KR102643620B1 - 에어 벤트를 포함하는 슬롯 다이 코팅 장치 - Google Patents

에어 벤트를 포함하는 슬롯 다이 코팅 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102643620B1
KR102643620B1 KR1020190108425A KR20190108425A KR102643620B1 KR 102643620 B1 KR102643620 B1 KR 102643620B1 KR 1020190108425 A KR1020190108425 A KR 1020190108425A KR 20190108425 A KR20190108425 A KR 20190108425A KR 102643620 B1 KR102643620 B1 KR 102643620B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
die
coating device
slurry
air vent
active material
Prior art date
Application number
KR1020190108425A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210026940A (ko
Inventor
김기태
이도현
이택수
김철우
조영준
최상훈
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020190108425A priority Critical patent/KR102643620B1/ko
Publication of KR20210026940A publication Critical patent/KR20210026940A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102643620B1 publication Critical patent/KR102643620B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/0254Coating heads with slot-shaped outlet
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C9/00Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important
    • B05C9/08Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation
    • B05C9/12Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation the auxiliary operation being performed after the application
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402Methods of deposition of the material
    • H01M4/0409Methods of deposition of the material by a doctor blade method, slip-casting or roller coating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/043Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

본 발명은 전극 집전체 상에 전극 활물질 슬러리를 코팅시키는 슬롯 다이 코팅 장치로서, 코팅 롤러, 적어도 둘 이상의 다이들, 상기 전극 활물질 슬러리가 토출되는 토출구, 상기 토출구에서 상기 전극 활물질 슬러리가 토출되는 부위를 압축하는 압축 부재 및 상기 다이를 관통하여 중력 방향으로 설치된 에어 벤트를 포함하는 슬롯 다이 코팅 장치에 관한 것이다.

Description

에어 벤트를 포함하는 슬롯 다이 코팅 장치{SLOT DIE COATING DEVICE HAVING AIR VENT}
본 발명은 에어 벤트를 포함하는 슬롯 다이 코팅 장치에 관한 것이다.
최근, 화석 연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래 생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산 기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력 저장 장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.
더욱이, 모바일 기기와 전지 자동차에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다. 특히, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차 전지에 대한 수요가 높다.
이차 전지는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막이 적층된 구조의 전극 조립체를 포함하고, 이러한 전극 조립체들을 사용 목적에 따라 파우치 케이스, 원통형 캔, 및 각형 케이스 등에 수납하여 전지를 제조한다.
양극과 음극은 각각 알루미늄 호일과 구리 호일로 이루어진 전극 집전체에 양극 슬러리 및 음극 슬러리가 도포 및 건조되어 제조된다. 이차 전지의 충방전 특성을 균일하게 하기 위해서는, 이러한 양극 활물질 슬러리 및 음극 활물질 슬러리가 집전체에 고르게 코팅되어야 하는데, 이를 위해 통상적으로 슬롯 다이 코팅 공정이 수행된다.
도 1은 종래의 슬롯 다이 코팅 장치를 나타낸 수직 단면도이다.
도 1를 참조하면, 슬롯 다이 코팅 장치(10)는 전극 활물질 슬러리가 토출되는 슬롯 다이(11)와 코팅 롤러(12)를 포함한다. 슬롯 다이(11)는 두 개의 다이 블록(11a, 12a)들을 포함하고, 제1 다이 블록(11a)과 제2 다이 블록(11b) 사이에 전극 활물질 슬러리(도시하지 않음)가 토출되는 토출구(13)가 형성된다. 코팅 롤러(12)가 회전하면서 토출구(13)에서 토출된 전극 활물질 슬러리는 집전체(30)의 일 면에 도포된다.
슬롯 다이 코팅 장치(10)를 이용하여 코팅을 진행할 때, 전극 활물질 슬러리에 기포가 존재할 경우, 무지부(도시하지 않음)가 형성되는 구간에서 상기 기포가 토출구(13)에서 방출되며 터지게 된다. 이때 상기 기포를 둘러싼 전극 활물질 슬러리가 무지부에 반점 무늬와 같이 부분적으로 도포되는 오염 현상이 발생한다.
상기 전극 활물질 코팅 공정에서, 토출구(13)와 집전체(30) 사이는 일반적으로 100 마이크로미터 내지 200 마이크로미터의 간격(d)으로 형성되기 때문에 미세한 기포에 의해서도 상기와 같은 오염 현상이 발생한다.
