KR101353915B1 - Manufacturing method and apparatus of composite electrode for capacitive deionization - Google Patents

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KR101353915B1
KR101353915B1 KR1020130111691A KR20130111691A KR101353915B1 KR 101353915 B1 KR101353915 B1 KR 101353915B1 KR 1020130111691 A KR1020130111691 A KR 1020130111691A KR 20130111691 A KR20130111691 A KR 20130111691A KR 101353915 B1 KR101353915 B1 KR 101353915B1
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electrode layer
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노현철
성창경
권태옥
백광호
박보배
배준일
김귀용
장상엽
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죽암건설 주식회사
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    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/469—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrochemical separation, e.g. by electro-osmosis, electrodialysis, electrophoresis
    • C02F1/4691—Capacitive deionisation

Abstract

The present invention relates to a manufacturing method of a composite electrode for capacitive deionization. The manufacturing method comprises the steps of: manufacturing electrode slurry by mixing an electrode active material, an aqueous binder, and water; forming an electrode layer by coating a current collector with the electrode slurry; and attaching an ion exchange membrane on the electrode layer. [Reference numerals] (S10) Manufacturing electrode slurry by mixing electrode active material, aqueous binder, and water; (S20) Forming electrode layer by coating electrode slurry on current collector; (S30) Attaching ion exchange membrane on electrode layer

Description

축전식 탈염용 복합전극 제조방법 및 제조장치{Manufacturing method and apparatus of composite electrode for capacitive deionization}Manufacturing method and apparatus for capacitive desalination composite electrode {Manufacturing method and apparatus of composite electrode for capacitive deionization}

본 발명은 유기용매를 사용하지 않아 친환경적이면서 별도의 접착공정 없이 전극의 건조과정에서 이온교환막이 일체형인 복합전극을 제공함으로써 탈염효율을 향상시키면서도 저기저항을 줄일 수 있는 축전식 탈염용 복합전극 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.
The present invention is a method for manufacturing a capacitive desalination composite electrode capable of reducing deterioration resistance while improving desalination efficiency by providing a composite electrode having an integrated ion exchange membrane in the drying process of the electrode without using an organic solvent and eco-friendly without a separate bonding process. And a manufacturing apparatus.

최근 국제적으로 환경과 에너지 문제가 심각해지면서 미래의 탈염기술로서 축전식 탈염(capacitive deionization, CDI)기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 CDI 기술은 역삼투(reverse osmosis, RO)나 전기투석(electrodialysis, ED) 등과 같은 기존의 탈염기술에 비해 에너지 비용을 크게 줄일 수 있다는 특징을 갖고 있다. 또한 운전과정에서 오염물질을 배출하지 않기 때문에 환경적인 측면에서도 장점이 있는 탈염기술로 인식되고 있다.Recently, as the environmental and energy problems become more serious internationally, the interest in capacitive deionization (CDI) technology is increasing as a future desalination technology. The CDI technology can significantly reduce energy costs compared to conventional desalination technologies such as reverse osmosis (RO) or electrodialysis (ED). In addition, since it does not emit pollutants during operation, it is recognized as a desalination technology that has advantages in terms of environment.

CDI 기술은 다공성 탄소전극에 전위를 인가했을 때 반대 전하를 갖는 이온들을 전극에 흡착시켜 이온을 제거하는 메커니즘에 의해 작동된다. 따라서 탈염율을 높이기 위해서는 탄소전극 자체의 흡착용량을 증가시키는 것이 중요하다. 이러한 목적으로 활성탄소 분말, 탄소나노튜브, 탄소에어로겔, 탄소섬유, 그래핀 등 다양한 종류의 탄소체를 이용한 CDI용 탄소전극들이 개발되었다. 한편 2000년대 초반 Andelman은 탄소전극에 이온교환막을 결합한 membrane capacitive deionization (MCDI)을 이용하여 CDI 공정의 탈염효율을 획기적으로 향상시킬 수 있었다 [캐나다 특허 2,444,390]. CDI technology works by a mechanism that removes ions by adsorbing ions with opposite charges to the electrode when an electric potential is applied to the porous carbon electrode. Therefore, in order to increase the desalination rate, it is important to increase the adsorption capacity of the carbon electrode itself. For this purpose, carbon electrodes for CDI using various kinds of carbon bodies such as activated carbon powder, carbon nanotubes, carbon aerogels, carbon fibers, and graphene have been developed. In the early 2000s, Andelman was able to dramatically improve the desalination efficiency of the CDI process by using membrane capacitive deionization (MCDI), which combines an ion exchange membrane with a carbon electrode [Canada Patent 2,444,390].

이러한 CDI 기술의 예로 대한민국 특허등록 제 10-1022257호(이온선택성 축전식 탈염 복합전극 및 모듈의 제조 방법)에서는 탄소전극 상층부에 이온교환기를 가지는 이온성 수지를 코팅하여 MCDI 공정에 사용할 수 있는 복합전극을 제조하였다. 상기 특허기술을 활용하여 양이온 및 음이온을 선택적으로 흡착할 수 있는 CDI 전극을 제조할 수 있어 양이온교환막과 음이온교환막을 사용하지 않고도 CDI 전극 모듈을 간단하고 저렴하게 제조할 수 있었다.As an example of such CDI technology, Korean Patent Registration No. 10-1022257 (Ion Selective Capacitive Desalination Composite Electrode and Module Manufacturing Method) uses a composite electrode that can be used in MCDI process by coating an ionic resin having an ion exchanger on an upper layer of a carbon electrode. Was prepared. By using the patented technology, a CDI electrode capable of selectively adsorbing cations and anions could be prepared, and thus, a CDI electrode module could be easily and inexpensively manufactured without using a cation exchange membrane and an anion exchange membrane.

한편 상기 특허기술은 전극활물질, 유기용매, 이온교환고분자를 혼합한 슬러리를 집전체에 도포하여 전극층을 형성하고 건조한 후 다시 전극층 상부에 이온교환고분자를 용해한 유기용액을 코팅한 후 건조하는 단계를 거쳐 복합전극을 제조하는데, 이온교환고분자를 용해하기 위해 디메틸아세트아마이드(DMAc), N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 등의 유기용매의 사용이 필수적이다. 이렇게 고분자를 용해시키기 위해 사용되는 유기용매들은 독성이 높아 전극제조 과정에서 반드시 회수하여 처리해야 하기 때문에 환경비용이 증가하는 문제점이 있다. 특히 NMP는 세계 보건기구 등에서 최기형성과 생식독성 등을 우려하고 있어 관리 허용농도를 1 ppm으로 규정하고 있다. 따라서 음용수 등의 수처리에 적용하기 위해서는 제조한 전극에 잔류하는 유기용매를 거의 완전하게 제거해야 하는 어려움이 있다.On the other hand, the patented technology is applied to the current collector by applying a slurry mixed with an electrode active material, organic solvent, ion exchange polymer to form an electrode layer and dried, and then coated with an organic solution dissolved in ion exchange polymer on the electrode layer and then dried In preparing a composite electrode, it is essential to use an organic solvent such as dimethylacetamide (DMAc) and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to dissolve the ion exchange polymer. The organic solvents used to dissolve the polymers are highly toxic and have a problem of increasing environmental costs because they must be recovered and disposed of in the electrode manufacturing process. In particular, the NMP is concerned about teratogenicity and reproductive toxicity by the World Health Organization, etc., so the allowable concentration is 1 ppm. Therefore, in order to apply to water treatment such as drinking water, there is a difficulty in almost completely removing the organic solvent remaining in the prepared electrode.

