KR102467973B1 - 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 리튬 이차전지의 분리막 생산 공정 중 분리막을 건조시키면서 분리막 표면의 오일을 제거하는 추출 공정에서 분리막의 표면에 잔류하는 MC 용재를 회수하는 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템에 관한 것이다.
이를 위해 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템은 추출공정 이후 예열챔버 내부에 배치된 복수의 예열롤러를 통해 분리막 필름이 1차 승온되고, 분리막 필름 표면에 묻어있는 MC용재가 용재제거수단을 통해 1차 제거되는 예열부, 상기 예열부에서 1차 승온된 분리막 필름이 건조챔버 내부에 배치된 복수의 건조롤러를 거치면서 2차 승온 상태에서 표면에 잔류하는 MC용재가 2차 제거되는 건조부, 상기 건조부에서 승온된 분리막 필름이 냉각챔버 내부에 배치된 복수의 냉각롤러를 거치면서 상온 상태로 냉각되는 냉각부를 포함하고, 상기 건조챔버와 냉각챔버 사이에 배치되고, 상기 분리막 필름이 진입하고 배출하는 과정에서 다단으로 에어포켓이 형성되는 실링유닛을 통해 외기의 유입을 차단하는 연결챔버를 포함한다.

Description

리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템{SYSTEM FOR DRYING SEPARATION FILM OF LITHIUM SECONDARY BATTERY}
본 발명은 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템에 관한 것이다.
일반적으로 이차전지는 전기화학반응을 이용하여 충전과 방전을 연속적으로 반복하여 반영구적으로 사용할 수 있는 화학전지로서, 납축전지, 니켈 카드뮴전지, 니켈 수소전지, 리튬 이차전지로 구분된다.
최근 리튬이차전지는 다른 전지들에 비하여 높은 전압 및 에너지 밀도특성이 우수하여 이차전지시장을 주도하고 있다. 즉 리튬이차전지는 자동차시장에 전기자동차를 성공적으로 재정작시키는 원동력이 되었고, 전기 자동차의 판매증가에 따라 리튬이온전지산업의 성장을 촉진하고 있는 한편, 하이브리드 자동차 및 전기자동차용 전원으로 크게 주목을 받는 등 그 응용범위가 확대되고 있다.
이러한 리튬이차전지는 전해질의 종류에 따라서 액체 전해질을 사용하는 리튬이온전지와 고체형 전해질을 사용하는 리튬이온 고분자전지로 구분할 수 있다.
상기 리튬이차전지는 양극, 음극, 전해액, 분리막으로 구성되어 있으며, 이중 리튬이차전지 분리막의 요구 특성은 양극과 음극을 분리하여 전기적으로 절연시키면서도 높은 기공도를 바탕으로 리튬 이온의 투과성을 높여 이온전도도를 높이는 것이다.
또한, 외부 충격이나 전지의 조립시, 고속의 권취 과정에서 견딜 수 있는 기계적 강도를 지녀야 하고, 과충전, 고온 노출 등으로 분리막의 열 수축 현상이 발생하여 전지가 발화 및 폭발하지 않아야 한다.
상기 리튬이차전지의 4대 구성요소 가운데 하나인 분리막은 마이크론(um) 이하의 미세 기공을 갖는 필름으로서 리튬이차전지 내에서 양극과 음극을 격리시켜 두 전극의 물리적 접촉에 의한 전기적 단락을 방지하고, 미세 기공 내에 함침된 전해액을 통해 리튬 이온의 이동을 가능하게 하는 역할을 한다.
이러한 특성을 고려할 때, 분리막은 전지의 고출력화 및 전지 안전성 향상에
매우 큰 영향을 끼친다고 할 수 있고, 고에너지 및 고출력 밀도를 갖는 전지를 개발하기 위해서는 기계적 강도가 유지되면서 얇고 기공도가 우수한 분리막이 요구되
며, 전지 안전성 향상 측면에서는 셧다운, 용융다운 및 기계적 강도가 우수하고 열수축이 적은 분리막 개발이 지속적으로 진행되고 있다.
