KR20130043073A - Method for drying electrode and apparatus for drying electrode - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method and apparatus for drying electrode is provided to effectively dry solvent in an electrode layer in a slurry state, thereby reducing drying period. CONSTITUTION: An apparatus for drying electrode(10) spreads an electrode slurry including solvent on a current collector(30) and dries a formed electrode layer in a drying furnace(50). The electrode drying apparatus has a evaporation rate control unit(70) reducing concentration difference between solvent in the drying furnace and residual solvent in the electrode layer by increasing the solvent concentration in the drying furnace; and a heater part(80) heating the electrode layer to dry. The drying furnace consists of a plurality of drying zones(51-56). The heater part and the evaporation rate control unit are installed in every drying zone.

Description

전극 건조 방법 및 전극 건조 장치{METHOD FOR DRYING ELECTRODE AND APPARATUS FOR DRYING ELECTRODE}Electrode Drying Method and Electrode Drying Apparatus {METHOD FOR DRYING ELECTRODE AND APPARATUS FOR DRYING ELECTRODE}

본 발명은, 전극 건조 방법 및 전극 건조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode drying method and an electrode drying apparatus.

리튬 이온 2차 전지는, 축전 밀도가 커, 충방전을 반복하여 행해도 축전 성능을 잘 유지하므로, 자동차나 가전 제품의 전원으로서 널리 사용되고 있다.Lithium ion secondary batteries have a high power storage density and are well maintained as a power storage device even after repeated charging and discharging, and thus are widely used as power sources for automobiles and home appliances.

리튬 이온 2차 전지의 전극 형성 과정에 있어서는, 우선, 정극(正極)의 알루미늄박, 부극(負極)의 구리박과 같은 전극박 상에 용매를 포함하는 슬러리 상태의 전극 슬러리를 일정 중량 도포함으로써 전극층을 형성한다. 다음에, 전극 건조 장치의 건조로 중에 있어서, 전극층에 포함되는 용매를 휘발시켜 건조시켜, 전극층의 고형분과 전극박을 고착시키고 있다.In the electrode formation process of a lithium ion secondary battery, an electrode layer is first apply | coated by carrying out fixed weight application of the slurry of an electrode slurry containing a solvent on electrode foil, such as aluminum foil of a positive electrode, and copper foil of a negative electrode. To form. Next, in the drying furnace of an electrode drying apparatus, the solvent contained in an electrode layer is volatilized and dried, and the solid content of an electrode layer and electrode foil are fixed.

전극 건조 공정에 있어서는, 건조로 내에 있어서, 전극박의 상하면으로부터 열풍을 분사하는 방법이 일반적이다(예를 들어, 특허문헌 1 및 2를 참조). 열풍에 의한 경우의 건조 조건의 주된 것으로서, 열풍의 온도, 열풍의 분사량 및 건조 시간이 있다.In an electrode drying process, the method of spraying hot air from the upper and lower surfaces of electrode foil in a drying furnace is common (for example, refer patent document 1 and 2). The main ones of the drying conditions in the case of hot air are the temperature of the hot air, the injection amount of the hot air, and the drying time.

일본 특허 출원 공개 제2003-272612호 공보Japanese Patent Application Laid-open No. 2003-272612 일본 특허 출원 공개 제2006-73234호 공보Japanese Patent Application Publication No. 2006-73234

전극 건조 장치에는, 전극의 생산성을 높이기 위해 건조 시간의 단축을 도모하는 것이 요청되고 있다. 이러한 요청에 대해, 건조 조건(열풍인 경우에 있어서의 열풍의 온도 및 열풍의 분사량)을 크게 변화시키면, 전극 내부의 미세 구조에 영향을 미쳐, 전극 성능이 저하되는 경우가 있다. 전극 성능의 열화를 초래하지 않는 범위 내에 있어서 건조 조건을 변화시켜야 하므로, 건조 시간의 단축에 대해 효과적인 대책을 세울 수 없다.In order to increase productivity of an electrode, it is requested | required of an electrode drying apparatus to shorten drying time. In response to such a request, if the drying conditions (temperature of hot wind and hot air injection amount in the case of hot wind) are largely changed, the microstructure inside the electrode may be affected, and electrode performance may be degraded. Since drying conditions must be changed within a range that does not cause deterioration of electrode performance, no effective countermeasures can be taken for shortening the drying time.

전극 내부의 미세 구조에 영향을 미치는 이유는, 건조 온도를 고온으로 하 거나 열풍량을 증가시키면, 슬러리 상태의 전극층에 있어서, 표면에 있어서의 용매의 휘발 속도와, 심부로부터의 용매의 확산 속도의 차가 커져, 전극 슬러리 중의 바인더가 편석되어 버리는 것에 기인하고 있다고 생각된다. 이러한 바인더의 편석이 발생하면, 전극박과 도막인 전극층 사이의 충분한 밀착력을 얻을 수 없게 된다. 강(强)밀착 도막이 얻어지지 않으면, 초기에 있어서의 전지 내의 저항값뿐만 아니라, 충방전을 반복한 후의 전지 내의 저항값도 높아져, 전극 성능의 저하를 초래하게 된다.The reason for affecting the microstructure inside the electrode is that when the drying temperature is increased or the amount of hot air is increased, the rate of volatilization of the solvent on the surface and the rate of diffusion of the solvent from the core portion in the electrode layer in the slurry state is increased. It is thought that the difference is due to the fact that the binder in the electrode slurry is segregated. When segregation of such a binder occurs, sufficient adhesion between the electrode foil and the electrode layer which is the coating film cannot be obtained. If a rigid adhesion coating film is not obtained, not only the resistance value in the battery at the initial stage but also the resistance value in the battery after repeated charge and discharge will be increased, resulting in deterioration of electrode performance.

따라서, 본 발명의 목적은, 전극 성능의 저하를 초래하는 일 없이, 슬러리 상태의 전극층에 포함되는 용매를 효율적으로 휘발시켜, 건조 시간의 단축을 도모하는 것이 가능한 전극 건조 방법 및 전극 건조 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrode drying method and an electrode drying apparatus which can volatilize a solvent contained in an electrode layer in a slurry state efficiently and shorten drying time without causing a decrease in electrode performance. There is.

상기 목적을 달성하기 위한 전극 건조 방법은, 용매를 포함하는 전극 슬러리를 집전체에 도포함으로써 형성된 전극층을 건조로 중에 있어서 건조시키는 방법이다. 그리고 상기 전극층 내에 잔존하는 용매 농도와 상기 건조로 내의 분위기에 있어서의 용매 농도의 농도차를, 상기 분위기에 있어서의 용매 농도를 높임으로써 작게 하면서, 열을 부여하여 상기 전극층을 건조시키고 있다.The electrode drying method for achieving the said object is a method of drying the electrode layer formed by apply | coating the electrode slurry containing a solvent to an electrical power collector in a drying furnace. The electrode layer is dried by applying heat while reducing the concentration difference between the solvent concentration remaining in the electrode layer and the solvent concentration in the atmosphere in the drying furnace by increasing the solvent concentration in the atmosphere.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 전극 건조 장치는, 용매를 포함하는 전극 슬러리를 집전체에 도포함으로써 형성된 전극층을 건조로 중에 있어서 건조시키는 전극 건조 장치이다. 전극 건조 장치는, 상기 전극층 내에 잔존하는 용매 농도와 상기 건조로 내의 분위기에 있어서의 용매 농도의 농도차를, 상기 분위기에 있어서의 용매 농도를 높임으로써 작게 하는 증발 속도 조정 부재와, 상기 전극층을 건조시키는 열을 부여하는 히터부를 갖고 있다.Moreover, the electrode drying apparatus for achieving the said objective is an electrode drying apparatus which dries the electrode layer formed by apply | coating the electrode slurry containing a solvent to an electrical power collector in a drying furnace. An electrode drying apparatus is configured to dry an evaporation rate adjusting member for reducing the concentration difference between the solvent concentration remaining in the electrode layer and the solvent concentration in the atmosphere in the drying furnace by increasing the solvent concentration in the atmosphere, and the electrode layer. It has a heater part which gives heat to make.

