KR101181824B1 - 전극기재 건조장치 - Google Patents

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KR101181824B1
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윤순곤
이호섭
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 측면은 코팅부의 손상을 방지하면서 전극기재의 무지부에서 주름이나 접힘을 방지하는 전극기개 건조장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전극기재 건조장치는, 주행 방향으로 각각 형성되는 코팅부와 무지부를 가지고 주행하는 전극기재의 상기 코팅부를 건조하는 건조로, 상기 건조로의 출구 밖에 설치되어 상기 전극기재를 지지하여 주행 방향을 전환하는 주행 롤러를 포함하며, 상기 주행 롤러는, 상기 코팅부를 지지하는 지지부와, 상기 무지부와 이격되도록 상기 지지부의 외주 연장선 상에서 중심 방향으로 후퇴하여 형성되는 이격부를 포함한다.

Description

전극기재 건조장치 {DRYER FOR ELECTRODE SUBSTRATE}
본 기재는 이차전지를 구성하는 전극기재에 코팅된 슬러리를 건조하는 전극기재 건조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 코터는 이차전지의 전극기재에 활물질 슬러리를 코팅하여 코팅부를 형성하고, 전극기재 건조장치는 전극기재 상에 코팅된 코팅부를 건조한다. 예를 들면, 전극기재 건조장치는 전극기재의 코팅부를 건조시키는 건조로와, 건조로 출구 밖에 구비되어 전극기재를 주행시키는 주행 롤러들을 구비한다.
전극기재는 건조로의 출구를 빠져나오면서 코팅부와 무지부 사이에서 열팽창 편차를 가지게 된다. 이러한 상황에서, 전극기재는 건조로의 출구 밖에 구비된 주행 롤러에 의하여, 방향 전환된다. 이때, 주행 롤러에 접촉되는 전극기재는 무지부에서 주행 방향으로 주름지거나 접어진다.
전극기재의 주름이나 접힘을 방지하기 위하여, 일례로써, 건조로를 통과한 전극기재를 냉각시키는 냉각장치가 사용되거나, 주름이나 접힘을 펴는 주름 롤러가 사용된다. 냉각장치는 별도의 설치 공간을 필요로 하며, 주름 롤러는 전극기재에 접촉되므로 코팅부를 손상시킬 수 있다.
또한, 전극기재가 코팅부와 무지부를 다열로 형성한 경우에는 코팅부와 무지부 사이에서 열팽창 편차가 더 심해진다. 따라서 냉각장치나 주름 롤러는 전극기재에서 코팅부들 사이에 위치하는 무지부에 형성되는 주름이나 접힘을 효과적으로 제거하기 어렵다.
본 발명의 일 측면은 코팅부의 손상을 방지하면서 전극기재의 무지부에서 주름이나 접힘을 방지하는 전극기개 건조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은 전극기재에 코팅부와 무지부를 다열로 구비하는 경우에도, 무지부에서 주름이나 접힘을 방지하는 전극기재 건조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극기재 건조장치는, 주행 방향으로 각각 형성되는 코팅부와 무지부를 가지고 주행하는 전극기재의 상기 코팅부를 건조하는 건조로, 상기 건조로의 출구 밖에 설치되어 상기 전극기재를 지지하여 주행 방향을 전환하는 주행 롤러를 포함하며, 상기 주행 롤러는, 상기 코팅부를 지지하는 지지부와, 상기 무지부와 이격되도록 상기 지지부의 외주 연장선 상에서 중심 방향으로 후퇴하여 형성되는 이격부를 포함한다.
상기 이격부는, 상기 무지부를 향하여 에어를 분사하는 분사구를 형성할 수 있다.
상기 주행 롤러는, 상기 지지부와 상기 이격부를 형성하는 실린더와, 상기 실린더의 중심에 축 방향으로 설치되는 중심축을 포함할 수 있다.
상기 실린더는 상기 이격부에서 상기 무지부로 에어를 분사하는 분사구를 형성하고, 상기 중심축은 중공축으로 형성되고, 상기 실린더 내부를 경유하여 상기 분사구로 에어를 공급하는 공급구를 형성할 수 있다.
