KR102536149B1 - 이차전지용 전극 슬러리 제조장치 및 제조방법 - Google Patents

이차전지용 전극 슬러리 제조장치 및 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이차전지용 전극 슬러리 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조방법은 전극 활물질을 투입관을 통해 탱크의 수용부에 투입하는 투입단계 및 상기 전극 활물질과, 도전재 및 바인더를 상기 탱크에 수용시킨 후 믹싱(Mixing)하여 전극 슬러리를 제조하는 믹싱단계를 포함하고, 상기 투입단계는 상기 투입관에 공기(air)를 분사하여 상기 전극 활물질을 제1 수분 흡착 필터를 통과시키며 상기 탱크에 투입함으로서, 상기 전극 활물질을 1차 건조하는 1차 건조단계를 포함한다.

Description

이차전지용 전극 슬러리 제조장치 및 제조방법{ELECTRODE SLURRY MANUFACTURING METHOD AND MANUFACTURING DEVICE FOR RECHARGEABLE BATTERY}
본 발명은 이차전지용 전극 슬러리 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.
이차 전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격하게 증가하고 있다.
이차 전지는 전지 케이스의 형상에 따라, 코인형 전지, 원통형 전지, 각형 전지, 및 파우치형 전지로 분류된다. 이차 전지에서 전지 케이스 내부에 장착되는 전극 조립체는 전극 및 분리막의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자이다.
전극 조립체는 활물질이 도포된 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재(介在)하여 권취한 젤리 롤(Jelly-roll)형, 다수의 양극과 음극을 분리막이 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형, 및 스택형의 단위 셀들을 긴 길이의 분리 필름으로 권취한 스택/폴딩형으로 대략 분류할 수 있다.
전극은 전극 집전체에 전극 슬러리를 코팅하여 형성되는데, 전극 슬러리에 잔존하는 수분으로 전지의 성능 및 수명이 저하되는 문제가 있어 왔다.
한국 공개특허 제10-2016-0010121호
본 발명의 하나의 관점은 전극 슬러리에 혼합되는 전극 활물질의 수분을 제거 또는 최소화시킬 수 있는 이차전지용 전극 슬러리 제조장치 및 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조방법은, 전극 활물질을 투입관을 통해 탱크의 수용부에 투입하는 투입단계 및 상기 전극 활물질과, 도전재 및 바인더를 상기 탱크에 수용시킨 후 믹싱(Mixing)하여 전극 슬러리를 제조하는 믹싱단계를 포함하고, 상기 투입단계는 상기 투입관에 공기(air)를 분사하여 상기 전극 활물질을 제1 수분 흡착 필터를 통과시키며 상기 탱크에 투입함으로서, 상기 전극 활물질을 1차 건조하는 1차 건조단계를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조장치는, 내부에 수용부가 형성된 탱크와, 상기 탱크의 투입부에 구비되어 수분을 흡착하는 제1 수분 흡착 필터와, 상기 탱크의 투입부와 연결되어 전극 활물질이 상기 탱크의 수용부로 투입되는 통로를 제공하는 투입관 및 상기 투입관에 공기를 분사하여 상기 전극 활물질이 제1 수분 흡착 필터를 통과하며 1차 건조되어 상기 탱크에 투입되도록하는 공기 분사부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다수의 건조과정을 거치면서 전극 활물질의 수분을 효과적으로 제거할 수 있다. 이에 따라, 전극 활물질의 수분이 현저히 감소 또는 제거된 전극 슬러리를 제조할 수 있어, 전지의 성능 및 수명을 현저히 증가시킬 수 있다. 특히, 전극 슬러리의 믹싱 과정 전에 전극 활물질의 수분을 효과적으로 제거할 수 있어, 믹싱 후 전극 집전체에 전극 슬러리를 도포하여 건조 시, 수분이 소량만 제거되는 문제를 방지하고, 도포된 전극 슬러리를 과도하게 건조하는 과정에서 전극에 크랙이 발생하는 문제를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조장치를 예시적으로 나타낸 정면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조장치를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조장치에서 제1 수분 흡착 필터를 예시적으로 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조장치에서 제2 수분 흡착 필터를 예시적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조장치를 예시적으로 나타낸 정면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조장치를 예시적으로 나타낸 나타낸 단면도이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조장치를 예시적으로 나타낸 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조장치를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조장치(100)는 탱크(110)와, 탱크(110)의 투입부(112)에 구비된 제1 수분 흡착 필터(130)와, 탱크(110)의 투입부(112)와 연결된 투입관(120) 및 투입관(120)에 공기를 분사하는 공기 분사부(140)를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조장치(100)는 전극 활물질(E)을 2차 건조하는 제2 수분 흡착 필터(160) 및 탱크(110)를 가열하여 전극 활물질(E)을 건조시키는 가열부(180)를 더 포함할 수 있다.