상기 리튬이차전지용 분리막 필름의 수요 증가 및 안정성 확보, 고효율 사양 요구로 인해 대폭화(4m급)를 통한 생산성 향상과 제조 공정에서의 품질 향상, 에너지 소비율 절감, 친환경 생산 설비 구축 등이 요구되고 있는 실정이며, 이에 적합한 설비의 개발이 필요하다.
일반적으로 리튬이차전지 분리막 필름 제조공정은 분리막용 시트를 제작하는 압출공정; 분리막용 시트를 압착하는 캐스팅공정: 분리막용 시트의 제1연신공정; 분리막 필름에 형성된 기공내 오일을 제거하는 추출공정; 분리막 필름 형상 유지를 위한 제2연신공정;을 포함한다.
상기 리튬이차전지 분리막 필름 생산 공정 중에서 추출공정에서는 미건조부
의 발생이나 오일의 불완전 제거, 건조 성능 저하 등으로 인하여 분리막 필름에 주
름이 발생할 수 있고, 오일이나 오일제거용 MC 용재가 완전하게 제거되지 않을 수 있게 된다.
종래 기술에 따른 리튬이차전지 분리막 필름 건조장치는 추출공정 중 발생하는 유해가스인 MC(Methyl-chloride, 메틸클로라이드, 이하 MC) 용재 가스 기밀을 위하여 워터 샤워 시스템(Water shower system)이 적용되었으며, 건조 시 MC 용재와 물의 건조를 위하여 열풍과 히팅롤을 동시 사용하는 방식으로 구성된다.
분리막 필름의 재질은 폴리올레핀 계열의 폴리에틸렌(PE) 소재를 사용하고
있으며, 분리막 필름은 130℃에서부터 용융되기 시작하므로, 120℃로 열풍이 공급
되어 건조되기는 하지만, 국부적으로 분리막 필름의 용융온도보다 높은 온도로 열
풍이 공급되는 지점이 발생하는 경우에는 그 지점에서 국부적으로 필름이 용융되고
수축되면서 용융되지 않는 필름다른 곳과는 달리 국부적으로 용융수축되면서 용융
온도보다 높은 열풍에 노출된 지점에 주름이 발생하여 분리막 필름의 불량이 발생하는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1670580호(발명의 명칭: 이차 전지용 분리막, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지, 2016. 10. 31. 공고) 대한민국 등록특허공보 제10-2146393호(발명의 명칭: 리튬 이차 전지용 분리막, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지, 2018. 03. 08. 공개)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 리튬 이차전지의 분리막 생산 공정 중 분리막을 건조시키면서 분리막 표면의 오일을 제거하는 추출 공정에서 분리막의 표면에 잔류하는 MC 용재를 회수하는 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템은 추출공정 이후 예열챔버 내부에 배치된 복수의 예열롤러를 통해 분리막 필름이 1차 승온되고, 분리막 필름 표면에 묻어있는 MC용재가 용재제거수단을 통해 1차 제거되는 예열부, 상기 예열부에서 1차 승온된 분리막 필름이 건조챔버 내부에 배치된 복수의 건조롤러를 거치면서 2차 승온 상태에서 표면에 잔류하는 MC용재가 2차 제거되는 건조부, 상기 건조부에서 승온된 분리막 필름이 냉각챔버 내부에 배치된 복수의 냉각롤러를 거치면서 상온 상태로 냉각되는 냉각부를 포함하고, 상기 건조챔버와 냉각챔버 사이에 배치되고, 상기 분리막 필름이 진입하고 배출하는 과정에서 다단으로 에어포켓이 형성되는 실링유닛을 통해 외기의 유입을 차단하는 연결챔버를 포함할 수 있다.
상기 예열부와 상기 건조부 사이에 배치되어 상기 예열부에서 인출된 분리막 필름이 적어도 하나 이상의 자연건조롤러를 지나면서 상온에서 자연건조된 상태로 상기 건조부에 투입되게 하는 자연건조부를 포함할 수 있다.
상기 예열부는 용재제거수단으로 하부 예열롤러에 대해 수직방향으로 배치되어 상기 하부 예열롤러를 통과하는 분리막 필름 상단에 에어를 분사하는 제1 에어나이프와, 중간 예열롤러에 대해 수직방향으로 배치되어 상기 중간 예열롤러를 통과하는 분리막 필름 상단에 에어를 분사하는 제2 에어나이프를 통해 필름표면에 묻어있는 MC용재를 제거할 수 있다.