상기 지지부는, 적어도 상기 중심축의 양측에서 베어링을 개재하여 장착되는 제1 지지부와 제2 지지부를 포함하며, 상기 이격부는, 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부 사이에서 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부에 양단으로 장착될 수 있다.
상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부는, 단일 블록 또는 복수의 블록을 연결하여 형성될 수 있다.
상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부는, 상기 중심축에 장착되는 판부와, 상기 판부의 외곽에서 일측 방향으로 신장되는 곡면부를 포함하며, 상기 곡면부는, 상기 이격부를 향하여 돌출되는 결합 내경부를 형성하고, 상기 이격부는 상기 결합 내경부와 결합되도록 상기 곡면부를 향하여 확장되는 결합 외경부를 형성할 수 있다.
상기 곡면부는, 서로 연결되는 제1 곡면부와 제2 곡면부를 포함하며, 상기 제1 곡면부는, 상기 제2 곡면부를 향하여 돌출되는 제1 결합 내경부를 형성하고, 상기 제2 곡면부는, 상기 제1 결합 내경부와 결합되도록 상기 제1 곡면부를 향하여 확장되는 제1 결합 외경부를 형성할 수 있다.
상기 지지부는, 상기 중심축의 양측에서 장착되는 제1 지지부와 제2 지지부, 및 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부 사이에 배치되고, 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로부터 이격되는 제3 지지부를 포함하며, 상기 이격부는, 상기 제1 지지부와 상기 제3 지지부 사이에서 상기 제1 지지부와 상기 제3 지지부에 양단으로 장착되는 제1 이격부 및 상기 제2 지지부와 상기 제3 지지부 사이에서 상기 제2 지지부와 상기 제3 지지부에 양단으로 장착되는 제2 이격부를 포함할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 주행 롤러를 지지부와 이격부로 형성하여 지지부로 코팅부를 지지하면서 무지부를 이격부에서 비접촉 이격시키므로 코팅부의 손상을 방지하면서 열팽창 편차에도 불구하고 무지부에서 주름이나 접힘을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극기재 건조장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 적용되는 주행 롤러의 정면도이다.
도 3은 도 2의 주행 롤러를 분해한 사시도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 적용되는 주행 롤러의 정면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극기재 건조장치의 사시도이다. 도 1을 참조하면, 전극기재 건조장치는 전극기재(1)에 코팅된 코팅부(11)를 건조시키는 건조로(2)와 전극기재(1)의 주행을 안내하고 주행 방향을 전환하는 주행 롤러(3)를 포함한다.
전극기재(1)는 건조 공정 이전의 코팅 공정에서 코터(미도시)로 활물질 슬러리를 코팅하여 형성되는 코팅부(11), 및 슬러리가 코팅되지 않아 전극기재(1)의 노출 영역으로 설정되는 무지부(12)를 가진다.
코팅부(11)와 무지부(12)는 각각 설정 폭을 가지고 전극기재(1)의 주행 방향을 따라 연속적으로 길게 형성된다. 본 실시예의 전극기재(1)는 코팅부(11)를 2열로 형성하고, 무지부(12)를 1열(최외곽의 2열은 무시한다)로 형성한다.
건조로(2)는 주행하는 전극기재(1)의 코팅부(11)를 연속적으로 건조시키도록 구성되며, 전극기재(1)가 투입되는 입구(미도시)의 반대측에 출구(21)를 구비한다. 건조된 전극기재(1)는 출구(21)를 통하여 건조로(2) 밖으로 진행된다.
주행 롤러(3)는 건조로(2)의 출구(21) 밖에서 설치되어 전극기재(1)의 진행을 안내하면서 그 진행 방향을 전환시킨다. 주행 롤러(3)를 진행하는 전극기재(1)는 코팅부(11)와 무지부(12)에서 열팽창 편차를 가진 상태이다.
도 2는 도 1에 적용되는 주행 롤러의 정면도이다. 도 2를 참조하면, 주행 롤러(3)는 열팽창 편차를 가진 전극기재(1)의 무지부(12)에서 주름이나 접힘이 발생되지 않도록 형성된다.
예를 들면, 주행 롤러(3)는 전극기재(1)에서 코팅부(11)에 대응하여 코팅부(11)를 접촉 지지하는 지지부(31)와, 무지부(12)에 대응하여 무지부(12)와 이격되는 이격부(32)를 포함한다.