또한 상기 특허기술은 집전체에 전극층을 형성한 후 다시 이온교환고분자를 코팅하고 건조하는 과정을 거쳐 복합전극을 제조하므로 전극제조 과정이 두 단계로 이루어지기 때문에 제조과정이 다소 복잡하고 생산속도가 감소하여 제조 설비 비용이 증가될 수 있는 문제가 있다. In addition, the patented technology forms a composite electrode by coating and drying the ion exchange polymer after forming the electrode layer on the current collector, and thus, the manufacturing process is somewhat complicated and the production speed is reduced because the electrode manufacturing process is performed in two steps. There is a problem that the manufacturing equipment cost can be increased.

또한, 복합전극에서 이온교환고분자 코팅층은 이온선택성을 결정하는 중요한 기능을 담당하는데, 복합전극이 높은 이온선택성과 낮은 전기저항을 갖기 위해서는 코팅층에 사용되는 이온교환고분자가 높은 이온교환용량을 갖는 것이 필수적이다. 그러나 이온교환용량이 높은 이온교환고분자를 사용할 경우 고분자가 물에 해리되어 장기간 사용했을 때 전극의 안정성이 저하될 수 있으며 전극의 안정성을 유지하기 위해 이온교환용량이 낮은 고분자를 사용할 경우 전기저항이 크게 증가하여 복합전극의 성능이 저하되는 문제점을 초래할 수 있다.
In addition, the ion exchange polymer coating layer plays an important role in determining ion selectivity in the composite electrode. It is essential that the ion exchange polymer used in the coating layer has a high ion exchange capacity in order for the composite electrode to have high ion selectivity and low electrical resistance. to be. However, if the ion exchange polymer with high ion exchange capacity is used, the polymer may dissociate in water and the stability of the electrode may be deteriorated when used for a long time. When the polymer with low ion exchange capacity is used to maintain the stability of the electrode, the electrical resistance is greatly increased. Increasingly, the performance of the composite electrode may be degraded.

대한민국 특허등록 제 10-1022257호Republic of Korea Patent Registration No. 10-1022257

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 CDI 기술에 적용되는 이온선택성복합전극의 제조과정에서 발생하는 문제점을 해결하면서도 안정성이 있으면서 탈염효율이 높은 복합전극을 제조하는 방법 및 장치를 제공하고자 하는 것이다.
Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to provide a method and apparatus for manufacturing a composite electrode having a stable desalination efficiency while solving the problems occurring in the manufacturing process of the ion-selective composite electrode applied to the CDI technology.

본 발명의 해결하고자 하는 과제에 의한 축전식 탈염용 복합전극 제조방법은 전극활물질, 수성바인더, 물을 배합하여 전극슬러리를 제조하는 단계; 상기 전극슬러리를 집전체에 도포하여 전극층을 형성하는 단계; 상기 전극층에 이온교환막을 부착하는 단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a capacitive desalination composite electrode, comprising: preparing an electrode slurry by mixing an electrode active material, an aqueous binder, and water; Applying an electrode slurry to a current collector to form an electrode layer; And attaching an ion exchange membrane to the electrode layer.

본 발명에 있어 "복합전극"이라함은 집전체와 전극층으로 구성되는 전극과 이온교환막이 일체형으로 부착된 축전식 탈염용 전극을 정의하는 것이다. In the present invention, the term "composite electrode" defines an electrode for capacitive desalination in which an electrode composed of a current collector and an electrode layer and an ion exchange membrane are integrally attached.

여기서 상기 수성바인더는 물에 분산된 형태의 수성 에멀젼수지로서, 초산비닐계 에멀젼수지, 아크릴계 에멀젼수지, 합성고무계 에멀젼수지, 에폭시계 에멀젼수지, 우레탄계 에멀젼수지에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것이 타당하다. Here, the aqueous binder is an aqueous emulsion resin dispersed in water, and any one or a mixture selected from vinyl acetate emulsion resin, acrylic emulsion resin, synthetic rubber emulsion resin, epoxy emulsion resin, urethane emulsion resin. Valid

바람직하게 전극활물질, 수성바인더, 물을 배합하여 전극슬러리를 제조하는 단계에는 분산제를 더 첨가하되, 분산제는 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 중 하나 또는 이들의 혼합물인 것이 타당하다. Preferably, a dispersing agent is further added to the step of preparing an electrode slurry by combining an electrode active material, an aqueous binder, and water, and the dispersing agent may be one or a mixture of anionic surfactants, cationic surfactants, and nonionic surfactants. Do.

이에 더하여 계면활성제에만 분산을 의존하는 경우 기포발생에 의해 전극강도가 저하되는 문제가 있으므로 상기 전극슬러리를 제조함에 있어서 분산제에 더하여 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 히드록시프로필 메틸 셀룰로오스(hydroxypropyl methyl cellulose), 카복시메틸 셀룰로오스(carboxylmethyl cellulose) 중 하나 또는 이들의 혼합물이 배합되도록 함으로써 점탄성을 향상시키면서 조성 간 분산성을 향상시키도록 하는 것이 타당하다. In addition, since the electrode strength decreases due to bubble generation when the dispersion depends only on the surfactant, polyvinyl alcohol, polyacrylate, and hydroxypropyl in addition to the dispersant in preparing the electrode slurry. It is reasonable to improve the dispersibility between compositions while improving the viscoelasticity by allowing one or a mixture of hydroxypropyl methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, and mixtures thereof.

또한, 상기 전극층에 이온교환막을 부착하는 단계에는, 상기 전극층이 건조전에 이온교환막을 전극층에 안치하는 단계와, 압착에 의해 건조전 전극층과 이온교환막 사이에 밀착이 이루어지도록 하는 단계와, 건조에 의해 전극층과 이온교환막을 부착시키는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. In addition, the step of attaching an ion exchange membrane to the electrode layer, the step of placing the ion exchange membrane in the electrode layer prior to drying the electrode layer, the step of making a close contact between the electrode layer and the ion exchange membrane before drying by pressing, by drying And attaching the electrode layer and the ion exchange membrane.