본 발명에 따르면, 전극층 내에 잔존하는 용매 농도와 건조로 내의 분위기에 있어서의 용매 농도의 농도차를, 분위기에 있어서의 용매 농도를 높임으로써 작게 하면서, 열을 부여하여 전극층을 건조시키고 있으므로, 전극층을 서서히 건조시켜, 바인더의 편석이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 바인더의 편석을 발생시키지 않는 조건에서 전극층을 건조시키므로, 집전체와 전극층의 밀착성이 향상되어, 초기에 있어서의 전지 내의 저항값은 물론, 충방전을 반복한 후의 전지 내의 저항값도 낮아져, 전극 성능의 향상을 도모하는 것이 가능해진다. 따라서, 전극 성능의 저하를 초래하는 일 없이, 슬러리 상태의 전극층에 포함되는 용매를 효율적으로 휘발시켜, 건조 시간의 단축을 도모하는 것이 가능한 전극 건조 방법 및 전극 건조 장치를 제공할 수 있었다.According to the present invention, the electrode layer is dried by applying heat while reducing the concentration difference between the solvent concentration remaining in the electrode layer and the solvent concentration in the atmosphere in the drying furnace by increasing the solvent concentration in the atmosphere. It can dry gradually and can prevent segregation of a binder. Since the electrode layer is dried under conditions that do not cause segregation of the binder, the adhesion between the current collector and the electrode layer is improved, and the resistance value in the battery after repeated charge and discharge as well as the resistance value in the battery at the initial stage are also lowered, resulting in electrode performance. It becomes possible to aim at the improvement of. Therefore, the electrode drying method and electrode drying apparatus which can volatilize the solvent contained in the electrode layer of a slurry state efficiently, and can shorten drying time, without causing the electrode performance deterioration can be provided.

도 1은 실시 형태에 관한 전극 건조 장치를 도시하는 개략 구성도.
도 2는 실시 형태의 건조 방식에 의해 전극층을 건조시키고 있는 상태를 도시하는 모식도.
도 3은 대비예의 건조 방식에 의해 전극층을 건조시키고 있는 상태를 도시하는 모식도.
도 4는 분위기에 있어서의 용매 농도를 높이면서 전극층을 건조시키는 실시 형태와, 분위기에 있어서의 용매 농도를 높이는 일 없이 전극층을 건조시키는 대비예 각각에 있어서의, 노내 NMP 증기 농도의 변화를 나타내는 그래프.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The schematic block diagram which shows the electrode drying apparatus which concerns on embodiment.
It is a schematic diagram which shows the state which is drying the electrode layer by the drying system of embodiment.
3 is a schematic diagram showing a state in which an electrode layer is dried by a drying method of a comparative example.
Fig. 4 is a graph showing changes in the NMP vapor concentration in the furnace in each of the embodiments in which the electrode layers are dried while increasing the solvent concentration in the atmosphere and the comparative examples in which the electrode layers are dried without increasing the solvent concentration in the atmosphere. .

이하, 첨부한 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 또한, 도면의 설명에 있어서 동일한 요소에는 동일한 번호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다. 도면의 치수 비율은, 설명의 편의상 과장되어 있고, 실제의 비율과는 다르다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in description of drawing, the same number is attached | subjected to the same element, and the overlapping description is abbreviate | omitted. The dimension ratio of drawing is exaggerated for convenience of description, and differs from an actual ratio.

도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 전극 건조 장치(10)는, 용매(21)를 포함하는 전극 슬러리(20)를 전극박(30)(집전체에 상당함)에 도포함으로써 형성된 전극층(40)을 건조로(50) 중에 있어서 건조시킨다. 이 전극 건조 장치(10)는, 전극층(40)이 형성된 전극박(30)을 건조로(50) 내에 있어서 반송하는 반송부(60)와, 전극층(40) 내에 잔존하는 용매 농도와 건조로(50) 내의 분위기(57)에 있어서의 용매 농도의 농도차를, 분위기(57)에 있어서의 용매 농도를 높임으로써 작게 하는 증발 속도 조정 부재(70)와, 전극층(40)을 건조시키는 열을 부여하는 히터부(80)를 갖고 있다. 히터부(80)는, 열원으로서 열풍을 사용하고 있다. 그리고 전극층(40) 내에 잔존하는 용매 농도와 건조로(50) 내의 분위기(57)에 있어서의 용매 농도의 농도차를, 분위기(57)에 있어서의 용매 농도를 높임으로써 작게 하면서, 열을 부여하여 전극층(40)을 건조시키고 있다. 이하, 상세하게 서술한다.As shown in FIGS. 1 and 2, the electrode drying apparatus 10 includes an electrode layer formed by applying an electrode slurry 20 containing a solvent 21 to an electrode foil 30 (corresponding to a current collector). 40) is dried in the drying furnace 50. This electrode drying apparatus 10 is a conveyance part 60 which conveys the electrode foil 30 in which the electrode layer 40 was formed in the drying furnace 50, and the solvent concentration and drying furnace which remain in the electrode layer 40 ( The evaporation rate adjusting member 70 and the heat of drying the electrode layer 40 are imparted by increasing the concentration of the solvent in the atmosphere 57 in the atmosphere 57 by increasing the concentration of the solvent in the atmosphere 57. It has the heater part 80 to make. The heater unit 80 uses hot air as a heat source. Heat is applied while reducing the concentration difference between the solvent concentration remaining in the electrode layer 40 and the solvent concentration in the atmosphere 57 in the drying furnace 50 by increasing the solvent concentration in the atmosphere 57. The electrode layer 40 is dried. It will be described in detail below.

전극박(30)은, 집전체로서 사용된다. 전극박(30)은, 적절한 재료, 예를 들어 알루미늄, 구리, 니켈, 철, 스테인리스 강을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 정극 집전체에는 알루미늄 등의 전극박(30)을 사용하고, 부극 집전체에는 구리 등의 전극박(30)을 사용할 수 있다. 전극박(30)의 구체적인 두께에 대해 특별히 제한은 없지만, 예를 들어 알루미늄의 경우에는 20㎛, 구리의 경우에는 10㎛ 정도의 박막이다.The electrode foil 30 is used as a current collector. The electrode foil 30 can use a suitable material, for example, aluminum, copper, nickel, iron, stainless steel. Specifically, for example, electrode foil 30 such as aluminum may be used for the positive electrode current collector, and electrode foil 30 such as copper may be used for the negative electrode current collector. Although there is no restriction | limiting in particular about the specific thickness of the electrode foil 30, For example, it is a thin film of about 20 micrometers in case of aluminum, and about 10 micrometers in case of copper.

전극 슬러리(20)에는, 정극을 형성하기 위해 사용하는 정극 슬러리와, 부극을 형성하기 위해 사용하는 부극 슬러리가 있다.The electrode slurry 20 includes a positive electrode slurry used for forming a positive electrode and a negative electrode slurry used for forming a negative electrode.

정극 슬러리는, 예를 들어 정극 활물질(22), 도전 조제(24) 및 바인더(23)를 갖고, 용매(21)를 첨가함으로써, 소정의 점도로 된다. 정극 활물질(22)은, 예를 들어 망간산 리튬이다. 도전 조제(24)는, 예를 들어 아세틸렌 블랙이다. 바인더(23)는, 예를 들어 PVDF(폴리불화비닐리덴)이다. 용매(21)는, 예를 들어 NMP(노르말메틸피롤리돈)이다. 또한, 정극 활물질(22)은, 망간산 리튬에 특별히 한정되지 않지만, 용량 및 출력 특성의 관점에서, 리튬-전이 금속 복합 산화물을 적용하는 것이 바람직하다. 도전 조제(24)는, 예를 들어 카본 블랙이나 그라파이트를 이용하는 것도 가능하다. 바인더(23) 및 용매(21)는, PVDF 및 NMP에 한정되지 않는다. 용매(21)로서 물을 사용할 수도 있다.The positive electrode slurry has, for example, a positive electrode active material 22, a conductive aid 24, and a binder 23, and has a predetermined viscosity by adding the solvent 21. The positive electrode active material 22 is lithium manganate, for example. The conductive assistant 24 is, for example, acetylene black. The binder 23 is, for example, PVDF (polyvinylidene fluoride). The solvent 21 is, for example, NMP (normal methylpyrrolidone). In addition, although the positive electrode active material 22 is not specifically limited to lithium manganate, it is preferable to apply a lithium-transition metal composite oxide from a viewpoint of a capacity | capacitance and an output characteristic. For example, carbon black and graphite may be used for the conductive assistant 24. The binder 23 and the solvent 21 are not limited to PVDF and NMP. Water may be used as the solvent 21.

부극 슬러리는, 예를 들어 부극 활물질(22), 도전 조제(24) 및 바인더(23)를 갖고, 용매(21)를 첨가함으로써, 소정의 점도로 된다. 부극 활물질(22)은, 예를 들어 그라파이트이다. 도전 조제(24), 바인더(23) 및 용매(21)는, 예를 들어 아세틸렌 블랙, PVDF 및 NMP이다. 또한, 부극 활물질(22)은, 그라파이트에 특별히 한정되지 않고, 하드 카본이나, 리튬-전이 금속 복합 산화물을 이용하는 것도 가능하다. 도전 조제(24)는, 예를 들어 카본 블랙이나 그라파이트를 이용하는 것도 가능하다. 바인더(23) 및 용매(21)는, PVDF 및 NMP에 한정되지 않는다. 용매(21)로서 물을 사용할 수도 있다.The negative electrode slurry has the negative electrode active material 22, the conductive assistant 24, and the binder 23, for example, and becomes a predetermined viscosity by adding the solvent 21. The negative electrode active material 22 is graphite, for example. The conductive assistant 24, the binder 23, and the solvent 21 are, for example, acetylene black, PVDF, and NMP. In addition, the negative electrode active material 22 is not specifically limited to graphite, It is also possible to use hard carbon and a lithium-transition metal composite oxide. For example, carbon black and graphite may be used for the conductive assistant 24. The binder 23 and the solvent 21 are not limited to PVDF and NMP. Water may be used as the solvent 21.

