KR20170094833A - 전극 연결 장치를 구비한 전극 건조 장치, 및 전극 기재를 복구하는 방법 - Google Patents

전극 연결 장치를 구비한 전극 건조 장치, 및 전극 기재를 복구하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20170094833A
KR20170094833A KR1020160016044A KR20160016044A KR20170094833A KR 20170094833 A KR20170094833 A KR 20170094833A KR 1020160016044 A KR1020160016044 A KR 1020160016044A KR 20160016044 A KR20160016044 A KR 20160016044A KR 20170094833 A KR20170094833 A KR 20170094833A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
connecting member
broken
electrode substrate
drying
Prior art date
Application number
KR1020160016044A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102170897B1 (ko
Inventor
강병찬
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020160016044A priority Critical patent/KR102170897B1/ko
Publication of KR20170094833A publication Critical patent/KR20170094833A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102170897B1 publication Critical patent/KR102170897B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0471—Processes of manufacture in general involving thermal treatment, e.g. firing, sintering, backing particulate active material, thermal decomposition, pyrolysis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B17/00—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F26B17/02—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by belts carrying the materials; with movement performed by belts or elements attached to endless belts or chains propelling the materials over stationary surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/10—Temperature; Pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B25/00—Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
    • F26B25/06—Chambers, containers, or receptacles
    • F26B25/08—Parts thereof
    • F26B25/12—Walls or sides; Doors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • F26B3/06—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour flowing through the materials or objects to be dried
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M2/1016—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y02E60/122—

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

본 발명은, 전극 활물질을 포함한 전극 슬러리가 집전체 상에 도포되어 있는 전극 기재를 건조하는 전극 건조 장치로서,
전극 건조 장치의 내부에서 전극 기재가 파단될 경우, 파단된 전극 기재 사이를 연결부재에 의해 연결하여 복구하도록 구성되어 있는 특징으로 하는 전극 건조 장치, 및 전극 기재를 복구하는 방법을 제공한다.

Description

전극 연결 장치를 구비한 전극 건조 장치, 및 전극 기재를 복구하는 방법 {Electrode Drying Device Comprising the Electrode Connection Equipment and Method of Restoring Electrode Substrate}
본 발명은 전극 연결 장치를 구비한 전극 건조 장치, 및 전극 기재를 복구하는 방법에 관한 것이다.
최근 전자산업 발전의 중요한 경향은 디바이스의 와이어리스, 모바일 추세와 아날로그의 디지털로의 전환으로 요약될 수 있다. 무선 전화기(일명, 휴대폰)와 노트북 컴퓨터의 급속한 보급, 아날로그 카메라에서 디지털 카메라로의 전환 등을 그러한 대표적인 예로 들 수 있다.
이러한 경향과 더불어 디바이스의 작동 전원으로서 이차전지에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행되고 있다. 그 중에서도, 양극 활물질로서 리튬 전이금속 산화물, 리튬 복합 산화물 등을 사용하는 중량 대비 높은 출력과 용량의 리튬 이차전지가 크게 각광받고 있다. 리튬 이차전지는 양극/분리막/음극의 전극조립체가 전해질과 함께 밀폐된 용기에 내장되어 있는 구조로 이루어져 있다.
한편, 리튬 이차전지에 사용되는 전극은 이온의 교환을 통해서 전류를 발생시키는데, 전극을 이루는 양극 및 음극은 금속으로 이루어진 전극판에 전극 활물질이 도포된 구조로 이루어진다.
일반적으로, 음극은 구리 또는 알루미늄 등으로 이루어진 전극판에 탄소계 활물질이 도포된 구조로 이루어지고, 양극은 알루미늄 등으로 이루어진 전극판에 LiCoO2, LiMnO2, LiNiO2 등으로 이루어진 활물질이 코팅된 구조로 이루어진다.
이러한 전극을 제조하기 위해, 용매와 전극 활물질이 혼합된 전극 슬러리(slurry)를 전극 기재의 일면 또는 양면에 코팅하고, 전극 슬러리가 코팅된 전극 기재를 전극 건조 장치에 통과시키면서 전극 슬러리의 용매가 기화되고 전극 슬러리가 경화되는 과정을 수행하게 된다.
그러나, 종래 기술의 전극 건조 장치는, 장치 내에서 전극 기재가 이송되는 과정에서 전극 기재의 파단이 발생할 경우, 전극 건조 장치의 내부 공간이 매우 협소하여 건조 장치 내부에서 파단된 전극 기재의 복구 작업을 직접 실시하기 어려웠다. 즉, 파단된 전극 기재를 복구하기 위해서는 파단된 기재를 직접 작업자가 전극 건조 장치 외부로 이송시킨 뒤 복구작업을 실시하는 번거로움이 있었고, 또한, 이를 위해 파단된 전극 기재를 복구를 위해 공정을 장기간 멈춤 대기해야 해야 하므로, 공정 효율성이 매우 떨어지는 문제점이 있었다.