이하에서, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예인 이차전지용 전극 슬러리 제조장치에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 탱크(110)는 내부에 전극 슬러리를 제조하기위해 필요한 물질이 수용되는 수용부(111)가 형성된다.
또한, 탱크(110)는 일측부에 전극 활물질(E)이 투입되는 투입부(112)가 구비되고, 타측부에 공기가 배출되는 공기 배출부(113)가 구비될 수 있다.
여기서, 투입부(112)는 예를 들어 투입홀을 포함하여 구성되고, 공기 배출부(113)는 배기홀을 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 탱크(110)는 예를들어 본체 및 본체의 내측에 형성된 수용부(111)를 개폐하는 덮개를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조장치에서 제1 수분 흡착 필터를 예시적으로 나타낸 사시도다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 제1 수분 흡착 필터(130)는 탱크(110)의 투입부(112)에 구비되어 탱크(110)의 수용부(111)로 투입되는 전극 활물질(E)의 수분을 흡착하여 1차 건조할 수 있다.
또한, 제1 수분 흡착 필터(130)는 예를들어 실리카겔(silica gel)을 포함하여 이루어질 수 있다.
아울러, 제1 수분 흡착 필터(130)는 투입관(120)을 통해 탱크(110)로 전극 활물질(E) 및 공기가 유입되기 용이하도록 다수개의 유입홀(131)이 형성될 수 있다. 이때, 유입홀(131)의 폭은 예를들어 전극 활물질(E)의 입자 크기 보다 크게 형성될 수 있다.
도 2를 참고하면, 투입관(120)은 탱크(110)의 투입부(112)와 연결되어 전극 활물질(E)이 탱크(110)의 수용부(111)로 투입되는 통로를 제공한다.
공기 분사부(140)는 투입관(120)에 공기를 분사하여 전극 활물질(E)을 제1 수분 흡착 필터(130)를 통과하며 탱크(110)의 수용부(111)로 투입시킬 수 있다. 이때, 투입관(120)에 위치된 전극 활물질(E)은 공기 분사를 통해 흩날리며 제1 수분 흡착 필터(130)를 통과하는 것을 통해 1차 건조될 수 있다.
또한, 공기 분사부(140)는 일측부가 투입관(120)에 연결된 에어관(141) 및 에어관(141)의 타측부에 연결된 에어 블로워(Air Blower)(142)를 포함할 수 있다.
이에 따라, 에어 블로워(Air Blower)(142)로부터 에어관(141)을 통해 투입관(120)으로 공기가 분사되어 투입관(120)에 위치된 전극 활물질(E)이 에어관(141)으로부터 공급되는 공기와 함께 탱크(110)의 수용부(111)에 투입될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조장치에서 제2 수분 흡착 필터를 예시적으로 나타낸 사시도다.
도 2 및 도 4를 참고하면, 제2 수분 흡착 필터(160)는 유입되는 공기가 배출되는 탱크(110)의 공기 배출부(113)에 구비되어, 탱크(110)에 수용된 전극 활물질(E)을 2차 건조시킬 수 있다.