전극박(30)에 정극 슬러리를 도포함으로써 형성한 정극의 전극층(40) 및 부극 슬러리를 도포함으로써 형성된 부극의 전극층(40)을, 건조로(50)에 있어서 건조시켜, 정극 및 부극을 형성한다. 이때, 전극 슬러리(20)에 포함되는 용매(21)로서의 NMP는, 휘발시킴으로써 전극 슬러리(20)로부터 제거된다.The electrode layer 40 of the positive electrode formed by applying the positive electrode slurry to the electrode foil 30 and the electrode layer 40 of the negative electrode formed by applying the negative electrode slurry are dried in the drying furnace 50 to form a positive electrode and a negative electrode. . At this time, NMP as the solvent 21 contained in the electrode slurry 20 is removed from the electrode slurry 20 by volatilization.

전극 건조 장치(10)의 건조로(50)는, 열풍 통로 및 전극박(30)의 반송로를 형성하는 케이싱(90)을 갖고 있다. 건조로(50) 내는, 복수(도시예에 있어서는, 6개)로 구획된 건조 존(51 내지 56)으로 구성되어 있다. 건조 존(51 내지 56)마다, 증발 속도 조정 부재(70)와 히터부(80)를 설치하고 있다. 설명의 편의상, 전극박(30)을 반송하는 방향의 상류측으로부터 차례로(도 1에 있어서 좌측으로부터 차례로), 제1 건조 존(51), 제2 건조 존(52), 제3 건조 존(53), 제4 건조 존(54), 제5 건조 존(55) 및 제6 건조 존(56)이라 한다. 케이싱(90) 내에 구획벽(91)을 설치함으로써, 제1 내지 제6 각각의 건조 존(51 내지 56)을 형성하고 있다. 반송부(60)를 배치하기 위해, 케이싱(90)의 단부면 및 구획벽(91)에는 개구부를 형성하고 있다. 제1 내지 제6 건조 존(51 내지 56) 각각에는, 반송되는 전극박(30)의 상방 위치로부터 열풍을 공급하기 위한 상부 노즐(92)과, 반송되는 전극박(30)의 하방 위치로부터 열풍을 공급하기 위한 하부 노즐(93)과, 건조 존(51 내지 56) 내를 배기하기 위한 배기구(94)를 형성하고 있다. 상부 노즐(92), 하부 노즐(93) 및 배기구(94)는, 건조 존(51 내지 56) 내의 열풍을 교반하여, 열풍이 통로 내를 균일하게 흐르는 위치로 설정되어 있다.The drying furnace 50 of the electrode drying apparatus 10 has a casing 90 which forms a hot air passage and a conveyance path of the electrode foil 30. The drying furnace 50 is comprised by the drying zones 51-56 divided into the plurality (6 in a figure example). The evaporation rate adjusting member 70 and the heater unit 80 are provided for each of the drying zones 51 to 56. For convenience of explanation, the first drying zone 51, the second drying zone 52, and the third drying zone 53 in order from the upstream side in the direction of conveying the electrode foil 30 (from the left in FIG. 1). ), The fourth drying zone 54, the fifth drying zone 55, and the sixth drying zone 56. By providing the partition walls 91 in the casing 90, the first to sixth drying zones 51 to 56 are formed. In order to arrange | position the conveyance part 60, the opening part is formed in the end surface of the casing 90, and the partition wall 91. As shown in FIG. Hot air from each of the first to sixth drying zones 51 to 56 from an upper nozzle 92 for supplying hot air from an upper position of the electrode foil 30 to be conveyed and a lower position of the electrode foil 30 to be conveyed. The lower nozzle 93 for supplying water and the exhaust port 94 for exhausting the inside of the drying zones 51 to 56 are formed. The upper nozzle 92, the lower nozzle 93, and the exhaust port 94 are stirred at the hot air in the drying zones 51 to 56, and are set to the position where the hot air flows uniformly in the passage.

도시예의 증발 속도 조정 부재(70)는, 건조로(50)로부터 배출된 배기를 분위기(57) 내로 공급하기 위한 배관계(100)를 구비하고 있다. 건조로(50)로부터 배출된 배기를 재이용함으로써, 분위기(57)에 있어서의 용매 농도를 높이고 있다. 증발 속도 조정 부재(70)는 또한, 배기의 온도를 결로 온도까지 낮추는 일 없이 분위기(57) 내로 공급한다. 배기를 재이용하므로, 저비용으로 양산을 실현할 수도 있다.The evaporation rate adjusting member 70 of the illustrated example is provided with a piping system 100 for supplying the exhaust gas discharged from the drying furnace 50 into the atmosphere 57. The solvent concentration in the atmosphere 57 is increased by reusing the exhaust discharged from the drying furnace 50. The evaporation rate adjusting member 70 also supplies the atmosphere 57 into the atmosphere 57 without lowering the temperature of the exhaust gas to the dew condensation temperature. Since the exhaust is reused, mass production can be realized at low cost.

배관계(100)에는, 각 배기구(94)와 용매 회수 장치(110)를 접속하는 제1 배관(101), 용매 회수 장치(110)의 출구와 건조 존(51 내지 56)마다 형성된 열교환기(120)의 입구를 접속하는 제2 배관(102)과, 열교환기(105)의 출구와 상하의 노즐(92, 93)을 접속하는 제3 배관(103)과, 용매 회수 장치(110)를 바이패스하여 배기를 유하시키는 바이패스관(104)을 포함하고 있다. 용매 회수 장치(110)는, 용매 회수기(111)와 송풍 팬(112)을 갖고, 과잉의 NMP를 액체로 하여 회수하는 동시에, 회수된 용매(21)의 일부를 분위기(57) 내로 공급하는 공기(급기)에 다시 혼합한다. 바이패스관(104)에는, 열매체(예를 들어, 증기나 증기 환류수)와의 사이에서 열교환을 행해 공기를 가열시키는 열교환기(105)와, 바이패스시키는 배기량을 조정하기 위한 밸브(106)가 설치되어 있다. 제1 배관(101)에는, 용매 회수 장치(110)의 입구측의 배기 온도를 측정하는 온도 센서(107)를 설치하고, 제2 배관(102)에는, 용매 회수 장치(110)의 출구측의 급기 온도를 측정하는 온도 센서(108)를 설치하고 있다. 출구측의 온도 센서(108)는, 바이패스관(104)이 제2 배관(102)에 합류된 후의 위치에 있어서, 급기 온도를 측정한다. 제2 배관(102)에는, 급기의 용매 농도를 측정하는 농도 센서(109)를 설치하고 있다. 용매 회수 장치(110)는, 급기의 용매 농도를 정해진 농도로 하도록, 급기에 다시 혼합시키는 용매량을 제어한다.The piping system 100 includes a heat exchanger 120 formed for each of the first pipe 101 connecting each exhaust port 94 and the solvent recovery device 110, the outlet of the solvent recovery device 110, and the drying zones 51 to 56. Bypasses the second pipe 102 connecting the inlet of the pipe, the third pipe 103 connecting the outlet of the heat exchanger 105 and the nozzles 92 and 93 above and below, and the solvent recovery device 110. The bypass pipe 104 which flows down exhaust is included. The solvent recovery device 110 has a solvent recovery device 111 and a blower fan 112, recovers excess NMP as a liquid, and simultaneously supplies a portion of the recovered solvent 21 into the atmosphere 57. Í�� again to (air supply). The bypass pipe 104 includes a heat exchanger 105 for heat-exchanging heat with a heat medium (for example, steam or reflux water), and a valve 106 for adjusting an exhaust amount to bypass. It is installed. The first piping 101 is provided with a temperature sensor 107 for measuring the exhaust temperature at the inlet side of the solvent recovery device 110, and the second piping 102 is located at the outlet side of the solvent recovery device 110. The temperature sensor 108 which measures supply air temperature is provided. The temperature sensor 108 on the outlet side measures the air supply temperature at a position after the bypass pipe 104 joins the second pipe 102. The second pipe 102 is provided with a concentration sensor 109 for measuring the solvent concentration of the air supply. The solvent recovery apparatus 110 controls the amount of the solvent to be mixed again with the air supply so that the solvent concentration of the air supply is a predetermined concentration.