이격부(32)는 축 방향으로 설정되는 지지부(31)의 외주 연장선 상에서 중심 방향으로 후퇴하여 형성된다. 즉 주행 롤러(3)에서, 지지부(31)는 돌출 형성되고, 이격부(32)는 오목하게 형성된다.
전극기재(1)는 건조로(2)의 출구(21)로 나와서, 무지부(12)가 이격부(32)에 접촉되지 않고 이격된 상태로 코팅부(11)로 지지부(31)에 접촉 지지되어 진행한다.
즉 무지부(12)는 코팅부(11)와 비교할 때, 열팽창 편차를 가지지만 주행 롤러(3)에 의한 외력을 받지 않고 진행하면서 코팅부(11)와 열팽창 편차를 줄인다. 따라서 무지부(12)에는 주름이나 접힘이 발생되지 않는다.
이에 더하여, 이격부(32)는 직경 방향으로 관통되는 분사구(33)를 구비하여, 무지부(12)를 향하여 에어를 분사할 수 있다. 분사구(33)에서 분사되는 에어는 분사 압력으로 무지부(12)를 비접촉 지지함으로써, 코팅부(11)에서 무지부(12)의 처짐 변형(도 2의 가상선 상태)을 방지할 수 있다.
분사구(33)는 이격부(32)의 회전 둘레 전체 범위에 설정된 간격으로 형성되므로 주행 롤러(3)의 회전시 무지부(12)에 에어를 지속적으로 분사할 수 있다.
도 3은 도 2의 주행 롤러를 분해한 사시도이고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 주행 롤러(3)는 실린더(34)와 중심축(35)을 포함하여 형성될 수 있다. 이 경우, 실린더(34)는 코팅부(11)를 접촉 지지하는 지지부(31)와, 무지부(12)로부터 이격되는 이격부(32)를 구비한다.
중심축(35)은 실린더(34)의 중심에 축 방향으로 설치되어, 실린더(34)를 회전 가능하게 지지한다. 또한, 주행 롤러는 실린더를 중심축에 고정하고, 중심축을 주변 장치에 회전 가능하게 지지하는 구조로 형성될 수 있다(미도시).
주행 롤러(3)에서 중심축(35)은 중공축으로 형성되고, 실린더(34) 내부를 축 방향으로 가로 질러 설치되며, 실린더(34) 내부에 개방되는 공급구(36)를 가진다. 중심축(35) 및 공급구(36)를 경유하는 에어는 이격부(32)에 형성된 분사구(33)를 통하여 이격부(32)에 대응하는 무지부(12)를 비접촉 상태로 지지한다.
예를 들면, 지지부(31)는 중심축(35)의 양측에서 베어링(37)을 개재하여 장착되는 제1 지지부(311)와 제2 지지부(312)로 형성될 수 있다. 이격부(32)는 제1 지지부(311)와 제2 지지부(312) 사이에서 제1 지지부(311)와 제2 지지부(312)에 양단으로 장착된다.
제1, 제2 지지부(311, 312)는 각각 복수의 블록을 연결하여 형성된다. 또한 제1, 제2 지지부를 각각 단일 블록을 형성될 수 있다(미도시).
제1, 제2 지지부(311, 312)는 중심축(35)에 회전 가능하게 장착되는 판부(411, 421)와, 판부(411, 421)의 외곽에서 축 방향으로 신장 형성되는 곡면부(412, 422)를 포함한다.
곡면부(412, 422)는 이격부(32)를 향하여 돌출되는 결합 내경부(511, 512)를 형성하고, 이격부(32)는 결합 내경부(511, 512)와 결합되도록 곡면부(412, 422)를 향하여 확장되는 결합 외경부(521, 522)를 형성한다.
이격부(32)의 결합 외경부(521, 522)에 제1, 제2 지지부(311, 312) 곡면부(412, 422)의 결합 내경부(511, 512)를 각각 결합하여, 곡면부(412, 422)를 중심축(35)에 장착함으로써 주행 롤러(3)가 형성된다.
