내부에 전해액을 주입하고 밀봉함으로써 형성된다. 전극 혹은 세퍼레이터가 폴리머로 형성되는 폴리머 전지의 경우, 세퍼레이터가 전해액의 역할을 함께 수행하거나, 세퍼레이터에 전해액 성분을 함침시켜 사용하므로 전해액 누액이 문제가 없거나 적어 캔 대신 파우치가 사용되기도 한다. Most of the bare cells in these secondary batteries contain an electrode assembly consisting of a positive electrode, a negative electrode and a separator in a can made of aluminum or an aluminum alloy, the can is closed with a cap assembly, and an electrolyte is injected into the can. It is formed by sealing. In the case of a polymer battery in which an electrode or a separator is formed of a polymer, the separator plays a role of an electrolyte solution or impregnates an electrolyte component in the separator, so that leakage of the electrolyte solution is no problem or less, and thus a pouch is used instead of a can.

리튬 이차 전지에서 전극은 금속박이나 금속 메시(mesh)로 이루어진 집전체 표면에 전극 활물질을 포함하는 슬러리를 도포함으로써 이루어지는 경우가 많다. 슬러리는 통상 용매와 가소제, 전극 활물질, 바인더 등을 섞는 방법으로 형성된다. 전극 집전체로는 음극의 경우 구리가 양극의 경우 알미늄이 주로 사용되며, 바인더로는 PVDF(poly vinylidene fluoride)와 SBR(stylene butadiene rubber), 용매로는 아세톤, NMP(N-메칠프롤리돈) 등이 사용될 수 있다. 한편, 용매로 물이 사용되는 경우도 있다. In lithium secondary batteries, electrodes are often formed by applying a slurry containing an electrode active material to the surface of a current collector made of metal foil or a metal mesh. The slurry is usually formed by mixing a solvent, a plasticizer, an electrode active material, a binder and the like. As the current collector, copper is used for the negative electrode and aluminum is used for the positive electrode. Polyvinylidene fluoride (PVDF) and stylene butadiene rubber (SBR) are used as binders, acetone and NMP (N-methylprolidone) as a solvent. And the like can be used. On the other hand, water may be used as a solvent.

도1은 종래에 전극 집전체에 슬러리를 도포하는 방법을 설명하기 위한 개략적 사시도이다. 1 is a schematic perspective view for explaining a method of applying a slurry to an electrode current collector in the prior art.

도1을 참조하면, 권출기(미도시)에서 통상 롤 형으로 감겨 일정 너비로 공급되는 전극 집전체(10)가 평면상으로 풀리면서 슬릿 다이(20:slit die) 하부, 건조기(50)를 거쳐 권취기(미도시)에서 다시 감기게 된다. 슬릿 다이(20)는 슬러리 탱크(미도시)에서 슬러리를 공급받아 슬릿 형태로 길게 형성된 다이를 통해 슬러리를 고르게 뿌려주는 역할을 한다. 슬릿 다이(20) 아래로 전극 집전체(10)가 일정하게 지나가므로 전극 집전체(10) 표면에는 일정 두께의 슬러리층(30)이 부착 형성된다. Referring to FIG. 1, the electrode current collector 10, which is wound in a roll shape in a unwinder (not shown) and is supplied with a predetermined width, is unwound in a plane to lower the slit die 20 and the dryer 50. After rewinding in the winder (not shown). The slit die 20 receives a slurry from a slurry tank (not shown) and serves to evenly spray the slurry through a die formed to have a slit shape. Since the electrode current collector 10 constantly passes under the slit die 20, a slurry layer 30 having a predetermined thickness is attached to the surface of the electrode current collector 10.

슬러리는 용매를 많이 포함하는 유동 상태이므로 건조기(50)에서는 열풍을 보내 슬러리의 용매를 휘발시켜 제거하고, 슬러리는 바인더의 작용으로 전극 집전체에 상당 강도로 부착된다. 도면부호 40은 전극 집전체를 이동시키는 풀리이다. Since the slurry is a fluid state containing a large amount of solvent, the dryer 50 sends hot air to volatilize and remove the solvent of the slurry, and the slurry is attached to the electrode current collector with considerable strength by the action of a binder. Reference numeral 40 denotes a pulley for moving the electrode current collector.