배기의 온도를 결로 온도까지 낮추는 일 없이 분위기(57) 내로 공급하기 위해, 측정된 급기 온도에 기초하여, 바이패스관(104)을 유하시키는 배기 풍량을 제어한다. 용매 회수 장치(110)를 바이패스하여 유하되는 배기는, 용매 회수 장치(110)를 통과한 공기에 비해 고온이므로, 급기 온도를 높여 급기 온도를 일정하게 유지할 수 있다. 바이패스관(104)에 설치된 열교환기(105)에 의해 바이패스관(104)을 유하하는 배기를 가온함으로써, 급기 온도가 더욱 저하된 경우에 있어서도 급기 온도를 일정하게 유지할 수 있다. 배기의 온도를 결로 온도까지 낮추는 일 없이 분위기(57) 내로 공급함으로써, 배관계(100)에 있어서의 결로를 방지하기 위한 특별한 대책, 예를 들어 단열재의 배치 등이 불필요해진다. 이에 수반하여, 설비비의 저감에 기여할 수 있다.In order to supply into the atmosphere 57 without lowering the temperature of the exhaust to the condensation temperature, the amount of exhaust air flowing down the bypass pipe 104 is controlled based on the measured air supply temperature. The exhaust gas flowing down by bypassing the solvent recovery device 110 is higher in temperature than the air passing through the solvent recovery device 110, so that the air supply temperature can be increased to maintain a constant air supply temperature. By heating the exhaust which flows down the bypass pipe 104 by the heat exchanger 105 provided in the bypass pipe 104, even if the air supply temperature falls further, the air supply temperature can be kept constant. By supplying the exhaust temperature into the atmosphere 57 without lowering the temperature to the dew condensation temperature, special measures for preventing condensation in the piping system 100, for example, the arrangement of the heat insulating material, are unnecessary. In connection with this, it can contribute to reduction of equipment cost.

제1 내지 제3 배관(101 내지 103)에는, 댐퍼류를 설치하고 있지 않다. 결로를 방지하기 위함이다.Dampers are not provided in the first to third pipes 101 to 103. This is to prevent condensation.

건조 존(51 내지 56)마다 설치된 열교환기(120)는, 열매체(예를 들어, 증기나 증기 환류수)와의 사이에서 열교환을 행해 공기를 가열한다. 건조 존(51 내지 56)마다 분위기(57)의 온도를 측정하는 온도 센서(121)를 설치하고 있다. 각 열교환기(120)에 의해 급기를 가온함으로써, 상하의 노즐(92, 93)로부터 분출되는 열풍 온도를 제어하여, 각 건조 존(51 내지 56)의 온도를 설정된 온도로 유지할 수 있다. 열풍의 온도는, 환경 온도나 전극 슬러리(20)의 종류 등에 의해 각각 다르므로 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 100±40℃이다.The heat exchanger 120 provided for each drying zone 51-56 heat-exchanges with a heat medium (for example, steam or steam reflux water), and heats air. The temperature sensor 121 which measures the temperature of the atmosphere 57 is provided for every drying zone 51-56. By heating the air supply by each heat exchanger 120, the hot air temperature blown out from the upper and lower nozzles 92 and 93 can be controlled to maintain the temperature of each of the drying zones 51 to 56 at a set temperature. The temperature of the hot air is not particularly limited because it varies depending on the environment temperature, the kind of the electrode slurry 20, and the like, but is 100 ± 40 ° C., for example.

건조시에 있어서, 각 건조 존(51 내지 56)의 분위기(57) 중에는, 재이용하는 배기에 포함되어 있는 용매(21)와, 전극층(40)으로부터 휘발된 용매(21)가 포함된다. 건조시의 분위기(57)의 용매 농도는 적절하게 설정 가능하지만, 강밀착성의 전극층(40)을 얻기 위해서는, 예를 들어 1000PPM 이하로 되도록 제어하는 것이 바람직하다.At the time of drying, in the atmosphere 57 of each drying zone 51-56, the solvent 21 contained in the exhaust gas for reuse, and the solvent 21 volatilized from the electrode layer 40 are contained. Although the solvent concentration of the atmosphere 57 at the time of drying can be set suitably, in order to obtain the strongly adhesive electrode layer 40, it is preferable to control so that it may become 1000 PPM or less, for example.

전극층(40)은, 잔류 NMP가 200ppm이하로 될 때까지 건조된다. 열원으로 증기를 사용하는 것은 용이하게 입수 가능한 열원이기 때문인 것과, 용매(21)에 NMP(융점 -24℃, 비점 204℃)를 사용하고 있으므로, 비교적 저온도 100℃ 전후에서의 연속 건조가 가능해지기 때문이다.The electrode layer 40 is dried until the residual NMP is 200 ppm or less. The use of steam as the heat source is because it is an easily available heat source, and since NMP (melting point -24 ° C, boiling point 204 ° C) is used for the solvent 21, continuous drying at a relatively low temperature of about 100 ° C becomes possible. Because.

증발 속도 조정 부재(70)는, 배관계(100) 및 용매 회수 장치(110) 등에 의해 구성되어 있다. 히터부(80)는, 배관계(100), 용매 회수 장치(110), 열교환기(105, 120) 및 열교환기(105, 120)로 공급하는 열매체의 온도나 유량을 조정하기 위한 도시하지 않은 부재 등에 의해 구성되어 있다.The evaporation rate adjusting member 70 is configured by the piping system 100, the solvent recovery device 110, and the like. The heater part 80 is a member (not shown) for adjusting the temperature and flow rate of the heat medium supplied to the piping system 100, the solvent recovery device 110, the heat exchangers 105 and 120, and the heat exchangers 105 and 120. And the like.

반송부(60)는, 전극 슬러리(20)를 도포하기 전의 전극박(30)을 공급하는 공급 롤(61)과, 전극층(40)을 건조시킨 후의 전극박(30)을 권취하는 권취 롤(62)과, 공급 롤(61)과 권취 롤(62) 사이에 배치되어 전극박(30)의 하면을 보유 지지하는 복수의 서포트 롤(63)을 갖고 있다. 공급 롤(61)에는, 전극박(30)을 미리 권회하고 있다. 권취 롤(62)에는, 권취 롤(62)을 회전 구동하는 모터(M)를 접속하고 있다. 모터(M)를 구동시켜 권취 롤(62)을 회전 구동시키면, 전극박(30)은, 공급 롤(61)로부터 조출되어, 건조로(50) 내를 반송되어, 권취 롤(62)에 권취된다. 이와 같이 하여, 반송부(60)는, 장척(長尺) 형상의 전극박(30)을 롤투롤 방식에 의해 연속적으로 반송한다.The conveyance part 60 is the winding roll which winds up the supply roll 61 which supplies the electrode foil 30 before apply | coating the electrode slurry 20, and the electrode foil 30 after drying the electrode layer 40 ( 62 and a plurality of support rolls 63 disposed between the supply roll 61 and the winding roll 62 to hold the lower surface of the electrode foil 30. The electrode foil 30 is wound in advance on the supply roll 61. The motor M which drives the rotation of the winding roll 62 is connected to the winding roll 62. When the motor M is driven and the winding roll 62 is driven to rotate, the electrode foil 30 is drawn out from the supply roll 61, the inside of the drying furnace 50 is conveyed, and wound on the winding roll 62. do. Thus, the conveyance part 60 conveys the elongate electrode foil 30 continuously by a roll-to-roll system.

전극 슬러리(20)의 도포는, 전극박(30)을 반송하면서, 도포부(95)에 의해 행한다. 도포부(95)는, 용매(21)를 포함하는 슬러리 상태의 전극 슬러리(20)를 전극박(30)에 도포하는 코터(96)를 갖고 있다. 코터(96)는, 전극박(30)에 대향하여, 전극박(30)을 반송하면서 간헐적으로 전극 슬러리(20)를 도포한다. 이에 의해, 전극 슬러리(20)는, 일정한 간격의 간극을 두고 간헐적으로 배열된다. 코터(96)를 사용한 간헐 도포 시공 방식으로는, 롤투롤 방식에 의해 공급되는 집전박에, 점도 10,000 내지 300,000cps 정도(고형분 63.4±10％)로 한 슬러리를, 코터(96) 도포 시공 부분에서 편면(Wet 막 두께 130±10㎛, Dry 막 두께 87±10㎛) 정도의 균일 도포 시공을 행해 연속 생산하는 방법이 일반적이다.Application | coating of the electrode slurry 20 is performed by the application | coating part 95, conveying the electrode foil 30. FIG. The application part 95 has the coater 96 which apply | coats the electrode slurry 20 of the slurry state containing the solvent 21 to the electrode foil 30. As shown in FIG. The coater 96 opposes the electrode foil 30, and intermittently applies the electrode slurry 20 while conveying the electrode foil 30. Thereby, the electrode slurry 20 is intermittently arranged with the space | interval of a fixed space | interval. In the intermittent coating method using the coater 96, a slurry having a viscosity of about 10,000 to 300,000 cps (solid content 63.4 ± 10%) is applied to the current collector foil supplied by the roll-to-roll method at the coater 96 coating part. It is common to carry out uniform coating on one side (Wet film thickness of 130 ± 10 μm, dry film thickness of 87 ± 10 μm) and to continuously produce it.