한편 본 발명에서는 축전식 탈염용 복합전극 제조장치를 제시하는 바, 본 발명의 축전식 탈염용 복합전극 제조장치는, 전극슬러리 저장조와, 집전체가 와인딩 된 집전체롤과, 상기 집전체롤로부터 집전체가 유입되고, 전극슬러리 저장조에서 전극슬러리가 유입되어 상기 집전체에 전극슬러리를 도포하여 전극층이 형성된 경화전 전극을 생성하는 코팅부와, 상기 코팅부로부터 생성된 경화전 전극을 유동시키는 유동롤과, 이온교환막이 와인딩 된 이온교환막롤과, 상기 유동롤에 의해 유동되는 경화전 전극과 상기 이온교환막롤로부터의 이온교환막이 동시에 유입되어 압착이 이루어지도록 하는 압착롤과, 상기 압착롤로부터 전극과 이온교환막이 일체화 된 복합전극을 와인딩하는 복합전극롤을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
Meanwhile, the present invention provides a capacitive desalination composite electrode manufacturing apparatus, wherein the capacitive desalination composite electrode production apparatus includes an electrode slurry storage tank, a current collector roll on which a current collector is wound, and a current collector roll. A current collector flows in, and an electrode slurry flows from an electrode slurry storage tank to apply an electrode slurry to the current collector to form a pre-cured electrode having an electrode layer formed thereon, and a flow to flow the pre-cured electrode generated from the coating part. A roll, an ion exchange membrane roll on which an ion exchange membrane is wound, a pre-cured electrode flown by the flow roll, and a compression roll for introducing an ion exchange membrane from the ion exchange membrane roll at the same time to be pressed, and an electrode from the compression roll And a composite electrode roll for winding the composite electrode integrated with the ion exchange membrane.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 축전식 탈염용 복합전극 제조방법 및 장치로부터 제조되는 복합전극은 물에 분산되는 수성 에멀젼 수지를 바인더로 사용하기 때문에 전극의 제조과정에서 유기용매의 사용에 따른 기존의 환경오염 문제를 해결할 수 있으며, 제조과정에서 유기용매를 회수하여 처리하기 위한 별도의 장치(시설)이 필요 없어 제조과정이 용이하고 경제적인 장점이 있다.As described above, the composite electrode manufactured from the capacitive desalination composite electrode manufacturing method and apparatus of the present invention uses an aqueous emulsion resin dispersed in water as a binder, and thus, a conventional electrode according to the use of an organic solvent in the manufacturing process of the electrode. The environmental pollution problem can be solved, and there is no need for a separate device (facility) to recover and process the organic solvent in the manufacturing process has an easy and economical advantage.

또한, 본 발명의 축전식 탈염용 복합전극 제조방법 및 장치로부터 제조되는 복합전극은 제조과정에서 별도의 접착공정 없이 전극과 이온교환막을 부착하여 일체형으로 제작됨에 따라 별도의 이온교환코팅층 등에 의한 2중 코팅의 공정이 필요가 없으며, 이온교환용량이 높으면서 화학적, 물리적으로 안정된 이온교환막이 일체형으로 제공됨에 따라 이온선택성을 높이면서 전기저항은 줄일 수 있는 장점이 있다. In addition, the composite electrode manufactured from the capacitive desalination composite electrode manufacturing method and apparatus of the present invention is manufactured by attaching the electrode and the ion exchange membrane integrally without a separate bonding process in the manufacturing process, so that the double electrode by a separate ion exchange coating layer or the like. There is no need for a coating process, and as the ion exchange capacity is high and a chemically and physically stable ion exchange membrane is provided integrally, there is an advantage that the electrical resistance can be reduced while increasing the ion selectivity.

또한, 본 발명의 축전식 탈염용 복합전극 제조방법 및 장치로부터 제조되는 복합전극은 전극슬러리의 조성에 의해 강도저하를 방지하면서도 균일한 물성이 발현되는 장점이 있다.
In addition, the composite electrode manufactured from the capacitive desalination composite electrode manufacturing method and apparatus of the present invention has the advantage that uniform physical properties are expressed while preventing the strength decrease by the composition of the electrode slurry.

도 1은 본 발명에 따른 축전식 탈염용 복합전극 제조방법을 나타내는 블록도이고,
도 2는 도 1에 있어 S30단계의 세부단계를 나타내는 블록도이고,
도 3은 본 발명에 따른 축전식 탈염용 복합전극 제조장치를 나타내는 개략도이고,
도 4는 본 발명의 복합전극을 나타내는 측단면도이다. 1 is a block diagram showing a method for manufacturing a capacitive desalination composite electrode according to the present invention;
FIG. 2 is a block diagram showing detailed steps of step S30 in FIG. 1,
3 is a schematic view showing a capacitive desalination composite electrode manufacturing apparatus according to the present invention;
4 is a side cross-sectional view showing a composite electrode of the present invention.

이하 본 발명의 실시 예들을 첨부되는 도면을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 복합전극(10)은 도 4에서 보는 바와 같이 집전체(11)와 상기 집전체(11) 일면에 전극층(12) 및 상기 전극층(12)의 일면에 이온교환막(13)으로 구성되는 것으로, 집전체(11)와 전극층(12)으로 이루어진 전극에 이온교환막(13)이 부착되어 일체형을 이루는 것이다. 이러한 본 발명의 복합전극(10)은 전극층(12)이 수성 바인더에 의해 이루어짐으로써 유기용매를 사용하지 않음에 첫 번째 특징이 있는 것이며, 별도의 바인더 등에 의한 접착과정 없이 건조과정에서 이온교환막(13)이 전극층(12)에 부착되는 일체형을 제공하는데 두 번째 특징이 있는 것이다. As shown in FIG. 4, the composite electrode 10 according to the present invention includes a current collector 11 and an ion exchange membrane 13 on one surface of the electrode layer 12 and an electrode layer 12 on one surface of the current collector 11. In this case, the ion exchange membrane 13 is attached to the electrode formed of the current collector 11 and the electrode layer 12 to form an integrated body. The composite electrode 10 of the present invention has the first characteristic that the electrode layer 12 is made of an aqueous binder, and thus does not use an organic solvent, and the ion exchange membrane 13 is dried in the drying process without a separate binder or the like. ) Is the second feature of providing an integral type to which the electrode layer 12 is attached.

이에 본 발명에서는 상기 복합전극(10)을 제조하기 위한 방법과 장치를 제시하고 있다.Accordingly, the present invention provides a method and apparatus for manufacturing the composite electrode 10.

우선 본 발명의 축전식 탈염용 복합전극 제조방법은 도 1에서 보는 바와 같이 전극활물질, 수성바인더, 물을 배합하여 전극슬러리를 제조하는 단계(S10); 상기 전극슬러리를 집전체에 도포하여 전극층을 형성하는 단계(S20); 상기 전극층에 이온교환막을 부착하는 단계(S30);를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. First, the capacitive desalination composite electrode manufacturing method of the present invention includes preparing an electrode slurry by mixing an electrode active material, an aqueous binder, and water as shown in FIG. 1 (S10); Applying an electrode slurry to a current collector to form an electrode layer (S20); And attaching an ion exchange membrane to the electrode layer (S30).

