KR20150058351A - 2차 전지용 전극의 제조 방법 및 열풍 건조로 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 2차 전지의 비용 저감을 도모하기 위해, 종래에 비해 저풍량이면서, 열풍의 온도를 적절하게 유지할 수 있는 2차 전지용 전극의 제조 방법 및 그 제조 방법에 사용하는 열풍 건조로를 제공한다. 노즐(4)의 분출 위치(점 A)에 있어서의 열풍 온도 TA를 온도 센서(7)에 의해 측정하고, 열풍의 흐름 방향에 있어서, 점 A보다도 하류측의 점 B에 있어서의 열풍 온도 TB를 온도 센서(8)에 의해 측정하고, 점 B보다도 하류측의 점 C에 있어서의 열풍 온도 TC를 온도 센서(9)에 의해 측정하고, 제어 장치(5)에 의해, 온도 TB와 온도 TC에 기초하여, 전극용 페이스트의 증발 잠열에 기인하는 점 A에 있어서의 열풍의 온도 저하량 dT를 산출하고, 점 A에 있어서의 열풍의 설정 온도 TS에 온도 저하량 dT를 가산하여, 수정한 열풍의 설정 온도 TSn을 산출하고, 수정한 설정 온도 TSn과 온도 센서(7)에 의해 측정한 온도 TA의 차분 dTA에 따라, 히터(10)에의 출력을 조정한다.

Description

2차 전지용 전극의 제조 방법 및 열풍 건조로 {MANUFACTURING METHOD FOR SECONDARY BATTERY ELECTRODE, AND HOT AIR DRYING FURNACE}
본 발명은 2차 전지용 전극의 제조 방법 및 그 제조 방법에 사용하는 열풍 건조로의 기술에 관한 것이다.
2차 전지를 구성하는 전극을 제조하는 공정에서는, 전극박의 표면에 전극용 페이스트를 도포 시공하는 공정이나, 전극용 페이스트를 건조시키는(즉, 용매를 제거하는) 공정 등이 포함되어 있고, 전극용 페이스트의 건조에는, 열풍 건조로가 일반적으로 사용되고 있다.
열풍 건조로를 사용하여 전극용 페이스트를 건조시키는 공정의 개요는, 표면에 전극용 페이스트가 도포 시공된 전극박을 열풍 건조로의 내부에 웹 반송하고, 열풍 건조로의 내부에서, 전극박 상의 전극용 페이스트에 노즐로부터 열풍을 분사시켜, 전극용 페이스트에 포함되는 용매[NMP(N-메틸피롤리돈)나 물 등]를 증발시켜, 용매를 제거하는 구성으로 하고 있다.
또한, 여기서 말하는 「제거」라 함은, 용매의 잔류량을 소정의 규격값 이하로 하는 것을 포함하는 개념이며, 용매를 완전히 제거하는 것만을 의미하는 것은 아니다.
이와 같이, 열풍 건조로를 사용하여 전극용 페이스트를 건조시키는 경우, 용매가 증발할 때에 발생하는 증발 잠열에 의해, 열풍의 온도 저하가 발생하는 것이 알려져 있다.
2차 전지용 전극에는, 건조 후에 있어서의 용매의 잔류량에 대한 규격값이 설정되어 있지만, 열풍의 온도 저하가 발생하면, 용매의 잔류량이 많아져 버리는 것을 알고 있다.
종래의 열풍 건조로에서는, 열풍의 풍량을 많게 함으로써, 증발 잠열에 의한 온도 저하의 영향을 억제하여, 용매의 잔류량이 규격값 이하로 되는 건조 조건을 확보하는 구성으로 하고 있다.
그러나, 열풍 건조로에 있어서의 열풍의 풍량(즉, 외기의 도입량)을 많게 하면, 아울러 열풍 건조로로부터의 배기량도 많게 하는 것이 필요해진다.
외기 도입량의 증가는, 열풍 건조로를 설치하는 영역에 있어서의 공조 부하의 증대에 직결하는 점에서, 종래는, 열풍 건조로의 러닝 코스트가 다대하게 되어, 2차 전지의 비용 저감을 저해하는 요인으로도 되고 있었다.
따라서, 열풍 건조로의 풍량을 저감시키기 위한 기술이 다양하게 검토되는 것에 이르고 있고, 예를 들어 이하에 나타내는 특허문헌 1에 개시된 것이 공지로 되어 있다.
특허문헌 1에 개시되어 있는 종래 기술에서는, 전극용 페이스트를 도포 시공한 후의 건조 공정에 있어서, 열풍의 온도를, 증발 잠열에 의한 온도 저하분을 미리 고려한 온도로 설정하여, 증발 잠열에 의한 온도 저하를 상쇄함으로써, 워크의 허용 상한 온도를 초과하지 않고, 열풍의 풍량을 삭감하는 구성으로 하고 있다.
일본 특허 공개 제2010-210231호 공보
리튬 이온 2차 전지 등의 전극용 재료에 포함되는 바인더는 수지 성분이기 때문에, 열풍 온도가 소정의 온도를 초과하면 고화되는 성질을 갖고 있고, 바인더의 고화는 2차 전지에 있어서의 전지 저항의 상승을 초래하는 것이다.
그리고, 특허문헌 1에 개시되어 있는 종래 기술에서는, 전극용 페이스트의 열용량이 작기 때문에, 건조 공정의 시동 초기와 같이 용매의 증발량이 적은 타이밍에서는, 증발 잠열에 의한 온도의 저하 폭이 작아져, 열풍의 온도가, 바인더가 고화되는 온도를 초과해 버리는 경우가 있었다.
한편, 바인더의 고화를 방지하기 위해 열풍의 온도를 낮추었다고 하면, 용매의 잔류량을 소정의 규격값 이하로 하는 데에 시간을 필요로 하는(즉, 건조 효율이 저하되는) 것으로 된다.
즉 종래는, 열풍 건조로에 있어서의 풍량을 저감시키고자 할 때에는, 열풍의 온도를 확실하게 소정의 온도 이하로 조정하면서, 건조 효율을 확보하는 것이 곤란하였다.
본 발명은 이러한 현상의 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 2차 전지의 비용 저감을 도모하기 위해, 종래에 비해 저풍량이면서, 열풍의 온도를 적절하게 유지할 수 있는 2차 전지용 전극의 제조 방법 및 그 제조 방법에 사용하는 열풍 건조로를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상과 같고, 이어서 이 과제를 해결하기 위한 수단을 설명한다.
즉, 제1 발명은, 전극용 페이스트가 도포 시공된 전극박을 반송하기 위한 반송 롤러와, 상기 전극용 페이스트에 가열된 기체인 열풍을 분사하기 위한 노즐과, 상기 노즐에 열풍을 공급하기 위한 급기 팬 및 급기 덕트와, 상기 급기 덕트의 도중에 배치되는, 상기 노즐에 공급하는 기체를 가열하기 위한 히터와, 상기 히터의 출력을 조정하기 위한 제어 장치와, 상기 전극용 페이스트에 분사된 후의 열풍을 배기하기 위한 배기 팬 및 배기 덕트를 구비한 열풍 건조로에 의한 2차 전지용 전극의 제조 방법이며, 상기 노즐의 분출 위치인 제1 위치에 있어서의 열풍의 온도를 제1 온도 센서에 의해 측정하고, 상기 노즐로부터 분출된 열풍의 흐름 방향에 있어서, 상기 제1 위치보다도 하류측에 위치하는, 상기 노즐로부터 분출된 열풍이 흐르는 곳인 제2 위치에 있어서의 열풍의 온도를 제2 온도 센서에 의해 측정하고, 상기 노즐로부터 분출된 열풍의 흐름 방향에 있어서, 상기 제2 위치보다도 하류측에 위치하는, 상기 노즐로부터 분출된 열풍이 흐르는 곳인 제3 위치에 있어서의 열풍의 온도를 제3 온도 센서에 의해 측정하고, 상기 제어 장치에 의해, 상기 제2 온도 센서에 의해 측정한 열풍의 온도와, 상기 제3 온도 센서에 의해 측정한 열풍의 온도에 기초하여, 상기 전극용 페이스트의 증발 잠열에 기인하는 상기 제1 위치에 있어서의 열풍의 온도 저하량을 산출하고, 상기 제1 위치에 있어서의 열풍의 설정 온도에, 산출한 상기 온도 저하량을 가산하여, 상기 제1 위치에 있어서의 수정한 열풍의 설정 온도를 산출하고, 상기 수정한 열풍의 설정 온도와 상기 제1 온도 센서에 의해 측정한 열풍의 온도의 차분에 따라, 상기 히터에의 출력을 조정하는 것이다.