전극 건조 장치(10)는, 용매 회수 장치(110), 바이패스관(104)의 밸브(106), 히터부(80), 모터(M) 및 도포부(95)의 작동을 제어하는 컨트롤러(130)를 갖고 있다. 컨트롤러(130)는, CPU 및 메모리를 주체로 하여 구성되고, 동작을 제어하기 위한 프로그램이 메모리에 기억되어 있다. 컨트롤러(130)는, 도포부(95)의 작동을 제어하여, 전극 슬러리(20)의 도포량, 도포 두께 등을 조정하고, 히터부(80)의 작동을 제어하여, 급기의 온도, 풍량 등을 조정한다. 컨트롤러(130)는 또한, 모터(M)의 작동을 제어하여, 전극박(30)의 반송 속도를 조정한다.The electrode drying device 10 includes a controller for controlling the operation of the solvent recovery device 110, the valve 106 of the bypass pipe 104, the heater unit 80, the motor M, and the application unit 95 ( 130). The controller 130 mainly comprises a CPU and a memory, and a program for controlling the operation is stored in the memory. The controller 130 controls the operation of the application unit 95 to adjust the application amount, the application thickness of the electrode slurry 20, and the like to control the operation of the heater unit 80 to control the temperature of the air supply, the air volume, and the like. Adjust The controller 130 also controls the operation of the motor M to adjust the conveyance speed of the electrode foil 30.

본 실시 형태의 작용을 설명하기 전에, 건조로(50)로 공급하는 급기의 온도나 풍량을 크게 변화시켰을 때에 발생하는 문제에 대해 설명한다.Before explaining the operation of the present embodiment, a problem that occurs when the temperature and the air volume of the air supply to the drying furnace 50 are greatly changed will be described.

건조 공정에 있어서 변화되는 품질 지표 중 하나로서, 전극층(40)과 전극박(30) 사이의 밀착성이 있다. 일반적으로, 건조 공정에 있어서는, 하기의 식 1, 식 2, 식 3에 따라서, 용매(21)인 NMP를 서서히 휘발시켜 전극층(40)을 서서히 건조시킴으로써 밀착성이 향상되는 것이 알려져 있다.As one of the quality index changed in a drying process, there exists adhesiveness between the electrode layer 40 and the electrode foil 30. Generally, in a drying process, it is known that adhesiveness improves by gradually volatilizing NMP which is the solvent 21, and gradually drying the electrode layer 40 according to following formula (1), (2), (3).

Figure pat00001
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도 3은, 건조로(50)로 공급하는 급기의 온도나 풍량을 크게 변화시켰을 때에 발생하는 문제를 도시하는 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating a problem that occurs when the temperature or air volume of the air supply to the drying furnace 50 is greatly changed.

열풍을 사용한 건조로(50)에 있어서 건조 속도의 향상을 도모하는 경우에는, 열풍 온도를 높게 하는 동시에 풍량을 증가시켜, 전극층(40)의 표면과 분위기(57)의 계면 부분에 있어서의 용매[21(NMP)]의 제거량을 증가시키고 있다. 이러한 대응의 경우, 건조가 빨라져, 전극층(40)의 표면 근방에 바인더[23(PVDF)]가 편석되어 버린다. 이로 인해, 전극박(30)에 강하게 밀착된 도막, 즉, 강밀착 전극층(40)을 얻을 수 없게 된다.In order to improve the drying speed in the drying furnace 50 using the hot air, the hot air temperature is increased and the air volume is increased so that the solvent at the interface portion of the surface of the electrode layer 40 and the atmosphere 57 [ 21 (NMP)] is being increased. In this case, drying becomes faster, and the binder 23 (PVDF) is segregated in the vicinity of the surface of the electrode layer 40. For this reason, the coating film strongly adhere | attached on the electrode foil 30, ie, the strong adhesion electrode layer 40, cannot be obtained.

열풍 온도를 높게 한 경우에 바인더(23)의 편석이 발생하는 원인으로서, 다음과 같은 것을 들 수 있다. 즉, 건조시에 있어서는 바인더(23)를 용매(21)에 용해시킨 것이 전극층(40)에 포함되어 있으므로, 전극층(40)을 높은 온도의 환경하에 노출시키면, 전극층(40) 내에 있어서 용매(21) 자체가 대류를 일으킨다. 그 결과, 용해되어 있는 바인더(23)가 편석되어 버린다.As a cause of segregation of the binder 23 when hot air temperature is made high, the following are mentioned. That is, at the time of drying, since the binder 23 dissolved in the solvent 21 is contained in the electrode layer 40, when the electrode layer 40 is exposed to an environment of high temperature, the solvent 21 in the electrode layer 40 is exposed. ) Itself causes convection. As a result, the melted binder 23 will segregate.

또한, 풍량을 증가시킨 경우에 바인더(23)의 편석이 발생하는 원인으로서, 다음과 같은 것을 들 수 있다. 즉, 전극층(40)의 표면 근방에 있어서의 용매[21(NMP)]만이 우선적으로 휘발되어 표면 근방만이 먼저 건조[표면 선(先)건조]되어, 이 표면 선건조 부분에 발생된 균열이나 홀 등에 의한 모세관 현상에 의해, NMP를 심부로부터 표면을 향해 빨아올린다. 그 결과, 용해되어 있는 바인더(23)가 편석되어 버린다.In addition, as a cause of segregation of the binder 23 when the air volume is increased, the followings are mentioned. That is, only the solvent 21 (NMP) in the vicinity of the surface of the electrode layer 40 is volatilized first, and only the vicinity of the surface is first dried (surface dryness), so that cracks generated in the surface predrying portion By capillary action caused by holes or the like, NMP is sucked up from the core to the surface. As a result, the melted kinder 23 is segregated.

건조시에 바인더(23)의 편석을 발생시킬 수 있는 건조 조건에서는, 표면 거칠기가 크고, 밀착력도 약하므로, 전극박(30)과 전극층(40)의 접촉량 혹은 접촉 면적이 적어진다. 이로 인해, 초기에 있어서의 전지 내의 저항값뿐만 아니라, 충방전을 반복한 후의 전지 내의 저항값도 높아져, 전극 성능의 저하를 초래하게 된다.Under drying conditions that can cause segregation of the binder 23 at the time of drying, the surface roughness is large and the adhesion is weak, so that the contact amount or the contact area of the electrode foil 30 and the electrode layer 40 is reduced. For this reason, not only the resistance value in a battery in the initial stage but also the resistance value in a battery after repeating charge / discharge become high, and lead to the fall of electrode performance.

발생한 바인더(23)의 편석을 해소하기 위해, 건조 후의 전극을 롤 프레스기 등에 의해 압축하는 방법이 있다. 그러나 건조가 완료되어 전극층(40)이 고착된 후에 강제적으로 구조 변화시키게 되므로, 전극층(40)의 밀착 강도는 그다지 향상되지 않는다. 또한, 저비용으로 양산을 실현하는 관점에서, 건조 공정 후에 압축 공정을 부가하는 것은 피하는 것이 바람직하다.In order to eliminate segregation of the generated binder 23, there is a method of compressing the electrode after drying by a roll press or the like. However, since the drying is completed and the structure is forcibly changed after the electrode layer 40 is fixed, the adhesion strength of the electrode layer 40 is not so improved. In addition, from the viewpoint of mass production at low cost, it is preferable to avoid adding a compression step after the drying step.

다음에, 본 실시 형태의 작용을 설명한다.Next, the operation of the present embodiment will be described.

모터(M)를 구동시켜 권취 롤(62)을 회전 구동시키고, 전극박(30)을 공급 롤(61)로부터 조출하여, 권취 롤(62)에 권취한다. 코터(96)는, 이동하고 있는 전극박(30)의 표면에 간헐적으로 전극 슬러리(20)를 도포한다. 컨트롤러(130)는, 도포부(95)의 작동을 제어하여, 전극 슬러리(20)의 도포량, 도포 두께 등을 조정하고 있다. 히터부(80)는, 열풍을, 상하 노즐(92, 93)로부터 열풍 통로 내로 공급한다. 전극박(30)의 표면에 용매(21)를 포함하는 전극 슬러리(20)를 도포한 후, 건조로(50) 내에 있어서, 전극층(40)에 포함되는 용매(21)를 휘발시킨다. 전극박(30)을 반송하면서, 전극 슬러리(20)의 도포와, 도포된 전극층(40)의 건조를 계속한다.The motor M is driven to rotate the winding roll 62, the electrode foil 30 is fed out of the supply roll 61, and wound on the winding roll 62. The coater 96 applies the electrode slurry 20 intermittently to the surface of the moving electrode foil 30. The controller 130 controls the operation of the coating unit 95 to adjust the coating amount, the coating thickness, and the like of the electrode slurry 20. The heater unit 80 supplies hot air from the upper and lower nozzles 92 and 93 into the hot air passage. After apply | coating the electrode slurry 20 containing the solvent 21 on the surface of the electrode foil 30, in the drying furnace 50, the solvent 21 contained in the electrode layer 40 is volatilized. Application of the electrode slurry 20 and drying of the applied electrode layer 40 are continued while conveying the electrode foil 30.