더욱이, 파단된 전극 기재의 추가 손상을 방지하기 위해 이송 작업을 작업자가 직접 해야 했으므로, 전극 건조 장치의 내부 온도와 약품 등으로 인해 작업자의 화상 내지 건강상의 위험이 존재하여 복구 작업의 어려움이 많았다.
또한, 파단된 전극 기재를 복구한 경우에도, 전극 건조 장치 내의 전극 기재의 이송 거리가 약 50 m나 되고 건조 장치 내부의 고열로 인해 연결 부재가 변형 내지 변질됨에 따라 전극 기재의 재단선이 일어나는 경우가 많았다.
따라서, 이러한 문제점을 근본적으로 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 이후 설명하는 바와 같이, 전극 건조 장치를 전극 건조 장치의 내부에서 전극 기재가 파단시에, 파단된 전극 기재 사이를 연결부재에 의해 연결하여 복구하도록 구성할 경우, 전극 제조공정의 효율을 크게 높일 수 있는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
상기한 목적을 달성하기 위한, 전극 활물질을 포함한 전극 슬러리가 집전체 상에 도포되어 있는 전극 기재를 건조하는 전극 건조 장치는,
전극 건조 장치의 내부에서 전극 기재가 파단될 경우, 파단된 전극 기재 사이를 연결부재에 의해 연결하여 복구하도록 구성되어 있는 특징으로 한다.
여기서, "파단된 전극 기재"는 전극 기재를 이송하는 중 집전체의 결함 및 외부 충격으로 인해 집전체의 일부위가 절단되어 전극 기재가 적어도 2 부분으로 나누어진 상태를 의미한다.
따라서, 본 발명에 따른 전극 건조 장치는, 전극 건조 장치의 내부에서 전극 기재가 파단될 경우, 파단된 전극 기재 사이를 연결부재에 의해 연결하여 복구하도록 구성함으로써, 종래기술에서와 달리, 전극 건조 장치 내부에서 직접 파단된 전극 기재의 복구 작업을 임시로 실시할 수 가 있어, 공정을 장기간 멈춤 대기할 필요가 없고, 파단된 전극 기재의 이송 작업을 기존의 이송 장치로 수행할 수가 있어, 전극 제조공정의 효율을 크게 높이고, 더불어 작업자의 위험요소를 줄일 수 있는 효과를 발휘한다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전극 건조 장치는,
내부 작업을 위한 복수의 도어들(doors)이 형성되어 있고 외부 공기로부터 밀폐되어 있는 구조의 건조실;
건조실의 내부를 가열하여 내부 온도를 고온으로 설정하는 가열부; 및
상기 전극 기재를 건조실의 입구가 형성된 일측 부위로부터 출구가 형성된 타측 부위로 이동하도록 구성되어 있는 이송부;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 가열부는 가열된 공기를 건조실 내부로 공급하여 건조실 내의 온도를 고온으로 설정할 수 있고, 구체적으로, 상기 가열부는 가열된 공기를 건조실 내에 공급하기 위한 가열 송풍기를 포함하고 있을 수 있다.
또한, 상기 건조실 내부 온도는, 전극 슬러리에 포함되어 있는 합제용 용매 또는 수분의 비점보다 높고 전극 활물질이 변질되는 온도보다 낮은 범위의 온도로 설정될 수 있으며, 상세하게는, 상기 건조실 내부 온도는 섭씨 80도 내지 섭씨 220도로 설정될 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 건조실은 제 1 내지 제 10 구역들로 구획되어 있고, 상기 구역들 각각에는 적어도 2개 이상의 도어들이 형성되어 있을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전극 건조 장치는,
건조를 위한 전극 기재가 권취되어 있는 권출기(un-winder); 및
상기 권출기와 동기화된 상태로 회전하며, 건조된 전극 기재를 권취하는 권취기(re-winder);를 더 포함할 수 있다.
따라서, 상기 권출기는 전극 기재를 권출하여 전극 슬러리 코팅부로이송시키고, 상기 코팅부에서 전극 슬러리를 전극 기재의 일면 또는 양면에 코팅한 후 전극 건조 장치로 공급하게 된다. 이후, 건조 공정을 마친 건조된 전극 기재는 권취기를 통해 권취된다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 연결부재는, 예를 들면, 적어도 하나 이상의 고정 집게, 자석 홀더, 또는 접착 테이프일 수 있다.
