KR101760407B1 - 보조 유입로가 형성되어 있는 토출 부재 및 이를 포함하는 전극 합제 코팅 장치 - Google Patents

보조 유입로가 형성되어 있는 토출 부재 및 이를 포함하는 전극 합제 코팅 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 전극 활물질이 포함된 전극 합제를 전극판 상에 도포하기 위한 토출 부재로서, 전극 합제가 유입되는 유입구; 전극 합제를 전극판 상에 배출하는 적어도 하나 이상의 배출구; 및 상기 유입구로부터 유입된 전극 합제가 배출구 방향으로 이송되도록 유입구와 배출구에 연통되어 형성되어 있는 이송부;를 포함하고 있고, 상기 이송부의 일측에는, 전극판 상에 도포되는 전극 합제의 두께를 조절할 수 있도록, 전극 합제를 공급하는 공급 펌프와 연통되어 있는 보조 유입로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 토출 부재를 제공한다.

Description

보조 유입로가 형성되어 있는 토출 부재 및 이를 포함하는 전극 합제 코팅 장치 {Discharging Member with Auxiliary Inflow Path and Coating Device of Electrode Mix Employed with the Same}
본 발명은 보조 유입로가 형성되어 있는 토출 부재 및 이를 포함하는 전극 합제 코팅 장치에 관한 것이다.
최근 전자산업 발전의 중요한 경향은 디바이스의 와이어리스, 모바일 추세와 아날로그의 디지털로의 전환으로 요약될 수 있다. 무선 전화기(일명, 휴대폰)와 노트북 컴퓨터의 급속한 보급, 아날로그 카메라에서 디지털 카메라로의 전환 등을 그러한 대표적인 예로 들 수 있다.
이러한 경향과 더불어 디바이스의 작동 전원으로서 이차전지에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행되고 있다. 그 중에서도, 양극 활물질로서 리튬 전이금속 산화물, 리튬 복합 산화물 등을 사용하는 중량 대비 높은 출력과 용량의 리튬 이차전지가 크게 각광받고 있다. 리튬 이차전지는 양극/분리막/음극의 전극조립체가 전해질과 함께 밀폐된 용기에 내장되어 있는 구조로 이루어져 있다.
한편, 전극은 이온의 교환을 통해서 전류를 발생시키는 데, 전극을 이루는 양극 및 음극은 금속으로 이루어진 전극판에 전극 활물질이 도포된 구조로 이루어진다.
일반적으로 음극은 구리 또는 알루미늄 등으로 이루어진 전극판에 탄소계 활물질이 도포된 구조로 이루어지고, 양극은 알루미늄 등으로 이루어진 전극판에 LiCoO2, LiMnO2, LiNiO2 등으로 이루어진 활물질이 코팅된 구조로 이루어진다.
이차전지의 출력을 극대화하기 위해서는 전극 활물질이 포함된 전극 합제를 전극판으로 사용되는 전극판에 균일한 두께로 도포하는 것이 무엇보다도 중요하다.
그러나, 종래의 토출 부재는 중심부와 측면부의 미세한 토출량의 지역적 분포 차이에 의해 이차전지의 전극판 코팅부에 도공량 편차가 존재하는 문제점이 있다.
특히, 종래의 토출 부재는 단일의 공급 펌프를 이용하여 하나의 유입구로 이차전지용 전극 합제를 공급받는 구조인 것이 일반적이었고, 이때, 유입구가 토출 부재의 후단 중심 부위에 위치할 경우, 토출 부재 선단에 위치한 배출구의 내측부와 외측부의 토출량 편차를 더욱 커지게 하였다.
이러한 도공량 편차는 이차전지의 전극 코팅에 있어서 전지 용량 차이를 발생시켜 생산된 전지들 간의 용량 편차를 발생시키는 단점이 있다.
또한, 전극 코팅의 경우 코팅된 유지부 뿐만 아니라 알루미늄 또는 구리 호일로 사용된 무지부도 중요하게 사용되므로, 유지부의 측면 역시 정밀한 도공량 제어를 필요로 한다.