또한, 제2 발명은, 상기 제어 장치는, 상기 전극용 페이스트의 증발 잠열에 기인하는 상기 제1 위치에 있어서의 열풍의 온도 저하량과, 상기 제2 위치에 있어서의 열풍의 온도 및 상기 제3 위치에 있어서의 열풍의 온도의 상관을 미리 취득해 둔 정보인 맵 정보를 구비하고, 상기 제2 온도 센서에 의한 상기 제2 위치에 있어서의 열풍의 측정 온도와, 상기 제3 온도 센서에 의한 상기 제3 위치에 있어서의 열풍의 측정 온도에 기초하여, 상기 맵 정보를 사용하여, 상기 제1 위치에 있어서의 열풍의 온도 저하량을 산출하는 것이다.
또한, 제3 발명은, 전극용 페이스트가 도포 시공된 상태의 전극박을 웹 반송하기 위한 반송 롤러와, 상기 전극용 페이스트에 분사하는 가열된 기체인 열풍을 방출시키기 위한 노즐과, 상기 노즐에 열풍을 공급하기 위한 급기 팬 및 급기 덕트와, 상기 급기 덕트의 도중에 배치되는, 상기 노즐에 공급하는 기체를 승온하기 위한 히터와, 상기 히터의 출력을 조정하기 위한 제어 장치와, 상기 노즐로부터 방출된 열풍을 배기하기 위한 배기 팬 및 배기 덕트를 구비하는 열풍 건조로이며, 상기 제어 장치에는, 상기 노즐의 분출 위치인 제1 위치에 있어서의 열풍의 온도를 검출하기 위한 제1 온도 센서와, 상기 노즐로부터 방출된 열풍의 흐름 방향에 있어서, 상기 제1 위치보다도 하류측에 위치하는, 상기 노즐로부터 방출된 열풍이 흐르는 곳인 제2 위치에 있어서의 열풍의 온도를 검출하기 위한 제2 온도 센서와, 상기 노즐로부터 방출된 열풍의 흐름 방향에 있어서, 상기 제2 위치보다도 하류측에 위치하는, 상기 노즐로부터 방출된 열풍이 흐르는 곳인 제3 위치에 있어서의 열풍의 온도를 검출하기 위한 제3 온도 센서가 접속됨과 함께, 상기 전극용 페이스트의 증발 잠열에 기인하는 상기 제1 위치에 있어서의 열풍의 온도 저하량과, 상기 제2 위치에 있어서의 열풍의 온도 및 상기 제3 위치에 있어서의 열풍의 온도의 상관을 미리 취득해 둔 정보인 맵 정보가 기억되고, 상기 제어 장치는, 상기 제2 온도 센서에 의해 측정한 열풍의 온도와, 상기 제3 온도 센서에 의해 측정한 열풍의 온도에 기초하여, 상기 맵 정보를 사용하여, 상기 제1 위치에 있어서의 열풍의 온도 저하량을 산출함과 함께, 산출한 상기 제1 위치에 있어서의 열풍의 온도 저하량을 상기 제1 위치에 있어서의 열풍의 설정 온도에 가산하여, 상기 제1 위치에 있어서의 수정한 열풍의 설정 온도를 산출하고, 상기 수정한 열풍의 설정 온도와, 상기 제1 온도 센서에 의해 측정한 열풍의 온도의 차분에 기초하여, 상기 히터의 출력을 조정하여, 상기 제1 위치에 있어서의 열풍의 온도를 제어하는 것이다.
본 발명의 효과로서, 이하에 나타내는 바와 같은 효과를 발휘한다.
제1 내지 제3 발명은, 전극용 페이스트를 건조시키기 위한 열풍의 풍량을 저감시키면서, 열풍의 온도가, 워크의 허용 상한 온도를 초과하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
이에 의해, 공조 부하의 저감을 도모하여, 2차 전지의 제조 비용의 저감을 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 2차 전지의 제조 방법의 흐름을 나타내는 흐름도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 2차 전지용 전극의 제조 장치(열풍 건조로)의 전체 구성을 도시하는 모식도.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열풍 건조로에 있어서의 열풍의 흐름을 도시하는 모식도, (a) 사시 모식도, (b) 노즐 주위의 부분 확대 모식도.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 열풍 건조로에 사용하는 맵 정보의 일례.
도 5는 열풍 건조로의 제어 흐름도, (a) 본 발명의 일 실시 형태에 관한 열풍 건조로의 경우, (b) 종래의 열풍 건조로의 경우.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 2차 전지용 전극의 제조 장치(열풍 건조로)의 전체 구성을 도시하는 모식도.
도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 열풍 건조로에 있어서의 열풍의 흐름을 도시하는 모식도, (a) 사시 모식도, (b) 노즐 주위의 부분 확대 모식도.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 열풍 건조로의 적용 효과를 확인하기 위한 실험 결과를 나타내는 도면.
이어서, 발명의 실시 형태를 설명한다.
먼저 처음에, 2차 전지의 제조 공정의 개요에 대해, 도 1을 사용하여 설명을 한다.
2차 전지를 제조하기 위한 각 공정은, 도 1에 나타내는 바와 같은 흐름으로 되어 있다.
즉, 2차 전지는, 전극용 페이스트 작성 공정(Step-1), 도포 시공 공정(Step-2), 건조 공정(Step-3), 슬릿 공정(Step-4), 프레스 공정(Step-5), 전극체 제조 공정(Step-6), 조립 공정(Step-7), 초기 충전 및 에이징 공정(Step-8) 등의 각 공정을 거쳐, 출하(Step-9)된다.
전극용 페이스트 작성 공정(Step-1)은 정극 또는 부극을 제조하기 위한 페이스트(전극용 페이스트라고 칭함)를 제조하기 위한 공정이다.
정극용의 전극용 페이스트는, 예를 들어 정극 활물질인 니켈 망간 코발트산 리튬, 도전재인 아세틸렌 블랙, 결착재인 PVDF를 용매(예를 들어, NMP)와 함께 혼련하고, 또한 희석 등을 하여 생성된다.
또한, 부극용의 전극용 페이스트는, 예를 들어 부극 활물질인 흑연, 증점제인 CMC, 결착제인 SBR을 용매(예를 들어, 물)와 함께 혼련하고, 또한 희석 등을 하여 생성된다.
도포 시공 공정(Step-2)은 전극용 페이스트 작성 공정(Step-1)에 있어서 생성된 정극 또는 부극의 전극용 페이스트를 전극박의 표면에 도포 시공하는 공정이며, 예를 들어 다이 코터 등의 설비를 사용하여, 전극박의 표면에 소정의 단위 면적당 중량으로 전극용 페이스트를 도포 시공한다.