상기 전극활물질, 수성바인더, 물을 배합하여 전극슬러리를 제조하는 단계(S10)에 있어 전극활물질은 비표면적과 전기전도성이 높은 탄소계열의 물질로서, 활성탄소 분말, 활성탄소 섬유, 탄소나노튜브, 탄소에어로겔, 그래핀 등 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며 미세한 분말로 제조하여 사용하는 것이 좋다. 또한 금속 산화물 계열의 물질로서 TiO2, MnO2, SiO2, MgAl2O4 등 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. In the step (S10) of preparing the electrode slurry by mixing the electrode active material, aqueous binder, and water, the electrode active material is a carbon-based material having a high specific surface area and high electrical conductivity, and includes activated carbon powder, activated carbon fiber, carbon nanotube, Carbon aerogels, graphene, or the like or a mixture thereof may be used, and it is preferable to use a fine powder. In addition, TiO 2 , MnO 2 , SiO 2 , MgAl 2 O 4 , or a mixture thereof may be used as the metal oxide-based material.

이러한 전극활물질은 선택되어진 물질에 따라 그 함량 범위를 조절하여 사용할 수 있으며 평균 입경이 10μm 이하인 것, 보다 구체적으로는 100 nm ~ 10μm를 사용하는 것이 전극슬러리를 제조하는데 편리하고 전극의 성능을 증가시키는데 바람직하다. 또한 전극활물질이 차지하는 비중은 전극슬러리의 고형분 중에서 60 ~ 95중량% 범위를 사용하는 것이 정전용량이 높은 전극을 제조하는데 바람직하다.These electrode active materials can be used by adjusting the content range according to the selected material, the average particle diameter of less than 10μm, more specifically using 100 nm ~ 10μm is convenient to prepare the electrode slurry and increase the performance of the electrode desirable. In addition, the specific gravity occupied by the electrode active material is preferably in the range of 60 to 95% by weight in the solid content of the electrode slurry to prepare an electrode having high capacitance.

또한 전극의 전기전도성을 향상시키기 위하여 상기 전극슬러리에는 전극활물질과 함께 전도성물질을 더 첨가할 수 있으며 전기전도성이 높고 전기화학반응에 안정적인 물질이라면 제한되지 않고 사용할 수 있다. In addition, in order to improve the electrical conductivity of the electrode, the electrode slurry may further include a conductive material together with the electrode active material, and may be used without limitation as long as the material is high in electrical conductivity and stable in an electrochemical reaction.

구체적인 예를 들면 케첸블랙, 아세틸렌블랙, SRF 카본 등의 전도성 카본블랙과 그래파이트 파우더 등을 사용할 수 있다. 이러한 전도성 물질은 물성에 따라 그 함량 범위를 조절하여 사용할 수 있다. Specific examples thereof include conductive carbon blacks such as ketjen black, acetylene black, SRF carbon, graphite powder, and the like. Such a conductive material may be used by adjusting its content range according to physical properties.

전극의 정전용량과 전도성을 만족시키기 위해서는 전극활물질 100중량부에 대하여 전도성물질 1 ~ 10 중량부의 범위를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 전도성 물질의 평균 입경은 구체적으로 제한되지는 않으나 평균입경이 1μm 이하인 것, 보다 바람직하게는 10 nm ~ 1μm인 것을 사용하는 것이 바람직하다.In order to satisfy the capacitance and conductivity of the electrode, it is preferable to use a range of 1 to 10 parts by weight of the conductive material with respect to 100 parts by weight of the electrode active material. In addition, the average particle diameter of the conductive material is not particularly limited, but it is preferable to use an average particle diameter of 1 μm or less, more preferably 10 nm to 1 μm.

상기 전극슬러리의 조성으로서 수성바인더는 수성 에멀젼수지가 사용되는 것이 타당하다. 여기서 수성 에멀젼 수지의 평균 입경을 제한하는 것은 아니나 입경이 10 nm ~ 1μm인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10 ~ 100 nm의 마이크로 에멀젼을 사용하는 것이 전극슬러리의 분산과 전극활물질을 결합하는데 좋은 성능을 발휘할 수 있다. As the composition of the electrode slurry, it is appropriate that an aqueous emulsion resin is used as the aqueous binder. Although the average particle diameter of the aqueous emulsion resin is not limited here, the particle diameter is preferably 10 nm to 1 μm, and more preferably, the use of a micro emulsion of 10 to 100 nm is good for combining electrode slurry dispersion and electrode active material. Can exert.

또한, 전극슬러리의 고형물 중에서 수성 에멀젼 수지가 차지하는 비중은 5 ~ 50중량%가 배합되는 것이 바람직하고 더욱 좋게는 10 ~ 30중량%인 것이 바람직하다. 이렇게 배합량을 한정하는 이유는 수성 에멀젼 수지가 5중량% 미만일 경우 전극활물질을 충분히 바인딩하지 못하고 50중량%를 초과하는 경우 바인더의 함량이 많아 전극의 전기저항이 증가하여 전극의 성능이 저하되는 문제점이 발생할 수 있기 때문이다. In addition, the specific gravity of the aqueous emulsion resin in the solid of the electrode slurry is preferably 5 to 50% by weight, more preferably 10 to 30% by weight. The reason for limiting the amount of the compound is that when the aqueous emulsion resin is less than 5% by weight, the electrode active material is not sufficiently bound, and when the amount exceeds 50% by weight, the binder content is high and the electrical resistance of the electrode is increased, thereby degrading the performance of the electrode. Because it can occur.

이러한 수성 에멀젼수지는 초산비닐계 에멀젼수지, 아크릴계 에멀젼수지, 합성고무계 에멀젼수지, 에폭시계 에멀젼수지, 우레탄계 에멀젼수지에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용됨이 타당하다. 이렇게 전극슬러리를 제조함에 있어 물에 분산되어 있는 수성 에멀젼 수지를 사용함에 따라 유기용매를 사용하지 않고도 전극슬러리를 제조할 수 있도록 하는 것이다. Such aqueous emulsion resin is appropriate that any one or a mixture of two or more selected from vinyl acetate emulsion resin, acrylic emulsion resin, synthetic rubber emulsion resin, epoxy emulsion resin, urethane emulsion resin. Thus, in preparing the electrode slurry, it is possible to prepare the electrode slurry without using an organic solvent by using an aqueous emulsion resin dispersed in water.

이에 더하여 상기 전극슬러리를 제조함에 있어 전극활물질, 수성 에멀젼 수지가 물에서 균일한 혼합을 위해 분산제가 첨가되도록 하는 것이 타당하다. In addition, in preparing the electrode slurry, it is reasonable to add a dispersant for uniform mixing of the electrode active material and the aqueous emulsion resin in water.