따라서, 이차전지의 전극 코팅부 전체에 코팅을 균일하게 할 수 있는 토출 부재에 관한 기술이 매우 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 토출 부재의 이송부 일측에, 전극판 상에 도포되는 전극 합제의 두께를 조절할 수 있도록, 전극 합제를 공급하는 공급 펌프와 연통되어 있는 보조 유입로가 형성되어 있는 경우, 배출구의 일 측면부위의 미세 토출 유량 조절이 가능해짐으로써, 전극의 양 끝단에서 발생할 수 있는 전극 합제의 두께 불균일성을 해소 할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
상기한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 토출 부재는, 전극 활물질이 포함된 전극 합제를 전극판 상에 도포하기 위한 토출 부재로서,
전극 합제가 유입되는 유입구;
전극 합제를 전극판 상에 배출하는 적어도 하나 이상의 배출구; 및
상기 유입구로부터 유입된 전극 합제가 배출구 방향으로 이송되도록 유입구와 배출구에 연통되어 형성되어 있는 이송부;
를 포함하고 있고,
상기 이송부의 일측에는, 전극판 상에 도포되는 전극 합제의 두께를 조절할 수 있도록, 전극 합제를 공급하는 공급 펌프와 연통되어 있는 보조 유입로가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 이송부의 일측은 전극 합제의 이송 방향을 기준으로 좌우 어느 한 측면을 말한다.
즉, 본 발명에 따른 토출 부재는, 이송부의 일측에 전극 합제의 공급이 가능한 보조 유입로를 형성시킴에 따라, 전극판의 일측단 상에 도포되는 전극 합제의 일정 시간에 배출 되는 토출량을 정밀하게 조절할 수 있다. 상세하게는, 예를 들어, 전극판의 일측단 상에 도포되는 전극 합제의 토출량의 증가가 필요한 경우에는 보조 유입로를 통해 추가적인 전극 합제를 유입시킴으로써, 배출구의 일측부위의 토출되는 전극 합제의 양을 늘어나, 전극판의 일측단 상에 도포된 전극 코팅의 두께를 늘릴 수 있고, 전극판의 일측단 상에 도포되는 전극 합제의 토출량의 감소가 필요한 경우에는 보조 유입로를 통한 전극 합제의 유입을 봉쇄하여 전극판의 일측단 상에 도포된 전극 코팅의 두께를 줄일 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 토출 부재는 토출 부재의 이송부 일측에 전극 합제를 공급하는 공급 펌프와 연통되어 있는 보조 유입로를 형성 시킴으로써, 전극판 폭 방향의 양 끝단 상에 도포되는 전극 합제의 두께를 전극 두께 측정 센서의 오차 범위 이내로 미세 조절이 가능해짐에 따라, 토출 부재의 배출구의 폭 방향을 기준으로 내측부와 외측부의 토출량 편차를 최소화되고 전극 합제의 두께 균일성을 향상시킬 수 있다.
한편, 종래의 토출 부재는 유입구에 인접한 배출구의 일측부에 토출량이 집중되고, 반면에 상기 배출구의 일측부에 대향하는 배출구의 외측부으로 갈수록 배출부의 토출량이 적어지는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명에 따른 토출 부재는 이송부의 일측 내면에 내향 돌출된 상태로 배출구에 접해 있는 단차가 형성되어 있는 구조일 수 있고, 상기 단차의 경계면은 단차의 내향 돌출된 방향으로 테이퍼된 구조로 이루어질 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 배출구는 2개일 수 있고, 상기 2개의 배출구들 사이를 구획하는 격벽이 형성되어 있는 구조일 수 있으며, 상기 단차는 격벽에 대향하는 배출구의 일측 내면에 형성되어 있는 구조일 수 있다.
또한, 상기 단차는 배출구들 사이를 구획하는 격벽에 대향하는 배출구의 일측 내면에 형성될 경우, 상기 단차가 형성된 배출구의 일측 부위의 토출량을 증가시킬 수 있는 바, 상기 종래 기술의 폭 방향으로 배출부의 외측부로 갈수록 토출량이 적어지는 문제점을 해결할 수 있어, 도포된 전극 코팅의 두께를 균일하게 만들 수 있다.
또한, 상기 격벽과 단차 사이의 폭은 전극판 코팅부의 폭과 대응하는 크기일 수 있다. 즉, 상기 배출구에 접하여 형성되어 있는 단차와 격벽과의 거리에 따라 전극 합제가 도포되는 폭의 크기가 결정된다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 보조 유입로는 토출 부재의 일측 외면과 이송부의 일측 내면을 관통하고 있는 구조일 수 있으며, 이때, 상기 토출 부재의 각각의 일측 외면 및 이송부의 일측 내면에는 개구가 형성될 수 있다.