또한, 제2 수분 흡착 필터(160)는 예를들어 실리카겔을 포함하여 이루어질 수 있다.
아울러, 제2 수분 흡착 필터(160)는 탱크(110)의 공기 배출부(113)와 연결된 배출관(170)을 통해 공기의 배출이 용이하도록 복수개의 배출홀(161)이 형성될 수 있다. 이때, 배출홀(161)의 폭은 예를들어 전극 활물질(E)의 입자 크기 보다 작게 형성될 수 있다.
도 2를 참고하면, 가열부(180)는 탱크(110)를 가열하여 내부에 수용된 전극 활물질(E)의 수분을 증발시킬 수 있다.
또한, 가열부(180)는 예를들어 히터(Heater)로 이루어질 수 있다. 여기서, 히터는 예를들어 내부에 권취된 코일(Coil)이 구비되고, 코일의 저항열을 탱크(110)로 전달 할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조장치(100)는 다수의 건조과정을 거칠 수 있도록 구성되어 전극 활물질(E)의 수분을 효과적으로 제거할 수 있다. 이에 따라, 전극 활물질(E)의 수분이 현저히 감소 또는 제거된 전극 슬러리를 제조할 수 있어, 전지의 성능 및 수명을 현저히 증가시킬 수 있다. 특히, 전극 슬러리를 믹싱하기 전에 전극 활물질(E)의 수분을 효과적으로 제거할 수 있어, 믹싱 후 전극 집전체에 전극 슬러리를 도포하여 건조 시, 수분이 소량만 제거되는 문제를 방지하고, 도포된 전극 슬러리를 과도하게 건조하는 과정에서 전극에 크랙(Crack)이 발생하는 문제를 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조장치를 예시적으로 나타낸 정면도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조장치를 예시적으로 나타낸 나타낸 단면도이다.
도 5 및 6을 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조장치(200)는 전술한 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조장치(100)와 비교할 때, 송풍부(290)를 더 포함하는 차이가 있다. 따라서, 본 실시예는 일 실시예와 중복되는 내용은 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조장치(200)에서, 송풍부(290)는 탱크(110)의 수용부(111)를 송풍할 수 있다.
또한, 송풍부(290)는 송풍관(291) 및 송풍기(292)를 포함할 수 있다. 여기서, 송풍단계는 송풍관(291)으로 탱크(110)와 송풍기(292)가 연결되어, 송풍기(292)를 통해 탱크(110)의 수용부(111)를 송풍시킬 수 있다. 이에 따라, 탱크(110)의 내부에 수용된 전극 활물질(E)이 유동되며 전극 활물질(E)의 수분 증발을 촉진할 수 있다.
또한, 송풍기(292)는 공기 압축기, 블로워(Blower) 또는 팬(Fan) 중에서 어느 하나로 이루어질 수 있다.
그리고, 송풍부(290)는 탱크(110)의 내부에 고열의 공기를 송풍하여 탱크(110)의 수용부(111)에 수용된 전극 활물질(E)의 수분 증발을 보다 더 효과적으로 촉진할 수 있다. 이때, 송풍관(291) 또는 송풍기(292)를 가열하는 히터부가 더 구비될 수 있다.
이하에서는, 도 1 내지 도 4를 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조방법을 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조방법은 전극 활물질(E)을 탱크(110)에 투입하는 투입 단계와, 전극 활물질(E), 도전재, 및 바인더를 믹싱하는 믹상단계를 포함하고, 투입단계는 전극 활물질(E)을 1차 건조하는 1차 건조단계를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조방법은 전극 활물질(E)을 2차 건조하는 2차 건조단계 및 탱크(110)를 가열하여 전극 활물질(E)을 건조시키는 가열 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조방법은 전술한 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조장치(100)를 통하여 이차전지용 전극 슬러리를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 본 실시예는 전술한 실시예와 중복되는 내용은 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.