전극 집전체 혹은 전극 집전체에 슬러리가 도포 건조된 상태의 기재는 시작과 끝단의 권취/권출기 롤러에 의해 롤(roll) 형태로 감겨진 상태에서 슬러리 도포를 위해 풀리고 슬러리 도포 후에는 다시 롤 형태로 감기게 된다. 이차 전지의 전극 조립체 전체에서 고르게 충방전이 이루어지고, 작은 용적에 더 많은 활물질을 포함시키기 위해, 전극 조립체가 고르게 감긴 형태를 유지하는 것이 필요하다. 전극 조립체가 고르게 감긴 형태를 이루기 위해서는 전극 집전체에 도포된 슬러리의 두께가 일정한 것이 필요하다. Slurry is applied to the electrode collector or electrode collector. The substrate is dried in rolls by winding and unwinding rollers at the beginning and end, and then unrolled for slurry application, and then rolled again after slurry application. It is wound up. In order to uniformly charge and discharge the entire electrode assembly of the secondary battery, and to include more active material in a small volume, it is necessary to maintain the electrode assembly in a uniformly wound form. In order to form an evenly wound electrode assembly, it is necessary that the thickness of the slurry applied to the electrode current collector is constant.

슬러리를 일정한 두께, 일정한 길이로 전극 집전체면에 도포하기 위해서는 전극 집전체 자체의 주행속도가 일정하게 유지되어야 한다. 롤 형태를 이루는 전극 기재가 감기고 풀리는 롤러에서의 기재의 주행속도는 롤을 감는 모터의 속도가 일정하다고 해도 롤이 감기고 풀림에 따라 롤의 반경이 달라지면서 일정하지 않게 된다. 즉, 롤의 외주가 진원이라 가정할 때 롤을 일정한 각속도로 감거나 푼다면 기재의 선 주행속도는 롤의 반경에 각속도를 곱한 값이므로 반경에 비례하여 증가하게 된다. 선 주행 속도를 일정하게 하기 위해서는 롤을 감는 각속도를 롤의 반경을 고려하여 반비례하도록 증감하여야 한다.In order to apply the slurry to the surface of the electrode current collector with a constant thickness and a constant length, the running speed of the electrode current collector itself must be kept constant. The running speed of the substrate on the roller in which the electrode substrate forming the roll is wound and unrolled is not constant as the radius of the roll is changed as the roll is wound and unrolled, even if the speed of the motor winding the roll is constant. That is, assuming that the outer periphery of the roll is a circle, if the roll is rolled or unwound at a constant angular velocity, the linear running speed of the substrate is increased by the radius since the radius of the roll is multiplied by the angular velocity. In order to keep the line running speed constant, the angular velocity of rolling is increased in inverse proportion to the radius of the roll.

따라서, 기존의 권출/권취 구간에서의 기재 속도 측정은 권출/권취기의 모터 속도와 기재의 두께를 고려한 다음의 수학식 계산을 통하여 이루어졌다. Therefore, the measurement of the substrate speed in the conventional unwinding / winding section was made through the following equation calculation considering the motor speed of the unwinding / winding machine and the thickness of the substrate.

기재의 주행속도(v)= 2π* 반지름(R) * 각속도(ω)Travel speed of substrate (v) = 2π * radius (R) * angular speed (ω)

반지름(R)= (기재 두께(T) * 회전수)+ 롤러 반경 Radius (R) = (substrate thickness (T) * revolutions) + roller radius

모터의 각속도와 전극 롤의 반지름을 고려하여 모터가 1회전 할 때의 기재 주행 거리를 계산하여 시간당 기재 주행 거리 즉 주행 속도를 계산하는 방식이다. 또한 주행이 계속됨에 따라 기재의 두께를 고려하여 전극 롤의 반경이 늘어나는 것을 추측하여 그 반경을 고려하여 기재 주행 속도 계산하였다. 이 방식은 직접 측정 방식이 아니고 모터 속도 변화나 기재 두께 불균일 등이 고려되지 않는 관계로 정 확한 속도라고 볼 수 없다.In consideration of the angular velocity of the motor and the radius of the electrode roll, the substrate traveling distance when the motor rotates once is calculated to calculate the substrate traveling distance per hour, that is, the traveling speed. In addition, as the running continued, it was assumed that the radius of the electrode roll was increased in consideration of the thickness of the substrate, and the substrate running speed was calculated in consideration of the radius. This method is not a direct measurement method and cannot be regarded as an accurate speed since motor speed change and substrate thickness unevenness are not considered.