바람직하게는, 상기 연결부재는 고정 집게일 수 있고, 구체적으로, 상기 고정 집게는, 스트립 타입의 2개의 플레이트들을 포함하고 있는 집게부, 및 상기 플레이트들이 맞물려 고정될 수 있도록 결합력을 인가하는 고정부를 포함한 구조일 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 연결부재를 파단된 전극 기재 사이에 위치시켜 장착하기 위한 연결부재 공급기를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 연결부재 공급기는, 연결부재를 잡아 고정하고 있는 홀딩부(holding part), 및 상기 홀딩부의 연결부재를 파단된 전극 기재 사이에 위치시키는 이동부를 포함할 수 있고, 이때, 상기 홀딩부는 연결부재의 고정 상태를 해제하여 연결부재를 파단된 전극 기재 사이에 장착 연결시킬 수 있다.
또한, 상기 연결부재는 섭씨 80도 내지 섭씨 180도 사이에서 기계적 특성과 외형이 변형되지 않는 소재로 이루어 질 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 전극 건조 장치에서 파단된 전극 기재를 연결하여 복구하는 방법을 제공한다.
구체적으로, 전극 건조 장치에서 파단된 전극 기재를 연결하여 복구하는 방법은,
(a-1) 전극 슬러리가 도포된 전극 기재가 파단될 경우, 전극 기재의 이동을 멈추는 단계; 및
(b-1) 상기 파단된 전극 기재 사이를 연결부재로 연결하여 복구시키는 단계;
를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 방법은, 상기 단계(b-1) 이전에 파단이 발생한 전극 기재의 위치에 가장 인접한 건조실의 도어를 개방하는 단계(a-2)를 더 수행하고, 상기 단계(b-1) 이후에는 건조실의 개방된 도어를 폐쇄하는 단계(b-2)를 더 수행할 수 있다.
또한, 상기 방법은 단계(b-1) 이후에 전극 기재를 건조실 출구 밖으로 이송시키는 단계(c)를 더 포함할 수 있고, 상기 단계(c)에서 연결부재에 의해 연결된 전극 기재를 벨트 컨베이어를 이용하여 이송할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, (d) 건조실에서 빠져나 온 파단된 전극 기재에서 연결부재를 분리시키는 단계; 및
(e) 접착 테이프를 파단된 전극 기재 사이에 부착하여 연결하는 단계;를 더 포함하고 있을 수 있다.
이는, 건조된 전극 기재를 다시 권취기를 이용하여 권취하기 위해서는 전극 건조 장치 내에서 설치된 연결부재를 제거 내지 분리가 필요하며, 파단된 전극 기재를 좀더 완전하게 복구하기 위해서 접착 테이프를 사용하여 복구할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 전극 건조 장치를 사용하여 제조된 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지를 제공할 수 있다.
구체적으로, 상기 리튬 이차전지는 파우치형 전지케이스에 음극, 양극, 상기 음극과 양극 사이에 개재된 분리막을 포함한 전극조립체가 비수 전해액과 함께 내장되어 있는 구조일 수 있다.
또한, 상기 파우치형 전지케이스는 내후성을 가진 고분자 수지로 이루어진 외부 수지층, 기체와 액체에 대해 차단성을 가진 금속층, 및 열융착성을 가진 고분자 수지로 이루어진 내부 수지층을 포함하고 있는 라미네이트 시트로 이루어질 수 있고, 상기 전지셀은 전체적으로 폭 대비 두께가 얇은 전체적으로 직육면체 구조인 판상형일 수 있다.
상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조될 수 있으며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.
상기 양극 활물질은 전기화학적 반응을 일으킬 수 있는 물질로서, 리튬 전이금속 산화물로서, 2 이상의 전이금속을 포함하고, 예를 들어, 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물; 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 망간 산화물; 화학식 LiNi1-yMyO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn 또는 Ga이고 상기 원소 중 하나 이상의 원소를 포함, 0.01≤y≤0.7 임)으로 표현되는 리튬 니켈계 산화물; Li1+zNi1/3Co1/3Mn1/3O2, Li1+zNi0.4Mn0.4Co0.2O2 등과 같이 Li1+zNibMncCo1-(b+c+d)MdO(2-e)Ae (여기서, -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2, 018≤e≤0.2, b+c+d<1 임, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si 또는 Y 이고, A = F, P 또는 Cl 임)으로 표현되는 리튬 니켈 코발트 망간 복합산화물; 화학식 Li1+xM1-yM'yPO4-zXz(여기서, M = 전이금속, 바람직하게는 Fe, Mn, Co 또는 Ni 이고, M' = Al, Mg 또는 Ti 이고, X = F, S 또는 N 이며, -0.5≤x≤+0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.1 임)로 표현되는 올리빈계 리튬 금속 포스페이트 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 20 중량%로 첨가된다. 이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
상기 충진제는 양극의 팽창을 억제하는 성분으로서 선택적으로 사용되며, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 섬유상 재료라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올리핀계 중합체; 유리섬유, 탄소섬유 등의 섬유상 물질이 사용된다.