건조 공정(Step-3)은 전극박의 표면에 도포 시공된 전극용 페이스트를 건조시켜 합재층을 형성하는 공정이며, 보다 상세하게는, 가열에 의해 전극용 페이스트에 포함되는 용매(NMP나 물 등)를 증발시켜, 합재층에 있어서의 용매의 잔류량을 소정의 규격값 이하로 하기 위해 행해지는 공정이다.
건조 공정(STEP-3)은 본 실시 형태에서는 열풍 건조로를 사용하여 행해진다.
프레스 공정(Step-4)은 건조 공정(Step-3)을 거쳐 형성된 합재층을 전극박마다 프레스하여, 합재층의 밀도를 소정의 밀도에까지 높이기 위한 공정이다.
그리고, 슬릿 공정(Step-5)은 길이 방향으로 연속되는 전극박 및 합재층을, 전극체를 구성하기에 적합한 소정의 길이 및 소정의 폭으로 절단하는 공정이다.
그리고, 상기 각 공정 (Step-1)∼(Step-5)가 2차 전지용의 전극(정극과 부극)을 제조하기 위한 공정(전극 제조 공정)으로 되어 있고, 여기서 제조한 정극 및 부극과, 별도 제조한 세퍼레이터를 적층함과 함께, 그 적층한 것을 권회하여 전극체를 제조한다(Step-6).
이어서, 제조한 전극체에 단자를 부설함과 함께, 해당 전극체를 전해액과 함께 케이스에 밀봉하여, 2차 전지가 조립된다(Step-7).
그리고, 조립된 2차 전지에 초기 충전을 실시함과 함께, 소정의 에이징 처리 등을 실시하여(Step-8), 그 후 2차 전지를 출하하는(Step-9) 구성으로 하고 있다.
또한, 2차 전지의 제조 공정에는, 도 1에서 나타낸 (Step-1)∼(Step-9)의 외에, 세퍼레이터를 제조하기 위한 공정이나 케이스를 제조하기 위한 공정 등, 그 외 다양한 공정이 존재하고 있지만, 설명의 편의상, 여기서는 그들의 설명을 생략하고 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 2차 전지용 전극의 제조 방법은, 전술한 전극 제조 공정 중 건조 공정(Step-3)에 관한 제조 방법이며, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 열풍 건조로는, 그 건조 공정(Step-3)에 있어서, 그 제조 방법을 실현하기 위해 사용되는 것이다.
이어서, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열풍 건조로의 전체 구성에 대해, 도 2 내지 도 5를 이용하여 설명을 한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열풍 건조로(1)는 2차 전지용 전극을 제조하는 각 공정 중, 건조 공정(도 1 참조)에 있어서 사용되는 장치이며, 노 본체(2), 복수의 반송 롤러(3·3…), 복수의 노즐(4·4…), 제어 장치(5), 복수의 온도 센서(7·8·9) 등을 구비하는 구성으로 하고 있다.
그리고, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 열풍 건조로(1)에 도입되는 워크인 전극박(6)의 표면에는, 해당 전극박(6)의 길이 방향으로 연속되도록 소정의 폭으로 전극용 페이스트(6a)가 도포 시공되어 있다.
노즐(4)은 도 3의 (a)(b)에 도시한 바와 같이, 열풍 건조로(1)에 있어서의 전극박(6)의 반송 방향에 대한 상류측 및 하류측의 2방향으로 열풍을 방출할 수 있는 구조를 갖고 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 제어 장치(5)는 열풍 건조로(1)에 도입되는 전극박(6) 상의 전극용 페이스트(6a)[도 3의 (a) 참조]의 건조 상태를 조정하기 위해, 노즐(4)로부터 방출되는 열풍의 온도를 제어하기 위한 장치이다.
또한, 제어 장치(5)는 복수(3계통)의 각 온도 센서(7·8·9)와 접속되고, 각 온도 센서(7·8·9)에 의한 온도의 측정 결과가 입력되는 구성으로 하고 있다.
또한, 열풍 건조로(1)는 각 노즐(4·4…)에 기체를 공급하기 위한 급기 설비(11)와, 급기 설비(11)에 의해 공급된 기체를 열풍 건조로(1)로부터 배기하기 위한 배기 설비(12)를 구비하고 있다.
그리고, 본 실시 형태에서는, 각 노즐(4·4…)에 공급하는 「기체」로서 공기(외기)를 사용하는 구성으로 하고 있다.
또한, 열풍 건조로(1)에 있어서, 각 노즐(4·4…)에 공급하는 「기체」는, 공기로 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 불활성 가스 등의 공기 이외의 「기체」를 채용하는 것도 가능하다.
급기 설비(11)는 급기 팬(11a)과 급기 덕트(11b)를 구비하고 있고, 급기 덕트(11b)의 도중에, 열풍 건조로(1)에 급기하는 기체(본 실시 형태에서는 공기)를 가열하기 위한 히터(10)를 구비하고 있다.
또한, 이하에서는, 급기 설비(11)에 의해 공급되는, 히터(10)에 의해 가열된 기체(본 실시 형태에서는 공기)를 「열풍」이라고 칭하는 것으로 한다.
그리고, 급기 설비(11)의 급기 덕트(11b)는, 노 본체(2)의 내부에 설치한 분기 덕트(13)에 접속하고 있고, 해당 분기 덕트(13)에 의해, 급기 설비(11)로부터 공급되는 열풍을 각 노즐(4·4…)로 분배하는 구성으로 하고 있다.
또한, 배기 설비(12)는 배기 팬(12a)과 배기 덕트(12b)를 구비하고 있고, 노 본체(2)에 접속되고, 노 본체(2)에 공급된 열풍을, 배기 덕트(12b)를 통해, 노 본체(2)의 외부에 배기하는 구성으로 하고 있다.
히터(10)는 제어 장치(5)와 접속되어 있고, 제어 장치(5)로부터 출력하는 신호에 따라, 히터(10)의 출력을 조정할 수 있는 구성으로 하고 있다.
또한, 급기 팬(11a) 및 배기 팬(12a)은 제어 장치(5)와 접속되어 있고, 제어 장치(5)로부터 출력하는 신호에 따라, 각 팬(11a·12a)의 팬 회전수[보다 상세하게는, 각 팬(11a·12a)이 구비하는 각 인버터의 설정 주파수]를 변경하여, 각 팬(11a·12a)의 풍량을 조정할 수 있는 구성으로 하고 있다.
즉, 복수의 반송 롤러(3·3…)에 의해 웹 반송되는 전극박(6)의 표면에는, 도포 시공 공정(Step-2)에 있어서 전극용 페이스트(6a)가 도포 시공되어 있고, 노 본체(2)의 내부를 반송 롤러(3·3…)에 의해 반송되면서, 복수의 노즐(4·4…)로부터 방출되는 열풍이, 전극박(6) 상의 전극용 페이스트(6a)에 분사되는 구성으로 하고 있다.
그리고, 열풍 건조로(1)에서는, 노즐(4)로부터 분출되는 열풍의 흐름에 따르는 위치에, 복수(본 실시 형태에서는 3개)의 온도 센서(7·8·9)를 배치하는 구성으로 하고 있다.
여기서, 각 온도 센서(7·8·9)의 배치 위치에 대해, 도 3을 이용하여 설명을 한다.
도 3의 (a)(b)에 도시한 바와 같이, 노즐(4)로부터 방출된 열풍은, 전극박(6)의 표면[즉, 전극용 페이스트(6a)]을 따라 흐르고, 그 후, 그 일부는, 전극박(6)의 이면측으로 돌아 들어가도록 하여 흐르고, 그 후, 배기 덕트(12b)의 접속 방향을 향해 흐르도록 구성되어 있다.