기존의 방식에서는 주행 속도가 일정한 것으로 인식되어도 실재 기재의 주행속도는 달라질 수 있었다. 롤러 위치의 기재의 주행속도가 변함에 따라 기재의 장력이 변하고, 역으로 기재에 미치는 장력이 변하면 기재의 공정상 주행속도가 변화한다. 이런 상황에서는 슬러리의 고른 도포는 생각하기 어렵고, 이렇게 형성된 전극을 이용하여 전극 조립체의 젤리 롤을 형성하면 전지 용량이 저하되고, 충방전 효율이 떨어질 수 있다. In the conventional method, even if the traveling speed is recognized as a constant, the traveling speed of the actual substrate may be changed. As the traveling speed of the substrate at the roller position changes, the tension of the substrate changes, and conversely, when the tension applied to the substrate changes, the traveling speed of the substrate changes. In such a situation, even application of the slurry is difficult to consider, and forming the jelly roll of the electrode assembly using the electrode thus formed may lower the battery capacity and reduce the charge and discharge efficiency.

즉, 기재 주행 속도를 정확히 측정할 수 있다면 이를 측정하여 주행 속도가 적정한 지 판단하고 그에 따라서 전극 롤을 감는 모터의 속도를 통제하여 슬러리 두께 및 길이를 정확하게 조절할 수 있지만 기존의 기재 주행 속도 측정 방법에 따르면 슬러리를 정확한 두께 및 길이로 도포하는 것이 어렵다. 그에 따라 완전된 전극 판과, 전극 조립체의 균일성과 품질이 떨어지는 문제가 있다.That is, if the substrate traveling speed can be accurately measured, it is possible to accurately measure the thickness and length of the slurry by controlling the speed of the motor winding the electrode roll according to the measurement by determining the proper driving speed. It is therefore difficult to apply the slurry to the correct thickness and length. Accordingly, there is a problem in that the uniformity and quality of the complete electrode plate and the electrode assembly are inferior.

본 발명은 상술하는 종래 이차 전지의 전극 슬러리 도포 방법의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 보다 직접적인 방법으로 전극 롤이 풀리거나 감기는 위치에서 전극 기재의 주행속도를 측정할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the problem of the electrode slurry coating method of the conventional secondary battery described above, and to provide a method and apparatus that can measure the traveling speed of the electrode substrate at the position where the electrode roll is unwinded or wound by a more direct method For the purpose of

본 발명은 전극 롤이 풀리거나 감기는 위치에서 전극 기재의 주행속도를 정확히 측정하여 이를 바탕으로 전극 기재의 주행 속도를 조절할 수 있는 방법 및 장치을 제공하는 것을 목적으로 한다. An object of the present invention is to provide a method and apparatus capable of precisely measuring the traveling speed of the electrode substrate at the position at which the electrode roll is unrolled or wound and thereby adjusting the traveling speed of the electrode substrate.

결국, 본 발명은 전극 조립체의 활물질층 두께를 고르게 형성하여 전극 용량을 늘리고, 충방전 효율을 높일 수 있는 방법 및 장치을 제공하는 것을 목적으로 한다.As a result, an object of the present invention is to provide a method and apparatus that can form the thickness of the active material layer of the electrode assembly to increase the electrode capacity and increase the charge and discharge efficiency.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 방법은, 전극 롤이 감기거나 풀리는 부분에 전극 기재에 닿도록 구름 바퀴를 가진 속도 측정계를 설치하고, 전극 롤을 감거나 풀면서 전극 기재에 닿는 구름 바퀴가 돌도록 하여 속도 측정계가 구름 바퀴의 주행 속도를 산출하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a speed measuring system having a rolling wheel to contact the electrode substrate at a portion where the electrode roll is wound or unrolled, so that the rolling wheel touching the electrode substrate is turned while winding or unwinding the electrode roll. The speed measuring system is characterized by calculating the traveling speed of the rolling wheel.