분산제는 triethanolamine oleate, sodium oleate, potasium oleate 등의 음이온성 계면활성제, N-cetyl-N-ethylmorphorinium sulphate 등의 양이온성 계면활성제, oleic acid, sorbitan trioleate, sorbitan monolaurate 등의 비이온성 계면활성제 중 하나 또는 둘이상의 혼합물이 사용될 수 있다. The dispersing agent is one or both of anionic surfactants such as triethanolamine oleate, sodium oleate, and potasium oleate, cationic surfactants such as N-cetyl-N-ethylmorphorinium sulphate, and nonionic surfactants such as oleic acid, sorbitan trioleate, and sorbitan monolaurate. Mixtures of phases may be used.

상기 분산제의 사용량은 조성물 총량을 기준으로 할 때 0.1 ~ 1중량% 범위가 되도록 하는 것이 바람직한바, 만약 이의 사용량이 0.1 중량% 보다 적으면 분산 효과가 저하되어 바람직하지 못하며 1.0 중량%를 초과하면 분산과정에서 기포가 발생되어 경화후 전극의 내구성이 저하되는 문제가 있어 이와 같이 한정하는 것이다. The amount of the dispersant is preferably in the range of 0.1 to 1% by weight based on the total amount of the composition. If the amount of the dispersant is less than 0.1% by weight, the dispersing effect is deteriorated. There is a problem that bubbles are generated in the process and the durability of the electrode after curing is lowered and thus limited.

그런데 상기 전극슬러리의 제조에 전극활물질, 수성 에멀젼 수지, 물을 배합함에 있어서 분산제를 이용하여 전극활물질, 수성 에멀젼 수지가 물에 균일하게 분산되도록 하는데는 상기에서 언급한 바와 같이 기포발생, 점성저하 등에 의해 전극의 내구성 저하의 문제가 발생될 수 있는 바, 본 발명에서는 분산과정에서 기포발생을 최저화 하면서 분산후에도 점성 저하에 의해 강도가 저하되는 것을 제어하기 위해 일정 배합범위에서 분산제를 첨가함과 더불어 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 히드록시프로필 메틸 셀룰로오스(hydroxypropyl methyl cellulose), 카복시메틸 셀룰로오스(carboxylmethyl cellulose) 중 하나 또는 이들의 혼합물이 더 배합되도록 하는 것이다. However, in the preparation of the electrode slurry, the electrode active material and the aqueous emulsion resin are uniformly dispersed in water by using a dispersant in blending the electrode active material, the aqueous emulsion resin and the water, as mentioned above. The problem of deterioration of durability of the electrode may be caused by the present invention. In addition, in the present invention, a dispersant is added in a predetermined compounding range in order to minimize the bubble generation during the dispersing process and to control the decrease in strength due to the viscosity decrease even after dispersing. One or a mixture of polyvinyl alcohol, polyacrylate, hydroxypropyl methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, or the like is further blended.

이러한 물질이 더 배합되도록 하여 전극슬러리의 점탄성을 향상시킴으로써 분산과정에서 점성을 낮추어 균일한 분산이 이루어지도록 함과 동시에 분산 후 점성이 복원되도록 하여 전극의 강도저하를 방지하도록 하는 것이다. 이러한 조성은 조성물 총량을 기준으로 할 때 0.1~1 중량% 범위로 포함시키도록 하는 것이 바람직한 바, 이는 적절한 점도를 유지하도록 하여 제조가 용이하도록 하면서 강도가 저하되는 것을 방지하도록 하기 위함이다. These materials are further blended to improve the viscoelasticity of the electrode slurry so as to lower the viscosity in the dispersion process to achieve uniform dispersion and to restore the viscosity after dispersion to prevent the decrease in strength of the electrode. Such a composition is preferably included in the range of 0.1 to 1% by weight based on the total amount of the composition, in order to maintain an appropriate viscosity to facilitate the manufacture and to prevent the strength from being lowered.

이렇게 전극슬러리가 제조되면 그 다음으로 상기 전극슬러리를 집전체에 도포하여 전극층을 형성하는 단계(S20)를 갖는다. When the electrode slurry is manufactured as described above, the electrode slurry is then applied to a current collector to form an electrode layer (S20).

여기서 집전체(11)는 전기전도성이 우수하여 전위를 인가했을 때 전극표면에 전기장이 균일하게 분포할 수 있도록 하는 것으로 예로는 알루미늄, 니켈, 구리, 티타늄, 철, 스테인레스 스틸, 흑연 또는 이들의 혼합물을 포함하는 방박 또는 평직금망 형태를 사용할 수 있다.Here, the current collector 11 is excellent in electrical conductivity so that the electric field is uniformly distributed on the electrode surface when an electric potential is applied. For example, aluminum, nickel, copper, titanium, iron, stainless steel, graphite, or a mixture thereof. It can be used to form a stay or plain weave.

이러한 집전체(11)에 전극슬러리를 도포하는 방법은 나이프 캐스팅, 닥터블레이드, 스핀코팅, 딥 코팅, 스프레이, 실크스크린 등을 사용할 수 있으며, 도포 두께는 50 ~ 500μm 범위로 하는 것이 축전탈염공정에 적용하는데 가장 바람직하다.The electrode slurry may be coated on the current collector 11 using knife casting, doctor blade, spin coating, dip coating, spraying, silk screen, and the like, and the coating thickness is in the range of 50 to 500 μm. Most preferred for application.

본 단계(S20)에서 형성되는 전극층(12)은 경화되기 전의 전극층(12)을 의미하는 것으로 후술하는 후 단계(S30)에서 전극층(12)은 경화 되면서 이온교환막(13)이 부착되어 최종 결과물로서 복합전극이 제조되는 것이다. The electrode layer 12 formed in this step (S20) refers to the electrode layer 12 before it is cured. In the following step (S30), the electrode layer 12 is cured while the ion exchange membrane 13 is attached as the final result. The composite electrode is manufactured.

마지막으로 본 발명은 상기 전극층에 이온교환막을 부착하는 단계(S30)를 통해 복합전극이 제조되도록 하는 바, 본 단계(S30)는 도 2에서 보는 바와 같이 상기 전극층이 건조전에 이온교환막을 전극층에 안치하는 단계(S31)와, 압착에 의해 건조전 전극층과 이온교환막 사이에 밀착이 이루어지도록 하는 단계(S32)와, 건조에 의해 전극층과 이온교환막을 부착시키는 단계(S33)를 포함하여 이루어짐에 특징이 있다. Finally, the present invention allows the composite electrode to be manufactured by attaching an ion exchange membrane to the electrode layer (S30). This step (S30) places the ion exchange membrane on the electrode layer before drying the electrode layer as shown in FIG. And a step (S32) of making contact between the electrode layer and the ion exchange membrane before drying by pressing (S31), and attaching the electrode layer and the ion exchange membrane by drying (S33). have.