상세하게는, 상기 보조 유입로는 전극 합제의 이동방향을 기준으로 상기 단차가 시작되는 이송부의 일측 내면에 형성된 구조일 수 있고, 더욱 상세하게는 상기 보조 유입로의 일측 내면은 단차의 경계면과 연결되어 있는 구조일 수 있다.
또한, 상기 보조 유입로의 폭 크기는 전극 합제의 이동방향을 기준으로 이송부의 전체 폭 크기의 0.1% 내지 5% 범위일 수 있다. 이때, 상기 보조 유입로의 폭 크기가 0.1% 미만인 경우, 추가되는 전극 합제의 유입량이 너무 적게 투입될 수 있고, 상기 보조 유입로의 폭 크기가 5% 초과인 경우, 추가적인 전극 합제의 유입량이 너무 커질 수 있므로, 전극 두께 측정 센서의 오차 범위 이내로 조절하는 것이 어렵다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 보조 유입로는 전극 합제의 이동방향을 기준으로 토출 부재의 외면에 형성된 개구로부터 10도 내지 80도의 범위로 연장되어 이송부와 만나는 구조일 수 있고, 상세하게는, 상기 각도의 범위는 전극 합제의 토출 방향을 기준으로 20도 내지 60도일 수 있고, 더욱 상세하게는 30도 내지 45도일 수 있다.
또한, 상기 보조 유입로는 전극 합제의 토출 방향을 기준으로 상기 단차 경계면의 기울기와 동일한 각도로 연장되어 이송부와 만나는 구조일 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 보조 유입로의 공급량은 유입구로 유입되는 전극 합제의 전체량의 0.01 wt% 내지 5 wt% 범위일 수 있고, 상세하게는 상기 보조 유입로의 공급량이 0.01 wt% 미만인 경우, 추가되는 전극 합제의 유입량이 너무 적고, 반대로, 5 wt% 초과인 경우, 추가되는 전극 합제의 유입량이 너무 크므로, 전극 두께 측정 센서의 오차 범위 이내로 조절하는 것이 어렵다.
한편, 본 발명에 따른 토출 부재는 상기 보조 유입로를 통해 유입되는 전극 합제의 공급 여부를 제어하기 위한 개폐 장치를 더 포함할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 개폐 장치는, 보조 유입로가 소실되도록 단차가 형성되어 있는 이송부의 선단부를 전극 합제의 이동방향의 대향 방향으로 이동시키거나, 또는 상기 보조 유입로를 통해 전극 합제가 유입될 수 있도록 이송부의 선단부를 원위치 복귀시키는 작동을 제어하는 개폐조절 부재를 포함하고 있을 수 있다.
이때, 상기 이송부의 선단부는, 이송부의 일측 내면에 내향 돌출된 단차 및 상기 단차가 형성된 이송부의 일측부를 포함하는 부분이다. 즉, 상기 보조 유입로를 기준으로 배출구가 위치한 방향까지의 이송부의 일측부위를 의미한다.
또 다른 하나의 구체적인 예에서, 상기 개폐 장치는, 보조 유입로를 개폐하는 개폐 부재, 및 상기 개폐 부재의 위치를 이동시키는 개폐조절 부재를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 개폐조절 부재는, 보조 유입로를 통해 전극 합제가 공급되지 않도록 개폐 부재의 일부 면을 이동시켜 보조 유입로의 임의의 지점을 막거나, 또는 상기 보조 유입로를 통해 전극 합제가 유입될 수 있도록 보조 유입로를 막고 있는 개폐 부재를 원위치 복귀시키는 작동을 수행할 수 있다.