이러한 현상을 방지하기 위해, 에어 벤트(AIR VENT: 14)를 슬러리 수용부(15)에 설치하여 전극 활물질 슬러리에 존재하는 기포를 제거할 수 있다. 그러나, 상기 구조에서는 중력이 작용하는 반대 방향으로 기포가 배출되도록 에어 벤트(14)가 설치되어야 하기 때문에 에어 벤트(14)의 설치 공간에 제약이 따른다. 또한, 정상적으로 전극 활물질 슬러리를 토출하는 압력에서는 전극 활물질 슬러리에 포함된 기포를 토출구(13)를 통해서 외부로 배출하는 시간이 오래 소요된다. 또한, 전극 활물질 슬러리에서 기포가 제거된 것을 확인하기 위해 집전체(30)에 전극 활물질 슬러리를 코팅하고 이를 육안으로 확인하는 시험 과정을 반복해야 하기 때문에 전극 활물질 슬러리 손실의 많이 발생한다.
따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 개선된 구조를 갖는 슬롯 다이 장치의 개발이 절실히 요구되는 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전극 활물질 코팅 공정에서 무지부가 오염되는 것을 방지하고 에어 벤트의 설치 공간을 다양화할 수 있는 슬롯 다이 코팅 장치를 제공하기 위한 것이다.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코팅 장치는 전극 집전체 상에 전극 활물질 슬러리를 코팅시키는 슬롯 다이 코팅 장치로서, 코팅 롤러; 적어도 둘 이상의 다이들; 상기 전극 활물질 슬러리가 토출되는 토출구; 상기 토출구에서 상기 전극 활물질 슬러리가 토출되는 부위를 압축하는 압축 부재; 및 상기 다이를 관통하여 중력 방향으로 설치된 에어 벤트를 포함할 수 있다.
상기 다이는 상부 다이와 하부 다이를 포함할 수 있다.
상기 하부 다이는 제1 하부 다이와 제2 하부 다이를 포함할 수 있다.
상기 제1 하부 다이와 상기 제2 하부 다이의 순차적인 결합에 의해 하부 토출구가 형성될 수 있다.
상기 제2 하부 다이에 하부 슬러리 수용부가 형성될 수 있다.
상기 하부 슬러리 수용부는 상기 하부 토출구와 연통될 수 있다.
상기 에어 벤트는 상기 제2 하부 다이를 관통하고 상기 하부 슬러리 수용부에 연통될 수 있다.
상기 에어 벤트는 상기 하부 슬러리 수용부와 상기 하부 토출구가 연결되는 부위(S)에 형성될 수 있다.
상기 압축 부재는 탄성 소재로 이루어질 수 있다.
상기 탄성 소재는 고무일 수 있다.
상기 탄성 소재는 우레탄을 포함하는 발포성 수지일 수 있다.
상기 상부 다이는 제1 상부 다이와 제2 상부 다이를 포함할 수 있다.
상기 제1 상부 다이 및 상기 제2 상부 다이의 순차적인 결합에 의해 상부 토출구가 형성될 수 있다.
상기 제2 상부 다이에는 상부 슬러리 수용부가 형성될 수 있다.
상기 에어 벤트는 밸브를 구비할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 슬롯 다이 코팅 장치는 압축 부재를 구비함으로써, 전극 활물질 슬러리에 포함된 기포를 효과적으로 제거할 수 있을 뿐만 아니라 에어 벤트의 설치 공간을 다양화할 수 있는 기술적 효과가 있다.
도 1은 종래의 슬롯 다이 코팅 장치를 나타낸 수직 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코팅 장치의 수직 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코팅 장치의 수직 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, 에어 벤트가 "중력 방향으로" 설치된다고 할 때, 이는 에어 벤트 내에서 기포가 "중력 방향으로"이동하여 외부로 배출될 수 있도록 설치되는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코팅 장치의 수직 단면도이다.
도 2를 참조하면, 슬롯 다이 코팅 장치(100)는 슬롯 다이(101), 코팅 롤러(102), 에어 벤트(103) 및 압축 부재(104)를 포함한다. 슬롯 다이 코팅 장치(100)는 하나의 전극 활물질 코팅층을 코팅하는데 사용될 수 있다.