상기 예열부는 상기 예열챔버 상부에 송풍팬이 구비되어 비산 또는 기화된 MC용재를 강제 배기하고, 하부에 경사지게 용재배출가이드가 구비되어 자중에 의해 바닥으로 떨어지는 MC용재를 회수할 수 있다.
상기 건조챔버는 상하부 또는 좌우부 방향을 따라 상기 복수의 건조롤러가 지그재그형으로 배치되고, 상기 복수의 건조롤러는 분리막 필름의 표면에 잔존하는 MC용재가 순차적으로 증발되도록 온도차를 갖도록 배열될 수 있다.
상기 건조롤러와 상기 건조롤러 사이에 건조 에어를 분사하는 건조 파이프가 설치되고, 상기 건조 파이프에 복수개의 에어 홀이 형성되어 상기 에어 홀을 통해 건조 에어를 필름표면에 분사함으로써 분리막 필름의 습도를 조절할 수 있다.
상기 건조롤러는 양측에 각각 열매가 공급되거나 배출되는 열매 주입관이 형성되고, 상기 열매 주입관에 열매가 공급되어 축부 방향을 따라 배출되며, 중심부에 열매가 공급되어 롤러를 일정 온도로 유지할 수 있다.
상기 실링유닛은 분리막 필름 상하부에 마주보게 배치되고 내부에 복수의 에어포켓 공간부가 형성된 제1 실링부재와 제2 실링부재를 포함할 수 있다.
상기 실링유닛은 상기 제1 실링부재 및 상기 제2 실링부재를 각각 분리막 필름 방향으로 위치를 가변시키는 위치가변수단을 더 포함할 수 있다.
상기 냉각챔버는 중심부를 따라 복수의 냉각롤러가 상하 또는 좌우로 지그재그형으로 배치되어 승온된 분리막 필름이 상기 냉각롤러를 통과하면서 순차적으로 냉각되며, 상부에 송풍팬이 구비되어 MC용재 가스를 강제배기할 수 있다.
본 발명에 따른 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템에 따르면, 분리막을 건조시키면서 분리막 표면의 오일을 제거하는 추출 공정에서 분리막의 표면에 잔류하는 MC 용재를 보다 효과적으로 회수하고, 분리막 필름의 예열 및 건조, 냉각과정을 통해 MC 용재의 회수율을 높일 수 있게 되어 생산성 향상과 원가절감을 도모할 수 있다.
또한, 냉각챔버 및 건조챔버에서 발생하는 MC 가스를 효과적으로 제거하여 MC 가스가 대기중으로 배출되는 것을 방지함으로써 대기 오염을 방지할 수 있다.
또한, 건조롤러의 온도제어를 통해 적정한 온도를 분리막 필름에 제공함으로써 분리막 필름 표면에 국부적 고온 열풍에 의해 발생되는 용융수축으로 인한 주름발생을 원천적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템의 예열부를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템의 건조부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 건조부의 건조 파이프를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 건조부의 건조롤러 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연결챔버의 실링유닛이 작동되는 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템의 냉각부를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템의 일 실시예를 설명한다. 이때, 본 발명은 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템(1)은 예열부(10), 건조부(20), 및 냉각부(30)를 포함하고, 분리막 필름(s)이 상기 예열부(10)와 건조부(20) 및 냉각부(30)를 순차적으로 통과하면서 건조됨과 동시에 분리막 필름(s)의 MC용재가 제거될 수 있다.
상기 예열부(10)는 추출공정 이후 예열챔버(11) 내부에 배치된 복수의 예열롤러(12)를 통해 분리막 필름(s)이 1차 승온되고, 분리막 필름(s) 표면에 묻어있는 MC용재가 용재제거수단을 통해 1차 제거될 수 있다.
상기 건조부(20)는 예열부에서 1차 승온된 분리막 필름(s)이 건조챔버(21) 내부에 배치된 복수의 건조롤러(22)를 거치면서 2차 승온 상태에서 표면에 잔류하는 MC용재가 2차 제거될 수 있다.