상기 전극층이 건조전에 이온교환막을 전극층에 안치하는 단계(S31)에는 전 단계(S20)에서 집전체에 전극슬러리가 도포되어 형성된 전극층에 이온교환막을 안치하는 것으로, 이온교환막은 양극용 전극을 제조하기 위해서는 음이온교환막을 사용하고 음극용 전극을 제조하기 위해서는 양이온교환막을 사용한다. In the step (S31) of placing the ion exchange membrane on the electrode layer before drying the electrode layer, the ion exchange membrane is placed on the electrode layer formed by applying the electrode slurry to the current collector in the previous step (S20), and the ion exchange membrane prepares the electrode for the anode. An anion exchange membrane is used for the preparation and a cation exchange membrane is used for the preparation of the electrode for the cathode.

상기 이온교환막의 두께를 한정하는 것은 아니지만, 이온교환막의 두께는 10 ~ 300μm인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10 ~ 50μm 두께의 이온교환막을 사용하는 것이 전극을 제조하는데 용이하고 전극의 전기저항을 줄이는데도 바람직하다. Although the thickness of the ion exchange membrane is not limited, it is preferable to use the thickness of the ion exchange membrane is 10 ~ 300μm, more preferably using an ion exchange membrane of 10 ~ 50μm thickness is easy to manufacture the electrode and It is also desirable to reduce the electrical resistance.

상기에서 언급한 바와 같이 본 단계(S31)에서는 전극층(12)이 건조전(경화전)에 상기 이온교환막(13)이 안치되도록 하는 것으로 이는 후단계에서 언급하는 바와 같이 전극층(12)의 경화과정에 의해 이온교환막(13)이 자동적으로 부착되도록 하기 위한 것이다. As mentioned above, in this step (S31), the electrode layer 12 is allowed to settle the ion exchange membrane 13 before drying (before curing), which is a curing process of the electrode layer 12 as mentioned in a later step. This is for the ion exchange membrane 13 to be attached automatically.

그 다음으로 압착에 의해 건조전 전극층과 이온교환막 사이에 밀착이 이루어지도록 하는 단계(S32)를 갖는 바, 이는 건조전 전극층(12)과 이온교환막(13) 사이에 생길 수 있는 공기방울을 제거하고 완전한 밀착이 이루어지도록 하기 위한 것으로 전극층(12)의 건조과정에 의한 이온교환막(13) 부착시 공기방울의 존재에 의한 들뜸 등의 문제를 방지하기 위한 것이다. Thereafter, the step (S32) of making contact between the electrode layer and the ion exchange membrane before drying by pressing is performed, which eliminates air bubbles that may occur between the electrode layer 12 and the ion exchange membrane 13 before drying. This is to ensure complete adhesion and to prevent problems such as lifting due to the presence of air bubbles when the ion exchange membrane 13 is attached by the drying process of the electrode layer 12.

또한, 이러한 압착에 의해 전극이 더욱 밀실한 구조를 갖도록 함으로써 강도 등 물성이 향상되도록 하기 위한 것이다. In addition, it is intended to improve physical properties such as strength by making the electrode have a more tight structure by such compression.

마지막으로 건조에 의해 전극층과 이온교환막을 부착시키는 단계(S33)를 갖는 바, 건조전(경화전) 전극층(12)에 포함된 물을 건조하여 제거함으로써 전극층(12)에 있어서 전극활물질과 수성바인더가 결합하도록 하는 것이며 이와 동시에 이온교환막(13)과 수성바인더가 결합하도록 하는 것이다. Finally, the step of attaching the electrode layer and the ion exchange membrane by drying (S33), the electrode active material and the aqueous binder in the electrode layer 12 by drying and removing the water contained in the electrode layer 12 before drying (curing) At the same time, the ion exchange membrane 13 and the aqueous binder are combined.

즉 건조과정만으로 전극에 있어 전극층(12)이 경화되도록 함에 따라 자동적으로 전극층(12)과 이온교환막(13)이 부착되어 전극과 이온교환막이 일체형인 복합전극이 제조되는 것이다. 이렇게 제조되는 복합전극은 건조과정만에 의해 제조됨으로써 공정이 단순하고, 별도의 접착공정에 의해 발생될 수 있는 계면저항을 줄일 수 있게 되는 것이다. That is, the electrode layer 12 and the ion exchange membrane 13 are automatically attached as the electrode layer 12 is cured in the electrode only by the drying process, thereby manufacturing a composite electrode in which the electrode and the ion exchange membrane are integrated. The composite electrode manufactured as described above is manufactured by only a drying process, thereby simplifying the process and reducing interface resistance that may be generated by a separate bonding process.

본 단계(S33)에서 건조 방법은 상온 ~ 100℃의 온도 분위기에서 상압 또는 진공 상태에서 전극슬러리의 물이 건조되도록 하는 것이 타당하다. 또한, 이온교환막(13)과 결합한 전극은 건조과정에서 형태가 뒤틀릴 가능성이 있으므로 완전히 건조하기 전에 이온교환막과 결합한 전극을 롤 형태로 말아서 상온 ~ 100℃의 온도 분위기에서 상압 또는 진공 상태의 건조기에서 건조할 수 있다. In the step (S33), the drying method is appropriate to allow the water of the electrode slurry to dry in the atmospheric pressure or vacuum in a temperature atmosphere of room temperature ~ 100 ℃. In addition, the electrode combined with the ion exchange membrane 13 may be distorted in the drying process, so roll the electrode combined with the ion exchange membrane in the form of a roll before completely drying in a dryer at atmospheric pressure or vacuum in a temperature atmosphere of room temperature to 100 ° C. Can be dry.

한편 본 발명에서는 도 3에서 보는 바와 같이 축전식 탈염용 복합전극 제조장치(20)를 제시하는 바, 본 발명의 축전식 탈염용 복합전극 제조장치(20)는, 전극슬러리 저장조(21)와, 집전체(11)가 와인딩 된 집전체롤(22)과, 상기 집전체롤(22)로부터 집전체(11)가 유입되고, 전극슬러리 저장조(21)에서 전극슬러리가 유입되어 상기 집전체(11)에 전극슬러리를 도포하여 전극층(12)이 형성된 경화전 전극을 생성하는 코팅부(23)와, 상기 코팅부(23)로부터 생성된 경화전 전극을 유동시키는 유동롤(24)과, 이온교환막(13)이 와인딩 된 이온교환막롤(25)과, 상기 유동롤(24)에 의해 유동되는 경화전 전극과 상기 이온교환막롤(25)로부터의 이온교환막(13)이 동시에 유입되어 압착이 이루어지도록 하는 압착롤(26)과, 상기 압착롤(26)로부터 전극과 이온교환막이 일체화 된 복합전극을 와인딩하는 복합전극롤(27)을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. Meanwhile, in the present invention, as shown in FIG. 3, a capacitive desalination composite electrode manufacturing apparatus 20 is provided. The capacitive desalination composite electrode manufacturing apparatus 20 of the present invention includes an electrode slurry storage tank 21, A current collector roll 22 having a current collector 11 wound thereon, a current collector 11 flowing from the current collector roll 22, and an electrode slurry flowing from an electrode slurry storage tank 21 to the current collector 11. A coating portion 23 for applying the electrode slurry to the electrode layer 12 to form a pre-cured electrode having the electrode layer 12 formed thereon, a flow roll 24 for flowing the pre-cured electrode generated from the coating portion 23, and an ion exchange membrane. The ion exchange membrane roll 25 on which the 13 is wound, the pre-cured electrode flowing by the flow roll 24, and the ion exchange membrane 13 from the ion exchange membrane roll 25 are simultaneously introduced to be compressed. Compression roll 26 and a composite electrode in which an electrode and an ion exchange membrane are integrated from the compression roll 26 It characterized in that it comprises a composite electrode roll 27 for winding the.