양측의 곡면부(412, 422)는 동일한 구조로 형성되므로 편의상, 일측의 곡면부(412)를 예로 들어 설명한다. 즉 곡면부(412)는 2개의 블록으로 형성되어 서로 연결되는 제1 곡면부(611)와 제2 곡면부(612)를 포함한다.
예를 들면, 제1 곡면부(611)는 제2 곡면부(612)를 향하여 돌출되는 제1 결합 내경부(711)를 형성하고, 제2 곡면부(612)는 제1 결합 내경부(711)와 결합되도록 제1 곡면부(611)를 향하여 확장되는 제1 결합 외경부(712)를 형성한다.
일측 곡면부(412)에서, 제1 결합 내경부(711)와 제1 결합 외경부(712)의 결합 구조는 지지부(31)와 이격부(32) 사이에 형성되는 결합 내경부(511, 512)와 결합 외경부(521, 522)의 결합 구조와 동일하다.
따라서 주행 롤러(3)의 가공성 및 조립성이 향상될 수 있고, 제2 곡면부(612)의 개수의 증감에 따라 주행 롤러(3)의 길이 설정이 자유롭고, 또한 전극 기재(1)의 폭 또는 코팅부(11)의 폭에 대한 주행 롤러(3)의 길이 대응성이 향상된다.
한편, 주행 롤러(3)는 중심축(35)의 중간에 이격부(32)를 구비하고, 양측에 베어링(37)을 개재하여 제1, 제2 지지부(311, 312)를 각각 결합하며, 베어링(37)의 측면에 리테이너(38)를 결합하고, 스냅링(39)을 중심축(35)에 결합하여 리테이너(38)를 지지함으로써 완성된다.
리테이너(38) 및 스냅링(39)의 축 방향 지지력과 베어링(37)의 직경 방향 지지력에 의하여, 이격부(32)와 제1, 제2 지지부(311, 312)는 서로 결합되어 중심축(35)에 장착되어 회전 가능한 상태를 유지할 수 있다.
이와 같이, 제1 실시예는 주행 롤러(3)를 건조로(2)의 출구(21) 밖에 구비하여, 코팅부(11)를 지지부(31)에 접촉 지지하고 무지부(12)를 에어로 이격부(32)에 비접촉 지지한다. 따라서 제1 실시예는 설비를 증가시키지 않으면서 전극기재(1)의 열팽창 편차에도 불구하고 무지부(12)를 주름 또는 접힘 손상으로부터 보호할 수 있다.
이하에서, 본 발명의 다른 실시예를 설명하며, 제1 실시예와 비교하여 동일 및 유사한 구성에 대한 설명을 생략한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 적용되는 주행 롤러의 정면도이다. 도 5를 참조하면, 제2 실시예의 주행 롤러(23)는 3열의 지지부(231)와 2열의 이격부(232)를 가진다.
이때, 전극기재(22)는 3개의 지지부(231)에 대응하는 3열의 코팅부(11)와 2개의 이격부(232)에 대응하는 2열(최외곽의 2열은 무시한다)의 무지부(12)를 가진다.
즉 제1 실시예의 주행 롤러(3)는 코팅부(11) 사이 1열의 무지부(12)에서 주름 및 접힘을 방지한다. 제2 실시예의 주행 롤러(23)는 코팅부(11) 사이 2열의 무지부(12)에서 주름 및 접힘을 방지한다.
또한, 제2 실시예는 지지부(231)와 이격부(232)의 개수를 증가시킴으로써, 무지부를 3열 이상 가지는 전극기재의 건조에도 본 발명의 적용 가능성을 예시한다.
구체적으로 설명하면, 지지부(231)는 중심축(235)의 양측에서 장착되는 제1, 제2 지지부(811, 812), 제1, 제2 지지부(811, 812) 사이에서 이들과 이격 배치되는 제3 지지부(813)을 포함한다.
이격부(232)는 제1, 제3 지지부(811, 813) 사이에서 양단으로 제1, 제3 지지부(811, 813)에 장착되는 제1 이격부(821)와, 제2, 제3 지지부(812, 813) 사이에서 양단으로 제2, 제3 지지부(812, 813)에 장착되는 제2 이격부(822)를 포함한다. 제1, 제2 이격부(821, 822)는 중심축(235)으로 공급되는 에어를 분사하는 분사구(33)를 구비한다.