상기 냉각부(30)는 건조부(20)에서 승온된 분리막 필름(s)이 냉각챔버(31) 내부에 배치된 복수의 냉각롤러(32)를 거치면서 상온 상태로 냉각될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템(1)은 상기 건조챔버(21)와 냉각챔버(31) 사이에 배치되고, 상기 분리막 필름(s)이 진입하고 배출하는 과정에서 다단으로 에어포켓(41a, 41b)이 형성되는 실링유닛(41)을 통해 외기의 유입을 차단하는 연결챔버(40)를 포함할 수 있다.
상기 건조챔버(21)와 냉각챔버(31)의 연결부에 에어포켓방식의 실링유닛(41)이 구비되어 분리막 필름(s)의 건조 시 발생하는 MC 가스가 챔버에 유입되는 것을 방지할 수 있다. 상기 건조챔버(21)에서 냉각챔버(31)로 전달되는 분리막 필름(s)을 최대한 실링함으로써 외부로 MC 가스가 배출되는 것을 차단할 수 있다.
또한, 상기 예열부(10)와 상기 건조부(20) 사이에 배치되어 상기 예열부(10)에서 인출된 분리막 필름(s)이 적어도 하나 이상의 자연건조롤러(51)를 지나면서 상온에서 자연건조된 상태로 상기 건조부(20)에 투입되게 하는 자연건조부(50)를 포함할 수 있다.
상기 자연건조부(50)를 분리막 필름(s)이 통과하면서 발생하는 MC 가스를 최대한 배출함으로써 분리막 필름(s)의 건조 효과를 높여줄 수 있다.
상기 자연건조부(50)를 통해 예열된 분리막 필름(s)을 상온 상태에서 자연 건조함으로써 상기 건조부(20)에 투입되는 분리막 필름(s)의 건조 상태를 보다 양호하게 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템의 예열부를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 예열부(10)는 용재제거수단으로 하부 예열롤러(12a)에 대해 수직방향으로 배치되어 상기 하부 예열롤러(12a)를 통과하는 분리막 필름(s) 상단에 에어를 분사하는 제1 에어나이프(13)와, 중간 예열롤러(12b)에 대해 수직방향으로 배치되어 상기 중간 예열롤러(12b)를 통과하는 분리막 필름(s) 상단에 에어를 분사하는 제2 에어나이프(14)를 통해 필름표면에 묻어있는 MC용재를 제거할 수 있다.
상기 분리막 필름(s)은 상부 예열롤러(12c)를 지나 상기 자연건조부(50)에 투입될 수 있다. 상기 제1 에어나이프(13)와 제2 에어나이프(14)는 팬(15)과 연결되어 상기 분리막 필름(s)에서 발생하는 MC용재를 배출할 수 있다.
또한, 상기 예열부(10)는 상기 예열챔버(11) 상부에 송풍팬(16)이 구비되어 비산 또는 기화된 MC용재를 강제 배기하고, 하부에 경사지게 용재배출가이드(17)가 구비되어 자중에 의해 바닥으로 떨어지는 MC용재를 회수할 수 있다.
상기 예열챔버(11)는 핫 워터 펌프(18)와 연결되어 고온수를 예열챔버(11)에 투입한 후, 저온수를 외부로 회수할 수 있다.
즉, 상기 예열부(10)에서 제1 에어나이프(13)와 제2 에어나이프(14) 적용 시 노즐의 위치와 각도에 따라 잔류 MC용재가 분리막 필름(s)의 외측으로 배출되게 할 수 있고, 상기 제1 에어나이프(13)와 제2 에어나이프(14)의 노즐 각도를 통해 상기 예열롤러와 분리막 필름(s) 사이에 음압이 발생되어 보다 효과적으로 MC용재를 제거할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템의 건조부를 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 건조부의 건조 파이프를 도시한 도면이다.
도 3과 도 4를 참조하면, 상기 건조챔버(21)는 상하부 또는 좌우부 방향을 따라 상기 복수의 건조롤러(22)가 지그재그형으로 배치되고, 상기 복수의 건조롤러(22)는 분리막 필름(s)의 표면에 잔존하는 MC용재가 순차적으로 증발되도록 온도차를 갖도록 배열되게 구성할 수 있다.