상기 전극슬러리 저장조(21)는 상기에서 언급한 조성들 즉 수성바인더, 물, 전극활물질 등이 배합된 전극슬러리가 저장되는 구성이며, 도면에 도시된 바는 없으나 수동 또는 자동에 의해 밸브의 개폐로 코팅부(23)로 전극슬러리가 유입되도록 하는 것이다. The electrode slurry storage tank 21 is a configuration in which the electrode slurry containing the above-mentioned compositions, that is, an aqueous binder, water, an electrode active material, and the like is stored, and is not shown in the drawing, but is opened or closed by manual or automatic operation. The electrode slurry is introduced into the coating part 23.

상기 집전체롤(22)은 집전체(11)가 와인딩 되어 저장되는 구성으로 도면에 도시된 바는 없으나 수동 또는 자동으로 모터의 구동에 의해 시트형태의 집전체(11)를 상기 코팅부(23)로 유동시키는 구성에 해당한다. The current collector roll 22 is a configuration in which the current collector 11 is wound and stored, but is not illustrated in the drawing. However, the current collector roll 22 may be formed by applying a sheet current collector 11 by manual or automatic driving of the motor. Corresponds to the configuration to flow in).

상기 코팅부(23)는 상기 집전체롤(22)로부터 집전체(11)가 유입되고, 전극슬러리 저장조(21)에서 전극슬러리가 유입되어 상기 집전체(11)에 전극슬러리를 도포하도록 하는 구성으로 집전체(11)와 전극층(12)으로 구성된 전극을 형성토록 하되 상기 코팅부(23)로부터 유출되는 전극은 경화전 전극 즉 전극슬러리가 경화되기 전의 상태이다. The coating part 23 is configured such that the current collector 11 is introduced from the current collector roll 22 and the electrode slurry is introduced from the electrode slurry storage tank 21 to apply the electrode slurry to the current collector 11. In order to form an electrode composed of the current collector 11 and the electrode layer 12, the electrode flowing out of the coating part 23 is a state before curing of the electrode, that is, electrode slurry.

상기 코팅부(23)는 상기 전극슬러리 저장조(21)로부터 전극슬러리를 유입받아 집전체로 도포하는 노즐(23-1)과 상기 집전체롤(22)로부터 집전체(11)가 유동되어 상기 노즐(23-1)에 의해 전극슬러리가 도포된 집전체(11)를 유출하는 코팅부롤(23-1) 및 도포된 전극슬러리의 두께를 제어하는 두께조절기(23-3)로 구성된다.The coating part 23 receives the electrode slurry from the electrode slurry storage tank 21 and applies the electrode slurry to the current collector, and the current collector 11 flows from the current collector roll 22. The coating part roll 23-1 which flows out the electrical power collector 11 with which electrode slurry was apply | coated by 23-1, and the thickness regulator 23-3 which controls the thickness of the applied electrode slurry.

상기 유동롤(24)은 상기 코팅부(23)로부터 배출되는 경화전 전극을 상기 압착롤(26)로 유동시키는 구성에 해당하는 것으로 이 경우도 도면에 도시된 바는 없으나 모터의 구동에 의해 작동됨은 당연하다. The flow roll 24 corresponds to a configuration for flowing the electrode before curing discharged from the coating unit 23 to the compression roll 26. In this case, the flow roll 24 is operated by driving of a motor. It is natural.

상기 이온교환막롤(25)은 이온교환막(13)이 와인딩 되어 저장되는 구성으로 상기 압착롤(26)로 시트형태의 이온교환막(13)을 도면에 도시된 바는 없으나 모터의 구동에 의해 유동시키는 구성에 해당한다.  The ion exchange membrane roll 25 is a configuration in which the ion exchange membrane 13 is wound and stored, and the ion exchange membrane 13 in the form of a sheet is not shown in the drawing by the compression roll 26. Corresponds to the configuration.

상기 압착롤(26)은 상기 유동롤(24)에 의해 유동되는 경화전 전극과 상기 이온교환막롤(25)로부터의 이온교환막(13)이 동시에 유입되어 압착이 이루어지도록 하는 구성으로 경화전 전극과 이온교환막(13)을 압착시킴으로써 완전밀착에 의해 공기방울이 발생되는 것을 제어하고 경화전 전극을 밀실한 구조가 되도록 하는 것이다. The compression roll 26 is a pre-cured electrode and the pre-cured electrode flows by the flow roll 24 and the ion exchange membrane 13 from the ion exchange membrane roll 25 at the same time to the compression is made to the electrode and The ion exchange membrane 13 is compressed to control the generation of air bubbles by complete adhesion and to provide a tight structure of the electrode before curing.

상기 압착롤(26)은 상롤(26-1)과 하롤(26-2)로 구성되어 상롤(26-1)과 하롤(26-2) 사이에 경화전 전극과 이온교환막(13)이 동시에 유입되도록 하는 것이다. The pressing roll 26 is composed of an upper roll 26-1 and a lower roll 26-2 so that the electrode and the ion exchange membrane 13 before curing are simultaneously introduced between the upper roll 26-1 and the lower roll 26-2. It is to be possible.

상기 복합전극롤(27)은 상기 압착롤(26)로부터 밀착된 경화전 전극과 이온교환막(13)이 건조과정을 통해 전극에 있어 전극층(12)이 경화되면서 동시에 이온교환막(13)을 부착시켜 일체화가 이루어진 복합전극을 와인딩 하여 저장하는 구성에 해당한다. The composite electrode roll 27 is attached to the ion exchange membrane 13 at the same time as the electrode layer 12 is cured in the electrode through the drying process before the electrode and the ion exchange membrane 13 is in close contact with the pressing roll 26 Corresponds to the configuration of winding and storing the integrated electrode is integrated.

또한 경우에 따라 변형을 방지하기 위해서 경화전 전극과 이온교환막(13)이 밀착된 상태에서 상기 복합전극롤(27)에 와인딩 시키고 와인딩이 된 상태에서 건조가 진행되도록 하여 복합전극이 형성되도록 할 수 있다. In addition, in some cases, in order to prevent deformation, the composite electrode roll 27 is wound in a state in which the electrode before curing and the ion exchange membrane 13 are in close contact with each other. have.