또한, 전극박(6)의 표면[즉, 전극용 페이스트(6a)]을 따라 흐른 열풍의 그 외의 일부는, 노즐(4)에 인접하는 다른 노즐(4)로부터 방출된 열풍과 충돌하여 말려 올라가도록 흐르기 때문에, 노 본체(2)의 내부에 있어서는, 열풍이 난류화되어 있는 부위도 존재하고 있다.
열풍 건조로(1)에서는, 노 본체(1)의 내부의 분기 덕트(13)에 의해, 열풍을 복수의 각 노즐(4·4…)로 분배하는 구성으로 하고 있고, 각 노즐(4·4…) 중, 히터(10)로부터의 유로 길이가 보다 짧은 노즐(4)에 있어서, 보다 고온의 열풍이 나온다.
그리고, 열풍 건조로(1)에서는, 히터(10)로부터의 유로 길이가 가장 짧은 노즐(4)을 선택하여, 그 노즐(4)로부터 분출되는 열풍의 흐름을 따라, 각 온도 센서(7·8·9)를 배치하는 구성으로 하고 있다.
그리고, 이 히터(10)로부터의 유로 길이가 가장 짧은 노즐(4)로부터 분출되는 열풍의 온도를, 소정의 온도 이하로 조정함으로써, 열풍 건조로(1) 전체에 있어서의 열풍의 온도를, 합재층의 경화가 발생하지 않는 온도 미만으로 조정하는 구성으로 하고 있다.
열풍 건조로(1)에서는, 온도 센서(7)에 의해 온도를 검출하는 대상인 노즐(4) 이외의 다른 노즐(4·4…)에서는, 거기서 방출되는 열풍의 온도는 노즐에 따라 달라진다.
복수의 각 온도 센서(7·8·9) 중, 제1 온도 센서(7)는 노즐(4) 바로 아래, 즉 노즐(4)의 분출구에 위치하는 점 A에 배치하는 것이며, 온도 센서(7)에 의해, 그 점 A에 있어서의 열풍의 온도 TA를 측정하는 구성으로 하고 있다.
또한, 이 점 A에 있어서의 열풍의 목표 온도를 설정 온도 TS라고 규정하고, 노즐(4)로부터 분출되는 열풍의 온도가, 점 A에 있어서, 설정 온도 TS에 일치하도록, 제어 장치(5)(도 2 참조)에 의해, 히터(10)(도 2 참조)에의 출력을 조정하는 구성으로 하고 있다.
이 점 A에 있어서의 열풍의 온도 TA는, 전극용 페이스트(6a)의 증발 잠열에 의한 영향을 받아, 분출 직전의 온도에 비해 낮아지고 있다.
구체적으로는, 열풍 건조로(1)에 있어서의 점 A는, 전극박(6)의 상방 5㎜의 위치로 하고 있고, 점 A에 있어서의 열풍의 설정 온도 TS＝150℃로 하고 있다.
즉, 노즐(4)의 하면에 있어서의 분출 위치의 높이는, 전극박(6)의 상방 5㎜의 위치로 하고 있다.
또한, 제2 온도 센서(8)는 노즐(4)로부터 방출되는 열풍의 흐름 방향에 있어서, 제1 온도 센서(7)를 배치하는 점 A보다도 하류에 위치하는 점 B에 배치하는 것이며, 온도 센서(8)에 의해, 그 점 B에 있어서의 열풍의 온도 TB를 측정하는 구성으로 하고 있다.
또한, 점 B는, 다른 노즐(4)로부터 방출되는 열풍 등의 영향에 의해 열풍의 흐름이 난류화되어 있는 부분을 피하여, 각 노즐(4·4)로부터 방출되는 열풍끼리가 충돌하는 부위보다도 열풍의 흐름 방향에 있어서의 상류측의 열풍이 층류 형상으로 흐르고 있는 위치를 선택하도록 하고 있다.
점 B에 있어서의 열풍의 온도 TB는, 열풍이 전극박(6)을 따라 흐르는 동안에 점 A보다도 더욱 전극용 페이스트(6a)의 증발 잠열에 의한 영향을 받기 때문에, 온도 TA에 비해 낮아지고 있다.
구체적으로는, 열풍 건조로(1)에 있어서의 점 B는, 점 A로부터 열풍의 흐름 방향에 있어서의 하류측을 향하여, 열풍의 흐름 경로의 길이가 200㎜로 되는 위치이며, 전극박(6)의 상방 10㎜의 위치로 하고 있다.
또한, 제3 온도 센서(9)는 노즐(4)로부터 방출되는 열풍의 흐름 방향에 있어서, 제2 온도 센서(8)를 배치하는 점 B보다도 하류에 위치하는 점 C에 배치하는 것이며, 온도 센서(9)에 의해, 그 점 C에 있어서의 열풍의 온도 TC를 측정하는 구성으로 하고 있다.
또한, 점 C는, 다른 노즐(4)로부터 방출되는 열풍 등의 영향에 의해 열풍의 흐름이 난류화되어 있는 부분을 피하여, 각 노즐(4·4)로부터 방출되는 열풍이 합류되는 부위보다도 열풍의 흐름 방향에 있어서의 상류측의 열풍이 층류 형상으로 흐르고 있는 위치를 선택하도록 하고 있다.
점 C에 있어서의 열풍의 온도 TC는, 열풍이 전극박(6)을 따라 흐르는 동안에 점 B보다도 더욱 전극용 페이스트(6a)의 증발 잠열에 의한 영향을 받기 때문에, 온도 TB에 비해 낮아지고 있다.
구체적으로는, 열풍 건조로(1)에 있어서의 점 C는, 점 A로부터 열풍의 흐름 방향에 있어서의 하류측을 향하여, 열풍의 흐름 경로 길이가 500㎜로 되는 위치이며, 전극박(6)의 하방 30㎜의 위치로 하고 있다.
노즐(4) 바로 아래의 점 A에 있어서는, 전극용 페이스트(6a)의 증발 잠열에 의한 영향을 받아 열풍 온도가 저하되어 있지만, 이 온도 저하량은 미소하기 때문에, 점 A에 배치한 온도 센서(7)에 의해, 이 미소한 온도 저하를 고정밀도로 검출하는 것이 곤란하다.
한편, 온도 TB 및 온도 TC를 측정하는 각 점 B·C는, 점 A에 비해 유로 단면적이 확대되어 있고, 열풍의 풍속이 낮아져 있기 때문에, 미소한 온도 변화를 수반하는 온도 TA에 비해 온도의 측정을 안정적으로 행하는 것이 가능하고, 또한 온도 변화량도 큰 점에서, 온도의 검출 정밀도를 용이하게 확보하는 것이 가능하다.
이로 인해, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열풍 건조로(1)와 같이, 점 A보다도 열풍의 흐름 방향에 있어서의 하류의 위치(점 B 및 점 C)에 있어서 검출한 열풍의 각 온도 TB 및 TC에 기초하여, 점 A에 있어서의 열풍의 온도 저하량 dT를 고정밀도로 산출함으로써, 온도 저하량 dT의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 2차 전지용 전극의 제조 방법에서는, 온도 저하량 dT는, 점 A보다도 하류의 점 B 및 점 C에 있어서의 열풍의 각 온도(온도 TB와 온도 TC)의 상관에 의해 구하는 구성으로 하고 있다.
보다 상세하게는, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 2차 전지용 전극의 제조 방법에서는, 온도 TB 및 온도 TC와, 점 A에 있어서의 온도 저하량 dT의 상관을, 도 4에 나타내는 바와 같은 맵 정보로서 미리 실험 등에 의해 알아 두는 구성으로 하고 있다.