슬롯 다이(101)는 상부 다이(101A) 및 하부 다이(101B)를 포함한다.
상부 다이(101A)는 하부 다이(101B)의 상부에 위치하고 스페이서(도시하지 않음)를 사이에 두고 하부 다이(101B)와 결합되어 있다. 상부 다이(101A)가 하부 다이(101B)와 마주보는 면은 지면에 대해 평행하게 형성될 수 있다.
상부 다이(101A)와 하부 다이(101B)는, 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 상부 다이(101A)와 하부 다이(101B)는 볼팅 결합 등에 의해 상호 간에 체결될 수 있다.
하부 다이(101B)는 상부 다이(101A)와 마주보는 면에 소정의 깊이를 갖는 홈 형상의 슬러리 수용부(121)를 포함할 수 있다. 슬러리 수용부(121)는 외부에 설치된 슬러리 공급 챔버(도시되지 않음)와 연결되어 전극 활물질 슬러리를 연속적으로 공급받을 수 있다. 슬러리 수용부(121)는 슬러리 공급 챔버(도시하지 않음)와 연통된 슬러리 공급 포트(122)를 포함할 수 있다.
슬러리 공급 포트(122)를 통해서 공급된 전극 활물질 슬러리가 슬러리 수용부(121)에 가득 차게 되면, 전극 활물질 슬러리는 상부 다이(101A)와 하부 다이(101B)의 순차적인 결합에 의해 형성되는 토출구(105)를 통해서 코팅 롤러(102)가 설치된 방향으로 이동하여 외부로 토출될 수 있다.
압축 부재(104)는 코팅 롤러(102)와 슬롯 다이(101) 사이에 위치할 수 있다. 압축 부재(104)는 토출구(105)에서 전극 활물질 슬러리가 토출되는 부위를 막고 있기 때문에 토출구(105)로부터 전극 활물질 슬러리가 외부로 토출되지 않는다.
압축 부재(104)의 소재는 특별히 한정되지 않으나, 탄성을 가진 소재로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 압축 부재(104)는 고무 또는 발포성 수지 등으로 이루어질 수 있다. 상기 발포성 수지는 우레탄일 수 있다. 압축 부재(104)가 탄성 소재로 이루어질 경우, 압축 부재(104)가 토출구(105)를 압축할 때, 압축 부재(104)에 의해서 토출구(105)에 물리적 손상이 가해지는 것을 방지할 수 있다.
에어 벤트(103)는 중력이 작용하는 방향으로 하부 다이(101B)를 관통하도록 형성될 수 있다. 또한, 에어 벤트(103)는 슬러리 수용부(121)에 연통될 수 있다. 또한, 에어 벤트(103)는 개폐가 가능한 밸브(도시하지 않음)를 구비할 수 있다.
압축 부재(104)를 사용하여 토출구(105)를 막고 에어 벤트(103)의 밸브(도시하지 않음)를 닫는다. 그리고, 슬러리 공급 포트(122)를 통하여 전극 활물질 슬러리를 슬러리 수용부(121)에 지속적으로 공급한다. 그러면, 토출구(105)와 슬러리 수용부(121)에 전극 활물질 슬러리가 채워지면서 슬러리 수용부(121)와 토출구(105) 내의 기포가 에어 벤트(103)에 모여 응집된다. 에어 벤트(103)에 응집된 기포는 에어 벤트(103)의 밸브(도시하지 않음)를 열어 한번에 제거할 수 있다.
이러한 구조에 의해서, 중력이 작용하는 방향으로도 에어 벤트(103)가 설치될 수 있어 에어 벤트(103)의 설치 공간을 다양화할 수 있다. 이를 통해, 작업자는 작업 공간을 효율적으로 사용할 수 있다.
또한, 작업자는 코팅 작업을 시작하기 전에 전극 활물질 슬러리의 손실없이 슬러리 수용부(121)과 토출구(105) 내부의 기포를 효과적으로 제거할 수 있다.
도 3는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코팅 장치의 수직 단면도이다.
도 3을 참조하면, 슬롯 다이 코팅 장치(400)는 슬롯 다이(401), 코팅 롤러(402), 에어 벤트(403A, 403B) 및 압축 부재(404)를 포함할 수 있다. 슬롯 다이 코팅 장치(400)는 두 개의 전극 활물질층을 동시에 코팅하는 공정에 사용될 수 있다.