제1, 제2, 제3 지지부(811, 812, 813)는 전극기재(22)의 코팅부들(11)을 각각 접촉 지지하고, 제1, 제2 이격부(821, 822)는 대응하는 무지부들(12)과 서로 이격되면서 각각의 분사구(33)로 분사되는 에어로 무지부들(12)을 비접촉 지지한다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
1, 22 : 전극기재 2 : 건조로
3, 23 : 주행 롤러 11 : 코팅부
12 : 무지부 21 : 출구
31, 231 : 지지부 32, 232 : 이격부
33 : 분사구 34 : 실린더
35, 235 : 중심축 36 : 공급구
37 : 베어링 38 : 리테이너
39 : 스냅링 311, 811 : 제1 지지부
312, 812 : 제2 지지부 411, 421 : 판부
412, 422 : 곡면부 511, 512 : 결합 내경부
521, 522 : 결합 외경부 611 : 제1 곡면부
612 : 제2 곡면부 711 : 제1 결합 내경부
712 : 제1 결합 외경부 813 : 제3 지지부
821, 822 : 제1, 제2 이격부

Claims (9)

  1. 주행 방향으로 각각 형성되는 코팅부와 무지부를 가지고 주행하는 전극기재의 상기 코팅부를 건조하는 건조로;
    상기 건조로의 출구 밖에 설치되어 상기 전극기재를 지지하여 주행 방향을 전환하는 주행 롤러를 포함하며,
    상기 주행 롤러는,
    상기 코팅부를 지지하는 지지부와,
    상기 무지부와 이격되도록 상기 지지부의 외주 연장선 상에서 중심 방향으로 후퇴하여 형성되는 이격부
    를 포함하는 전극기재 건조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이격부는,
    상기 무지부를 향하여 에어를 분사하는 분사구를 형성하는 전극기재 건조장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 주행 롤러는,
    상기 지지부와 상기 이격부를 형성하는 실린더와,
    상기 실린더의 중심에 축 방향으로 설치되는 중심축을 포함하는 전극기재 건조장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 실린더는
    상기 이격부에서 상기 무지부로 에어를 분사하는 분사구를 형성하고,
    상기 중심축은
    중공축으로 형성되고, 상기 실린더 내부를 경유하여 상기 분사구로 에어를 공급하는 공급구를 형성하는 전극기재 건조장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 지지부는,
    적어도 상기 중심축의 양측에서 베어링을 개재하여 장착되는 제1 지지부와 제2 지지부를 포함하며,
    상기 이격부는,
    상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부 사이에서 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부에 양단으로 장착되는 전극기재 건조장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부는,
    단일 블록 또는 복수의 블록을 연결하여 형성되는 전극기재 건조장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부는,
    상기 중심축에 장착되는 판부와
    상기 판부의 외곽에서 일측 방향으로 신장되는 곡면부를 포함하며,
    상기 곡면부는,
    상기 이격부를 향하여 돌출되는 결합 내경부를 형성하고,
    상기 이격부는
    상기 결합 내경부와 결합되도록 상기 곡면부를 향하여 확장되는 결합 외경부를 형성하는 전극기재 건조장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 곡면부는,
    서로 연결되는 제1 곡면부와 제2 곡면부를 포함하며,
    상기 제1 곡면부는,
    상기 제2 곡면부를 향하여 돌출되는 제1 결합 내경부를 형성하고,
    상기 제2 곡면부는,
    상기 제1 결합 내경부와 결합되도록 상기 제1 곡면부를 향하여 확장되는 제1 결합 외경부를 형성하는 전극기재 건조장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 중심축의 양측에서 장착되는 제1 지지부와 제2 지지부, 및
    상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부 사이에 배치되고, 상기 제1 지지부와 상기 제2 지지부로부터 이격되는 제3 지지부를 포함하며,
    상기 이격부는,
    상기 제1 지지부와 상기 제3 지지부 사이에서 상기 제1 지지부와 상기 제3 지지부에 양단으로 장착되는 제1 이격부 및
    상기 제2 지지부와 상기 제3 지지부 사이에서 상기 제2 지지부와 상기 제3 지지부에 양단으로 장착되는 제2 이격부를 포함하는 전극기재 건조장치.
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