그리고, 측정한, 온도 TB 및 온도 TC로부터, 맵 정보를 사용하여, 온도 저하량 dT를 산출하는 구성으로 하고 있다.
예를 들어, 도 4에 나타내는 맵 정보에 의하면, 점 B에 있어서의 열풍의 온도 TB가 130℃이며, 점 C에 있어서의 열풍의 온도 TC가 120℃일 때, 점 A에 있어서의 온도 저하량 dT＝18℃로 용이하게 산출할 수 있다.
그리고, 점 A에 있어서의 온도 저하량 dT를 알면, 설정 온도 TS가 현상인 채로는, 점 A에 있어서의 온도 TA가, 설정 온도 TS에 비해 18℃ 낮아져 버리는 것을 알 수 있다.
이로 인해, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 2차 전지용 전극의 제조 방법에서는, 설정 온도 TS에 온도 저하량 dT를 가산하여, (TS＋18)℃를 수정한 설정 온도 TSn을 설정하는 구성으로 하고 있다.
이에 의해, 용매의 증발 잠열에 의해, 열풍의 온도가 설정 온도 TS에 비해 낮아져, 건조 효율이 저하되는 것을 방지하는 구성으로 하고 있다.
또한, 맵 정보는, 전극용 페이스트(6a)의 단위 면적당 중량이나 고형분율에 의해 변화되기 때문에, 2차 전지용 전극의 제조에 사용하는 전극용 페이스트(6a)의 사양에 따라, 상이한 맵 정보를 준비해 두는 것이 적합하다.
또한, 본 실시 형태에서는, 온도 TB 및 온도 TC와, 점 A에 있어서의 온도 저하량 dT의 상관을 나타내는 맵 정보를 미리 지득해 두고, 이 맵 정보를 사용하여 온도 저하량 dT를 산출하는 구성으로 하고 있지만, 맵 정보를 사용하지 않고, 온도 TB 및 온도 TC의 측정 결과로부터, 직접 연산을 행하여, 온도 저하량 dT를 산출하는 구성이어도 된다.
여기서, 제어 장치(5)에 의한 히터(10)에 대한 출력의 제어 방법에 대해, 도 5를 이용하여 설명을 한다.
예를 들어 종래는, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 점 A에 있어서의 온도 TA와 설정 온도의 차분으로부터 직접 제어량 dTA를 산출하고 있었지만, 온도 TA는 감도가 둔하여, 전극용 페이스트(6a)의 증발 잠열에 기인하는 온도 변화를 고정밀도로 검출할 수 없기 때문에, 히터(10)의 제어가 안정적이지 않았다.
한편, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 2차 전지의 제조 장치인 열풍 건조로(1)에서는, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 제어 장치(5)에 의해, 점 B, C에 있어서의 각 온도 TB, TC로부터, 점 A에 있어서의 온도 저하량 dT를 산출하는 구성으로 하고 있다.
그리고, 산출한 온도 저하량 dT를 고려하여 설정 온도 TS를 수정하여, 수정한 설정 온도 TSn을 산출함과 함께, 수정한 설정 온도 TSn과 점 A에 있어서의 온도 TA의 차분으로부터 제어량 dTA를 산출하고 있다.
이와 같은 구성으로 함으로써, 전극용 페이스트(6a)의 증발 잠열에 기인하는 온도 변화량 dT를 고려할 수 있기 때문에, 히터(10)의 제어의 응답성을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 2차 전지의 제조 장치인 열풍 건조로(1)에서는, 제어 장치(5)에 맵 정보(도 4 참조)를 미리 기억시켜 두고, 그 맵 정보를 사용하여 산출한 온도 저하량 dT에 기초하여, 설정 온도 TS를 수정하는 구성으로 하고 있다.
즉, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 2차 전지용 전극의 제조 방법에서는, 온도 TA의 설정 온도 TS에 온도 저하량 dT를 가산한 값(TS＋dT)을 새로운 설정 온도 TSn으로서 설정하는 구성으로 하고 있다.
그리고, 이 새로운 설정 온도 TSn과, 점 A에 있어서의 온도 TA의 차분 dTA에 기초하여, 제어 장치(5)[보다 상세하게는, 제어 장치(5)가 구비하는 지시 조절계]에 의해, 열풍을 가열하기 위한 수단인 히터(10)에 대한 출력을 조정하는 구성으로 하고 있다.
이어서, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 2차 전지용 전극의 제조 장치의 전체 구성에 대해, 도 6 및 도 7을 이용하여 설명을 한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 2차 전지용 전극의 제조 장치인 열풍 건조로(21)는 2차 전지용 전극을 제조하는 각 공정 중, 건조 공정(도 1 참조)에 있어서 사용되는 장치이며, 노 본체(2), 복수의 반송 롤러(3·3…), 복수의 노즐(24·24…), 제어 장치(5) 등을 구비하는 구성으로 하고 있다.
즉, 제2 실시 형태에 관한 열풍 건조로(21)는 제1 실시 형태에 관한 열풍 건조로(1)에 비해, 구비하고 있는 노즐의 구성이 상이하며, 그 외의 구성에 대해서는 공통되어 있다.
도 7의 (a)(b)에 도시한 바와 같이, 노즐(24)은 전극박(6)의 반송 방향에 대한 상류측의 일 방향으로만 열풍을 방출할 수 있는 구조를 갖고 있다.
도 7의 (a)(b)에 도시한 바와 같이, 노즐(24)로부터 방출된 열풍은, 전극박(6)의 표면[즉, 전극용 페이스트(6a)]을 따라 흐르고, 그 후, 그 일부는, 전극박(6)의 이면측으로 돌아 들어가도록 하여 흐르고, 그 후, 배기 덕트(12b)의 접속 방향을 향해 흐르도록 구성되어 있다.
또한, 전극박(6)의 표면[즉, 전극용 페이스트(6a)]을 따라 흐른 열풍의 그 외의 일부는, 노즐(24)에 인접하는 다른 노즐(24)로부터 방출된 열풍과 충돌하여 말려 올라가도록 흐르기 때문에, 노 본체(2)의 내부에 있어서는, 열풍이 난류화되어 있는 부위도 존재하고 있다.
열풍 건조로(21)에서는, 노즐(24)로부터 일 방향으로 열풍이 방출되기 때문에, 노즐(24)로부터 방출된 열풍이 다른 노즐(24)로부터 방출된 열풍과 충돌할 때까지의 거리가, 열풍 건조로(1)에 비해 크다.
이로 인해, 열풍 건조로(21)에서는, 노즐(24)로부터 방출된 열풍이 층류 상태로 흐르고 있는 부위의 범위가, 열풍 건조로(1)의 경우에 비해 넓어지고, 특히 점 A와 점 B의 거리를 확보하기 쉬워지기 때문에, 점 A에 있어서의 온도 저하량 dT를 보다 고정밀도로 산출할 수 있다고 하는 이점이 있다.
이어서, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 열풍 건조로의 적용 효과에 대해, 도 8을 이용하여 설명을 한다.
도 8에는, 종래의(풍량이 많은) 열풍 건조로를 사용한 경우와, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열풍 건조로(1)를 사용한 경우의, 각각에 있어서의 건조 후의 합재층에 있어서의 용매의 잔류량을 비교한 실험 결과를 나타내고 있다.
이 실험에서는, 종래의 열풍 건조로의 풍량을 25㎥/min로 하고, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열풍 건조로(1)의 풍량을 22.5㎥/min로 하고 있다.
즉, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열풍 건조로(1)는 종래의 열풍 건조로에 비해 풍량을 10％ 저감시키고 있다.