상세하게는, 상기 보조 유입로의 임의의 지점은 보조 유입로가 시작되는 입구일 수 있고, 반대로 보조 유입로가 끝나는 출구일 수 있으며, 또는 상기 입구 및 출구 그 어느 사이가 될 수 있다. 더욱 상세하게는, 상기 개폐 부재가 입구에 인접하여 위치할 수 있고, 보조 유입로의 폐쇄가 필요할 경우, 개폐 부재의 일부 면을 이동시켜 보조 유입로의 입구를 막을 수 있다. 이렇게 개폐 부재가 입구에 위치할 경우, 개폐 여부 제어 및 개폐 부재의 설치가 용이할 수 있다. 반대로, 상기 개폐 부재가 출구에 인접하여 위치할 경우, 전극 합제의 도포 과정에서 보조 유입로에 의한 전극 합제의 흐름에 간섭이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 개폐 부재는 보조 유입로와 인접하여 위치하고 있고, 상기 개폐조절 부재는 개폐 부재의 위치와 대향하는 토출 부재의 일측 외면에 위치하고 있는 구조일 수 있고, 상세하게는, 상기 개폐 부재는 보조 유입로의 일측 내부에 삽입되어 있을 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 개폐 부재는 보조 유입로의 전극 합제의 유입 방향을 기준으로 보조 유입로의 단면적 보다 넓은 면적의 일면을 포함한 플레이트 핀 형태일 수 있으나, 반드시 이러한 형상만으로 한정되는 것은 아니며, 부재의 일면이 보조 유입로를 폐쇄할 수 있는 형태이면 다양하게 적용 가능하다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 개폐조절 부재는 아날로그 방식의 볼트 타입 장치 또는 조그 다이얼(jog dial) 타입 장치이거나, 디지털 신호에 의해 작동되는 공압 조절 장치 또는 핀기어 장치일 수 있으나, 반드시 이것으로 한정되는 것은 아니고, 아날로그 방식 또는 디지털 신호 방식을 이용한 수단 또는 장치이면 다양하게 적용 가능하다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 토출 부재는 비교적 점성이 높은 슬러리형 재료를 도포하는 경우에 적합한 슬릿다이(slit-die) 방식을 이용할 수 있다.
더욱 구체적인 예로서, 상기 토출 부재는,
일측 하단으로부터 상향 연장된 유입구, 상기 유입구에 연통하는 챔버, 상기 챔버로부터 타측 측면으로 연장된 립(lip)을 포함하고 있는 하판; 및 상기 하판의 상부에 위치하고, 상기 하판과의 조합에 의해 이송부와 배출구를 형성하도록 측면으로 연장된 립을 포함하고 있는 상판;으로 구성될 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 토출 부재를 포함하는 전극 합제 코팅 장치를 제공한다.
상기 전극 합제 코팅 장치는, 상세하게는 전극 합제가 저장되는 저장 탱크, 및 상기 저장 탱크에 저장된 전극 합제를 토출 부재로 이송시키는 하나 이상의 펌프를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 전극 합제 코팅 장치는, 유입구와 연결되어 전극 합제를 공급하는 메인 공급 펌프, 및 상기 보조 유입로와 연결되어 전극 합제를 공급하는 보조 공급 펌프를 포함할 수 있다.
상기 탱크와 펌프는 내화학성을 지닌 일반적인 제품이 사용될 수 있으며, 구체적인 설명에 대해서는 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
본 발명은 또한, 상기 전극 합제 코팅 장치를 사용하여 제조된 이차전지를 제공한다.
금속시트 상에 전극 합제가 도포되어 있는 양극과 음극 사이에 분리막을 개재한 상태로 적층한 스택형 또는 스택/폴딩형 전극조립체와, 상기 전극조립체에 전해액을 함침시킨 상태에서 전지케이스에 밀봉한 구조의 이차전지는 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다.
본 발명은 또한, 단위셀로서 상기 이차전지를 둘 이상 포함하는 전지팩을 제공한다.
상기 전지팩은 예를 들어, 휴대폰, 노트북 컴퓨터, 스마트폰, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치로부터 선택되는 디바이스의 전원으로 사용될 수 있다. 상기 디바이스는 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다.