본 발명의 이차 전지 전극 활물질 도포 방법에서, 전극 롤이 감기거나 풀리는 부분에 전극 기재에 닿도록 구름 바퀴를 가진 속도 측정계를 설치하고, 전극 롤을 감거나 풀면서 전극판에 닿는 구름 바퀴가 돌도록 하여 속도 측정계가 구름 바퀴의 주행 속도를 산출하는 과정에 이어서 산출된 수치와 기준 수치를 비교하는 비교 과정과, 비교 과정의 결과에 따라 전극 롤을 감는 모터의 속도를 조절하는 과정이 구비될 수 있다. 이들 과정은 전극 기재 주행 중에 계속적 순환적으로 이루어질 수 있다. In the method of applying the secondary battery electrode active material of the present invention, a speed measuring system having a rolling wheel is installed on a portion of the electrode roll wound or unrolled so as to contact the electrode substrate, and the rolling wheel touching the electrode plate is turned while winding or unwinding the electrode roll. The speed measuring system may then include a process of comparing the calculated value with a reference value, and a process of adjusting the speed of the motor winding the electrode roll according to the result of the comparing process. . These processes can be done continuously and cyclically while driving the electrode substrate.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는 전극 롤을 감거나 풀기 위한 권출기, 권취기, 기재 주행 경로의 롤러, 슬러리 도포를 위한 슬릿 다이 등의 도포 장치, 슬러리 건조 장치를 구비하여 이루어지는 전극 활물질 도포 장치에 있어서,The apparatus of the present invention for achieving the above object is an electrode active material comprising an unwinder for winding or unwinding the electrode roll, a winder, a roller of the substrate traveling path, a coating device such as a slit die for slurry application, and a slurry drying device. In the coating device,

전극 롤이 감기거나 풀리는 위치에 전극 기재와 접하는 구름 바퀴를 가지는 속도 측정계가 구비되는 것을 특징으로 한다. A speed measuring system having a rolling wheel in contact with the electrode substrate is provided at a position where the electrode roll is wound or unwound.

본 발명 장치에서 전극 롤에 감기거나 풀리는 전극 기재와 속도 측정계의 구름 바퀴는 서로 밀착하여 미끄러지지 않는 것으로 보고, 구름 바퀴의 반경은 일정하며, 구름 바퀴의 회전 각속도를 구름 바퀴축에 설치된 각속도 측정 장치로 측정하면 슬러리 도포 공정을 진행하는 기재의 선 주행 속도는 바퀴의 반경에 바퀴의 각속도를 곱한 결과로 산출될 수 있다. 이때, 각속도 측정 장치는 널리 알려진 여러 가지 형태로 이루어질 수 있다. 가령, 바퀴 축에 일종의 발전기를 결합 설치하고, 발전기에서 산출되는 전력이나 전압, 전류 값 등을 측정하는 것일 수도 있다. 구름 바퀴 일정 부분에 광학적 신호를 발생시키는 신호 발생기, 일정 간격으로 배열된 바코드를 설치하고, 구름 바퀴 주변에 고정된 광학신호 감지 센서, 디코더 등을 설치하여 각속도 측정에 사용할 수도 있다.In the present invention, the electrode base wound or unrolled on the electrode roll and the rolling wheels of the speed measuring system are considered to be in close contact with each other and do not slide. When measured, the linear running speed of the substrate undergoing the slurry coating process may be calculated by multiplying the radius of the wheel by the angular speed of the wheel. In this case, the angular velocity measuring device may be formed in various forms well known. For example, a type of generator may be coupled to the wheel shaft to measure power, voltage, and current value calculated by the generator. It is also possible to install a signal generator for generating an optical signal in a certain part of the rolling wheels, barcodes arranged at regular intervals, and to install an optical signal sensor, a decoder, etc. fixed around the rolling wheels, to measure the angular velocity.