전극층(40)을 건조로(50) 중에 있어서 건조시킬 때에는, 증발 속도 조정 부재(70)는, 배관계(100)를 통해, 건조로(50)로부터 배출된 배기를 분위기(57) 내로 공급한다. 이에 의해, 전극층(40) 내에 잔존하는 용매 농도와 건조로(50) 내의 분위기(57)에 있어서의 용매 농도의 농도차는, 분위기(57)에 있어서의 용매 농도가 높아짐으로써 작아진다. 또한, 히터부(80)는, 전극층(40)을 건조시키는 열을 부여하고 있다.When the electrode layer 40 is dried in the drying furnace 50, the evaporation rate adjusting member 70 supplies the exhaust gas discharged from the drying furnace 50 into the atmosphere 57 through the piping system 100. As a result, the concentration difference between the solvent concentration remaining in the electrode layer 40 and the solvent concentration in the atmosphere 57 in the drying furnace 50 decreases as the solvent concentration in the atmosphere 57 increases. In addition, the heater unit 80 provides heat for drying the electrode layer 40.

이와 같이 분위기(57)에 있어서의 용매 농도를 높이면서 건조시키면, 건조 속도의 향상을 도모하기 위해 열풍 온도를 높게 하는 동시에 풍량을 증가시켜도, 용매(21)인 NMP를 서서히 휘발시켜 전극층(40)을 서서히 건조시킬 수 있다. 전극층(40)을 서서히 건조시키는 것이기는 하지만, 열풍 온도를 높게 할 수 있는 동시에 풍량을 증가시킬 수 있으므로, 전체적으로 건조 시간을 단축할 수 있어, 생산성을 높일 수 있다. 건조 시간의 단축을 도모할 수 있으므로, 건조로(50)의 길이를 짧게 할 수도 있다. 따라서, 전극의 건조에 필요로 하는 투자를 삭감하는 것이 가능해진다.When drying while increasing the solvent concentration in the atmosphere 57 as described above, even when the hot air temperature is increased and the air volume is increased to improve the drying speed, the NMP as the solvent 21 is gradually volatilized to form the electrode layer 40. Can be dried slowly. Although the electrode layer 40 is gradually dried, the hot air temperature can be increased and the air volume can be increased, so that the drying time can be shortened as a whole, and productivity can be improved. Since the drying time can be shortened, the length of the drying furnace 50 can also be shortened. Therefore, it becomes possible to reduce the investment required for drying the electrode.

분위기(57)에 있어서의 용매 농도는, 전극층(40) 내에 잔존하는 용매 농도를 넘지 않는 농도로 높일 필요가 있다. 전극층(40)의 건조가 진행되지 않는 상태를 회피하기 위함이다.It is necessary to increase the solvent concentration in the atmosphere 57 to a concentration which does not exceed the solvent concentration remaining in the electrode layer 40. This is to avoid a state in which drying of the electrode layer 40 does not proceed.

도 2에 도시하는 바와 같이, 전극층(40)을 서서히 건조시키므로, 바인더(23)의 편석이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 바인더(23)의 편석을 발생시키지 않는 조건에서 전극층(40)을 건조시키고 있으므로, 전극박(30)과 전극층(40)의 밀착성이 향상되어, 전극박(30)과 전극층(40)의 접촉량 혹은 접촉 면적이 충분히 커진다. 이로 인해, 초기에 있어서의 전지 내의 저항값은 물론, 충방전을 반복한 후의 전지 내의 저항값도 낮아져, 전극 성능의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.As shown in FIG. 2, since the electrode layer 40 is gradually dried, segregation of the binder 23 can be prevented from occurring. Since the electrode layer 40 is dried under the condition that no segregation of the binder 23 occurs, the adhesion between the electrode foil 30 and the electrode layer 40 is improved, and the amount of contact between the electrode foil 30 and the electrode layer 40 is increased. Or contact area becomes large enough. For this reason, not only the resistance value in a battery at an initial stage but also the resistance value in a battery after repeating charge and discharge become low, and it becomes possible to aim at the improvement of electrode performance.

제1 내지 제6 건조 존(51 내지 56)마다, 증발 속도 조정 부재(70)와 히터부(80)를 설치하고 있다. 이로 인해, 제1 내지 제6 건조 존(51 내지 56)마다, 분위기(57)에 있어서의 용매 농도를 높임으로써 농도차를 작게 하면서, 열을 부여하여 전극층(40)을 건조시킬 수 있다. 복수의 건조 존(51 내지 56)으로 구획한 경우에도, 건조 존(51 내지 56)마다 바인더(23)의 편석이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 전극 성능의 향상을 도모한 전극을 제조할 수 있다.The evaporation rate adjusting member 70 and the heater unit 80 are provided for each of the first to sixth drying zones 51 to 56. For this reason, by increasing the solvent concentration in the atmosphere 57 for each of the first to sixth drying zones 51 to 56, the electrode layer 40 can be dried by applying heat while reducing the concentration difference. Even when partitioned into a plurality of drying zones 51 to 56, segregation of the binder 23 can be prevented from occurring to each of the drying zones 51 to 56, so that an electrode can be manufactured to improve electrode performance. have.

바인더(23)의 편석이 발생하지 않으므로, 건조후의 전극을 롤 프레스기 등에 의해 압축할 필요가 없다. 건조 공정 후에 압축 공정을 부가하지 않아도 되므로, 저비용으로 양산을 실현할 수도 있다.Since segregation of the binder 23 does not occur, it is not necessary to compress the electrode after drying by a roll press or the like. Since a compression process does not have to be added after a drying process, mass production can also be implemented at low cost.

도 4는, 분위기(57)에 있어서의 용매 농도를 높이면서 전극층(40)을 건조시키는 실시 형태와, 분위기(57)에 있어서의 용매 농도를 높이는 일 없이 전극층(40)을 건조시키는 대비예 각각에 있어서의, 노내 NMP 증기 농도의 변화를 나타내는 그래프이다. 횡축은 건조로 통과 시간(초)을 나타내고, 종축은 노내 NMP 증기 농도를 나타내고 있다. 또한, 본 실시 형태의 값은, 분위기(57)에 있어서의 용매 농도를 높인 만큼을 감산한 것이다. 도면에 있어서, 실시 형태는 실선으로, 대비예는 파선으로 나타내어진다.4 shows an embodiment in which the electrode layer 40 is dried while increasing the solvent concentration in the atmosphere 57 and a comparative example in which the electrode layer 40 is dried without increasing the solvent concentration in the atmosphere 57. It is a graph which shows the change of NMP vapor density | concentration in furnace. The horizontal axis represents the passage time (seconds) of the drying furnace, and the vertical axis represents the NMP vapor concentration in the furnace. In addition, the value of this embodiment subtracts only what increased the solvent concentration in the atmosphere 57. In the drawings, the embodiment is represented by a solid line, and the comparative example is represented by a broken line.

제1 건조 존(51)은, 예열 존이며, 전극층(40)으로부터 용매(21)는 휘발되어 있지 않다.The first drying zone 51 is a preheating zone, and the solvent 21 is not volatilized from the electrode layer 40.

대비예에 있어서는, 제2 건조 존(52)에서는, 용매(21)의 휘발이 급격하게 시작되어, 노내 NMP 증기 농도가 급격하게 높아진다. 제3, 제4 건조 존(53, 54)에서는, 노내 NMP 증기 농도의 변동이 크다. 그리고 제5 건조 존(55)의 출구 부분에서는, 전극층(40)의 건조가 거의 완료되어, 노내 NMP 증기 농도가 제로로 된다.In the comparative example, in the second drying zone 52, volatilization of the solvent 21 starts rapidly, and the furnace NMP vapor concentration rapidly increases. In the third and fourth drying zones 53 and 54, the fluctuation of the NMP vapor concentration in the furnace is large. At the outlet portion of the fifth drying zone 55, drying of the electrode layer 40 is almost completed, and the furnace NMP vapor concentration becomes zero.