상기와 같은 건조롤러(22)의 배치를 통해 분리막 필름(s)의 이동 거리 및 이동 시간을 높여 건조효과를 높여줄 수 있고, 상기 건조롤러(22)의 지그재그형 배치를 통해 상기 건조챔버(21) 내부의 공간 활용을 보다 효과적으로 설계할 수 있다.
즉, 상기 복수의 건조롤러(22)는 상기 건조챔버(21)의 입구측 건조롤러(22a)부터 순차적으로 온도가 상승하고, 상기 건조챔버(21)의 중앙에 배치된 건조롤러(22b)가 가장 높은 온도를 유지하며, 상기 건조챔버(21)의 출구측으로 갈수록 건조롤러(22c)의 온도가 낮아져 상온을 유지할 수 있다.
또한, 상기 복수의 건조롤러(22) 전후방에 각각 상하 또는 좌우 각도조절이 가능한 가이드롤러(23)가 구비되게 구성할 수 있다. 상기 가이드롤러(23)는 EPC 롤러 또는 익스팬더 롤러가 사용될 수 있다. 상기 가이드롤러(23)는 분리막 필름(s)의 에지부분을 제거한 상태로 분리막 필름(s)을 건조하게 되는 경우, 상기 분리막 필름(s)이 유동되는 것을 방지할 수 있다.
상기 건조챔버(21)는 핫 워터 펌프(24)와 연결되어 고온수를 건조챔버(21)에 투입한 후, 저온수를 외부로 회수할 수 있다. 상기 건조챔버(21)의 하부에 복수개의 배출구(21a)가 형성되고, 상기 배출구(21a)는 열교환기(25)와 연결되어 열교환된 가스를 팬(26)을 통해 배출할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 건조롤러(22)와 상기 건조롤러(22) 사이에 건조 에어를 분사하는 건조 파이프(27)가 설치되고, 상기 건조 파이프(27)에 복수개의 에어 홀(27a)이 형성되어 상기 에어 홀(27a)을 통해 건조 에어를 필름표면에 분사함으로써 분리막 필름(s)의 습도를 조절할 수 있다.
상기 복수개의 건조 파이프(27)에 제어유닛(28)이 연결되어 상기 제어유닛(28)의 신호를 통해 상기 건조 파이프(27)에서 분사되는 건조 에어의 분사속도, 분사량, 분사시간을 제어할 수 있다.
상기 건조 파이프(27)를 통해 분리막 필름(s)의 양 면을 동일하게 건조함으로써 분리막 필름(s)의 습도를 효과적으로 조절할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 건조부의 건조롤러 구조를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 상기 건조롤러(22)는 양측에 각각 열매가 공급되거나 배출되는 열매 주입관(22A)이 형성되고, 상기 열매 주입관(22A)에 열매가 공급되어 축부 방향을 따라 배출되며, 중심부에 열매가 공급되어 롤러를 일정 온도로 유지할 수 있다.
즉, 상기 건조롤러(22)의 중앙부에 직접 열매가 주입되어 상기 건조롤러(22)의 양측으로 열매가 이동함으로써 상기 건조롤러(22)의 내부 온도를 일정하게 유지할 수 있다. 상기 건조롤러(22)가 자켓롤러(Jaket Roller)로 구성되어 내부 열매 순환에 따른 롤러의 표면 온도를 다르게 할 수 있다.
상기 건조롤러(22)의 일측 또는 양측에서 투입된 열매가 건조롤러(22)의 중앙부에 바로 공급된 후, 상기 건조롤러(22)의 양 측방향으로 각각 이동하면서 양 측의 열매 주입관(22A)으로 이동될 수 있다. 이를 통해 건조롤러(22) 내부에서 열매가 고르게 순환됨으로써 건조롤러(22)의 온도를 일정하게 유지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연결챔버의 실링유닛이 작동되는 구조를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 상기 실링유닛(41)은 분리막 필름(s) 상하부에 마주보게 배치되고 내부에 복수의 에어포켓 공간부가 형성된 제1 실링부재(41A)와 제2 실링부재(41B)를 포함할 수 있다. 상기 실링유닛(41)은 상기 제1 실링부재(41A) 및 상기 제2 실링부재(41B)를 각각 분리막 필름(s) 방향으로 위치를 가변시키는 위치가변수단(42)을 포함할 수 있다.