슬롯 다이(401)는 상부 다이(401A) 및 하부 다이(401B)를 포함할 수 있다. 상부 다이(401A)는 제1 상부 다이(401A-1)와 제2 상부 다이(401A-2)를 포함하고, 하부 다이(401B)는 제1 하부 다이(401B-1)와 제2 하부 다이(401B-2)를 포함할 수 있다.
제2 상부 다이(401A-2)는 제1 하부 다이(401B-1)와 마주보는 면이 지면에 대해 대략 30도 내지 60도의 각도를 가지는 경사진 구조일 수 있다.
제2 상부 다이(401A-2)는 제1 상부 다이(401A-1)와 마주보는 면에 소정의 깊이를 갖는 홈 형상의 상부 슬러리 수용부(421)를 포함할 수 있다. 상부 슬러리 수용부(421)는 외부에 설치된 상부 슬러리 공급 챔버(도시되지 않음)와 연결되어 제1 전극 활물질 슬러리를 연속적으로 공급받을 수 있다. 상부 슬러리 수용부(421)는 상부 슬러리 공급 챔버(도시하지 않음)와 연통된 상부 슬러리 공급 포트(422)를 포함할 수 있다.
상부 슬러리 공급 포트(422)를 통해서 공급된 제1 전극 활물질 슬러리가 상부 슬러리 수용부(421)에 가득 차게 되면, 제1 전극 활물질 슬러리는 제2 상부 다이(401A-2)와 제1 상부 다이(401A-1)의 순차적인 결합에 의해 형성되는 상부 토출구(405)를 통해서 코팅 롤러(402)가 설치된 방향으로 이동하여 외부로 토출된다.
제1 상부 다이(401A-1)는 제2 상부 다이(401A-2)의 상부에 위치하고 상부 스페이서(도시하지 않음)를 사이에 두고 제2 상부 다이(401A-2)와 결합될 수 있다. 제1 상부 다이(401A-1)가 제2 상부 다이(401A-2)와 마주보는 면은 지면에 대해 평행하게 형성될 수 있다.
제1 상부 다이(401A-1)와 제2 상부 다이(401A-2)는 금속 재질로 이루어질 수 있고, 볼팅 결합 등에 의해 상호 간에 체결될 수 있다.
하부 다이(401B)는 제1 하부 다이(401B-1)와 제2 하부 다이(401B-2)를 포함한다. 제2 하부 다이(401B-2)는 슬롯 다이(401)를 구성하는 다이들 중에 가장 하부에 위치하며, 제1 하부 다이(401B-1)와 마주보는 면이 지면에 대해 대략 30도 내지 60도의 각도를 가지도록 경사진 구조일 수 있다.
제2 하부 다이(401B-2)는 제1 하부 다이(401B-1)와 마주보는 면에 소정의 깊이를 갖는 홈 형태의 하부 슬러리 수용부(411)를 포함할 수 있다. 하부 슬러리 수용부(411)는 외부에 설치된 하부 슬러리 공급 챔버(도시되지 않음)와 연결되어 제2 전극 활물질 슬러리를 연속적으로 공급받을 수 있다. 하부 슬러리 수용부(411)는 하부 슬러리 공급 챔버와 연통된 하부 슬러리 공급 포트(412)를 포함할 수 있다. 제1 전극 활물질 슬러리와 제2 전극 활물질 슬러리는, 제조하고자 하는 전극의 용도에 따라, 서로 동일한 성분일 수 있고 또는 다른 성분으로 구성될 수 있다.
하부 슬러리 공급 포트(412)를 통해서 공급된 제2 전극 활물질 슬러리가 하부 슬러리 수용부(411)에 가득 차게 되면, 제2 전극 활물질 슬러리는 제2 하부 다이(401B-2)와 제1 하부 다이(401B-1)의 순차적인 결합에 의해 형성되는 하부 토출구(406)를 통해서 외부로 토출될 수 있다.
제1 하부 다이(401B-1)는 제2 하부 다이(401B-2)의 상부에 위치한다. 제1 하부 다이(401B-1)와 제2 하부 다이(401B-2)가 마주보는 면은 지면에 대해 대략 30도 내지 60도의 각도를 가지도록 경사진 구조를 가질 수 있다.