또한, 노즐(4)에 형성된 분출구의 슬릿 폭은 5㎜이며, 노즐(4)로부터 분출되는 열풍의 풍속이 22.5m/s로 되도록, 제어 장치(5)에 의해, 급기 팬(11a) 및 배기 팬(11b)의 풍량을 조정하는 구성으로 하고 있다.
또한, 노즐(4)의 배치 개수는, 6개로 하고 있다.
또한, 열풍 건조로(1)의 노 길이는 6m이며, 그 내부에 있어서의 전극박(6)의 반송 속도를 30m/min로 하여, 건조 시간을 12초로 하고 있다.
즉, 열풍 건조로(1)에서는, 전극박(6)이 노 본체(2)에 도입되고 나서, 배출될 때까지의 시간을 12초로 설정하고 있고, 이 12초의 동안에, 전극용 페이스트(6a)에 포함되는 용매의 양을 소정의 규격값 이하로 되도록 건조시키는 구성으로 하고 있다.
또한, 열풍 건조로(1)에 의해 건조시키는 워크의 구성에 대해 설명하면, 전극박(6)은 구리박이며, 전극용 페이스트(6a)는 부극 활물질인 흑연을 주재로 하여 생성되는 페이스트를 사용하는 구성으로 하고 있다.
또한, 전극용 페이스트(6a)의 고형분율은 50％로 하고, 그 단위 면적당 중량을 8㎎/㎠으로 하고 있다.
또한, 종래의 열풍 건조로와 열풍 건조로(1)를 각각 사용하여 워크를 건조시킨 후에, 칼 피셔법에 의해 수분율(ppm)을 산출하여, 용매(물)의 잔류량을 평가하는 것으로 하고 있다.
또한, 종래의 열풍 건조로와 열풍 건조로(1)의 각각에 대해 8개씩(합계 16개)의 샘플을 준비하여, 이들 각 샘플에 있어서의 수분율의 측정 결과를 도 8에 정리하였다.
그리고, 도 8에 나타내는 실험 결과에 의하면, 종래의 열풍 건조로를 사용한 경우와, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열풍 건조로(1)를 사용한 경우에 있어서, 건조 후의 수분율의 평균값 및 편차에는, 유의차가 인지되지 않았다.
즉, 도 8에 나타내는 실험 결과로부터, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 열풍 건조로(1)를 사용하면, 종래의 열풍 건조로에 비해 10％의 풍량 저하를 실현하면서, 종래의 열풍 건조로를 사용한 경우와 동등한 건조 효율을 유지하는 것이 가능한 것을 확인할 수 있었다.
즉, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 2차 전지용 전극의 제조 방법은, 전극용 페이스트(6a)가 도포 시공된 상태의 전극박(6)을 웹 반송하기 위한 반송 롤러(3·3…)와, 전극용 페이스트(6a)에 분사하는 가열된 기체(본 실시 형태에서는 공기)인 열풍을 방출시키기 위한 노즐(4·4…) 또는 노즐(24·24…)과, 노즐(4) 또는 노즐(24)에 열풍을 공급하기 위한 급기 팬(11a) 및 급기 덕트(11b)와, 급기 덕트(11b)의 도중에 배치되는, 노즐(4) 또는 노즐(24)에 공급하는 공기를 가열하기 위한 히터(10)와, 히터(10)의 출력을 조정하기 위한 제어 장치(5)와, 노즐(4) 또는 노즐(24)로부터 방출된 열풍을 배기하기 위한 배기 팬(12a) 및 배기 덕트(12b)를 구비하는 각 열풍 건조로(1·21)에 의한 제조 방법이며, 노즐(4) 또는 노즐(24)의 분출 위치인 제1 위치인 점 A에 있어서의 열풍의 온도 TA를 제1 온도 센서(7)에 의해 측정하고, 노즐(4) 또는 노즐(24)로부터 분출된 열풍의 흐름 방향에 있어서, 점 A보다도 하류측에 위치하는, 노즐(4) 또는 노즐(24)로부터 분출된 열풍이 흐르는 곳인 제2 위치인 점 B에 있어서의 열풍의 온도 TB를 제2 온도 센서(8)에 의해 측정하고, 노즐(4) 또는 노즐(24)로부터 분출된 열풍의 흐름 방향에 있어서, 점 B보다도 하류측에 위치하는, 노즐(4) 또는 노즐(24)로부터 분출된 열풍이 흐르는 곳인 제3 위치인 점 C에 있어서의 열풍의 온도 TC를 제3 온도 센서(9)에 의해 측정하고, 제어 장치(5)에 의해, 제2 온도 센서(8)에 의해 측정한 온도 TB와, 제3 온도 센서(9)에 의해 측정한 온도 TC에 기초하여, 전극용 페이스트(6a)의 증발 잠열에 기인하는 점 A에 있어서의 열풍의 온도 저하량 dT를 산출하고, 점 A에 있어서의 열풍의 설정 온도 TS에, 산출한 온도 저하량 dT를 가산하여, 점 A에 있어서의 수정한 열풍의 설정 온도 TSn을 산출하고, 수정한 열풍의 설정 온도 TSn과 제1 온도 센서(7)에 의해 측정한 온도 TA의 차분 dTA에 따라, 히터(10)에의 출력을 조정하는 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 2차 전지용 전극의 제조 방법에 있어서, 제어 장치(5)는 전극용 페이스트(6a)의 증발 잠열에 기인하는 점 A에 있어서의 열풍의 온도 저하량 dT와, 점 B에 있어서의 열풍의 온도 TB 및 점 C에 있어서의 열풍의 온도 TC의 상관을 미리 취득해 둔 정보인 맵 정보를 구비하고, 제2 온도 센서(8)에 의해 측정한 온도 TB와, 제3 온도 센서(9)에 의해 측정한 온도 TC에 기초하여, 맵 정보를 사용하여, 점 A에 있어서의 열풍의 온도 저하량 dT를 산출하는 것이다.
또한, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 각 열풍 건조로(1·21)는, 전극용 페이스트(6a)가 도포 시공된 상태의 전극박(6)을 웹 반송하기 위한 반송 롤러(3·3…)와, 전극용 페이스트(6a)에 분사하는 가열된 기체(본 실시 형태에서는 공기)인 열풍을 방출시키기 위한 노즐(4·4…) 또는 노즐(24·24…)과, 노즐(4) 또는 노즐(24)에 열풍을 공급하기 위한 급기 팬(11a) 및 급기 덕트(11b)와, 급기 덕트(11b)의 도중에 배치되는, 노즐(4) 또는 노즐(24)에 공급하는 공기를 승온하기 위한 히터(10)와, 히터(10)의 출력을 조정하기 위한 제어 장치(5)와, 노즐(4) 또는 노즐(24)로부터 방출된 열풍을 배기하기 위한 배기 팬(12a) 및 배기 덕트(12b)를 구비하는 것이며, 제어 장치(5)에는, 노즐(4) 또는 노즐(24)의 분출 위치인 제1 위치인 점 A에 있어서의 열풍의 온도 TA를 검출하기 위한 제1 온도 센서(7)와, 노즐(4) 또는 노즐(24)로부터 방출된 열풍의 흐름 방향에 있어서, 점 A보다도 하류측에 위치하는, 노즐(4) 또는 노즐(24)로부터 방출된 열풍이 흐르는 곳인 제2 위치인 점 B에 있어서의 열풍의 온도 TB를 검출하기 위한 제2 온도 센서(8)와, 노즐(4) 또는 노즐(24)로부터 방출된 열풍의 흐름 방향에 있어서, 점 B보다도 하류측에 위치하는, 노즐(4) 또는 노즐(24)로부터 방출된 열풍이 흐르는 곳인 제3 위치인 점 C에 있어서의 열풍의 온도 TC를 검출하기 위한 제3 온도 센서(9)가 접속됨과 함께, 전극용 페이스트(6a)의 증발 잠열에 기인하는 점 A에 있어서의 열풍의 온도 저하량 dT와, 점 B에 있어서의 열풍의 온도 TB 및 점 C에 있어서의 열풍의 온도 TC의 상관을 미리 취득해 둔 정보인 맵 정보가 기억되고, 제어 장치(5)는 제2 온도 센서(8)에 의해 측정한 온도 TB와, 제3 온도 센서(9)에 의해 측정한 온도 TC에 기초하여, 맵 정보를 사용하여, 점 A에 있어서의 열풍의 온도 저하량 dT를 산출함과 함께, 산출한 점 A에 있어서의 열풍의 온도 저하량 dT를 점 A에 있어서의 열풍의 설정 온도 TS에 가산하여, 점 A에 있어서의 수정한 열풍의 설정 온도 TSn을 산출하고, 수정한 열풍의 설정 온도 TSn과, 제1 온도 센서(7)에 의해 측정한 온도 TA의 차분에 기초하여, 히터(10)의 출력을 조정하여, 점 A에 있어서의 열풍의 온도 TA를 제어하는 것이다.