상기 위치가변수단(42)은 제1 실링부재(41A)와 제2 실링부재(41B)를 상하방향으로 이동시킬 수 있는 실린더로 구성될 수 있다. 상기 제1 실링부재(41A)와 제2 실링부재(41B)는 리니어 가이드(Linear guide) 방식으로 상하 동작되도록 설계될 수 있다.
즉, 상기 실링유닛(41)은 복수개의 에어포켓(41a, 41b)으로 이루어진 제1 실링부재(41A)와 제2 실링부재(41B)의 간격을 조절하여 분리막 필름(s)이 지나는 공간을 최소화할 수 있다. 분리막 필름(s)의 두께나 이동 속도에 따라 제1 실링부재(41A)와 제2 실링부재(41B)의 사이 공간을 조절할 수 있다. 상기 위치가변수단(42)의 동작을 통해 제1 실링부재(41A)와 제2 실링부재(41B)를 각각 이동시켜 사이 공간을 넓이거나 좁혀줄 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템의 냉각부를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 상기 냉각챔버(31)는 중심부를 따라 복수의 냉각롤러(32)가 상하 또는 좌우로 지그재그형으로 배치되어 승온된 분리막 필름(s)이 상기 냉각롤러(32)를 통과하면서 순차적으로 냉각되며, 상부에 송풍팬(33)이 구비되어 MC용재 가스를 강제배기할 수 있다.
상기 냉각챔버(31)에서 건조챔버(21)에서 발생한 MC용재 가스를 보다 효과적으로 배출할 수 있고, 상기 냉각챔버(31)는 쿨링 워터 펌프(34)와 연결되어 투입된 냉각수가 저온수로 회수될 수 있다.
상기 냉각챔버(31) 또한 건조챔버(21)와 마찬가지로 복수개의 냉각롤러(32) 배치를 통해 공간 활용 및 분리막 필름의 보다 효과적인 냉각을 도모할 수 있다.
따라서, 상기와 같이 구성된 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템(1)을 통해 분리막 필름(s)을 건조시키면서 분리막 표면의 오일을 제거하는 추출 공정에서 분리막의 표면에 잔류하는 MC 용재를 보다 효과적으로 회수하고, 상기 분리막 필름(s)의 예열 및 건조, 냉각과정을 통해 MC 용재의 회수율을 높일 수 있게 되어 생산성 향상과 원가절감을 도모할 수 있다.
또한, 상기 냉각챔버(31) 및 건조챔버(21)에서 발생하는 MC 가스를 효과적으로 제거하여 MC 가스가 대기중으로 배출되는 것을 방지함으로써 대기 오염을 방지할 수 있다.
또한, 상기 건조롤러(22)의 온도제어를 통해 적정한 온도를 분리막 필름(s)에 제공함으로써 분리막 필름(s) 표면에 국부적 고온 열풍에 의해 발생되는 용융수축으로 인한 주름발생을 원천적으로 방지할 수 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
1: 분리막 필름 건조시스템 10: 예열부
11: 예열챔버 12: 예열롤러
12a: 하부 예열롤러 12b: 중간 예열롤러
12c: 상부 예열롤러 13: 제1 에어나이프
14: 제2 에어나이프 15: 팬
16: 송풍팬 17: 용재배출가이드
18: 핫 워터 펌프 20: 건조부
21: 건조챔버 22, 22a, 22b, 22c: 건조롤러
22A: 열매 주입관 23: 가이드롤러
24: 핫 워터 펌프 25: 열교환기
26: 팬 27: 건조 파이프
27a: 에어 홀 28: 제어유닛
30: 냉각부 31: 냉각챔버
32: 냉각롤러 33: 송풍팬
34: 쿨링 워터 펌프 40: 연결챔버
41: 실링유닛 41a, 41b: 에어포켓
41A: 제1 실링부재 41B: 제2 실링부재
42: 위치가변수단 50: 자연건조부
51: 자연건조롤러
s: 분리막 필름

Claims (10)

  1. 추출공정 이후 예열챔버 내부에 배치된 복수의 예열롤러를 통해 분리막 필름이 1차 승온되고, 분리막 필름 표면에 묻어있는 MC용재가 용재제거수단을 통해 1차 제거되는 예열부;
    상기 예열부에서 1차 승온된 분리막 필름이 건조챔버 내부에 배치된 복수의 건조롤러를 거치면서 2차 승온 상태에서 표면에 잔류하는 MC용재가 2차 제거되는 건조부;