이상의 설명과 같이, 본 발명의 토출 부재는, 이송부 일측에 전극 합제를 공급하는 공급 펌프와 연통되어 있는 보조 유입로가 형성되어 있는 바, 전극판의 일측단 상에 도포되는 전극 합제의 일정 시간에 배출 되는 토출량을 정밀하게 조절하여 전극 합제의 도공량 편차를 최소화하고 균일한 두께의 전극을 얻을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 토출 부재의 모식적인 사시도이다;
도 2는 도 1의 토출 부재의 모식적인 A-A’단면도이다;
도 3은 도 1의 토출 부재의 모식적인 A-A’단면도와 전극 합제가 도포된 전극판을 함께 나타낸 모식도이다;
도 4 및 도 5는 도 2의 일부분을 확대한 모식적인 부분 확대 단면도A들이다;
도 6은 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 토출 부재의 모식적 부분 확대 단면도B이다;
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 합제 코팅 장치의 간략한 공정도이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 내용을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 토출 부재의 모식적인 사시도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 토출 부재(100A)는, 전극 합제가 유입되는 유입구(110), 전극 합제를 전극판 상에 배출하는 배출구들(130, 131), 및 유입구(110)로부터 유입된 전극 합제가 배출구 방향으로 이송되도록 유입구(110)와 배출구들(130, 131)로 연통되어 형성되어 있는 이송부들(120, 121)을 포함하고 있다.
이러한 각각의 이송부들(120, 121)의 일측에는, 전극판 상에 도포되는 전극 합제의 두께를 조절할 수 있도록, 전극 합제를 공급하는 공급 펌프(도시되지 않음)와 연통되어 있는 보조 유입로들(200, 201)이 형성되어 있다.
즉, 전극판의 양측단 상에 도포되는 전극 합제의 토출량의 증가가 필요한 경우에는 각각의 보조 유입로들(200, 201)을 통해 추가적인 전극 합제를 유입시킴으로써, 각각의 배출구들(130, 131)의 일측부위의 토출되는 전극 합제의 양을 늘어나므로, 전극판의 양측단(도시되지 않음) 상에 도포된 전극 코팅의 두께를 늘릴 수 있다.
또한, 전극판의 양측단에 도포되는 전극 합제의 토출량의 감소가 필요한 경우에는 보조 유입로들(200, 201)을 통한 전극 합제의 유입을 봉쇄하여 전극판의 양측단에 도포된 전극 코팅의 두께를 줄일 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 토출 부재(100A)는, 이송부(120)의 일측에 전극 합제의 공급이 가능한 보조 유입로(200)를 형성시킴에 따라, 전극판의 일측단 상에 도포되는 전극 합제의 일정 시간에 배출 되는 토출량을 정밀하게 조절할 수 있다.
또한, 토출 부재(100A)는 슬릿다이(slit-die) 방식으로 형성되어 있고, 토출 부재(100A)는 일측 하단으로부터 상향 연장된 유입구(110)에 연통하는 챔버(115), 챔버(115)로부터 타측 측면으로 연장된 립(142)을 포함하고 있는 하판(112), 및 하판(112)의 상부에 위치하고, 하판(112)과의 조합에 의해 이송부들(120, 121)과 배출구들(130, 131)을 형성하도록 측면으로 연장된 립부(144)를 포함하고 있는 상판(111)으로 구성되어 있다.
도 2에는 도 1의 토출 부재의 모식적인 A-A’ 단면도가 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 토출 부재(100A)의 각각의 이송부들(120, 121)의 일측 내면에는 내향 돌출된 상태로 각각의 배출구들(130, 131)에 접해 있는 단차들(150, 151)이 형성되어 있는 구조이고, 각각의 단차의 경계면들(155, 156)은 단차의 내향 돌출된 방향으로 테이퍼된 구조로 이루어질 수 있다.
상기와 같은 단차들(150, 151)의 구조로 인해, 본 발명의 토출 부재(100A)는 폭 방향으로 유입구(110)에 가까운 배출구(130)의 부위에 토출량이 집중되고 반면에 폭 방향으로 내측부에 대향하여 배출부의 외측으로 갈수록 토출량이 내측부에 비해 적어지는 현상을 감소시킬 수 있으며, 그에 따라 도포된 전극 코팅의 두께를 보다 균일하게 만들 수 있다.
도 3에는 도 1의 토출 부재의 모식적인 A-A’ 단면도와 전극 합제가 도포된 전극판을 함께 나타낸 모식도가 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 2개의 배출구들(130, 131) 사이를 구획하는 격벽(140)이 형성되어 있으며, 앞서 설명한 단차(150)는 격벽(140)에 대향하는 배출구(130)의 외측 내면에 형성되어 있다.