여기서 도면에 도시된 바는 없으나 본 장치에는 건조장치가 포함될 수 있으며, 이러한 건조장치는 상온 ~ 100℃의 온도 분위기를 형성토록 함에 있어 코팅부(23)에서 경화전 전극이 배출되는 시점부터 복합전극롤(27)에 와인딩을 시키는 과정까지 시점과 종점을 선택적으로 조절하여 전극슬러리의 경화에 의해 전극과 이온교환막 일체형의 복합전극이 제조되도록 하는 것이다. Although not shown in the drawings, the apparatus may include a drying apparatus, and such a drying apparatus may form a temperature atmosphere of room temperature to 100 ° C. in order to form a temperature atmosphere of a composite electrode from a time point at which the electrode before curing is discharged from the coating unit 23. By selectively adjusting the starting point and the end point until the process of winding the roll 27, an electrode and an ion exchange membrane-integrated composite electrode are manufactured by curing the electrode slurry.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 장치(20)에 의해 전극 제조과정에서 이온교환막이 일체형으로 전극에 부착되도록 할 수 있어 공정이 단순화가 이루어져 그만큼 제품으로서 균일한 물성의 복합전극이 양산될 수 있는 것이다. By the device 20 of the present invention having the configuration described above, the ion exchange membrane can be integrally attached to the electrode in the electrode manufacturing process, so that the process is simplified and the composite electrode of uniform physical properties can be mass produced as a product. will be.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be defined by the claims.

10 : 복합전극 11 : 집전체
12 : 전극층 13 : 이온교환막
20 : 본 발명의 장치10: composite electrode 11: current collector
12 electrode layer 13 ion exchange membrane
20: apparatus of the present invention

Claims (6)

전극활물질, 수성바인더, 물을 배합하여 전극슬러리를 제조하는 단계;
상기 전극슬러리를 집전체에 도포하여 전극층을 형성하는 단계; 및
상기 전극층에 시트 형태의 이온교환막을 압착하는 단계;
를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 축전식 탈염용 복합전극 제조방법.
Preparing an electrode slurry by combining an electrode active material, an aqueous binder, and water;
Applying an electrode slurry to a current collector to form an electrode layer; And
Pressing an ion exchange membrane in a sheet form on the electrode layer;
Capacitive desalination composite electrode manufacturing method characterized in that it comprises a.
제 1항에 있어서,
상기 수성바인더는 물에 분산된 형태의 수성 에멀젼수지로서, 초산비닐계 에멀젼수지, 아크릴계 에멀젼수지, 합성고무계 에멀젼수지, 에폭시계 에멀젼수지, 우레탄계 에멀젼수지에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 축전식 탈염용 복합전극 제조방법.
The method of claim 1,
The aqueous binder is an aqueous emulsion resin dispersed in water, and any one or a mixture of two or more selected from vinyl acetate emulsion resin, acrylic emulsion resin, synthetic rubber emulsion resin, epoxy emulsion resin, urethane emulsion resin. Capacitive desalination composite electrode manufacturing method.
제 1항에 있어서,
전극활물질, 수성바인더, 물을 배합하여 전극슬러리를 제조하는 단계에는 분산제를 더 첨가하되, 분산제는 음이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 비이온성 계면활성제 중 하나 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 축전식 탈염용 복합전극 제조방법.
The method of claim 1,
In the step of preparing an electrode slurry by combining an electrode active material, an aqueous binder, and water, a dispersing agent is further added, wherein the dispersing agent is one or a mixture of anionic surfactants, cationic surfactants, and nonionic surfactants. Capacitive desalination composite electrode manufacturing method.
제 3항에 있어서,
전극활물질, 수성바인더, 물, 분산제를 배합하여 전극슬러리를 제조함에 있어 폴리비닐알콜(polyvinyl alcohol), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 히드록시프로필 메틸 셀룰로오스(hydroxypropyl methyl cellulose), 카복시메틸 셀룰로오스(carboxylmethyl cellulose) 중 하나 또는 이들의 혼합물이 배합되도록 하는 것을 특징으로 하는 축전식 탈염용 복합전극 제조방법.
The method of claim 3, wherein
Polyvinyl alcohol, polyacrylate, hydroxypropyl methyl cellulose, carboxymethyl cellulose in preparing electrode slurry by mixing electrode active material, aqueous binder, water and dispersant Method for producing a capacitive desalination composite electrode characterized in that the one or a mixture thereof).
제 1항에 있어서,
상기 전극층에 이온교환막을 부착하는 단계에는, 상기 전극층이 건조전에 이온교환막을 전극층에 안치하는 단계와, 압착에 의해 건조전 전극층과 이온교환막 사이에 밀착이 이루어지도록 하는 단계와, 건조에 의해 전극층과 이온교환막을 부착시키는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 축전식 탈염용 복합전극 제조방법.
The method of claim 1,
The method of attaching an ion exchange membrane to the electrode layer may include placing the ion exchange membrane on the electrode layer prior to drying the electrode layer, making contact between the electrode layer before drying and the ion exchange membrane by compression, and drying the electrode layer with the electrode layer. A method for manufacturing a capacitive desalination composite electrode comprising the step of attaching an ion exchange membrane.
전극슬러리 저장조와, 집전체가 와인딩 된 집전체롤과, 상기 집전체롤로부터 집전체가 유입되고, 전극슬러리 저장조에서 전극슬러리가 유입되어 상기 집전체에 전극슬러리를 도포하여 전극층이 형성된 경화전 전극을 생성하는 코팅부와, 상기 코팅부로부터 생성된 경화전 전극을 유동시키는 유동롤과, 이온교환막이 와인딩 된 이온교환막롤과, 상기 유동롤에 의해 유동되는 경화전 전극과 상기 이온교환막롤로부터의 이온교환막이 동시에 유입되어 압착이 이루어지도록 하는 압착롤과, 상기 압착롤로부터 전극과 이온교환막이 일체화 된 복합전극을 와인딩하는 복합전극롤을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 축전식 탈염용 복합전극 제조장치. An electrode slurry storage tank, a current collector roll on which a current collector is wound, and a current collector flow from the current collector roll, and electrode slurry flows from an electrode slurry storage tank to apply electrode slurry to the current collector to form an electrode layer. From the pre-cured electrode and the ion-exchange membrane roll, which are flowed by the flow roll, a coating part for producing a film, a flow roll for flowing the electrode before curing generated from the coating part, an ion exchange membrane roll wound with an ion exchange membrane, Capacitive desalination composite electrode manufacturing apparatus characterized in that it comprises a compression roll for the ion exchange membrane is introduced at the same time and the compression is performed, and a composite electrode roll for winding a composite electrode in which the electrode and the ion exchange membrane is integrated from the pressing roll .
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