본 발명에서 구름 바퀴가 전극 기재가 감겨 이루어지는 전극 롤의 반경 변화에 상관없이 전극 롤 표면의 전극 기재에 일정 이상 압력으로 닿는 상태를 유지하도록 구름 바퀴의 축은 다른 고정 구조체에 한쪽 끝이 결합된 실린더 장치의 다른 한쪽 단부와 결합될 수 있다. 실린더는 공압이나 유압에 의해 작용할 수 있고, 충격 완충장치(shock absorber)와 같이 스프링과 같은 탄성재에 의해 구름 바퀴를 전극 판에 접촉시키는 것일 수도 있다. In the present invention, the cylinder wheel device is coupled to one end of the shaft of the rolling wheel so that the rolling wheel is kept in contact with the electrode substrate on the surface of the electrode roll with a predetermined pressure irrespective of the change in the radius of the electrode roll on which the electrode substrate is wound It can be combined with the other end of the. The cylinder may be actuated by pneumatic or hydraulic pressure, or may contact the rolling wheel with the electrode plate by an elastic material such as a spring, such as a shock absorber.

이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 발명의 방법을 실시하기 위한 속도 측정계가 전극 롤에 접촉된 상 태의 본 발명 장치 실시예의 일부를 나타내는 개략적 구성도이다. Fig. 2 is a schematic structural diagram showing a part of the apparatus embodiment of the present invention with the speed measuring system for carrying out the method of the present invention in contact with the electrode roll.

도시되지 않지만 통상의 전극 활물질 도포 장치와 유사하게 본 발명 장치는 권취기, 권출기, 이송 롤러, 슬러리 도포 장치,건조 장치 등을 구비하여 이루어질 수 있다. 권취기 전극 롤 내측은 모터(M)와 연결된 권취기 롤러(140)가 위치하여 슬러리 도포가 이루어진 전극 기재(110)가 권취된다. 슬러리 도포나 건조를 위해, 권출기에서 권출된 기재는 선형으로 이동되며, 그 과정에서 이송이나 지지, 반향전환을 위한 롤러가 설치될 수 있다. 전극 기재(110)는 권취기 롤러(140)에서 전극 롤의 외주를 따라 원형으로 감긴다. 전극 롤의 외주와 전극 기재(110)의 선형 주행 구간이 접하는 위치, 즉, 전극 기재(110)가 전극 롤에 감기기 시작하는 위치에 본 발명의 속도 측정계가 설치된다. 속도 측정계는 구름 바퀴(210)와 구름 바퀴(210)의 축 주변에 설치된 인코더(220)를 구비하며, 구름 바퀴(210)의 축은 실린더 장치(230)를 통해 활물질 도포 장비의 일정 부분에 결합된다. Although not shown, similar to a conventional electrode active material applying apparatus, the apparatus of the present invention may be provided with a winding machine, a winding machine, a transfer roller, a slurry coating apparatus, a drying apparatus, and the like. Inside the winder electrode roll, the winder roller 140 connected to the motor M is positioned to wind the electrode substrate 110 on which the slurry is applied. For slurry application or drying, the substrate unwound in the unwinder is moved linearly, and rollers for conveying, supporting and turning can be installed in the process. The electrode substrate 110 is wound in a circle along the outer circumference of the electrode roll in the winder roller 140. The speed measuring system of the present invention is installed at a position where the outer periphery of the electrode roll and the linear running section of the electrode substrate 110 are in contact, that is, the position at which the electrode substrate 110 starts to be wound on the electrode roll. The speed measuring system includes a rolling wheel 210 and an encoder 220 installed around an axis of the rolling wheel 210, and the shaft of the rolling wheel 210 is coupled to a portion of the active material applying equipment through the cylinder device 230. .