이하에서, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예인 이차전지용 전극 슬러리 제조방법에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 투입단계는 전극 활물질(E)을 전극 슬러리 제조장치(100)의 투입관(120)을 통해 탱크(Tank)(110)의 내부에 형성된 수용부(111)에 투입한다.
여기서, 투입단계는 전극 활물질(E)을 1차 건조시키는 1차 건조단계를 포함하여, 전극 활물질(E)을 건조시키며 탱크(110)의 내부에 투입할 수 있다.
1차 건조단계는 투입관(120)에 공기(air)를 분사하여 전극 활물질(E)을 탱크(110)의 수용부(111)에 투입하되, 전극 활물질(E)이 제1 수분 흡착 필터(130)를 통과하며 탱크(110)에 투입되도록하여 전극 활물질(E)을 1차 건조시킬 수 있다.
따라서, 1차 건조단계는 전극 활물질(E)을 공기 분사하면서 건조하고, 동시에 제1 수분 흡착 필터(130)를 통과시켜 건조함으로써, 전극 활물질(E)에 포함된 수분을 1차로 제거하여 탱크(110)에 투입할 수 있다.
한편, 투입관(120)에 에어관(141) 및 에어 블로워(142)를 포함하는 공기 분사부(140)가 연결되어 투입관(120)으로 공기를 분사할 수 있다. 여기서, 투입관(120)의 일측부에 공기가 분사되는 에어관(141)이 연결될 수 있다. 이때, 에어관(141)은 에어 블로워(Air Blower)(142)와 연결될 수 있다. 이에 따라, 에어 블로워(142)로부터 에어관(141)을 통해 투입관(120)으로 공기가 분사되어 투입관(120)에 위치된 전극 활물질(E)이 에어관(141)으로부터 공급되는 공기와 함께 탱크(110)의 수용부(111)에 투입될 수 있다.
또한, 1차 건조단계는 탱크(110)의 투입부(112)에 제1 수분 흡착 필터(130)가 구비되어 전극 활물질(E)이 투입관(120)으로부터 제1 수분 흡착 필터(130)를 통과하며 탱크(110)에 투입될 수 있다. 여기서, 투입부(112)는 예를 들어 탱크의 일측부에 형성된 투입홀을 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, 제1 수분 흡착 필터(130)는 투입홀 상에 위치될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 제1 수분 흡착 필터(130)는 예를들어 실리카겔(silica gel)을 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 제1 수분 흡착 필터(130)는 투입관(120)을 통해 탱크(110)로 전극 활물질(E) 및 공기가 유입되기 용이하도록 다수개의 유입홀(131)이 형성될 수 있다. 이때, 유입홀(131)의 폭은 예를들어 전극 활물질(E)의 입자 크기 보다 크게 형성될 수 있다.
도 2를 참고하면, 2차 건조 단계는 1차 건조 단계를 거친 후 믹싱 단계 전에 전극 활물질(E)을 2차 건조시킬 수 있다.
보다 상세히, 2차 건조 단계는 투입 단계를 통해 탱크(110)에 유입되는 공기가 배출되는 탱크(110)의 공기 배출부(113)에 제2 수분 흡착 필터(160)가 구비되어, 탱크(110)의 내부에 수용되는 전극 활물질(E)을 2차 건조할 수 있다.
도 2 및 도 4를 참고하면, 제2 수분 흡착 필터(160)는 예를들어 실리카겔(silica gel)을 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 제2 수분 흡착 필터(160)는 탱크(110)의 공기 배출부(113)와 연결된 배출관(170)을 통해 공기의 배출이 용이하도록 복수개의 배출홀(161)이 형성될 수 있다. 이때, 배출홀(161)의 폭은 예를들어 전극 활물질(E)의 입자 크기 보다 작게 형성될 수 있다.