또한, 격벽(140)과 단차(150) 사이의 폭(W1)은 전극판 코팅부의 폭(W2)과 대응하는 크기이다.
또한, 각각의 보조 유입로들(200, 201)은 토출 부재(100A)의 일측 외면과 각각의 이송부들(120, 121)의 일측 내면을 관통하고 있는 구조이며, 이때, 토출 부재(100A)의 양측 외면 및 각각의 이송부들(120, 121)의 일측 내면에는 개구들(202, 203, 204, 205)이 형성되어 있다.
또한, 각각의 보조 유입로들(200, 201)은 전극 합제의 이동방향을 기준으로 각각의 단차들(150, 151)이 시작되는 이송부들(120, 121)의 일측 내면에 형성된 구조이고, 각각의 보조 유입로들(200, 201)의 일측 내면은 단차들(150, 151)의 경계면(155, 156)과 연결되어 있다.
따라서, 토출 부재(100A)는 보조 유입로들(200, 201)로 유입된 전극 합제에 의해 폭 방향으로 각각의 배출부들(130, 131)의 외측 부위의 토출량을 증가시킬 수 있으므로, 전극판의 양 외측 부위(A1, A2)의 토출량을 증가시킬 수 있다.
도 4 및 도 5에는 도 2의 일부분을 확대한 모식적인 부분 확대 단면도A들이 도시되어 있다.
도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 보조 유입로의 폭 크기(W3)는 전극 합제의 이동방향(B)을 기준으로 이송부의 전체 폭 크기(W1)의 0.1% 내지 5% 범위이다. 또한, 보조 유입로(200)는 전극 합제의 이동방향을 기준으로 토출 부재(100A)의 외면에 형성된 개구(205)로부터 10도 내지 80도의 범위로 연장되어 이송부(120)와 만나는 구조이다.
또한, 보조 유입로(200)는 전극 합제의 토출 방향(B)을 기준으로 단차 경계면(155)의 기울기와 동일한 각도로 연장되어 이송부(120)와 만나는 구조이다.
또한, 보조 유입로(200)의 공급량은 유입구(110)로 유입되는 전극 합제의 전체량의 0.01 wt% 내지 5 wt% 범위이다.
도 5를 참조하면, 토출 부재(100A)는 보조 유입로(200)를 통해 유입되는 전극 합제의 공급 여부를 제어하기 위한 개폐 장치(300)를 더 포함하고 있다.
이러한 개폐 장치(300)는, 이송부의 선단부(320)를 이동시키는 개폐조절 부재(310)를 포함하고 있고, 이러한 계폐조절 부재(310)는 보조 유입로(200)가 소실되도록 단차가 형성되어 있는 이송부의 선단부(320)를 전극 합제의 이동방향의 대향 방향(C)으로 이동시킨다. 즉, 보조 유입로(200)가 소실되기 위해서는 이송부의 선단부(320)와 이송부의 나머지 일측 부위(170)가 결합하는 구조이다.
또한, 보조 유입로(200)를 통해 전극 합제가 유입될 수 있도록 이송부의 선단부(320)를 일방향(A)으로 원위치 복귀시킬 수 있다.
도 6에는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 토출 부재의 모식적 부분 확대 단면도B가 도시되어 있다.
도 6을 참조하면, 또 다른 하나의 실시예에 따른 토출 부재(100B)의 개폐 장치(300B)가 나타나 있고, 보조 유입로(200B)를 개폐하는 개폐 부재(320B), 및 개폐 부재(320B)의 위치를 이동시키는 개폐조절 부재(310B)를 포함하고 있다.
또한, 개폐 장치(300B)는 보조 유입로(200)의 전극 합제의 유입 방향을 기준으로 보조 유입로(200)의 단면적 보다 넓은 면적의 일면을 포함한 플레이트 핀 형태의 개폐 부재(320B)를 포함하고 있다.
이러한 개폐 부재(320B)는 보조 유입로(200)의 일측 내부에 삽입되어 있다. 또한, 개폐조절 부재(310B)는 개폐 부재(320B)의 위치와 대향하는 토출 부재(100C)의 일측 외면에 위치하고 있다.
