KR102326082B1 - 슬러리 도포 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 슬러리 도포 장치는 집전체를 이송하는 이송 롤러, 상기 집전체에 슬러리를 도포하는 슬러리 공급부, 상기 집전체의 이송 방향에 수직한 수직 방향을 따라 상기 도포된 슬러리의 슬러리 도포량을 측정하는 도포량 측정부, 상기 이송 롤러를 가열시키는 가열부 및 상기 슬러리 도포량에 대응하여 상기 가열부의 가열 성능을 제어함으로써, 상기 이송 롤러의 온도를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

슬러리 도포 장치{Apparatus for coating of slurry}
본 발명은 슬러리 도포 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 집전체에 도포된 슬러리의 슬러리 도포량에 대응하여 집전체를 이송하는 이송 롤러를 가열하는 가열부의 가열 성능을 제어함으로써, 슬러리를 균일하게 도포시키는 슬러리 도포 장치에 관한 것이다.
제품 군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.
현재 널리 사용되는 이차전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다. 이러한 단위 이차전지 셀, 즉, 단위 배터리 셀의 작동 전압은 약 2.5V ~ 4.2V이다. 따라서, 이보다 더 높은 출력 전압이 요구될 경우, 복수 개의 배터리 셀을 직렬로 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 또한, 배터리 팩에 요구되는 충방전 용량에 따라 다수의 배터리 셀을 병렬 연결하여 배터리 팩을 구성하기도 한다. 따라서, 상기 배터리 팩에 포함되는 배터리 셀의 개수는 요구되는 출력 전압 또는 충방전 용량에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
이러한 이차전지로서의 배터리 셀, 특히, 리튬 이차전지로서의 배터리 셀은, 일반적으로, 전극 활물질로서 리튬 전이금속 산화물을 포함하는 양극, 카본계 활물질을 포함하는 음극 및 분리막으로 이루어지는 전극 조립체에 리튬 전해액을 함침한 구조로 이루어진다.
이러한 배터리 셀의 전극은 일반적으로 금속 호일에 전극 슬러리를 코팅하여 제조된다. 전극 슬러리는 전극 활물질, 도전재 및 이를 전극 호일에 접착하기 위한 바인더로 구성된 전극 합제를 유기 용제에 혼합하여 제조된다. 여기서, 양극 활물질로는 주로 리튬 코발트계 산화물, 리튬 망간계 산화물, 리튬 니켈계 산화물 및 리튬 복합 산화물 등이 사용되며, 음극 활물질로는 주로 탄소계 물질이 사용된다.
그리고, 이러한 배터리 셀의 전극은, 일반적으로, 활물질, 도전재 및 바인더 등을 용매에 분산시켜 슬러리를 제조한 다음, 슬러리를 집전체에 직접 도포하여 형성하거나 또는 슬러리를 별도의 지지체 상부에 도포시킨 후 지지체로부터 박리한 필름을 집전체 상에 라미네이션하여 형성하는 것으로 제조된다. 이후, 이러한 전극은 롤 형상으로 말려진 후, 전극 건조장치를 통해 잔류 용제 및 잔류 수분 등을 제거하게 된다.
이때, 슬러리를 도포하는 과정에서, 슬러리의 온도가 높으면 도포된 슬러리가 중앙으로 밀집되고, 슬러리의 온도가 낮으면 도포된 슬러리가 양측으로 밀집되어 도포된다. 결국, 슬러리의 온도에 따라 집전체에 도포된 슬러리의 양 즉, 도포된 슬러리의 높이가 불균일해져 압연율 및 압연 밀도가 불균일한 전극이 제조되는 문제점이 있다.
본 발명은 집전체를 이송하는 이송 롤러를 가열하는 가열부의 가열 성능을 슬러리 도포량에 대응하여 제어함으로써, 이송 롤러의 온도를 국부적으로 변경하여 슬러리를 집전체에 균일하게 도포시킬 수 있는 슬러리 도포 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 슬러리 도포 장치는 집전체를 이송하는 이송 롤러, 상기 집전체에 슬러리를 도포하는 슬러리 공급부, 상기 집전체의 이송 방향에 수직한 수직 방향을 따라 상기 도포된 슬러리의 슬러리 도포량을 측정하는 도포량 측정부, 상기 이송 롤러를 가열시키는 가열부 및 상기 슬러리 도포량에 대응하여 상기 가열부의 가열 성능을 제어함으로써, 상기 이송 롤러의 온도를 제어하는 제어부를 포함한다.
바람직하게, 상기 도포량 측정부는 상기 수직 방향을 따라 상기 도포된 슬러리로 방사선을 조사하여 상기 도포된 슬러리의 방사선 투과량을 측정하고, 상기 방사선 투과량을 이용하여 상기 슬러리 도포량을 산출할 수 있다.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 슬러리 도포량의 도포량 평균을 산출하며, 상기 도포량 평균과 각각의 상기 슬러리 도포량 간에 도포량 편차를 산출하고, 상기 수직 방향을 따라 미리 설정된 영역 중에서 상기 도포량 편차가 미리 설정된 편차 이상인 영역을 가열 영역으로 선별할 수 있다.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 도포량 편차를 이용하여 상기 가열 영역에 인접한 가열부의 가열 성능을 제어할 수 있다.
바람직하게, 상기 제어부는 상기 도포량 편차에 비례하여 상기 가열 영역에 인접한 가열부의 가열 성능을 상승시킬 수 있다.
바람직하게, 상기 가열부는 상기 이송 롤러의 내측과 외측 중 하나 이상에 배치되어 상기 이송 롤러를 가열시킬 수 있다.
바람직하게, 상기 가열부는 상기 수직 방향을 따라 미리 설정된 영역 마다 가열 성능이 제어될 수 있다.
본 발명에 따르면, 집전체를 이송하는 이송 롤러를 가열하는 가열부의 가열 성능을 슬러리 도포량에 대응하여 제어하고 이송 롤러의 온도를 국부적으로 변경함으로써, 슬러리를 집전체에 균일하게 도포시켜 전극 제조의 불량률을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 도포 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 도포 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 도포 장치의 이송 롤러와 가열부만을 도시한 부분 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 도포 장치의 가열부가 이송 롤러를 가열하기 전에 집전체와 슬러리의 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 도포 장치의 제어부가 가열부의 가열 성능을 제어하여 이송 롤러를 가열한 후에 집전체와 슬러리의 단면을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬러리 도포 장치의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬러리 도포 장치의 이송 롤러와 가열부만을 도시한 부분 사시도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 도포 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 도포 장치의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 도포 장치는 이송 롤러(100), 슬러리 공급부(200), 도포량 측정부(300), 가열부(400a, 400b, 400c) 및 제어부(500)를 포함할 수 있다.
상기 이송 롤러(100)는 집전체(1)를 이송할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 이송 롤러(100)는 외주면이 집전체(1)의 후면과 면접촉한 상태에서 시계 방향(CW)으로 회전함으로써, 시트 형상의 집전체(1)를 이동시킬 수 있다.
또한, 상기 이송 롤러(100)는 원통 형상으로 형성되며, 일단과 타단의 길이가 집전체(1)의 폭 길이 이상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 이송 롤러(100)는 집전체(1)의 이송 방향(MD)에 수직한 수직 방향(TD)으로 집전체(1)의 후면과 면접촉할 수 있다.
다시 말해, 상기 이송 롤러(100)와 집전체(1)의 후면이 면접촉된 영역은 모두 이송 방향(MD)을 기준으로 동일한 위치에 위치할 수 있다.
이러한, 상기 이송 롤러(100)는 외주면 양단에 돌출 형성된 이송 가이드(미도시)가 형성될 수 있다. 이를 통해, 이송 가이드는 집전체(1)의 양단을 내측 방향으로 지지하여 집전체(1)가 이송되는 과정에서 상기 이송 롤러(100)의 외주면으로부터 집전체(1)가 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 본 발명에 따른 이송 롤러(100)는 집전체(1)와 접촉하여 집전체(1)를 일방향으로 이송시킬 수 있는 것이면 가능하다.
여기서, 집전체(1)는 통상의 사용되는 집전체가 모두 사용 가능하며, 집전체(1)가 양극 전극에 사용되는 경우, 알루미늄, 니켈 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 사용될 수 있으며, 이러한 종류에 한정되지 아니한다.
반대로, 집전체(1)가 음극 전극에 사용되는 경우에는 구리, 금, 니켈 또는 구리 합금 또는 이들의 조합에 의하여 제조되는 호일 등이 사용될 수 있으며, 이러한 종류에 한정되지 아니한다.
한편, 상기 이송 롤러(100)는 집전체(1)의 전면에 슬러리(2)가 균일한 두께로 도포되도록 일정한 속도로 회전할 수 있다.
상기 슬러리 공급부(200)는 집전체(1)에 슬러리를 도포할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 슬러리 공급부(200)는 이송 롤러(100)에서 일정 거리만큼 이격되어 이송 롤러(100)로부터 이송되는 집천체(1)의 전면에 슬러리(2)가 도포되도록 슬러리(2)를 공급할 수 있다.
또한, 상기 슬러리 공급부(200)는 집전체(1)가 이송되는 이송 방향(MD)에 수직한 수직 방향(TD)으로 길게 연장 형성되어, 집전체(1)의 전면에 수직 방향(TD)으로 슬러리(2)를 도포할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 슬러리 공급부(200)는 집전체(1)의 전면에 슬러리(2)를 얇게 도포할 수 있는 것이면 가능하다.
상기 도포량 측정부(300)는 집전체(1)의 이송 방향(MD)에 수직한 수직 방향(TD)을 따라 집전체(1)의 전면에 도포된 슬러리(2)의 슬러리 도포량을 측정할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 도포량 측정부(300)는 수직 방향(TD)을 따라 슬러리(2)로 방사선을 조사하여 방사선 투과량을 측정하고, 측정된 방사선 투과량을 이용하여 슬러리 도포량을 산출할 수 있다.
이를 위하여, 도포량 측정부(300)는 방사선 조사부(310) 및 방사선 수광부(320)를 구비할 수 있다.
상기 방사선 조사부(310)는 슬러리(2)의 전방에 이격되어 위치하며 수직 방향(TD)으로 연장 형성된 제1 레일(R1)에 체결되어 수직 방향(TD)으로 이동할 수 있다.
이를 통해, 상기 방사선 조사부(310)는 슬러리(2)의 전방에서 수직 방향(TD)으로 이동하면서 슬러리(2)로 방사선을 조사할 수 있다.
여기서, 방사선은 알파선, 베타선 및 감마선 중 하나 이상일 수 있으며, 집전체(1)에 도포된 슬러리(2)를 투과하여 슬러리(2)의 슬러리 도포량을 측정할 수 있는 한 한정되지 않는다.
상기 방사선 수광부(320)는 방사선 조사부(310)로부터 조사되어 슬러리(2)를 투과한 방사선을 수광할 수 있다.
이때, 상기 방사선 수광부(320)는 슬러리(2)의 후방에 이격되어 위치하며 수직 방향(TD)으로 연장 형성된 제2 레일(R2)에 체결되어 수직 방향(TD)으로 이동할 수 있다. 또한, 상기 방사선 수광부(320)는 방사선 조사부(310)의 이동에 대응되어 이동할 수 있다. 즉, 상기 방사선 수광부(320)는 방사선 조사부(310)가 수직 방향(TD)으로 이동하면서 방사선을 슬러리(2)의 전면에 조사하는 경우, 방사선 조사부(310)를 따라서 수직 방향(TD)으로 이동함으로써, 슬러리(2)의 후방으로 슬러리(2)와 집전쳬(1)를 투과한 방사선을 수광할 수 있다.
한편, 상기 방사선 수광부(320)는 슬러리(2)를 투과한 방사선이 수광되면 수광된 방사선의 방사선량과 방사선 조사부(310)에서 조사된 방사선의 방사선량의 차이를 계산하여 방사선 투과량을 측정할 수 있다. 이후, 상기 방사선 수광부(320)는 방사선이 수광된 수광 위치 정보와 방사선 투과량을 매칭시켜 저장할 수 있다.
여기서, 수광 위치 정보는 상술된 수직 방향(TD)을 X축으로 설정하고, 상술된 이송 방향(MD)을 Y축으로 설정하여 획득되는 좌표 정보일 수 있다.
다음으로, 상기 방사선 수광부(320)는 방사선 투과량 별로 슬러리 도포량이 맵핑된 맵핑 테이블로부터, 측정된 방사선 투과량에 대응되는 슬러리 도포량을 산출할 수 있다. 이후, 상기 방사선 수광부(320)는 산출된 슬러리 도포량을 해당 방사선이 수광된 위치 정보와 매칭시켜 저장할 수 있다.
즉, 상기 방사선 수광부(320)는 슬러리(2)를 투과한 방사선이 수광되면 방사선 투과량을 측정하여 슬러리 도포량을 산출하고, 측정된 방사선 투과량과 산출된 슬러리 도포량을 각각 해당 방사선이 수광된 수광 위치 정보와 매칭시켜 저장할 수 있다.
이에 따라, 슬러리 도포량 마다는 수광 위치 정보가 매칭될 수 있으며, 상기 방사선 수광부(320)는 수광 위치 마다의 슬러리 도포량을 제어부(500)로 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 도포량 측정부(300)는 방사선을 이용하여 슬러리 도포량을 측정하는 것으로 설명하였지만, 다른 실시예에 따른 도포량 측정부는 레이저 거리 측정 방식 등이 사용될 수 있으며, 집전체(1)에 도포된 슬러리(2)의 슬러리 도포량을 측정하는한 이러한 측정 방식은 한정되지 아니한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 도포 장치의 가열부(400a, 400b, 400c)에 대해 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 도포 장치의 이송 롤러와 가열부만을 도시한 부분 사시도이다.
도 3을 더 참조하면, 상기 가열부(400a, 400b, 400c)는 이송 롤러(100)를 가열할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 가열부(400a, 400b, 400c)는 상기 이송 롤러(100)의 외측에 배치되어 이송 롤러(100)를 가열할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가열부(400a, 400b, 400c)는 도 3에 도시된 바와 같이, 집전체(1)의 이송 방향(MD)에 수직한 수직 방향(TD)를 따라 미리 설정된 영역(AR1, AR2, AR3) 마다 배치될 수 있다.
보다 구체적으로, 미리 설정된 영역(AR1, AR2, AR3)은 제1 영역(AR1), 제2 영역(AR2) 및 제3 영역(AR3)을 포함할 수 있고, 제1 영역(AR1)은 이송 롤러(100)의 상부 영역 중 좌측 영역일 수 있으며, 제2 영역(AR2)은 이송 롤러(100)의 상부 영역 중 중앙 영역일 수 있으며, 제3 영역(AR3)은 이송 롤러(100)의 상부 영역 중 우측 영역일 수 있다.
이때, 가열부(400a, 400b, 400c)는 제1 영역(AR1)에 배치되는 제1 가열부(400a), 제2 영역(AR2)에 배치되는 제2 가열부(400b) 및 제3 영역(AR3)에 배치되는 제3 가열부(400c)를 포함할 수 있다.
이러한, 제1 가열부(400a), 제2 가열부(400b) 및 제3 가열부(400c)는 각각 제1 영역(AR1), 제2 영역(AR2) 및 제3 영역(AR3)에 해당하는 이송 롤러(100)를 가열시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 미리 설정된 영역(AR1, AR2, AR3)은 3개의 제1 영역(AR1), 제2 영역(AR2) 및 제3 영역(AR3)으로 구획되는 것으로 설명하였으나, 구획되는 영역의 수는 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 미리 설정된 영역은 2개 영역 또는 4개 영역 이상으로 구획되어 설정될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 가열부(400a, 400b, 400c)는 3개의 제1 가열부(400a), 제2 가열부(400b) 및 제3 가열부(400c)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 미리 설정된 영역이 구획된 영역의 수에 대응하여 2개 또는 4개 이상의 가열부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가열부(400a, 400b, 400c)는 독립된 3개의 제1 가열부(400a), 제2 가열부(400b) 및 제3 가열부(400c)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 하나의 하우징으로 형성되고 가열 성능이 미리 설정된 영역(AR1, AR2, AR3) 별로 조절 가능하도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 가열부(400a, 400b, 400c)에 포함된 제1 가열부(400a), 제2 가열부(400b) 및 제3 가열부(400c)는 배치된 위치와 가열시키는 이송 롤러(100)의 부분이 상이할 뿐 구성과 가열 방식이 동일하므로 제1 가열부(400a)를 대표하여 가열부를 설명하도록 한다.
제1 가열부(400a)는 유도 가열 방식을 이용하여 이송 롤러(100)를 가열시킬 수 있다. 이를 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 가열부(400a)는 유도 가열 코일(410a) 및 기판(420a)를 포함할 수 있다.
제1 가열부(400a)는 상술한 바와 같이, 제1 영역(AR1) 상에 배치되고, 내측에 유도 가열 코일(410a)이 이송 롤러(100)에 근접하여 귄취된 형상으로 형성될 수 있다.
이러한, 유도 가열 코일(410a)은 제어부(500)로부터 고주파 전류를 공급받아 제1 영역(AR1)에 유도 자계를 형성시켜 이송 롤러(100)의 제1 영역(AR1)을 가열시킬 수 있다.
기판(420a)은 유도 가열 코일(410a)을 지지하고, 유도 가열 코일(410a)에서 발생하는 유도 자계가 제1 영역(AR1) 외 영역으로 형성되는 것을 차단할 수 있다. 이를 위하여, 기판(420a)은 비전도성 및 비자성의 내열성 수지재로 형성될 수 있다.
또한, 기판(420a)의 내측에는 복수의 장착홀이 형성되어 제1 가열부(400a)의 내측에 유도 가열 코일(410a)을 권취된 형태로 지지할 수
이러한, 제1 가열부(400a)의 이송 롤러(100)에 대한 가열 성능은 제어부(500)로부터 공급되는 고주파 전류에 대응하여 변경될 수 있다. 이에 따라, 후술되는 제어부(500)는 제1 가열부(400a)로 공급되는 고주파 전류를 제어하여 제1 가열부(400a)의 가열 성능을 제어할 수 있다.
또한, 후술되는 제어부(500)는 제2 가열부(400b) 및 제3 가열부(400c)로 공급되는 고주파 전류를 각각 제어하여 제2 가열부(400b) 및 제3 가열부(400c)의 가열 성능을 제어할 수 있다.
상기 제어부(500)는 슬러리 도포량에 대응하여 가열부(400a, 400b, 400c)의 가열 성능을 제어함으로써, 이송 롤러의 온도를 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제어부(500)는 슬러리 도포량의 도포량 평균을 산출하며, 도포량 평균과 각각의 슬러리 도포량 간에 도포량 편차를 산출하고, 수직 방향을 따라 미리 설정된 영역(AR1, AR2, AR3) 중에서 도포량 편차가 미리 설정된 편차 이상인 영역을 가열 영역으로 선별할 수 있다.
다시 말해, 상기 제어부(500)는 도포량 측정부(300)로부터 측정된 슬러리 도포량 중에서 이송 방향(MD)을 기준으로 동일한 수광 위치 정보를 갖는 슬러리 도포량의 도포량 평균을 산출할 수 있다.
이후, 상기 제어부(500)는 도포량 평균과 미리 설정된 영역(AR1, AR2, AR3) 각각의 슬러리 도포량 간에 도포량 편차를 산출하고, 산출된 도포량의 편자가 미리 설정된 편차 이상인 영역을 가열 영역으로 선별할 수 있다.
여기서, 미리 설정된 편차는 슬러리의 슬러리 도포량이 불균일 하더라도 전극 제조시 품질 불량이 발생되지 않는 슬러리 도포량 간의 최대 편차일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 도포 장치의 가열부가 이송 롤러를 가열하기 전에 집전체와 슬러리의 단면을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 도포 장치의 제어부가 가열부의 가열 성능을 제어하여 이송 롤러를 가열한 후에 집전체와 슬러리의 단면을 도시한 도면이고,
도 4 및 도 5를 더 참조하면, 가열부가 이송 롤러를 가열하기 전에는 도 4에 도시된 바와 같이, 집전체(1)의 전면에 도포된 슬러리(2)는 제2 영역(AR2)에 제1 영역(AR1) 및 제3 영역(AR3) 보다 더 많이 도포될 수 있다.
이에 따라, 상기 제어부(500)는 이송 방향(MD)을 기준으로 동일한 수광 위치 정보를 갖는 슬러리 도포량의 도포량 평균을 M으로 산출할 수 있다. 이후, 상기 제어부(500)는 도포량 평균 M과 미리 설정된 영역(AR1, AR2, AR3) 각각의 슬러리 도포량 간에 도포량 편차를 산출하고, 도포량 편차가 미리 설정된 편차 이상인 제1 영역(AR1) 및 제3 영역(AR3)를 가열 영역으로 선별할 수 있다.
상기 제어부(500)는 가열 영역이 선별되면 상기 도포량 편차를 이용하여 가열 영역(AR1, AR3)에 각각 인접한 제1 가열부(400a) 및 제3 가열부(400c)의 가열 성능을 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제어부(500)는 가열 영역(AR1, AR3)의 도포량 편차에 비례하여 가열 영역(AR1, AR3)에 각각 인접한 제1 가열부(400a) 및 제3 가열부(400c)의 가열 성능을 상승시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 제어부(500)는 가열 영역(AR1, AR3) 중 도포량 편차가 제1 영역(AR1) 보다 더 큰 제3 영역(AR3)에 인접한 제3 가열부(400c)의 가열 성능을 제1 영역(AR1)에 인접한 제1 가열부(400a)의 가열 성능 보다 더 상승시킬 수 있다.
이에 따라, 가열 영역(AR1, AR3) 중 도포량 편차가 제1 영역(AR1) 보다 더 큰 제3 영역(AR3)에 해당하는 이송 롤러(100)의 부분은 제1 영역(AR1)에 해당하는 이송 롤러(100)의 부분 보다 더 고온으로 가열될 수 있다.
즉, 가열부(400a, 400b, 400c)는 수직 방향(TD)을 따라 미리 설정된 영역(AR1, AR2, AR3) 마다 가열 성능이 제어부(500)로부터 개별적으로 제어될 수 있다.
한편, 슬러리(2)는 온도가 상승할수록 점도가 하강하고, 반대로 온도가 하강할수록 점도가 상승할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 제어부(500)는 가열 영역에 인접한 가열부(400a, 400b, 400c)의 가열 성능을 도포량 편차가 클수록 상승시켜, 해당 가열 영역에 해당하는 이송 롤러(100)의 부분을 고온으로 상승시킬 수 있다.
이로 인해, 가열 영역으로 선별되지 않은 제1 영역(AR1)과 제3 영역(AR3)의 슬러리(2)는 상대적으로 저온이 되어 상대적으로 점도가 상승하고, 제1 영역(AR1) 및 제3 영역(AR3)과 비교하여 상대적으로 슬러리의 도포량이 더 많아 가열 영역으로 선별된 제2 영역(AR2)에 위치하는 슬러리(2)는 상대적으로 고온이 되어 점도가 상대적으로 하락할 수 있다.
이에 따라, 제2 영역(AR2)에 위치하는 슬러리(2)는 점도가 하락하여 제1 영역(AR2)와 제3 영역(AR3)으로 이동함으로써, 도 5에 도시된 바와 같이 수직 방향(TD)을 따라 균일한 슬러리 도포량을 유지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬러리 도포 장치의 사시도이고, 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬러리 도포 장치의 이송 롤러와 가열부만을 도시한 부분 사시도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬러리 도포 장치는 이송 롤러(100), 슬러리 공급부(200), 도포량 측정부(300), 가열부(400a', 400b', 400c') 및 제어부(500)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 슬러리 도포 장치는 일 실시예에 따른 슬러리 도포 장치 대비, 가열부(400a', 400b', 400c')와 제어부(500)만이 상이할 뿐 이송 롤러(100), 슬러리 공급부(200), 도포량 측정부(300)는 일 실시예에 따른 슬러리 도포 장치와 동일하므로 반복되는 설명은 생략한다.
상기 가열부(400a', 400b', 400c')는 이송 롤러(100)를 가열할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 가열부(400a', 400b', 400c')는 상기 이송 롤러(100)의 외측에 배치되어 이송 롤러(100)를 가열할 수 있다. 또한 상기 가열부(400a', 400b', 400c')는 집전체(1)의 이송 방향(MD)에 수직한 수직 방향(TD)를 따라 미리 설정된 영역(AR1, AR2, AR3) 마다 배치될 수 있다.
이때, 상기 가열부(400a', 400b', 400c')는 제1 영역(AR1)에 배치되는 제1 가열부(400a'), 제2 영역(AR2)에 배치되는 제2 가열부(400b') 및 제3 영역(AR3)에 배치되는 제3 가열부(400c)를 포함할 수 있다.
이러한, 제1 가열부(400a'), 제2 가열부(400b') 및 제3 가열부(400c')는 각각 제1 영역(AR1), 제2 영역(AR2) 및 제3 영역(AR3)에 해당하는 이송 롤러(100)를 가열시킬 수 있다.
상기 가열부(400a', 400b', 400c')는 내측에 발열 코일이 형성되어 제1 영역(AR1), 제2 영역(AR2) 및 제3 영역(AR3)을 각각 가열시킬 수 있다. 이러한, 발열 코일 가열 방식을 이용한 상기 가열부(400a', 400b', 400c')는 제어부(500)로부터 공급되는 전류의 크기에 대응하여 가열 성능이 제어될 수 있다.
즉, 제어부(500)는 상기 가열부(400a', 400b', 400c') 각각에 흐르는 전류의 크기를 제어하여 상기 가열부(400a', 400b', 400c')의 가열 성능을 제어함으로써, 제1 영역(AR1), 제2 영역(AR2) 및 제3 영역(AR3)에 해당하는 이송 코일(100)의 온도를 제어할 수 있다.
이때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어부(500)는 일 실시예에 따른 제어부 대비, 상기 가열부(400a', 400b', 400c') 각각에 흐르는 전류의 크기를 제어하여 가열 성능을 제어한다는 점에서 상이하지만, 제어되는 가열 성능의 크기와 과정은 동일할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어부(500) 또한, 슬러리 도포량에 대응하여 가열부(400a', 400b', 400c')의 가열 성능을 제어함으로써, 이송 롤러의 온도를 제어할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 제어부(500)는 슬러리 도포량의 도포량 평균을 산출하며, 도포량 평균과 각각의 슬러리 도포량 간에 도포량 편차를 산출하고, 수직 방향을 따라 미리 설정된 영역(AR1, AR2, AR3) 중에서 도포량 편차가 미리 설정된 편차 이상인 영역을 가열 영역으로 선별할 수 있다.
이후, 상기 제어부(500)는 가열 영역이 선별되면 상기 도포량 편차를 이용하여 가열 영역에 각각 인접한 가열부의 가열 성능을 제어할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬러리 도포 장치 또한 수직 방향(TD)을 따라 집전체(1) 전면에 도포된 슬러리(2)의 슬러리 도포량을 균일하게 유지할 수 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
100: 이송 롤러 200: 슬러리 공급부
300: 도포량 측정부 400a, 400b, 400c: 가열부
500: 제어부

Claims (7)

  1. 이송 롤러를 이용하여 집전체를 이송하는 단계;
    슬러리 공급부를 이용하여 상기 집전체에 전극 슬러리를 도포하는 단계;
    도포량 측정부를 이용하여 상기 집전체의 이송 방향에 수직한 수직 방향을 따라 도포된 상기 전극 슬러리의 도포량을 측정하는 단계;
    가열부를 이용하여 상기 이송 롤러를 가열시키는 단계; 및
    제어부를 이용하여 상기 전극 슬러리 도포량에 대응하여 상기 가열부의 가열 성능을 제어함으로써, 상기 이송 롤러의 온도를 제어하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 이송 롤러의 온도를 제어하는 단계는,
    상기 전극 슬러리 도포량의 도포량 평균을 산출하며, 상기 도포량 평균과 각각의 상기 전극 슬러리 도포량 간에 도포량 편차를 산출하고, 상기 수직 방향을 따라 미리 설정된 영역 중에서 상기 전극 슬러리의 도포량이 상기 도포량 편차 이상으로 많이 도포된 영역을 가열 영역으로 선별하고, 상기 가열 영역의 가열 성능을 상승시켜 상기 가열 영역과 대응되는 위치에 도포된 전극 슬러리의 점도를 낮추어 주변 영역으로 이동하도록 함으로써 상기 수직 방향을 따라 균일한 슬러리 도포량을 유지하도록 하는 단계인 것을 특징으로 하는 슬러리 도포량 균일화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 도포량 측정부는
    상기 수직 방향을 따라 상기 도포된 전극 슬러리로 방사선을 조사하여 상기 도포된 전극 슬러리의 방사선 투과량을 측정하고, 상기 방사선 투과량을 이용하여 상기 전극 슬러리 도포량을 산출하는 것을 특징으로 하는 슬러리 도포량 균일화 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가열부는
    상기 이송 롤러의 내측과 외측 중 하나 이상에 배치되어 상기 이송 롤러를 가열시키는 것을 특징으로 하는 슬러리 도포량 균일화 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가열부는
    상기 수직 방향을 따라 미리 설정된 영역 마다 가열 성능이 제어되는 것을 특징으로 하는 슬러리 도포량 균일화 방법.
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