도 2를 참고하면, 가열단계는 탱크(110)를 가열하여 탱크(110)의 수용부(111)에 수용된 전극 활물질(E)의 수분을 증발시킬 수 있다.
또한, 가열 단계는 예를들어 탱크(110)를 25~110℃로 가열하여 전극 활물질(E)을 건조시킬 수 있다. 여기서, 가열 단계는 보다 구체적으로 예를들어 탱크(110)를 35~100℃로 가열하여 전극 활물질(E)을 건조시킬 수 있다. 여기서, 탱크(110)의 온도가 35℃ 미만이면 전극 활물질(E)의 수분 제거 효과가 작을 수 있다. 아울러, 탱크(110)의 온도가 100℃를 초과하면 제조 비용이 증가되고, 제조 시간이 증가되고, 제조공정상에 어려움이 있을 수 있다. 그리고, 수분 증발은 실질적으로 100℃에서 이루어지므로 탱크(110)의 온도가 100℃를 과도하게 초과하도록 가열하면 비용 대비 효율이 떨어질 수 있다.
아울러, 가열 단계는 가열부(180)를 통해 탱크(110)를 가열할 수 있다. 이때, 가열부(180)는 예를들어 히터(Heater)로 이루어질 수 있다. 여기서, 히터는 예를들어 내부에 권취된 코일(Coil)이 구비되고, 코일의 저항열을 탱크(110)로 전달 할 수 있다.
그리고, 가열단계는 예를들어 제2 건조 단계 중에 수행할 수 있다. 즉, 제2 건조 단계를 수행하는 중에 탱크(110)를 가열하여 전극 활물질(E)의 수분 증발을 극대화 할 수 있다.
믹싱단계는 전극 활물질(E)과, 도전재 및 바인더를 탱크(110)에 수용시킨 후 믹싱(Mixing)하여 전극 슬러리를 제조할 수 있다.
또한, 믹싱단계는 전극 슬러리에 용매를 더 포함하여 믹싱할 수 있다.
아울러, 믹싱단계는 전극 슬러리에서 전극 활물질(E)을 95 중량% 이상 포함되도록 제조할 수 있다.
도전재는 일례로 카본(Carbon)으로 이루어질 수 있다. 이때, 도전재(122)는 다른 예로 탄소나노튜브(CNT; Carbon nanotube)로 이루어질 수 있다.
바인더(123)는 예를 들어 PVDF(폴리플루오린화비닐리덴; Poly Vinyldienfluoride), NBR(니트릴부타디엔 고무; nitrile-butadiene rubber), SBR(스티렌-부타디엔 고무; styrene-butadiene rubbe)로 이루어질 수 있다.
용매는 일례로 NMP(N-Methyl Pyrrolidone)로 이루어질 수 있다.
한편, 용매는 다른 예로 DMI(디메칠이소소바이드; Dimethyl Isosorbide) 또는 DMSO(디메틸술폭시드; dimethyl sulfoxide, methyl sulfoxide)로 이루어질 수 있다.
또한, 전극 활물질(E)은 양극 활물질 및 음극 활물질을 포함할 수 있다. 여기서, 믹싱단계는 예를 들어 양극 활물질과, 도전재와 바인더 및 용매를 믹싱하여 양극 슬러리를 제조하거나, 음극 활물질과, 도전재와 바인더 및 용매를 믹싱하여 음극 슬러리를 제조할 수 있다.
양극 활물질은 일례로 리튬망간산화물, 리튬코발트산화물, 리튬니켈산화물, 리튬인산철, 또는 이들 중 1종 이상이 포함된 화합물 및 혼합물 등으로 이루어질 수 있다.
또한, 양극 활물질은 다른 예로 Hi Ni계 양극재로 이루어질 수 있다. 여기서, Hi Ni계 양극재는 LiNiMnCoO계, LiNiCoAl계 또는 LiMiMnCoAl계 중에서 어느 하나 이상을 포함하여 이루어질 수 있다.