구름 바퀴(210)의 표면은 전극 기재(110)와 닿아 전극 기재가 전극 롤에 감기면서 움직일 때 미끄러짐 없이 함께 움직이도록 러버(rubber)와 같은 마찰력이 있는 재질로 형성할 수 있다. 실린더 장치(230)는 구름 바퀴(210)와 전극 기재(110)가 일정 압력을 가지면서 닿도록 공압이나 유압 혹은 내장된 탄성체 압력이 작용될 수 있다. The surface of the rolling wheel 210 may be formed of a frictional material such as a rubber such that the surface of the rolling wheel 210 comes into contact with the electrode substrate 110 to move together without slipping when the electrode substrate is wound around the electrode roll. The cylinder device 230 may be applied with pneumatic, hydraulic or built-in elastic body pressure so that the rolling wheel 210 and the electrode substrate 110 is in contact with a certain pressure.

구름 바퀴(210)는 모터 축과 같은 외부 동력에 연결되지 않은 자유 회전 축에 설치되며, 전극 기재(110)의 주행에 따라 전극 기재와의 마찰에 의해 회전하게 된다. 전극 기재의 주행 속도가 전극 기재와 접하는 점에서의 구름 바퀴(210)의 속 도가 된다. 물론 구름 바퀴를 회전시키는 데에는 큰 힘이 들어가지 않도록 한다. The rolling wheel 210 is installed on a free rotation shaft that is not connected to an external power such as a motor shaft, and rotates by friction with the electrode substrate as the electrode substrate 110 travels. The traveling speed of the electrode substrate becomes the speed of the rolling wheel 210 at the point of contact with the electrode substrate. Of course, don't put too much force on the wheels.

인코더(220)는 구름 바퀴(210)의 축과 직접 연결되거나 축 주변에 바코드나 신호 발생기(미도시)의 신호를 감지하도록 설치된다. 다른 실시예에서는 인코더(220) 외에 구름 바퀴(210)의 각속도나 주행 속도를 측정하기 위한 다른 형태의 신호 발생기와 센서가 설치될 수 있다. The encoder 220 is directly connected to the axis of the rolling wheel 210 or is installed to detect a signal of a barcode or signal generator (not shown) around the axis. In another embodiment, other types of signal generators and sensors for measuring the angular velocity or the traveling speed of the rolling wheel 210 may be installed in addition to the encoder 220.

구름 바퀴(210)에서 축 주변을 한바퀴 둘러가면서 일정 간격으로 바코드가 표시되고, 인코더(220)는 공정 주행 중의 시간당 지나간 바에 의해 나타나는 펄스 신호 수를 측정한다. 구름 바퀴의 반지름은 일정하고, 축 주위를 1회전 하면서 표시된 바코드의 개수도 일정하므로 기재의 주행 속도는 다음 수학식을 통해 계산할 수 있다.The bar code is displayed at regular intervals while rolling around the axis at the rolling wheel 210, and the encoder 220 measures the number of pulse signals represented by the bars passed per hour during the process driving. Since the radius of the rolling wheel is constant and the number of displayed barcodes is constant while making one rotation around the axis, the traveling speed of the substrate can be calculated by the following equation.

주행속도(V)=2π* 구름 바퀴 반지름(r)* {시간당 펄스 발생수 ÷ 구름 바퀴 1 회전당 표시된 바의 개수}Travel speed (V) = 2π * Rolling wheel radius (r) * {Number of pulses per hour ÷ Number of bars displayed per revolution of rolling wheels}

도3은 도2와 같은 구성의 주행 속도 측정기에 따라 권취기 롤러(140) 회전 속도(각속도)를 조절하는 방법의 실시예를 박스를 통해 개략적으로 표시한 흐름도이다.3 is a flow chart schematically showing an embodiment of a method of adjusting the rotational speed (angular speed) of the winder roller 140 according to the traveling speed measuring device having the configuration as shown in FIG. 2 through a box.