실시 형태에 있어서는, 제2 건조 존(52)에서는, 노내 NMP 증기 농도의 변화는 대비예에 비해 완만하며, 전극층(40)의 건조가 서서히 시작되고 있는 것을 알 수 있다. 제3 내지 제5 건조 존(53) 내지(55)에서는, 노내 NMP 증기 농도의 변동이 비교적 작아, 용매 농도 범위 Δc의 범위 내에 들어가 있다. 노내 NMP 증기 농도의 변동이 대비예에 비해 균일하며, 전극층(40)의 건조가 서서히 진행되고 있는 것을 알 수 있다. 그리고 제6 건조 존(56)의 출구 부분에서는, 전극층(40)의 건조가 거의 완료되어, 노내 NMP 증기 농도가 제로로 된다.In the embodiment, in the second drying zone 52, it is understood that the change in the NMP vapor concentration in the furnace is slower than in the comparative example, and drying of the electrode layer 40 is gradually started. In the third to fifth drying zones 53 to 55, the fluctuation of the NMP vapor concentration in the furnace is relatively small and falls within the range of the solvent concentration range Δc. It can be seen that the fluctuation in the NMP vapor concentration in the furnace is more uniform than in the comparative example, and the drying of the electrode layer 40 is gradually progressing. At the outlet portion of the sixth drying zone 56, drying of the electrode layer 40 is almost completed, and the furnace NMP vapor concentration becomes zero.

대비예에 있어서의 전극층(40)의 밀착력은 제품으로서 NG 레벨이었지만, 실시 형태에 있어서의 전극층(40)의 밀착력은 제품으로서 OK 레벨을 만족시켰다.Although the adhesive force of the electrode layer 40 in the comparative example was NG level as a product, the adhesive force of the electrode layer 40 in embodiment satisfied the OK level as a product.

대비예의 건조 조건에서는, 분위기(57)에 있어서의 용매 농도를 높이고 있지 않으므로, 전극층(40) 내에 잔존하는 용매 농도와 건조로(50) 내의 분위기(57)에 있어서의 용매 농도의 농도차가 커, 제5 건조 존(55)의 출구 부분에서 전극층(40)의 건조가 거의 완료될수록, 건조 속도가 빨라지고 있다. 그러나 전극층(40)의 밀착력은 제품으로서의 요구를 만족시킬 수 없었다.In the drying conditions of the comparative example, since the solvent concentration in the atmosphere 57 is not increased, the concentration difference between the solvent concentration remaining in the electrode layer 40 and the solvent concentration in the atmosphere 57 in the drying furnace 50 is large. As the drying of the electrode layer 40 at the exit portion of the fifth drying zone 55 is almost completed, the drying speed is increased. However, the adhesion of the electrode layer 40 could not satisfy the requirements as a product.

한편, 실시 형태의 건조 조건에서는, 분위기(57)에 있어서의 용매 농도를 높이고 있으므로, 전극층(40) 내에 잔존하는 용매 농도와 건조로(50) 내의 분위기(57)에 있어서의 용매 농도의 농도차가 작아, 서서히 전극층(40)을 건조시키고 있다. 대비예에 비하면 건조 속도는 느리지만, 열풍 온도를 높게 할 수 있는 동시에 풍량을 증가시킬 수 있으므로, 전체적으로 건조 시간을 단축할 수 있다. 또한, 전극층(40)의 밀착력은 제품으로서의 요구를 충분히 만족시킬 수 있었다.On the other hand, in the drying conditions of the embodiment, since the solvent concentration in the atmosphere 57 is increased, the concentration difference between the solvent concentration remaining in the electrode layer 40 and the solvent concentration in the atmosphere 57 in the drying furnace 50 is The electrode layer 40 is gradually dried. Compared with the comparative example, although the drying speed is slow, the hot air temperature can be increased and the air volume can be increased, thereby reducing the drying time as a whole. Moreover, the adhesive force of the electrode layer 40 was able to fully satisfy | fill the request as a product.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 전극 건조 장치(10)에 증발 속도 조정 부재(70)와 히터부(80)를 설치하고, 전극층(40) 내에 잔존하는 용매 농도와 건조로(50) 내의 분위기(57)에 있어서의 용매 농도의 농도차를, 분위기(57)에 있어서의 용매 농도를 높임으로써 작게 하면서, 열을 부여하여 전극층(40)을 건조시키고 있다. 이로 인해, 전극층(40)을 서서히 건조시키므로, 바인더(23)의 편석이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 바인더(23)의 편석을 발생시키지 않는 조건에서 전극층(40)을 건조시키고 있으므로, 전극박(30)과 전극층(40)의 밀착성이 향상되어, 초기에 있어서의 전지 내의 저항값은 물론, 충방전을 반복한 후의 전지 내의 저항값도 낮아져, 전극 성능의 향상을 도모하는 것이 가능해진다. 전극층(40)을 서서히 건조시키고 있지만, 노내 온도 등을 높게 설정할 수 있으므로, 슬러리 상태의 전극층(40)에 포함되는 용매(21)를 효율적으로 휘발시켜, 전체적으로 건조 시간을 단축할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, the evaporation rate adjusting member 70 and the heater 80 are provided in the electrode drying apparatus 10, and the solvent concentration and the drying furnace 50 remaining in the electrode layer 40 are provided. The electrode layer 40 is dried by applying heat while reducing the concentration difference of the solvent concentration in the atmosphere 57 within the atmosphere 57 by increasing the solvent concentration in the atmosphere 57. For this reason, since the electrode layer 40 is gradually dried, segregation of the binder 23 can be prevented from occurring. Since the electrode layer 40 is dried under the condition that no segregation of the binder 23 occurs, the adhesion between the electrode foil 30 and the electrode layer 40 is improved, and the charge value and the discharge in the battery as well as the resistance value in the initial stage are improved. The resistance value in a battery after repeating this also becomes low, and it becomes possible to aim at the improvement of electrode performance. Although the electrode layer 40 is gradually dried, since the furnace temperature etc. can be set high, the solvent 21 contained in the electrode layer 40 of a slurry state can be volatilized efficiently, and a drying time can be shortened as a whole.

건조로(50) 내를 복수의 건조 존(51 내지 56)으로 구획하고, 건조 존(51 내지 56)마다, 증발 속도 조정 부재(70)와 히터부(80)를 설치하고, 건조 존(51 내지 56)마다, 분위기(57)에 있어서의 용매 농도를 높임으로써 농도차를 작게 하면서, 열을 부여하여 전극층(40)을 건조시키고 있다. 이로 인해, 복수의 건조 존(51 내지 56)으로 구획한 경우에도, 건조 존(51 내지 56)마다 바인더(23)의 편석이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 전극 성능의 향상을 도모한 전극을 제조할 수 있다.The drying furnace 50 is partitioned into a plurality of drying zones 51 to 56, and for each drying zone 51 to 56, an evaporation rate adjusting member 70 and a heater 80 are provided, and the drying zone 51 is provided. 56 to 56), the electrode layer 40 is dried by applying heat while increasing the concentration of the solvent in the atmosphere 57 to reduce the concentration difference. Therefore, even when partitioned into the plurality of drying zones 51 to 56, segregation of the binder 23 can be prevented from occurring to each of the drying zones 51 to 56, so that the electrode can be improved. It can manufacture.

분위기(57)에 있어서의 용매 농도를, 전극층(40) 내에 잔존하는 용매 농도를 넘지 않는 농도로 높이고 있으므로, 전극층(40)의 건조가 진행되지 않는 상태를 회피할 수 있다.Since the solvent concentration in the atmosphere 57 is increased to a concentration not exceeding the solvent concentration remaining in the electrode layer 40, a state in which drying of the electrode layer 40 does not proceed can be avoided.

증발 속도 조정 부재(70)는, 건조로(50)로부터 배출된 배기를 분위기(57) 내로 공급하기 위한 배관계(100)를 구비하고, 분위기(57)에 있어서의 용매 농도를, 건조로(50)로부터 배출된 배기를 재이용하여 높이고 있다. 배기를 재이용하므로, 저비용으로 양산을 실현할 수도 있다.The evaporation rate adjusting member 70 includes a piping system 100 for supplying the exhaust gas discharged from the drying furnace 50 into the atmosphere 57, and adjusts the solvent concentration in the atmosphere 57 to the drying furnace 50. Exhaust exhausted from) is reused and raised. Since the exhaust is reused, mass production can be realized at low cost.

증발 속도 조정 부재(70)는, 배기의 온도를 결로 온도까지 낮추는 일 없이 분위기(57) 내로 공급하고 있다. 이로 인해, 배관계(100)에 있어서의 결로를 방지하기 위한 특별한 대책, 예를 들어 단열재의 배치 등을 강구할 필요가 없어, 설비비의 저감을 도모할 수 있다.The evaporation rate adjusting member 70 is supplied into the atmosphere 57 without lowering the exhaust temperature to the dew condensation temperature. For this reason, it is not necessary to take special measures for preventing the dew condensation in the piping system 100, for example, arrange | positioning a heat insulating material, etc., and can reduce equipment cost.