제1 하부 다이(401B-1)는, 상부 다이(401A)와 대면하게 되는 상면이 지면에 대해 대략 30도 내지 60도의 각도를 이루며 비스듬하게 경사진 형태일 수 있다. 이처럼, 제1 하부 다이(401B-1)의 상면은 지면에 대해 경사진 형태이므로, 제1 하부 다이(401B-1)의 상면에 대응되는 형상의 하면을 갖는 상부 다이(401A)와 정합될 수 있다.
제1 하부 다이(401B-1)와 제2 하부 다이(401B-2)는 금속 재질로 이루어질 수 있고, 볼팅 결합 등에 의해 상호 간에 체결될 수 있다.
압축 부재(404)는 코팅 롤러(402)와 슬롯 다이(401) 사이에 위치하며 상부 토출구(405)와 하부 토출구(406)에서 전극 활물질 슬러리가 토출되는 부위를 압축하여 상부 토출구(405)와 하부 토출구(406)로부터 전극 활물질 슬러리가 외부로 토출되는 것을 막을 수 있다.
압축 부재(404)의 재질은 특별히 한정되지 않으나, 탄성을 가진 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 압축 부재(404)는 고무일 수 있다. 또는 압축 부재(404)는 발포성 수지일 수 있다. 상기 발포상 수지는 우레탄일 수 있다. 압축 부재(404)가 탄성 소재로 이루어질 경우, 압축 부재(404)가 토출구(405, 406)를 압축할 때 압축 부재(404)에 의해서 토출구(405, 406)에 물리절 손상이 가해지는 것을 방지할 수 있다.
에어 벤트는 상부 에어 벤트(403A)와 하부 에어 벤트(403B)을 포함할 수 있다.
상부 에어 벤트(403A)는 제1 상부 다이(401A-1)를 관통하고 상부 슬러리 수용부(421)와 연통될 수 있다. 상부 슬러리 수용부(421)에 있는 제1 전극 활물질 슬러리가 상부 토출구(405)로 유입되기 전, 제1 전극 활물질 슬러리에 포함된 기포는 상부 에어 벤트(103A)를 통해서 제거될 수 있다.
상부 토출구(405)는 지면과 나란한 방향으로 형성되어 있기 때문에, 상부 에어 벤트(403A)는 상부 슬러리 수용부(421)의 어느 위치에서 연통이 되더라도 제1 전극 활물질 슬러리에 포함된 기포는 상부 에어 벤트(403A)를 통해서 외부로 용이하게 방출될 수 있다. 다만, 제1 전극 활물질 슬러리에 포함된 기포가 효율적으로 제거되기 위해, 상부 에어 벤트(403A)는 제1 전극 활물질 슬러리가 토출되는 방향에 수직이고 중력이 작용하는 반대 방향으로 설치되는 것이 바람직하다.
하부 에어 벤트(403B)는 제2 하부 다이(401B-2)을 관통하고 하부 슬러리 수용부(411)와 연통될 수 있다. 하부 토출구(406)는 지면에 대해 20도 내지 70도의 각도로 경사진 구조일 수 있고, 하부 슬러리 공급 포트(412)에서 제2 전극 활물질 슬러리가 중력이 작용하는 반대 반향으로 하부 슬러리 수용부(411)로 공급되는 구조이기 때문에, 하부 슬러리 수용부(411)에서 하부 토출구(406)로 연결되는 S 부위에서 많은 기포가 발생하게 된다. 따라서, 하부 에어 벤트(403B)는 S 부위에 설치하는 것이 바람직하다.
S 부위에 설치된 하부 에어 벤트(403B)는 제2 하부 다이(401B-2)을 관통하고 중력이 작용하는 방향으로 형성될 수 있다. 또한, 하부 토출구(406)의 경사 구조 및 코팅 롤러(402)의 위치를 고려하여, 하부 에어 벤트(403B)와 하부 토출구(406)가 이루는 각이 30도 내지 160도를 유지하는 것이 바람직하다.
하부 에어 벤트(403B)는 개폐가 가능한 하부 밸브(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.