공정 시작과 함께 권취기 롤러(140) 모터(M)가 정해진 속도로 회전하면서 롤러가 구동을 시작한다(310). 공정 중에 인코더가 측정한 펄스 수치는 별도의 장비 콘트롤러(C)로 입력된다(320). 콘트롤러(C)는 수치 신호와 예정된 수치를 비교하 고, 그 차이값에 해당하는 미세조절 신호를 롤러 모터(M)에 보낸다(330). 콘트롤러(C)의 미세조절 신호에 따라 롤러 모터(M)의 전류가 가감되면서 롤러 모터(M)의 회전 각속도가 바뀐다(340). 따라서 롤러는 변화된 상태로 구동된다(310). 별도의 종료 신호에 의해 종료 판단하는 단계(350)를 거쳐 롤러의 구동은 종료된다. 이때, 롤러 구동 상태가 바뀌면 롤러가 기재를 당기는 장력이 변화하게 된다. 기재를 당기는 장력 변화는 기재의 선형 구간의 주행 속도를 변화시킨다. 이러한 피드백 체계를 통해 롤러 구동을 조절시켜 기재가 공정 중에 일정한 속도로 주행하도록 한다.At the beginning of the process, the roller starts driving while the winder roller 140 motor M rotates at a predetermined speed (310). The pulse value measured by the encoder during the process is input to a separate equipment controller (C) (320). The controller C compares the numerical signal with a predetermined numerical value, and sends a fine control signal corresponding to the difference value to the roller motor M (330). As the current of the roller motor M is added or subtracted according to the fine control signal of the controller C, the rotational angular velocity of the roller motor M is changed (340). Thus, the roller is driven 310 in a changed state. The driving of the roller is finished through the step 350 of determining termination by a separate end signal. At this time, when the roller driving state is changed, the tension in which the roller pulls the substrate is changed. The change in tension pulling the substrate changes the running speed of the linear section of the substrate. This feedback system regulates roller drive so that the substrate travels at a constant speed during the process.

본 발명에 따르면, 직접적인 방법으로 전극 롤이 풀리거나 감기는 위치에서 전극 기재의 주행속도를 측정할 수 있으므로 공정중의 전극 기재의 주행속도를 정확히 측정할 수 있고, 이 측정 결과를 바탕으로 전극 기재의 주행 속도를 일정하게 조절할 수 있게 된다. According to the present invention, since the traveling speed of the electrode substrate can be measured at the position where the electrode roll is unrolled or wound by a direct method, the traveling speed of the electrode substrate in the process can be accurately measured, and based on the measurement result, the electrode substrate The running speed of the can be adjusted constantly.

따라서, 전극 조립체의 활물질층 두께를 고르게 형성하여 전극 용량을 늘리고, 충방전 효율을 높일 수 있게 된다. Therefore, the thickness of the active material layer of the electrode assembly is evenly formed to increase the electrode capacity and increase the charge and discharge efficiency.

Claims (8)