이와 같은 구성에 의해, 열풍의 풍량을 저감시키면서, 열풍의 온도 TA가, 워크[본 실시 형태에서는, 전극용 페이스트(6a)]의 허용 상한 온도를 초과하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 이에 의해, 공조 부하의 저감을 도모하여, 2차 전지의 제조 비용의 저감을 실현할 수 있다.
본 발명은 2차 전지를 제조하기 위해 사용하는 열풍 건조로뿐만 아니라, 막 형상으로 도포 시공한 페이스트를 건조시키는 공정에 사용하는 열풍 건조로에 널리 적용하는 것이 가능하고, 예를 들어 반도체 부품 등을 제조하기 위한 기술로서 응용하는 것이 가능하다.
1 : 열풍 건조로(제1 실시 형태)
4 : 노즐(제1 실시 형태)
5 : 제어 장치
6 : 전극박
6a : 전극용 페이스트
7 : 온도 센서
8 : 온도 센서
9 : 온도 센서
10 : 히터
11a : 급기 팬
11b : 급기 덕트
21 : 열풍 건조로(제2 실시 형태)
24 : 노즐(제2 실시 형태)

Claims (3)

  1. 전극용 페이스트가 도포 시공된 전극박을 반송하기 위한 반송 롤러와,
    상기 전극용 페이스트에 가열된 기체인 열풍을 분사하기 위한 노즐과,
    상기 노즐에 열풍을 공급하기 위한 급기 팬 및 급기 덕트와,
    상기 급기 덕트의 도중에 배치되는, 상기 노즐에 공급하는 기체를 가열하기 위한 히터와,
    상기 히터의 출력을 조정하기 위한 제어 장치와,
    상기 전극용 페이스트에 분사된 후의 열풍을 배기하기 위한 배기 팬 및 배기 덕트를 구비한 열풍 건조로에 의한 2차 전지용 전극의 제조 방법이며,
    상기 노즐의 분출 위치인 제1 위치에 있어서의 열풍의 온도를 제1 온도 센서에 의해 측정하고,
    상기 노즐로부터 분출된 열풍의 흐름 방향에 있어서, 상기 제1 위치보다도 하류측에 위치하는, 상기 노즐로부터 분출된 열풍이 흐르는 곳인 제2 위치에 있어서의 열풍의 온도를 제2 온도 센서에 의해 측정하고,
    상기 노즐로부터 분출된 열풍의 흐름 방향에 있어서, 상기 제2 위치보다도 하류측에 위치하는, 상기 노즐로부터 분출된 열풍이 흐르는 곳인 제3 위치에 있어서의 열풍의 온도를 제3 온도 센서에 의해 측정하고,
    상기 제어 장치에 의해,
    상기 제2 온도 센서에 의해 측정한 열풍의 온도와,
    상기 제3 온도 센서에 의해 측정한 열풍의 온도에 기초하여,
    상기 전극용 페이스트의 증발 잠열에 기인하는 상기 제1 위치에 있어서의 열풍의 온도 저하량을 산출하고,
    상기 제1 위치에 있어서의 열풍의 설정 온도에, 산출한 상기 온도 저하량을 가산하여, 상기 제1 위치에 있어서의 수정한 열풍의 설정 온도를 산출하고,
    상기 수정한 열풍의 설정 온도와 상기 제1 온도 센서에 의해 측정한 열풍의 온도의 차분에 따라,
    상기 히터에의 출력을 조정하는 것을 특징으로 하는, 2차 전지용 전극의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 전극용 페이스트의 증발 잠열에 기인하는 상기 제1 위치에 있어서의 열풍의 온도 저하량과, 상기 제2 위치에 있어서의 열풍의 온도 및 상기 제3 위치에 있어서의 열풍의 온도의 상관을 미리 취득해 둔 정보인 맵 정보를 구비하고,
    상기 제2 온도 센서에 의한 상기 제2 위치에 있어서의 열풍의 측정 온도와,
    상기 제3 온도 센서에 의한 상기 제3 위치에 있어서의 열풍의 측정 온도에 기초하여,
    상기 맵 정보를 사용하여,
    상기 제1 위치에 있어서의 열풍의 온도 저하량을 산출하는 것을 특징으로 하는, 2차 전지용 전극의 제조 방법.