음극 활물질은 일례로 인조흑연을 포함하는 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 음극 활물질은 다른 예로 리튬금속, 리튬합금, 카본, 석유코크, 활성화 카본, 그래파이트, 실리콘 화합물, 주석 화합물, 티타늄 화합물 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조방법은 제1 건조단계와, 제2 건조단계 및 가열단계를 거치면서 전극 활물질(E)의 수분을 효과적으로 제거할 수 있다.
보다 상세히, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조방법은 제1 건조단계에서 전극 활물질(E)이 공기 분사를 통해 제1 수분 흡착 필터(130)를 거쳐 1차 건조되어 탱크(110)로 투입된다. 탱크(110)로 투입되는 전극 활물질(E)은 탱크(110)의 수용부(111)에서 흩날리며 건조되고, 동시에 유입되는 공기가 배출되면서 공기 배출부(113)에 위치된 제2 수분 흡착 필터(160)에 의해 전극 활물질(E)이 2차로 건조될 수 있다. 이때, 가열단계를 통해 탱크(110)를 가열하여 전극 활물질(E)의 수분 증발을 보다 극대화시킬 수 있다. 따라서, 전극 활물질(E)의 수분이 현저히 감소 또는 제거된 전극 슬러리를 제조할 수 있다. 결국, 수분이 현저히 감소 또는 제거된 전극 슬러리를 전극 집전체에 코팅하여 전극을 제조할 수 있어, 전지의 성능 및 수명을 현저히 증가시킬 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조방법은 전극 슬러리의 믹싱 과정 전에 전극 활물질(E)의 수분을 효과적으로 제거할 수 있어, 믹싱 후 전극 집전체에 전극 슬러리를 도포하여 건조 시, 수분이 소량만 제거되는 문제를 방지하고, 전극 집전체에 도포된 전극 슬러리를 과도하게 건조하는 과정에서 전극에 크랙이 발생하는 문제를 방지할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조방법을 설명하기로 한다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조방법은 전극 활물질(E)을 탱크(110)에 투입하되, 전극 활물질(E)을 1차 건조하는 1차 건조단계를 포함하는 투입 단계와, 전극 활물질(E)을 2차 건조하는 2차 건조단계와, 탱크(110)를 가열하여 전극 활물질(E)을 건조시키는 가열 단계 및 전극 활물질(E), 도전재, 및 바인더를 믹싱하는 믹상단계를 포함하고, 상기 2차 건조단계는 탱크(110)의 수용부(111)를 송풍하는 송풍단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조방법은 전술한 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조방법과 비교할 때, 2차 건조단계에서 송풍단계를 더 포함하는 차이가 있다.
따라서, 본 실시예는 일 실시예와 중복되는 내용은 간략히 기술하고, 차이점을 중심으로 기술하도록 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조방법에서 송풍단계는 전극 슬러리 제조장치(200)에서 탱크(110)의 수용부(111)를 송풍부(290)를 통해 송풍할 수 있다. 여기서, 송풍부(290)는 송풍관(291) 및 송풍기(292)를 포함할 수 있다. 이때, 송풍단계는 송풍관(291)으로 탱크(110)와 송풍기(292)가 연결되어, 송풍기(292)를 통해 탱크(110)의 수용부(111)를 송풍시킬 수 있다.
이에 따라, 탱크(110)의 내부에 수용된 전극 활물질(E)이 유동되며 전극 활물질(E)의 수분 증발을 촉진할 수 있다.
여기서, 송풍기(292)는 공기 압축기, 블로워(Blower) 또는 팬(Fan) 중에서 어느 하나로 이루어질 수 있다.
그리고, 송풍단계는 탱크(110)의 내부에 고열의 공기를 주입하여 탱크(110)의 수용부(111)에 수용된 전극 활물질(E)의 수분 증발을 보다 더 효과적으로 촉진할 수 있다.