또한, 개폐조절 부재(310B)는, 보조 유입로(200)를 통해 전극 합제가 공급되지 않도록 개폐 부재(320B)를 이동시켜 개폐 부재(320B)의 일부면이 보조 유입로(200)의 출구를 밀폐시킬 수 있고, 또는 보조 유입로(200)를 통해 전극 합제가 유입될 수 있도록 보조 유입로(200)를 막고 있는 개폐 부재(320B)를 원위치 복귀시키는 작동을 수행한다.
즉, 본 발명의 토출 부재(100B)의 개폐 부재(320B)의 일부가 보조 유입로(200)가 끝나는 출구(321B)에 위치됨으로써, 전극 합제의 도포 과정에서 보조 유입로(200)에 의한 전극 합제의 흐름에 간섭이 발생하는 것을 미연에 방지하는 동시에 보조 유입로(200)의 흐름을 면밀히 봉쇄할 수 있다.
앞서 설명한 토출 부재들(100A, 100B)의 개폐조절 부재들(310A, 310B)은 아날로그 방식의 모두 볼트 타입 장치로 형성되어 있다.
이러한 볼트 타입 장치는 예를 들면, 볼트 타입의 조절 나사(도시하지 않음), 조절 나사의 회전에 따라 시계 또는 반시계 방향으로 회전하는 회전 기둥(도시하지 않음), 및 회전 기둥의 회전에 따라 개폐 부재(320B)를 이동시키는 이동 부재(도시하지 않음)를 포함하고 있다. 이때, 각각의 구성들은 운동의 전달을 정밀하고 확실히 하도록 다수의 톱니 또는 체인을 조합한 구조를 포함하고 있다. 그러나, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 개폐 부재(320B)의 위치를 정밀하게 조절할 수 있는 수단이면 무엇이든지 가능하다.
도 7에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 합제 코팅 장치의 간략한 공정도가 도시되어 있다.
본 발명은 또한, 토출 부재(100)를 포함하는 전극 합제 코팅 장치(400)를 제공한다. 이러한 전극 합제 코팅 장치(400)는, 전극 합제가 저장되는 저장 탱크(410), 및 저장 탱크(410)에 저장된 전극 합제(30)를 토출 부재(100)로 이송시키는 2개의 펌프들(420, 430)을 포함한다.
이러한 펌프들(420, 430)은, 유입구(110)와 연결되어 전극 합제를 공급하는 메인 공급 펌프(420), 및 보조 유입로(200)와 연결되어 전극 합제를 공급하는 보조 공급 펌프(430)를 포함하고 있다.
따라서, 저장 탱크(410)에 저장된 전극 합제(30)를 메인 공급 펌프(420)에 의해 유입구(110)에 공급하고, 추가 전극 합제의 투입이 필요한 경우에는 저장 탱크(410)에 저장된 전극 합제(30)를 보조 공급 펌프(430)에 의해 보조 유입로(200)에 공급한다.
이러한 전극 합제 코팅 장치(400)는, 저장 탱크(410)에 저장된 전극 합제(30)가 메인 공급 펌프(420)에 의해 지면을 기준으로 수직인 방향으로 유입구(110)로 공급되고, 또한, 보조 공급 펌프(430)를 이용해 추가 공급이 필요한 전극 합제(30)를 토출 부재(100)의 보조 유입로(200)로 별도로 공급할 수 있다.
이때, 전극판(610)이 전극판 공급롤(600)로부터 지면을 기준으로 수직 방향으로 토출 부재의 립(130)에 인접하여 공급될 때, 토출 부재(100)에 공급된 전극 합제(500)를 배출구(130)를 통해 전극판(610)에 토출하여 도포한다.
앞서 도면을 참조하여 설명하였듯이, 본 발명에 따른 토출 부재는 토출 부재의 이송부 일측에 전극 합제를 공급하는 공급 펌프와 연통되어 있는 보조 유입로를 형성시킴으로써, 전극판의 폭 방향의 양 끝단 상에 도포되는 전극 합제의 두께를 전극 두께 측정 센서의 오차 범위 이내로 조절이 가능해짐에 따라, 토출 부재의 배출구 중심부와 측면부의 토출량 편차를 최소화되고 전극 합제의 두께 균일성을 향상시킬 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (22)

  1. 전극 활물질이 포함된 전극 합제를 전극판 상에 도포하기 위한 토출 부재로서,
    전극 합제가 유입되는 유입구;
    전극 합제를 전극판 상에 배출하는 적어도 하나 이상의 배출구; 및
    상기 유입구로부터 유입된 전극 합제가 배출구 방향으로 이송되도록 유입구와 배출구에 연통되어 형성되어 있는 이송부;
    를 포함하고 있고,
    상기 이송부의 일측에는, 전극판 상에 도포되는 전극 합제의 두께를 조절할 수 있도록, 전극 합제를 공급하는 공급 펌프와 연통되어 있는 보조 유입로가 형성되어 있으며,
    상기 보조 유입로를 통해 유입되는 전극 합제의 공급 여부를 제어하기 위한 개폐 장치를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 토출 부재.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 이송부의 일측 내면에는 내향 돌출된 상태로 배출구에 접해 있는 단차가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 토출 부재.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 단차의 경계면은 단차의 내향 돌출된 방향으로 테이퍼된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 토출 부재.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 보조 유입로는 토출 부재의 일측 외면과 이송부의 일측 내면을 관통하고 있는 것을 특징으로 하는 토출 부재.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 보조 유입로는 전극 합제의 이동방향을 기준으로 상기 단차가 시작되는 이송부의 일측 내면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 토출 부재.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 보조 유입로의 일측 내면은 단차의 경계면과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 토출 부재.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 보조 유입로의 폭 크기는 전극 합제의 이동방향을 기준으로 이송부의 전체 폭 크기의 0.1% 내지 5% 범위인 것을 특징으로 하는 토출 부재.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 보조 유입로는 전극 합제의 이동방향을 기준으로 토출 부재의 외면에 형성된 개구로부터 10도 내지 80도의 범위로 연장되어 이송부와 만나는 구조인 것을 특징으로 하는 토출 부재.
  9. 제 3 항에 있어서, 상기 보조 유입로는 전극 합제의 토출 방향을 기준으로 상기 단차 경계면의 기울기와 동일한 각도로 연장되어 이송부와 만나는 구조인 것을 특징으로 하는 토출 부재.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 보조 유입로의 공급량은 유입구로 유입되는 전극 합제의 전체량의 0.01 wt% 내지 5 wt% 범위인 것을 특징으로 하는 토출 부재.
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 개폐 장치는, 보조 유입로가 소실되도록 단차가 형성되어 있는 이송부의 선단부를 전극 합제의 이동방향의 대향 방향으로 이동시키거나, 또는 상기 보조 유입로를 통해 전극 합제가 유입될 수 있도록 이송부의 선단부를 원위치 복귀시키는 작동을 제어하는 개폐조절 부재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 토출 부재.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 개폐 장치는, 보조 유입로를 개폐하는 개폐 부재, 및 상기 개폐 부재의 위치를 이동시키는 개폐조절 부재를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 토출 부재.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 개폐조절 부재는, 보조 유입로를 통해 전극 합제가 공급되지 않도록 개폐 부재의 일부 면을 이동시켜 보조 유입로의 임의의 지점을 막거나, 또는 상기 보조 유입로를 통해 전극 합제가 유입될 수 있도록 보조 유입로를 막고 있는 개폐 부재를 원위치 복귀시키는 작동을 수행하는 것을 특징으로 하는 토출 부재.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 개폐 부재는 보조 유입로와 인접하여 위치하고 있고, 상기 개폐조절 부재는 개폐 부재의 위치와 대향하는 토출 부재의 일측 외면에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 토출 부재.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 개폐 부재는 보조 유입로의 일측 내부에 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 토출 부재.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 개폐 부재는 보조 유입로의 전극 합제의 유입 방향을 기준으로 보조 유입로의 단면적 보다 넓은 면적의 일면을 포함한 플레이트 핀인 것을 특징으로 하는 토출 부재.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 토출 부재는 슬릿다이(slit-die) 방식인 것을 특징으로 하는 토출 부재.
  19. 제 1 항 내지 제 10 항, 및 제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 하나에 따른 토출 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 합제 코팅 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 전극 합제 코팅 장치는, 유입구와 연결되어 전극 합제를 공급하는 메인 공급 펌프, 및 상기 보조 유입로와 연결되어 전극 합제를 공급하는 보조 공급 펌프를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전극 합제 코팅 장치.
  21. 삭제
  22. 삭제
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