  3. 전극용 페이스트가 도포 시공된 상태의 전극박을 웹 반송하기 위한 반송 롤러와,
    상기 전극용 페이스트에 분사하는 가열된 기체인 열풍을 방출시키기 위한 노즐과,
    상기 노즐에 열풍을 공급하기 위한 급기 팬 및 급기 덕트와,
    상기 급기 덕트의 도중에 배치되는, 상기 노즐에 공급하는 기체를 승온하기 위한 히터와,
    상기 히터의 출력을 조정하기 위한 제어 장치와,
    상기 노즐로부터 방출된 열풍을 배기하기 위한 배기 팬 및 배기 덕트를 구비하는 열풍 건조로이며,
    상기 제어 장치에는,
    상기 노즐의 분출 위치인 제1 위치에 있어서의 열풍의 온도를 검출하기 위한 제1 온도 센서와,
    상기 노즐로부터 방출된 열풍의 흐름 방향에 있어서, 상기 제1 위치보다도 하류측에 위치하는, 상기 노즐로부터 방출된 열풍이 흐르는 곳인 제2 위치에 있어서의 열풍의 온도를 검출하기 위한 제2 온도 센서와,
    상기 노즐로부터 방출된 열풍의 흐름 방향에 있어서, 상기 제2 위치보다도 하류측에 위치하는, 상기 노즐로부터 방출된 열풍이 흐르는 곳인 제3 위치에 있어서의 열풍의 온도를 검출하기 위한 제3 온도 센서가 접속됨과 함께,
    상기 전극용 페이스트의 증발 잠열에 기인하는 상기 제1 위치에 있어서의 열풍의 온도 저하량과, 상기 제2 위치에 있어서의 열풍의 온도 및 상기 제3 위치에 있어서의 열풍의 온도의 상관을 미리 취득해 둔 정보인 맵 정보가 기억되고,
    상기 제어 장치는,
    상기 제2 온도 센서에 의해 측정한 열풍의 온도와,
    상기 제3 온도 센서에 의해 측정한 열풍의 온도에 기초하여,
    상기 맵 정보를 사용하여, 상기 제1 위치에 있어서의 열풍의 온도 저하량을 산출함과 함께,
    산출한 상기 제1 위치에 있어서의 열풍의 온도 저하량을 상기 제1 위치에 있어서의 열풍의 설정 온도에 가산하여, 상기 제1 위치에 있어서의 수정한 열풍의 설정 온도를 산출하고,
    상기 수정한 열풍의 설정 온도와, 상기 제1 온도 센서에 의해 측정한 열풍의 온도의 차분에 기초하여, 상기 히터의 출력을 조정하고,
    상기 제1 위치에 있어서의 열풍의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는, 열풍 건조로.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170094913A (ko) * 2016-02-12 2017-08-22 주식회사 엘지화학 이차전지 제조용 전극 건조 오븐
US10535862B2 (en) 2017-01-03 2020-01-14 Lg Chem, Ltd. System for manufacturing electrode for secondary battery having scratch tester
WO2022108162A1 (ko) * 2020-11-18 2022-05-27 주식회사 엘지에너지솔루션 유량 분배용 가림막을 포함하는 전극 기재 건조 설비 및 방법
WO2023008752A1 (ko) * 2021-07-26 2023-02-02 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 건조 장치 및 이를 포함하는 전극 제조 시스템, 그리고 전극을 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 전극
KR20230055873A (ko) 2021-10-19 2023-04-26 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 건조 장치

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6052083B2 (ja) * 2013-07-12 2016-12-27 トヨタ自動車株式会社 乾燥装置、乾燥方法、及び電池の製造方法
KR20150034973A (ko) * 2013-09-27 2015-04-06 제일모직주식회사 건조장치 및 건조방법
JP6444082B2 (ja) * 2014-07-23 2018-12-26 日本発條株式会社 スタビライザ製造装置およびその方法
US10403880B2 (en) * 2015-09-11 2019-09-03 Iftikhar Ahmad Apparatus and method for processing battery electrodes
KR102003704B1 (ko) * 2015-10-08 2019-07-25 주식회사 엘지화학 특정 방향에서 진공을 인가하여 전극 슬러리를 건조하는 과정을 포함하는 이차전지용 전극을 제조하는 방법
CN107576177B (zh) * 2017-08-30 2019-11-26 骆雅雅 一种皮革纤维烘干装置
CN109737717B (zh) * 2018-12-21 2020-10-16 浙江协和陶瓷有限公司 一种冷轧钢板快速烘干系统及烘干方法
CN109910431B (zh) * 2019-03-05 2020-11-20 西安理工大学 一种不同油墨下单片机控制的风嘴可调的烘干装置
JP7241576B2 (ja) 2019-03-13 2023-03-17 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス ウェブ乾燥装置およびウェブ乾燥方法
WO2021118141A1 (ko) * 2019-12-09 2021-06-17 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 활물질 슬러리 도포 전 시트형 집전체의 열처리를 위한 열처리부를 포함하는 이차전지용 전극 제조장치, 및 열처리 과정을 포함하는 이차전지용 전극 제조방법
KR20210128721A (ko) 2020-04-17 2021-10-27 에스케이이노베이션 주식회사 이차전지 전극 극판 과건조 불량 개선을 위한 플렉시블 급기 댐퍼링 시스템
JP7396207B2 (ja) * 2020-06-03 2023-12-12 トヨタ自動車株式会社 電極板乾燥装置
KR20220005110A (ko) * 2020-07-06 2022-01-13 에스케이이노베이션 주식회사 이차전지 전극 극판 건조 방법 및 건조 시스템
CN112269414B (zh) * 2020-09-16 2021-09-14 浙江中科玖源新材料有限公司 一种聚酰亚胺薄膜固化装置的气体温度控制系统和方法
KR20230160562A (ko) 2022-05-17 2023-11-24 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 시트 건조 장치 및 이를 이용한 전극 제조 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010210231A (ja) 2010-03-19 2010-09-24 Ketaka Electric Co Ltd 乾燥装置
KR20120057437A (ko) * 2010-11-26 2012-06-05 삼성에스디아이 주식회사 이차전지의 전극판 건조장치 및 그 제어방법

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2039206A1 (de) * 1970-08-06 1972-02-10 Agfa Gevaert Ag Filmtrockner
JPH0622473Y2 (ja) * 1987-12-16 1994-06-15 大阪瓦斯株式会社 熱風式乾燥炉
JPH0566087A (ja) * 1991-09-06 1993-03-19 Iseki & Co Ltd 穀粒乾燥機の燃焼制御方式
JP3881272B2 (ja) 2002-03-29 2007-02-14 富士フイルムホールディングス株式会社 加熱乾燥装置
JP3953911B2 (ja) 2002-08-08 2007-08-08 松下電器産業株式会社 塗膜シートの製造方法
JP4440044B2 (ja) * 2004-08-31 2010-03-24 津田駒工業株式会社 熱風乾燥装置の温度制御方法及び熱風乾燥装置
JP2007204871A (ja) * 2006-02-01 2007-08-16 Tsudakoma Corp 経糸糊付装置に用いられる熱風乾燥装置の温度制御方法。
US8196312B2 (en) * 2006-05-18 2012-06-12 Fujifilm Corporation Drying method and apparatus for drying object
JP5272564B2 (ja) * 2008-08-04 2013-08-28 日産自動車株式会社 電極材乾燥方法および電極材乾燥装置
JP2010155203A (ja) * 2008-12-26 2010-07-15 Fujifilm Corp 塗布膜の乾燥方法及び装置
JP2010163634A (ja) * 2009-01-13 2010-07-29 Chugai Ro Co Ltd ストリップ材処理装置
JP2010185649A (ja) * 2009-01-15 2010-08-26 Omron Corp 熱風供給装置および熱風供給方法
JP2010203751A (ja) 2009-03-06 2010-09-16 Toppan Printing Co Ltd 塗膜の乾燥方法及び乾燥装置
JP5180133B2 (ja) * 2009-03-31 2013-04-10 富士フイルム株式会社 塗布方法、塗布装置、及び平版印刷版の製造方法
JP5534771B2 (ja) * 2009-10-09 2014-07-02 パナソニック株式会社 塗布膜の乾燥方法と乾燥装置
JP5929190B2 (ja) * 2011-12-28 2016-06-01 日産自動車株式会社 電極乾燥方法および電極乾燥装置
JP5768744B2 (ja) * 2012-03-08 2015-08-26 トヨタ自動車株式会社 乾燥装置，溶剤回収装置，溶剤回収システム，溶剤蒸気量信号の出力方法，および溶剤回収方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010210231A (ja) 2010-03-19 2010-09-24 Ketaka Electric Co Ltd 乾燥装置
KR20120057437A (ko) * 2010-11-26 2012-06-05 삼성에스디아이 주식회사 이차전지의 전극판 건조장치 및 그 제어방법

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170094913A (ko) * 2016-02-12 2017-08-22 주식회사 엘지화학 이차전지 제조용 전극 건조 오븐
US10535862B2 (en) 2017-01-03 2020-01-14 Lg Chem, Ltd. System for manufacturing electrode for secondary battery having scratch tester
WO2022108162A1 (ko) * 2020-11-18 2022-05-27 주식회사 엘지에너지솔루션 유량 분배용 가림막을 포함하는 전극 기재 건조 설비 및 방법
WO2023008752A1 (ko) * 2021-07-26 2023-02-02 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 건조 장치 및 이를 포함하는 전극 제조 시스템, 그리고 전극을 제조하는 방법 및 이에 의해 제조된 전극
KR20230055873A (ko) 2021-10-19 2023-04-26 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 건조 장치

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