이때, 송풍관(291) 또는 송풍기(292)를 가열하는 히터부가 더 구비될 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 이차전지용 전극 슬러리 제조방법은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 실시가 가능하다고 할 것이다.
또한, 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100,200: 전극 슬러리 제조장치
110: 탱크
111: 수용부
112: 투입부
113: 공기 배출부
120: 투입관
130: 제1 수분 흡착 필터
131: 유입홀
140: 공기 분사부
141: 에어관
142: 에어 블로워
160: 제2 수분 흡착 필터
161: 배출홀
170: 배출관
180: 가열부
290: 송풍부
291: 송풍관
292: 송풍기
E: 전극 활물질

Claims (14)

  1. 전극 활물질을 투입관을 통해 탱크의 수용부에 투입하는 투입단계; 및
    상기 전극 활물질과, 도전재 및 바인더를 상기 탱크에 수용시킨 후 믹싱(Mixing)하여 전극 슬러리를 제조하는 믹싱단계를 포함하고,
    상기 투입단계는 상기 투입관에 공기(air)를 분사하여 상기 전극 활물질을 제1 수분 흡착 필터를 통과시키며 상기 탱크에 투입함으로서, 상기 전극 활물질을 1차 건조하는 1차 건조단계를 포함하며,
    상기 1차 건조 단계는 상기 탱크의 투입부에 상기 제1 수분 흡착 필터가 구비되어 상기 전극 활물질이 상기 투입관으로부터 상기 제1 수분 흡착 필터를 통과하며 상기 탱크에 투입되고,
    상기 1차 건조 단계를 거친 후 상기 믹싱 단계 전에, 상기 투입 단계를 통해 상기 탱크에 유입되는 공기가 배출되는 상기 탱크의 공기 배출부에 제2 수분 흡착 필터가 구비되어, 상기 탱크의 내부에 수용되는 상기 전극 활물질이 2차 건조되는 2차 건조 단계; 및
    상기 탱크를 가열하여 내부에 수용된 상기 전극 활물질의 수분을 증발시키는 가열 단계를 더 포함하는 이차전지용 전극 슬러리 제조방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 수분 흡착 필터는 실리카겔을 포함하여 이루어지는 이차전지용 전극 슬러리 제조방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 가열 단계는,
    상기 탱크를 35~100℃로 가열하는 이차전지용 전극 슬러리 제조방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 가열 단계는 상기 2차 건조 단계 과정 중에 수행하는 이차전지용 전극 슬러리 제조방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 수분 흡착 필터는 실리카겔을 포함하여 이루어지는 이차전지용 전극 슬러리 제조방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 2차 건조단계는
    상기 탱크의 수용부를 송풍하는 송풍단계를 더 포함하는 이차전지용 전극 슬러리 제조방법.
  10. 내부에 수용부가 형성된 탱크;
    상기 탱크의 투입부에 구비되어 수분을 흡착하는 제1 수분 흡착 필터;
    상기 탱크의 투입부와 연결되어 전극 활물질이 상기 탱크의 수용부로 투입되는 통로를 제공하는 투입관; 및
    상기 투입관에 공기를 분사하여 상기 전극 활물질이 제1 수분 흡착 필터를 통과하며 1차 건조되어 상기 탱크에 투입되도록하는 공기 분사부를 포함하고,
    유입되는 공기가 배출되는 상기 탱크의 배출부에 구비되어, 상기 탱크에 수용된 상기 전극 활물질을 2차 건조시키는 제2 수분 흡착 필터; 및
    상기 탱크를 가열하여 내부에 수용된 상기 전극 활물질의 수분을 증발시키는 가열부를 더 포함하는 이차전지용 전극 슬러리 제조 장치.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 수분 흡착 필터 및 상기 제2 수분 흡착 필터는 실리카겔을 포함하여 이루어지는 이차전지용 전극 슬러리 제조 장치.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 탱크의 수용부를 송풍하는 송풍부를 더 포함하는 이차전지용 전극 슬러리 제조 장치.
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