압축 부재(404)를 사용하여 하부 토출구(406)를 막고 하부 에어 벤트(403B)의 밸브(도시하지 않음)를 닫은 상태에서, 하부 슬러리 공급 포트(412)를 통하여 제2 전극 활물질 슬러리가 하부 슬러리 수용부(411)에 지속적으로 공급될 수 있다. 하부 슬러리 수용부(411)에 제2 전극 활물질 슬러리가 채워지면서 하부 슬러리 수용부(411)와 하부 토출구(406) 내의 기포는 하부 에어 벤트(403B)에 모이게 된다. S 부위에서 발생한 기포 또한 하부 에어 벤트(403B)에 모이게 된다. 그러면, 하부 에어 벤트(403B)의 밸브(도시하지 않음)를 열어 상기 기포를 한번에 제거할 수 있다.
이러한 구조에 의해서, 하부 에어 벤트(403B)가 중력이 작용하는 방향으로 설치될 수 있으므로 작업 공간을 효율적으로 사용할 수 있다. 또한, 작업자는 코팅 작업을 시작하기 전에 제2 전극 활물질 슬러리의 손실없이 하부 슬러리 수용부(411)와 하부 토출구(406) 내부의 기포를 효율적으로 제거할 수 있다.
특히, 하부 에어 벤트(403B)가 중력이 작용하는 방향으로 설치될 수 있기 때문에 하부 에어 벤트(403B)가 상부 다이(401A), 상부 토출구(405) 및 제1 하부 다이(401B-1)을 관통하는 구조로 설계될 필요가 없다. 이는 또한 슬롯 다이 코팅 장치(400)의 제조 공정을 간소화할 수 있는 장점이 있다.
하부 에어 벤트(403B)가 상부 토출구(405)를 관통할 경우 제1 전극 활물질 슬러리의 이동을 간섭하여 제1 전극 활물질 슬러리가 불균일하게 토출되는 문제점이 발생한다. 하부 에어 벤트(403B)가 중력이 작용하는 방향으로 설치될 경우, 하부 에어 벤트(403B)가 상부 토출구(405)를 관통하지 않기 때문에 상기 문제점 해결할 수 있다.
본 발명에 따른 에어 벤트(403A, 403B)의 설치 구조는 제2 상부 다이(401A-2)와 제1 하부 다이(401B-1)가 하나의 다이로 형성된 3단 슬롯 다이 코팅 장치에도 동일하게 적용될 수 있다. 이 경우, 제2 상부 다이(401A-2)와 제1 하부 다이(401B-1)가 하나의 다이로 형성된 구조를 제외하면 도 3의 구조와 동일할 수 있으므로 자세한 설명은 생략한다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 내용을 바탕을 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (15)

  1. 전극 집전체 상에 전극 활물질 슬러리를 코팅시키는 슬롯 다이 코팅 장치로서,
    코팅 롤러;
    적어도 둘 이상의 다이들;
    상기 전극 활물질 슬러리가 토출되는 토출구;
    상기 토출구에서 상기 전극 활물질 슬러리가 토출되는 부위를 압축하는 압축 부재; 및
    상기 다이를 관통하여 중력 방향으로 설치된 에어 벤트
    를 포함하는 슬롯 다이 코팅 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다이는 상부 다이와 하부 다이를 포함하는 슬롯 다이 코팅 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하부 다이는 제1 하부 다이와 제2 하부 다이를 포함하는 슬롯 다이 코팅 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 하부 다이와 상기 제2 하부 다이의 순차적인 결합에 의해 하부 토출구가 형성되는 슬롯 다이 코팅 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 하부 다이에 하부 슬러리 수용부가 형성된 슬롯 다이 코팅 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 하부 슬러리 수용부는 상기 하부 토출구와 연통된 슬롯 다이 코팅 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 에어 벤트는 상기 제2 하부 다이를 관통하고 상기 하부 슬러리 수용부에 연통된 슬롯 다이 코팅 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 에어 벤트는 상기 하부 슬러리 수용부와 상기 하부 토출구가 연결되는 부위(S)에 형성된 슬롯 다이 코팅 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 압축 부재는 탄성 소재로 이루어진 슬롯 다이 코팅 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 탄성 소재는 고무인 슬롯 다이 코팅 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 탄성 소재는 우레탄을 포함하는 발포성 수지인 슬롯 다이 코팅 장치.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 상부 다이는 제1 상부 다이와 제2 상부 다이를 포함하는 슬롯 다이 코팅 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 상부 다이 및 상기 제2 상부 다이의 순차적인 결합에 의해 상부 토출구가 형성되는 슬롯 다이 코팅 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 상부 다이에는 상부 슬러리 수용부가 형성된 슬롯 다이 코팅 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 에어 벤트는 밸브를 구비한 슬롯 다이 코팅 장치.