이차 전지의 전극 기재를 주행시키면서 전극 집전체에 슬러리를 도포하는 단계와 상기 슬러리를 건조하여 활물질층을 형성하는 단계를 구비하는 이차 전지의 전극 활물질 도포 방법에 있어서,A method of applying an electrode active material of a secondary battery, comprising: applying a slurry to an electrode current collector while driving an electrode substrate of a secondary battery; and drying the slurry to form an active material layer. 전극 롤이 감기거나 풀리는 부분에 상기 전극 롤에 감기는 상기 전극 기재에 접하는 구름 바퀴를 가진 속도 측정계를 설치하여 On the part where the electrode roll is wound or unwound, a speed measuring system having a rolling wheel in contact with the electrode substrate wound on the electrode roll is installed. 상기 전극 롤을 감거나 풀면서 상기 구름 바퀴가 돌도록 하여 상기 속도 측정계가 구름 바퀴의 주행 속도를 산출하여 상기 전극 기재의 주행 속도를 측정하는 과정을 가지는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 전극 활물질 도포 방법. The rolling wheel is rotated while the electrode roll is wound or unrolled, so that the speed measuring system calculates the traveling speed of the rolling wheel to measure the traveling speed of the electrode base material. . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기재의 주행 속도를 측정하는 과정에 이어서 측정된 상기 주행 속도를 정해진 기준 수치를 비교하는 비교 과정과 A comparison process of comparing the measured reference speed with a predetermined reference value following the process of measuring the traveling speed of the substrate; 상기 비교 과정의 비교 결과에 따라 상기 전극 롤을 감는 모터의 속도를 조절하는 속도 조절 과정이 구비되는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 전극 활물질 도포 방법. The electrode active material coating method of the secondary battery, characterized in that the speed adjustment process for adjusting the speed of the motor winding the electrode roll according to the comparison result of the comparison process is provided. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 주행 속도를 측정하는 과정, 상기 비교 과정, 상기 속도 조절 과정은 상기 전극 기재의 주행이 이루어지는 동안 순환적, 계속적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 전극 활물질 도포 방법.The method of measuring the traveling speed, the comparing process, and the speed adjusting process are performed cyclically and continuously while the electrode substrate is traveling. 전극 롤을 감거나 풀기 위한 권취기, 슬러리 도포를 위한 도포 장치, 슬러리 건조 장치를 구비하여 이루어지는 전극 활물질 도포 장치에 있어서,In the electrode active material coating device comprising a winding machine for winding or unwinding an electrode roll, a coating device for slurry application, and a slurry drying device, 상기 전극 롤이 감기거나 풀리는 위치에 전극 기재와 접하는 구름 바퀴를 가지는 속도 측정계가 구비되는 것을 특징으로 하는 전극 활물질 도포 장치. Electrode active material coating device, characterized in that the speed measuring device having a rolling wheel in contact with the electrode substrate at the position where the electrode roll is wound or unwinded. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 구름 바퀴의 반경은 일정하며, 상기 구름 바퀴의 회전 각속도를 측정하는 각속도 측정 장치가 상기 구름 바퀴 주변에 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 전극 활물질 도포 장치.The radius of the rolling wheel is constant, the electrode active material coating device, characterized in that the angular velocity measuring device for measuring the rotational angular velocity of the rolling wheel is installed around the rolling wheel. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 각속도 측정 장치는 상기 구름 바퀴에 설치되는 바코드 표시와 상기 구름 바퀴 주위에 설치되는 인코더를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전극 활물질 도포 장치.The angular velocity measuring device is an electrode active material coating device comprising a bar code display installed on the rolling wheel and an encoder installed around the rolling wheel. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 속도 측정계는 상기 기재와 상기 구름 바퀴 사이에 일정 이상의 압력을 작용시키는 실린더를 통해 설치되는 것을 특징으로 하는 전극 활물질 도포 장치.The speed measuring system is an electrode active material coating device, characterized in that installed through the cylinder to apply a predetermined pressure or more between the substrate and the rolling wheel. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 속도 측정계의 신호를 받아 기준값과 비교 연산을 하며, 비교 연산 결과를 반영한 전기 신호를 상기 전극 롤이 감기는 롤러의 구동 모터에 전달하는 콘트롤러가 구비되는 것을 특징으로 하는 전극 활물질 도포 장치.And a controller configured to receive a signal of the speed measuring system and perform a comparison operation with a reference value, and to transmit an electrical signal reflecting the result of the comparison operation to a drive motor of a roller on which the electrode roll is wound.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5650057A (en) 1979-09-28 1981-05-07 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd Applying paste to electrode grid for storage battery
KR860009305A (en) * 1985-05-02 1986-12-22 메져렉스 코포레이션 Systems and Methods for Measuring the Strength of Sheet Materials
JPS63182716A (en) 1987-01-26 1988-07-28 Kawasaki Steel Corp Method for controlling quantitative segmentation of granular particle
JP2003323886A (en) 2002-04-30 2003-11-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Inspection and measurement apparatus for intermittent coating pitch
KR100477735B1 (en) 1998-09-05 2005-06-08 삼성에스디아이 주식회사 Active material slurry coating device for secondary batteries

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5650057A (en) 1979-09-28 1981-05-07 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd Applying paste to electrode grid for storage battery
KR860009305A (en) * 1985-05-02 1986-12-22 메져렉스 코포레이션 Systems and Methods for Measuring the Strength of Sheet Materials
JPS63182716A (en) 1987-01-26 1988-07-28 Kawasaki Steel Corp Method for controlling quantitative segmentation of granular particle
KR100477735B1 (en) 1998-09-05 2005-06-08 삼성에스디아이 주식회사 Active material slurry coating device for secondary batteries
JP2003323886A (en) 2002-04-30 2003-11-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Inspection and measurement apparatus for intermittent coating pitch

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