(개변예)(Change example)

건조로(50) 내를 복수의 건조 존(51 내지 56)으로 구획한 실시 형태를 나타냈지만, 건조 존이 하나뿐인 건조로에도 본 발명을 적용할 수는 있다. 각 건조 존(51 내지 56)의 분위기(57)에 동일한 용매 농도의 급기를 공급하는 실시 형태를 나타냈지만, 각 건조 존(51 내지 56)의 분위기(57)로 다른 용매 농도의 급기를 공급하도록 해도 된다.Although the embodiment which divided the inside of the drying furnace 50 by the some drying zones 51-56 was shown, this invention can be applied also to the drying furnace which has only one drying zone. Although the embodiment which supplies the air supply of the same solvent concentration to the atmosphere 57 of each dry zone 51-56 was shown, it is made to supply the air supply of a different solvent concentration to the atmosphere 57 of each dry zone 51-56. You may also

분위기(57)에 있어서의 용매 농도를, 건조로(50)로부터 배출된 배기를 재이용하여 높이는 실시 형태를 나타냈지만, 본 발명은 이 경우에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, NMP 등의 용매(21)를 분무함으로써, 분위기(57)에 있어서의 용매 농도를 높이도록 해도 좋다.Although embodiment which raises the solvent density | concentration in the atmosphere 57 by using the exhaust discharged | emitted from the drying furnace 50 was shown, this invention is not limited to this case. For example, the solvent concentration in the atmosphere 57 may be increased by spraying a solvent 21 such as NMP.

또한, 용매용 캐리어 가스로서, 질소 등의 불활성 가스를 사용해도 된다.Moreover, you may use inert gas, such as nitrogen, as a carrier gas for solvents.

히터부(80)의 열원으로서 열풍을 사용한 실시 형태를 나타냈지만, 적외선 히터를 사용해도 된다. 또한, 열원으로서의 열풍이나 적외선 히터를 조합하여 사용해도 된다.Although the embodiment which used hot air as the heat source of the heater part 80 was shown, you may use an infrared heater. Moreover, you may use combining the hot air as a heat source and an infrared heater.

전극박(30)을 연속하여 반송하는 형태를 도시하였지만, 배치(batch)식으로 반송하는 형태여도 된다.Although the form which conveys the electrode foil 30 continuously is shown, the form conveyed by a batch type may be sufficient.

또한, 본 발명은, 전극 슬러리(20)를 간헐적으로 도포하는 경우에 한정되는 것은 아니며, 전극 슬러리(20)를 연속 도포하는 경우에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.In addition, this invention is not limited to the case where the electrode slurry 20 is apply | coated intermittently, Of course, it is applicable also to the case of applying the electrode slurry 20 continuously.

10 : 전극 건조 장치
20 : 전극 슬러리
21 : 용매
22 : 활물질
23 : 바인더
24 : 도전 조제
30 : 전극박(집전체)
40 : 전극층
50 : 건조로
51 내지 56 : 건조 존
57 : 분위기
60 : 반송부
70 : 증발 속도 조정 부재
80 : 히터부
90 : 케이싱
91 : 구획벽
92 : 상부 노즐
93 : 하부 노즐
94 : 배기구
95 : 도포부
96 : 코터
100 : 배관계
101 : 제1 배관
102 : 제2 배관
103 : 제3 배관
104 : 바이패스관
105 : 열교환기
106 : 밸브
107, 108 : 온도 센서
109 : 농도 센서
110 : 용매 회수 장치
111 : 용매 회수기
112 : 송풍 팬
120 : 열교환기
121 : 온도 센서
130 : 컨트롤러10: electrode drying device
20: electrode slurry
21: solvent
22: active material
23: binder
24: challenge preparation
30: electrode foil (current collector)
40: electrode layer
50: drying furnace
51 to 56: drying zone
57: atmosphere
60: conveying unit
70: evaporation rate adjustment member
80: heater unit
90 casing
91: partition wall
92: upper nozzle
93: lower nozzle
94: exhaust port
95: applicator
96: coater
100: relationship
101: first pipe
102: second pipe
103: third pipe
104: bypass pipe
105: heat exchanger
106: valve
107, 108: temperature sensor
109: concentration sensor
110: solvent recovery device
111: solvent recovery machine
112: blower fan
120: heat exchanger
121: temperature sensor
130: controller

Claims (9)

용매를 포함하는 전극 슬러리를 집전체에 도포함으로써 형성된 전극층을 건조로 중에 있어서 건조시키는 방법이며,
상기 전극층 내에 잔존하는 용매 농도와 상기 건조로 내의 분위기에 있어서의 용매 농도의 농도차를, 상기 분위기에 있어서의 용매 농도를 높임으로써 작게 하면서, 열을 부여하여 상기 전극층을 건조시키는, 전극 건조 방법.It is a method of drying the electrode layer formed by apply | coating the electrode slurry containing a solvent to an electrical power collector in a drying furnace,
An electrode drying method wherein the electrode layer is dried by applying heat while decreasing the concentration difference between the solvent concentration remaining in the electrode layer and the solvent concentration in the atmosphere in the drying furnace by increasing the solvent concentration in the atmosphere. 제1항에 있어서, 상기 건조로 내를 복수로 구획한 건조 존마다, 상기 분위기에 있어서의 용매 농도를 높임으로써 상기 농도차를 작게 하면서, 열을 부여하여 상기 전극층을 건조시키는, 전극 건조 방법.The electrode drying method according to claim 1, wherein the electrode layer is dried by applying heat while increasing the solvent concentration in the atmosphere for each drying zone in which the inside of the drying furnace is divided into a plurality. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 분위기에 있어서의 용매 농도를, 상기 전극층 내에 잔존하는 용매 농도를 초과하지 않는 농도로 높이는, 전극 건조 방법.The electrode drying method according to claim 1 or 2, wherein the solvent concentration in the atmosphere is increased to a concentration not exceeding the solvent concentration remaining in the electrode layer. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 분위기에 있어서의 용매 농도를, 상기 건조로로부터 배출된 배기를 재이용하여 높이는, 전극 건조 방법.The electrode drying method according to claim 1 or 2, wherein the solvent concentration in the atmosphere is increased by reusing exhaust exhausted from the drying furnace. 제4항에 있어서, 상기 배기의 온도를 결로 온도까지 낮추는 일 없이 상기 분위기 내로 공급하는, 전극 건조 방법.The electrode drying method according to claim 4, wherein the temperature of the exhaust gas is supplied into the atmosphere without lowering the temperature to the dew condensation temperature. 용매를 포함하는 전극 슬러리를 집전체에 도포함으로써 형성된 전극층을 건조로 중에 있어서 건조시키는 전극 건조 장치이며,
상기 전극층 내에 잔존하는 용매 농도와 상기 건조로 내의 분위기에 있어서의 용매 농도의 농도차를, 상기 분위기에 있어서의 용매 농도를 높임으로써 작게 하는 증발 속도 조정 부재와,
상기 전극층을 건조시키는 열을 부여하는 히터부를 갖는, 전극 건조 장치.It is an electrode drying apparatus which dries the electrode layer formed by apply | coating the electrode slurry containing a solvent to an electrical power collector in a drying furnace,
An evaporation rate adjusting member for reducing the concentration difference between the solvent concentration remaining in the electrode layer and the solvent concentration in the atmosphere in the drying furnace by increasing the solvent concentration in the atmosphere;
The electrode drying apparatus which has a heater part which provides the heat which dries the said electrode layer. 제6항에 있어서, 상기 건조로 내는, 복수로 구획한 건조 존으로 구성되고, 상기 건조 존마다, 상기 증발 속도 조정 부재와 상기 히터부를 설치하는, 전극 건조 장치.The electrode drying apparatus according to claim 6, wherein the drying furnace is composed of a plurality of drying zones, and the evaporation rate adjusting member and the heater are provided for each of the drying zones. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 증발 속도 조정 부재는, 상기 건조로로부터 배출된 배기를 상기 분위기 내로 공급하기 위한 배관계를 구비하는, 전극 건조 장치.The electrode drying apparatus according to claim 6 or 7, wherein the evaporation rate adjusting member has a piping system for supplying exhaust gas discharged from the drying furnace into the atmosphere. 제8항에 있어서, 상기 증발 속도 조정 부재는, 상기 배기의 온도를 결로 온도까지 낮추는 일 없이 상기 분위기 내로 공급하는, 전극 건조 장치.The electrode drying apparatus according to claim 8, wherein the evaporation rate adjusting member supplies the atmosphere into the atmosphere without lowering the temperature of the exhaust gas to a dew condensation temperature.
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