    상기 건조부에서 승온된 분리막 필름이 냉각챔버 내부에 배치된 복수의 냉각롤러를 거치면서 상온 상태로 냉각되는 냉각부;를 포함하고,
    상기 건조챔버와 상기 냉각챔버 사이에 배치되고, 상기 분리막 필름이 진입하고 배출하는 과정에서 다단으로 에어포켓이 형성되는 실링유닛을 통해 외기의 유입을 차단하는 연결챔버;를 포함하며,
    상기 건조챔버는 상하부 또는 좌우부 방향을 따라 상기 복수의 건조롤러가 지그재그형으로 배치되고, 상기 복수의 건조롤러는 분리막 필름의 표면에 잔존하는 MC용재가 순차적으로 증발되도록 온도차를 갖도록 배열되고,
    상기 복수의 건조롤러 전후방에 각각 상하 또는 좌우 각도조절이 가능한 가이드롤러가 구비되며,
    상기 건조챔버는 핫 워터 펌프와 연결되어 고온수를 상기 건조챔버에 투입한 후, 저온수를 외부로 회수하며, 상기 건조챔버의 하부에 복수개의 배출구가 형성되고, 상기 배출구는 열교환기와 연결되어 열교환된 가스를 팬을 통해 배출하며,
    상기 건조롤러와 상기 건조롤러 사이에 건조 에어를 분사하는 건조 파이프가 설치되고, 상기 건조 파이프에 복수개의 에어 홀이 형성되어 상기 에어 홀을 통해 건조 에어를 필름표면에 분사함으로써 분리막 필름의 습도를 조절하며,
    상기 복수개의 건조 파이프에 제어유닛이 연결되어 상기 제어유닛의 신호를 통해 상기 건조 파이프에서 분사되는 건조 에어의 분사속도, 분사량 및 분사시간을 제어하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 예열부와 상기 건조부 사이에 배치되어 상기 예열부에서 인출된 분리막 필름이 적어도 하나 이상의 자연건조롤러를 지나면서 상온에서 자연건조된 상태로 상기 건조부에 투입되게 하는 자연건조부를 포함하는 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 예열부는 용재제거수단으로 하부 예열롤러에 대해 수직방향으로 배치되어 상기 하부 예열롤러를 통과하는 분리막 필름 상단에 에어를 분사하는 제1 에어나이프와, 중간 예열롤러에 대해 수직방향으로 배치되어 상기 중간 예열롤러를 통과하는 분리막 필름 상단에 에어를 분사하는 제2 에어나이프를 통해 필름표면에 묻어있는 MC용재를 제거하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 예열부는 상기 예열챔버 상부에 송풍팬이 구비되어 비산 또는 기화된 MC용재를 강제 배기하고, 하부에 경사지게 용재배출가이드가 구비되어 자중에 의해 바닥으로 떨어지는 MC용재를 회수하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 건조롤러는 양측에 각각 열매가 공급되거나 배출되는 열매 주입관이 형성되고, 상기 열매 주입관에 열매가 공급되어 축부 방향을 따라 배출되며, 중심부에 열매가 공급되어 롤러를 일정 온도로 유지하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 실링유닛은 분리막 필름 상하부에 마주보게 배치되고 내부에 복수의 에어포켓 공간부가 형성된 제1 실링부재와 제2 실링부재를 포함하는 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 실링유닛은 상기 제1 실링부재 및 상기 제2 실링부재를 각각 분리막 필름 방향으로 위치를 가변시키는 위치가변수단을 더 포함하는 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉각챔버는 중심부를 따라 복수의 냉각롤러가 상하 또는 좌우로 지그재그형으로 배치되어 승온된 분리막 필름이 상기 냉각롤러를 통과하면서 순차적으로 냉각되며, 상부에 송풍팬이 구비되어 MC용재 가스를 강제배기하는 것을 특징으로 하는 리튬이차전지 분리막 필름 건조시스템.
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