KR1020190108425A 2019-09-02 2019-09-02 에어 벤트를 포함하는 슬롯 다이 코팅 장치 KR102643620B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190108425A KR102643620B1 (ko) 2019-09-02 2019-09-02 에어 벤트를 포함하는 슬롯 다이 코팅 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190108425A KR102643620B1 (ko) 2019-09-02 2019-09-02 에어 벤트를 포함하는 슬롯 다이 코팅 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210026940A KR20210026940A (ko) 2021-03-10
KR102643620B1 true KR102643620B1 (ko) 2024-03-04

Family

ID=75148886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190108425A KR102643620B1 (ko) 2019-09-02 2019-09-02 에어 벤트를 포함하는 슬롯 다이 코팅 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102643620B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240016475A (ko) 2022-07-29 2024-02-06 주식회사 엘지에너지솔루션 슬롯 다이 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016073950A (ja) 2014-10-08 2016-05-12 株式会社ヒラノテクシード ダイとダイの空気抜き方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3306838B2 (ja) * 1993-12-14 2002-07-24 東レ株式会社 カーテンフローコータの口金の清掃方法およびカラーフィルタ用塗膜の製造方法
JP6055280B2 (ja) * 2012-11-11 2016-12-27 平田機工株式会社 塗布液充填方法
KR102190114B1 (ko) * 2017-08-17 2020-12-11 주식회사 엘지화학 슬롯들의 움직임으로 전극 활물질 슬러리의 코팅 형태가 변환되는 슬롯 다이 코터

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016073950A (ja) 2014-10-08 2016-05-12 株式会社ヒラノテクシード ダイとダイの空気抜き方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210026940A (ko) 2021-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100886293B1 (ko) 스택 웨이퍼 셀의 바이폴라 전기화학적 배터리
KR102104983B1 (ko) 전지셀 제조용 탈기 장치 및 이를 이용한 탈기 방법
EP2752916B1 (en) Electrode assembly and secondary battery using same
KR102348775B1 (ko) 이차전지 셀 가압장치
US20240033772A1 (en) Slot Die Coating Device Having Air Vent
CN112820987A (zh) 电池单体及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置
JP2022507582A (ja) バッテリアセンブリの電力密度とエネルギ密度とのバランスを取ることに有用である作用物質
KR20210020850A (ko) 높은 면적당 용량을 가지는 고 로딩 전극 및 이를 포함하는 에너지 저장 장치
KR102643620B1 (ko) 에어 벤트를 포함하는 슬롯 다이 코팅 장치
US10559790B2 (en) Lithium ion secondary battery configured to make best use of an accommodating space in an electronic apparatus
KR101739853B1 (ko) 전해액 함침 장치 및 이를 이용하는 이차 전지의 제조 방법
CN113631279B (zh) 具有通气孔的缝模涂布设备
CN218414634U (zh) 极片、电极组件、电池单体、电池及用电设备
US9281548B2 (en) Battery module for mitigating gas accumulation and methods thereof
KR101724618B1 (ko) 파우치형 이차전지의 가스 배출을 위한 파우치 관통 장치
US11837701B2 (en) Bipolar lead acid battery cells with increased energy density
KR102383163B1 (ko) 이차전지
US20150357649A1 (en) Battery and method of assembling same
KR102451540B1 (ko) 미코팅부 형성용 코팅 다이를 구비한 전극 코팅 장치 및 이를 이용한 전극 제조 방법 및 이로부터 제조된 전극
CN116759672B (zh) 一种电池壳体、电池和用电设备
US20180122588A1 (en) Separation membrane for super capacitor, super capacitor comprising same, and manufacturing method therefor
KR102657239B1 (ko) 이차전지용 가스 배출 장치
KR101744528B1 (ko) 초고용량 커패시터
US20200212477A1 (en) High Power Lithium Ion Battery and the Method to Form

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant