KR101286003B1 - 이차 전지의 전극 슬러리 건조 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

집전체에 용매를 포함하는 활물질 슬러리를 도포하고, 건조실 공간에서 슬러리가 도포된 전극 집전체를 가열하여 용매를 제거하는 단계를 구비하여 이루어지는 이차 전지의 전극 슬러리 건조 방법에 있어서, 슬러리가 도포된 전극 집전체에 열풍이 공급되면서 적외선 램프가 슬러리 상방에서 적외선을 조사하며, 건조실의 분위기 온도를 측정하는 간접 온도 측정과 상기 집전체에 도포된 슬러리의 표면 온도를 측정하는 직접 온도 측정이 동시에 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지의 전극 슬러리 건조 방법 및 그에 적합한 장치가 개시된다.

본 발명에 따르면, 전극판의 슬러리 온도와 건조실 분위기 온도를 동시에 공정에 적합하게 조절할 수 있으므로 건조 공정을 통해 이루어지는 이차 전지 전극의 품위를 높일 수 있고, 건조공정의 질뿐만 아니라 건조 효율도 높일 수 있고, 적외선 램프 일부에 이상이 발생하여도 공정을 멈추기 않고 계속하면서 적외선 조사량을 조절하여 공정 불량을 방지할 수 있고, 문제 발생을 빨리 감지하여 다음번의 공정에서는 필요한 보수가 즉시 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

Description

이차 전지의 전극 슬러리 건조 방법 및 장치{Method of drying slurry for electrode of rechargeable battery and Apparatus for the same}

도1은 종래에 전극 집전체에 슬러리를 도포하는 방법을 설명하기 위한 개략적 사시도이며,

도2는 종래의 열풍 건조 장치의 기본 구성을 나타내는 개략적인 단면도,

도3은 본 발명의 슬러리 건조 장치 일 실시예를 나타내는 개략적 구성도이며,

도4는 본 발명 슬러리 건조 장치의 다른 일 실시예를 개념적으로 나타내는 개략적 구성도,

도5는 본 발명 방법의 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.

본 발명은 이차 전지의 전극 형성 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이차 전지의 전극 활물질층 형성용 슬러리의 건조 방법 및 그 방법 실시에 적합한 장치에 관한 것이다.

하나의 물질층(기재) 위에 다른 물질층을 적층하기 위해 도포 방법을 사용하는 경우가 많다. 도포를 위해서는 적층되는 물질이 용액이나, 슬러리 형태로 용매나 분산매에 의해 액상을 이루게 된다. 용액이나 슬러리를 넓은 면적에 비교적 얇게 도포하는 장비로 다이 코터(DIE COATER) 등이 사용될 수 있고, 다이 코터에는 일방으로 길게 형성되는 슬롯 다이가 사용될 수 있다. 이런 슬롯 다이는 일정 폭으로 기재에 물질층을 형성할 수 있도록 한다.

통상, 슬롯 다이는 만년필에서 잉크가 펜촉 끝단으로 나오듯이 슬롯 다이의 두 쪽으로 나뉜 끝단의 틈으로 슬러리(이하 용액을 포함하는 넓은 의미의 도포액 개념으로 사용한다)가 배출되도록 하여 슬롯 다이 자체가 움직이거나, 기재를 움직이도록 하면서 기재 상당 면에 슬러리를 도포하게 된다. 슬롯 다이를 사용한 도포 방법은 유지보수 및 생산성 측면에서 여타의 코팅방법에 비하여 우수하여 현재까지 평판 디스플레이 장치의 패널 제조나 이차 전지의 전극에서 집전체에 활물질 도포를 하기 위해 사용될 수 있다.

리튬 이차 전지에서 전극 조립체가 최대의 충전 용량을 가지기 위해서는 활물질이 좁은 공간에 많이 포함되도록 하여야 하고, 동일한 활물질 양이 내장되어도 충방전 효율을 높이기 위해 활물질이 두 전극의 대향 면에 고른 두께로 형성되어야 한다. 한편으로 리튬 전지의 생산에 있어서 효율성을 높일 수 있는 방안이 계속 요구되고 있다. 생산 효율을 높이기 위해 슬롯 다이의 대형화 및 도포 공정의 고속화가 이루어지고 있다.

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 있고, 물이 사용될 수도 있다.

통상, 전극 기재에 활물질 슬러리 도포가 이루어지면, 슬러리가 도포된 기재는 다시 롤 상태로 보관되고, 이후 슬릿팅 공정을 통해 개별 전극 조립체 형성에 적합한 상태를 이루게 된다.

그런데, 슬러리는 용매를 많이 포함하는 유동 상태이므로 슬러리 도포 후에는 롤 형태로 취급하기 위해 슬러리에 포함된 용매를 제거하여 활물질층이 손상되지 않도록 하여야 한다. 따라서, 전극 생산을 위한 활물질 도포가 고속으로 이루어지기 위해서는 슬러리의 용매 성분을 단시간에 효율적으로 제거할 수 있는 건조 공정이 이루어져야 한다.

또한, 집전체에 활물질층이 안정적으로 부착되고, 내부 저항을 줄여 전극의 품위를 높이고, 전지 특성을 향상시키기 위해서 도포된 슬러리에서 용매 성분을 제거하는 건조 공정은 적절한 조건으로 이루어져야 한다.

도1은 종래에 전극 집전체에 슬러리를 도포하는 방법을 설명하기 위한 개략적 사시도이며, 도2는 종래의 열풍 건조 장치의 기본 구성을 나타내는 개략적인 단면도이다.

도면을 참조하면, 권출기(미도시)에서 통상 롤 형으로 감겨 일정 너비로 공 급되는 전극 집전체(10)가 평면상으로 풀리면서 슬롯 다이(20:slot die) 하부, 건조기(50)를 거쳐 권취기(미도시)에서 다시 감기게 된다. 슬롯 다이(20)는 슬러리 탱크(미도시)에서 슬러리를 공급받아 다이에 길게 형성된 슬롯을 통해 슬러리를 기재에 고르게 도포하는 역할을 한다. 슬롯 다이(20) 아래로 전극 집전체(10)가 일정하게 지나가므로 전극 집전체(10) 표면에는 일정 두께의 슬러리층(30)이 부착 형성된다.

통상, 활물질 슬러리 건조에는 열풍 건조 방법이 사용된다. 건조기(50)에서는 열풍을 보내 슬러리의 용매를 휘발시켜 제거하고, 슬러리는 바인더의 작용으로 전극 집전체에 상당 강도로 부착된다. 열풍은 송풍기(110)로 공기의 흐름을 만들고 건조기의 송풍구 부분에 히터를 설치하여 형성할 수 있다. 송풍기와 반대편에 증발된 용매를 함유하는 기체를 배출하는 배기 덕트(120)가 설치된다.

슬러리 건조 방법에는 열풍 건조 방법과 적외선 램프로 빛을 조사하는 방법이 있다.

열풍 건조에서는, 열풍의 흐름 방향에 따라 건조기 내의 건조 속도가 부위별로 상이할 수 있다. 또한, 집전체 표면에 일부 열을 전달한 열풍은 증발된 용매 및 상당량의 열에너지와 함께 배출되어 열풍 건조의 에너지 효율이 높지 못하다. 그리고, 충분한 슬러리 건조를 위해 건조기 설치 공간이 많이 필요하고, 공정 시간이 길어지는 문제도 있다.

건조 시간을 줄이기 위해 더 높은 온도의 열풍을 이용할 경우, 슬러리가 표면부터 건조되는 경향이 커지므로 용매에 녹은 바인더가 용매의 이동을 따라 슬러 리 표면으로 집중되는 현상이 발생한다. 따라서, 활물질층과 전극 집전체의 부착 강도가 떨어지고, 활물질층이 집전체 표면에서 박리되는 문제를 일으킬 수 있다.

또한, 슬러리가 표면부터 건조되면 내부의 용매가 경화된 표면을 잘 통과하지 못하고 갇혀서 충분히 건조되지 못하거나, 건조시간을 오히려 늘려야 하는 문제가 발생할 수 있다.

한편, 적외선 조사 방법은 에너지 효율이 높으나, 쉽게 슬러리 온도가 고온이 될 수 있고, 가령, 170도씨 이상에서는 활물질층의 건조품질이 떨어져 전극판에 지속적으로 높은 출력의 근적외선 조사를 계속하기 어렵다. 적외선 램프의 출력을 시간별 위치별로 조절하는 경우, 그에 따라 전극의 부위별 건조도가 동일하지 않을 수 있다. 또한, 용량이 높은 램프를 높은 밀도로 배치하게 됨에 따라 램프의 냉각이 충분히 이루어지지 못하고, 램프의 수명이 저하되어 장비 유지 비용이 높아지는 문제가 있으며, 공정 과정에서 일부의 램프가 손상되는 일이 빈번해지면 공정의 조건이 달라져 슬러리 건조 공정의 신뢰성, 효과성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명은 상술하는 종래의 이차 전지 전극 형성 과정에서의 슬러리 건조 방법의 문제점을 경감시키기 위한 것으로,

건조 공정 조건을 고르게 유지할 수 있는 이차 전지의 전극 슬러리 건조 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

장비의 부분적 이상 발생에 의한 건조 공정 불량 발생을 방지할 수 있는 이 차 전지의 전극 슬러리 건조 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 방법은, 집전체에 용매를 포함하는 활물질 슬러리를 도포하고, 건조실 공간에서 슬러리가 도포된 전극 집전체를 가열하여 용매를 제거하는 단계를 구비하여 이루어지는 이차 전지의 전극 슬러리 건조 방법에 있어서,

슬러리가 도포된 전극 집전체에 열풍이 공급되면서 적외선 램프가 슬러리 상방에서 적외선을 조사하며,

상기 건조실의 분위기 온도를 측정하는 간접 온도 측정과 상기 집전체에 도포된 슬러리의 표면 온도를 측정하는 직접 온도 측정이 동시에 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 방법에 의하면, 직접 온도 측정은 비접촉식 온도 센서에 의하여 이루어질 수 있다.

본 발명의 방법에 의하면, 간접 온도 측정과 직접 온도 측정의 결과는 소정의 프로그램에 의해 적외선 램프 모듈과 열풍기 운용에 피드백되어 건조실 분위기 온도와 슬러리 표면 온도 관리에 이용될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는 슬러리가 도포된 집전체가 통과하도록 이루어진 건조실, 송풍기 및 히터를 구비하여 슬러리에 열풍을 공급하도록 이루어진 열풍 공급 장치, 적외선 램프 모듈, 기화된 용매 등이 건조실 외부로 배출되도록 이루어지는 배기 장치, 슬러리 표면 온도를 측정하는 직접 온도 센서 및 건조실 내부의 공기 온도를 측정하는 간접 온도 센서를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명 장치에서, 직접 온도 센서 및 간접 온도 센서의 측정 결과가 입력되는 콘트롤러가 더 구비되고, 콘트롤러는 각 온도 센서의 측정 결과값을 소정의 프로그램에 의해 처리하여 열풍 공급 장치 및 적외선 램프 모듈의 출력을 조절하도록 이루어질 수 있다.

본 발명에서 적외선 램프 모듈은 복수의 개별 램프가 정렬되어 이루어지고, 본 발명 장치에는 각 램프 모듈을 조절할 수 있는 콘트롤러가 각 개별 램프의 동작 여부를 감지할 수 있도록 이루어질 수 있다.

이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도3은 본 발명의 슬러리 건조 장치 일 실시예를 나타내는 개략적 구성도이며, 도4는 본 발명 슬러리 건조 장치의 다른 일 실시예를 개념적으로 나타내는 개략적 구성도, 도5는 본 발명 방법의 일 실시예를 나타내는 흐름도이다.

본 발명의 슬러리 건조 장치는 전극 제조 장비에서 롤러에 의해 이송되는 전극 집전체의 이동 경로를 기준으로, 슬러리를 도포하는 구간의 뒷 부분에 설치된다.

도3,4를 참조하면, 본 발명의 실시예들에서, 건조 장치는 슬러리가 도포된 전극 집전체를 인입하고 반출하는 입출구를 제외한 주변을 차단하는 벽체(260)와, 전극 집전체가 인출되는 측의 벽체에 전극 집전체가 인입되는 측을 향해 열풍을 공 급하도록 설치되는 열풍 공급용 송풍기(210), 열풍 공급용 송풍기(210) 반대편 벽체에 열풍을 포집하여 배출하는 배기 덕트(220), 건조 대상인 슬러리가 도포된 반대편에서 전극판을 향하여 열풍을 공급하는 배면 열풍 공급 노즐(250), 건조 대상인 슬러리가 도포된 전극판 면을 향해 적외선을 조사하도록 배열되는 적외선 램프(232), 적외선 램프에 냉각 에어를 공급하는 에어 샤워 유닛(234)을 구비하여 형성된다. 집전체에 슬러리가 도포되어 형성된 전극판은 롤러(240)를 통해 이동될 수 있다.

따라서, 슬러리(30)가 도포된 전극 집전체(10)가 건조 장치의 인입구를 통해 들어오면 반대편 벽체에서 공급되는 열풍에 의해 열을 전달받게 된다. 벽체(260)는 외부로 내부의 열에너지가 전달되어 열 손실이 발생하는 것을 방지할 수 있도록 단열재로 이루어지는 것이 바람직하다.

열풍은 섭씨 80도 내지 120도 정도의 온도를 가진다. 인입되는 초기 전극판의 슬러리(30)는 다소 온도가 낮아진 열풍에 닿게 되어 표면 경화에 따른 내부 용매 증발 방해가 줄고, 배출되는 전극판의 슬러리(30)는 더 높은 온도의 열풍에 닿게 되어 잔여 용매의 증발, 배출이 지속될 수 있도록 한다.

열풍 공급 장치의 송풍기(210)는 모터에 의해 팬을 돌려 외부 공기를 일정 압력으로 공급하는 일반 송풍기의 공기 출구 측에 공기를 가열할 히터(미도시)를 설치하여 형성할 수 있다. 송풍기의 공기 출구인 송풍구(214)에는 열풍의 방향을 제어할 수 있도록 평행하게 복수의 에어 핀(212)이 설치된다. 에어 핀(212)은 열풍이 다소 하향하면서 전극 집전체가 공정 중에 움직이는 방향과 반대 방향으로 전극 집전체 표면에 도포된 슬러리를 스쳐지나도록 기울어져 있다.

열풍은 상대적으로 비중이 낮아 약간씩 상승하므로 슬러리(30) 표면에서 거의 전극 집전체(10) 면과 평행하게 흐르게 된다. 그 과정에서 열풍은 가지고 있는 열을 슬러리에 전달하면서 슬러리 온도를 높인다. 슬러리 내의 용매는 열에 의해 기화되어 증기 형태로 슬러리 밖으로 배출되며, 배출됨과 동시에 열풍 공기에 포함되어 함께 이동하여 배기 덕트(220)를 통해 건조 장치 밖으로 배출된다. 열풍은 슬러리 표면을 일정 상대속도로 스치게 되므로 슬러리 표면에는 상대속도가 높을수록 압력이 낮아져 증발된 용매가 슬러리로부터 배출되는 작용을 원활하게 할 수 있다. 또한, 슬러리(30) 밖으로 배출된 용매 성분을 계속적으로 건조 장치 밖으로 배출하여 용매 분압을 낮추므로 용매가 증발되는 것을 돕는 작용도 한다. 한편, 적외선 램프(232)가 전극판이 흐르는 위로 배열된 상태에서 열풍은 공기의 흐름에 따라 건조 장치 내부의 온도 균일도를 높이는 역할을 할 수 있다.

한편, 건조 장치 내부의 온도 균일성을 향상시키고, 슬러리에 열을 공급하는 수단의 일부로서 건조 대상인 슬러리가 도포된 전극판의 배면을 향해 배면 열풍 공급 노즐(250)을 통해 열풍을 공급하는 배면 열풍 공급 장치도 구비되어 있다.

슬러리는 또한, 적외선 램프(232)로부터 적외선을 받는다. 적외선 램프는 복수 개가 열을 지어 설치되며, 일정 간격과 전극판으로부터의 거리를 유지하도록 배열될 수 있다. 램프의 과열 및 파손을 방지하기 위해 주변에 케이스가 설치되고, 냉각 에어를 공급하는 에어 샤워 유닛(234)이 설치되어 적외선 램프(232)는 모듈화된 형태를 가지게 된다.

도3의 실시예에는 기재 위쪽에 기재에 도포된 슬러리의 표면 온도를 측정하기 위한 직접 온도 센서(321)가 설치되고, 건조실 내부 공간에는 건조실의 공기 중의 분위기 온도를 측정하기 위한 간접 온도 센서(311)가 설치된다.

직접 온도 센서는 기재에 전달되는 에너지량과 기재 온도 혹은 슬러리 표면 등을 측정하기 위한 적외선 온도계 형태로 적외선 램프 모듈에 부착될 수 있다. 센서가 슬러리의 표면에 직접 닿는 것은 공정 품위를 위해서도 바람직하지 않으므로 직접 온도 센서로는 다양한 형태의 비접촉 센서를 이용할 수 있다.

도5의 흐름도를 함께 참조하여 설명하면, 슬러리 건조 공정의 시작과 함께, 이들 센서들은 온도 측정을 하게 되고, 이들 센서에 의한 온도 측정 결과는 신호선을 통해 콘트롤러(330)로 보내지고, 콘트롤러는 내장된 프로그램을 통해 적정 온도와의 비교 및 그 차이를 검출하고, 그 값에 따라 신호선(216,236)을 통해 적외선 램프 모듈이나 열풍 공급 장치의 히터에 투입되는 전력을 변환시켜 슬러리 표면의 온도나 건조실 내부 온도를 변화시킬 수 있다. 건조실 내에 기재가 공급되는 이상 혹은 책정된 시간동안 계속 이러한 과정이 피드백 식으로 이루어지고, 정해진 시간이 경과하거나, 기재가 건조실 내에 투입되지 않으면 이를 별도 수단으로 감지하여 적외선 램프 모듈이나 열풍 공급 장치가 가동을 중단하고, 공정이 끝나게 된다.

적외선 램프 모듈이나, 열풍 공급 장치 모두가 슬러리 표면의 온도 및 건조실 내부 온도에 기여하나, 적외선 램프 모듈은 열효율이 높고, 슬러리에 직접 급속한 온도 변화를 이룰 수 있으며, 열풍 공급 장치는 간접적으로 건조실 분위기에 기여하는 바가 크다. 따라서, 슬러리 표면 온도가 규정 온도보다 높거나 낮을 때에는 일단 적외선 램프 모듈의 적외선 램프에 공급되는 콘트롤러를 통해 전력량을 우선 조절하고, 건조실 분위기 온도가 규정 온도보다 높거나 낮을 때에는 먼저 열풍 공급 장치의 히터에 대한 전력량을 조절하는 방법을 사용할 수 있다.

본 실시예에서 직접 온도 센서와 간접 온도 센서는 하나씩 도시되나 각각이 복수개로 설치될 수도 있다. 이런 경우, 더 섬세한 건조 조건 온도 조절이 가능하게 된다. 가령, 직접 온도 센서를 램프 위치마다 설치하여, 건조실 내의 기준 분위기 온도를 베이스로 하여, 슬러리가 젖은 상태에서 건조될 때까지의 실시간으로 변화하는 슬러리 표면온도를 기준으로 건조 조건을 최적화함으로써, 건조효율 및 건조속도를 향상시킬 수 있다.

구체적 방법 실시예의 하나로서, 열풍과 적외선을 함께 이용하는 복합 건조실 내에 비접촉센서와 써모커플을 설치하여 건조실 내부의 분위기 온도와 슬러리 표면의 온도를 동시에 측정한다. 슬러리 표면온도와 분위기 온도와의 상관관계를 연산하는 온도연산 알고리즘을 통하여 슬러리 표면온도를 제어한다. 동시에, 적외선을 통한 열량 증가에 따른 슬러리 표면온도 상승을 억제하기 위하여 열풍 온도를 제어하여 분위기 온도를 승온(혹은 냉각) 시킨다.

한편, 도4의 실시예에는 각 램프(232)별로 출력 전력을 조절하는 신호선(238)과 램프(232)의 동작 여부를 감지하는 센서(미도시) 및 신호선(237)이 설치되어 있다. 콘트롤러에 램프에 입력되는 전력량을 검출할 수 있는 수단이 있다면 별도의 동작 여부 감지 센서는 필요하지 않을 수도 있다. 이런 구성을 가진 실시예에서는 서로 나란히 복수개가 배치된 램프 가운데 어느 하나의 램프가 공정 중에 기 능을 발휘하지 못하게 되는 경우, 신호선(237)을 통해 특정 램프의 이상을 감지하고, 콘트롤러(330')에 신호를 전송하여 경보 장치가 경보를 발할 수 있고, 주변의 램프에 들어가는 전력량을 늘여 해당 공정에서 적외선 조사량을 보상하여 공정 불량이 생기지 않도록 할 수 있다.

건조 과정을 보면, 적외선은 슬러리 내부로 침투하여 용매에 직접 작용하면서 용매 분자를 진동시켜 그 열에 의해 용매가 증발하도록 한다. 따라서, 적외선 램프 건조는 효율이 높으며, 슬러리 내부에도 작용하게 된다. 건조 장치 내의 전 구간에 램프가 배열되어 건조 장치를 지나는 동안 슬러리의 용매는 계속 적외선과 작용하여 슬러리 밖으로 증발, 배출된다. 이때 적외선 램프의 냉각용 공기도 일종의 열풍으로서의 역할을 할 수 있다.

결과적으로 슬러리의 용매는 열풍과 적외선에 의해 동시에 에너지를 받아 증발되어 슬러리 밖으로 배출된다. 건조 초기부터 적외선의 영향을 주로 받아 슬러리 내부에서도 활발히 용매가 제거되므로 고온 열풍 건조와 달리 슬러리 표면이 굳어 내부 용매 배출을 방해하는 문제는 많지 않다. 또한, 열풍에 의해 건조 장치 내의 분위기가 일정한 온도와 압력으로 조절될 수 있으며, 용매 성분이 원활히 슬러리를 벗어나, 이동되어 건조 장치 밖으로 배출되므로 열풍은 슬러리 건조 효율을 상승적으로 높이는 작용을 한다. 또한, 열풍은 건조 장치 후반부에 슬러리에 잔류한 용매 성분을 지속적으로 특히 슬러리 표면에서 활발히 제거하는 작용을 하게 된다.

슬러리는 내부와 표층에서 건조가 이루어져, 단시간 내에 잔류 용매 성분이 별로 없는 상태가 되고, 바인더의 편중이 없어 집전체 표면에 활물질층이 잘 붙은 상태를 유지하게 된다.

건조 장치에서 열풍과 증발된 용매의 원활한 배출을 위해 배기 덕트(220)에는 적정한 용량의 배기 팬이 설치되는 것이 통상적이다. 열풍이 흡입되는 배기 덕트의 배기구(224)에는 송풍구(214)의 에어 핀(212)과 같은 조절판(222)이 존재하여 배기 흐름을 일정한 층류를 이루고 원활히 배출되도록 조절할 수 있다.

본 발명에 따르면, 전극판의 슬러리 온도와 건조실 분위기 온도를 동시에 공정에 적합하게 조절할 수 있으므로 건조 공정을 통해 이루어지는 이차 전지 전극의 품위를 높일 수 있고, 건조공정의 질뿐만 아니라 건조 효율도 높일 수 있다.

또한, 발명의 일 측면에 따르면, 적외선 램프 일부에 이상이 발생하여도 공정을 멈추기 않고 계속하면서 적외선 조사량을 조절하여 공정 불량을 방지할 수 있고, 문제 발생을 빨리 감지하여 다음번의 공정에서는 필요한 보수가 즉시 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

Claims (9)

1. 집전체에 용매를 포함하는 활물질 슬러리를 도포하고, 건조실 공간에서 슬러리가 도포된 전극 집전체를 가열하여 용매를 제거하는 단계를 구비하여 이루어지는 이차 전지의 전극 슬러리 건조 방법에 있어서,

   슬러리가 도포된 전극 집전체에 열풍이 공급되면서 적외선 램프가 슬러리 상방에서 적외선을 조사하며,

   상기 건조실의 분위기 온도를 측정하는 간접 온도 측정과 상기 집전체에 도포된 슬러리의 표면 온도를 측정하는 직접 온도 측정이 동시에 이루어지고,

   상기 슬러리 표면 온도가 높거나 낮을 경우에는 적외선 램프의 구동을 제어하고, 상기 건조실 분위기 온도가 규정온도보다 높거나 낮을 경우에는 공급되는 열풍을 제어하고,

   상기 슬러리 표면 온도와 상기 건조실 분위기 온도와의 상관 관계에 대한 온도 연산알고리즘을 통해 상기 적외선 램프의 구동을 먼저 제어하고, 상기 적외선 램프의 구동 제어에 따라 변화된 상기 슬러리 표면 온도를 기준으로 상기 열풍의 구동을 제어하여 상기 슬러리 표면 온도를 최적화하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 전극 슬러리 건조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 직접 온도 측정은 비접촉식 온도 센서에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 전극 슬러리 건조 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 간접 온도 측정과 상기 직접 온도 측정의 결과는 소정의 프로그램에 의해 상기 적외선 램프가 있는 모듈과 상기 열풍을 조절하는 열풍기의 운용에 피드백되어 상기 건조실 분위기 온도와 상기 슬러리 표면 온도 관리에 이용되는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 전극 슬러리 건조 방법.
4. 슬러리가 도포된 집전체가 통과하도록 이루어진 건조실,

   송풍기 및 히터를 구비하여 슬러리에 열풍을 공급하도록 이루어진 열풍 공급 장치,

   적외선 램프 모듈,

   기화된 용매 등이 상기 건조실 외부로 배출되도록 이루어지는 배기 장치,

   상기 슬러리의 표면 온도를 측정하는 직접 온도 센서 및 상기 건조실 내부의 공기 온도를 측정하는 간접 온도 센서를 구비하고,

   상기 직접 온도 센서에서 측정된 슬러리 표면 온도가 높거나 낮을 경우에는 상기 적외선 램프 모듈을 제어하고, 상기 간접 온도 센서에서 측정된 건조실 내부 공기 온도가 규정온도보다 높거나 낮을 경우에는 상기 열풍 공급 장치의 구동을 제어하고,

   상기 슬러리 표면 온도와 상기 건조실 분위기 온도와의 상관 관계에 대한 온도 연산알고리즘을 통해 상기 적외선 램프의 구동을 먼저 제어하고, 상기 적외선 램프의 구동 제어에 따라 변화된 상기 슬러리 표면 온도를 기준으로 상기 열풍의 구동을 제어하여 상기 슬러리 표면 온도를 최적화하는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 전극 슬러리 건조 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 직접 온도 센서 및 상기 간접 온도 센서의 측정 결과가 입력되는 콘트롤러가 더 구비되고,

   상기 콘트롤러는 상기 직접 온도 센서 및 상기 간접 온도 센서의 측정 결과값을 소정의 프로그램에 의해 처리하여 상기 열풍 공급 장치 및 상기 적외선 램프 모듈의 출력을 조절하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전지의 전극 슬러리 건조 장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 적외선 램프 모듈은 복수의 개별 적외선 램프가 정렬되어 이루어지고,

   상기 적외선 램프 모듈을 조절할 수 있는 콘트롤러가 상기 개별 적외선 램프의 동작 여부를 감지할 수 있도록 이루어짐을 특징으로 하는 이차전지의 전극 슬러리 건조 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 동작 여부의 감지는 상기 개별 적외선 램프마다 설치되는 센서에 의해 이루어지며, 상기 센서는 상기 콘트롤러와 신호선에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 전극 슬러리 건조 장치.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 개별 적외선 램프의 동작이 이루어지지 않을 때 동작 여부를 경고할 수 있는 경보 장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 전극 슬러리 건조 장치.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 개별 적외선 램프의 동작이 이루어지지 않을 때 동작이 이루어지지 않는 개별 적외선 램프 인근의 다른 개별 적외선 램프의 출력을 높이도록 상기 콘트롤러가 상기 개별 적외선 램프를 조절할 수 있도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차 전지의 전극 슬러리 건조 장치.

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