또한, 상기 음극은, 예를 들어, 음극 집전체 상에 음극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다. 또한, 상기 음극 활물질은 흑연계 탄소, 코크스계 탄소 및 하드 카본으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 리튬 이차전지를 단위전지로 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩을 제공할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 전지팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스를 제공할 수 있다. 상기 디바이스는 예를 들면, 예를 들어, 휴대폰, 휴대용 컴퓨터, 웨어러블 전자기기, 태플릿 PC, 스마트 패드, 넷북, LEV(Light Electronic Vehicle), 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 및 전력저장장치 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이러한 디바이스의 구조 및 제작 방법은 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 자세한 설명을 생략한다.
이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 전극 건조 장치는, 전극 건조 장치의 내부에서 전극 기재가 파단 시, 파단된 전극 기재 사이를 연결부재에 의해 연결하여 복구하도록 구성함으로써, 종래기술에서와 달리, 전극 건조 장치 내부에서 직접 파단된 전극 기재의 복구 작업을 임시로 실시할 수 가 있어, 공정을 장기간 멈춤 대기할 필요가 없고, 파단된 전극 기재의 이송 작업을 기존의 이송 장치로 수행할 수가 있어, 전극 제조공정의 효율을 크게 높이고, 더불어 작업자의 위험요소를 줄일 수 있는 효과를 발휘한다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 건조 장치를 나타낸 개략적인 공정도이다;
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 파단된 전극 기재를 나타낸 모식적인 사시도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 건조 장치의 내부를 나타낸 모식적인 사시도이다;
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 고정 집게를 나타낸 모식적인 측면도이다;
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 자석 홀더를 나타낸 정면도및 평면도이다;
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 연결부재 공급기를 나타낸 모식적인 측면도이다;
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 건조 장치에서 파단된 전극 기재를 연결하여 복구하는 방법을 나타낸 순서도이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 내용을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 건조 장치를 나타낸 개략적인 공정도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 파단된 전극 기재를 나타낸 모식적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 건조 장치의 내부를 나타낸 모식적인 사시도가 도시되어 있다.
도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 전극 활물질을 포함한 전극 슬러리(220)가 집전체 상에 도포되어 있는 전극 기재(210)를 건조하는 전극 건조 장치(100)는, 전극 건조 장치(100)의 내부에서 전극 기재(210)가 파단될 경우, 파단된 전극 기재(210) 사이(215)를 연결부재(300)에 의해 연결하여 복구하도록 구성되어 있다.
여기서, 파단된 전극 기재(210)는 도 2에서와 같이 전극 기재(210)를 이송하는 중 집전체의 결함 및 외부 충격으로 인해 집전체의 일부위가 절단(215)되어 전극 기재(210)가 적어도 2 부분으로 나누어진 상태를 의미한다.
또한, 전극 건조 장치(100)는, 내부 작업을 위한 복수의 도어들(113, 115)이 형성되어 있고 외부 공기로부터 밀폐되어 있는 구조의 건조실(110), 이러한 건조실(110)의 내부를 가열하여 내부 온도를 고온으로 설정하는 가열부(130), 및 전극 기재(210)를 건조실(110)의 입구(112)가 형성된 일측 부위로부터 출구(114)가 형성된 타측 부위로 이동하도록 구성되어 있는 이송부(120)를 포함하고 있다.
이때, 가열부(130)는 가열된 공기를 건조실(110) 내부로 공급하여 건조실(110) 내의 온도를 고온으로 설정한다. 이러한 가열부(130)는 히터(134)를 통해 가열된 공기를 건조실(110) 내에 공급하기 위한 가열 송풍기(132)를 포함하고 있다.
또한, 건조실(110) 내부 온도는, 전극 슬러리(220)에 포함되어 있는 합제용 용매 또는 수분의 비점보다 높고 전극 활물질이 변질되는 온도보다 낮은 범위의 온도로 설정되며, 여기에선 건조실(110) 내부 온도는 약 섭씨 80도 내지 섭씨 220도로 설정된다.
이러한 건조실(110)은 제 1 내지 제 6 구역들로 구획되어 있고, 도 3에서와 같이 하나의 구역(111)에는 2개 이상의 도어들(113, 115)이 형성되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 전극 건조 장치(100)는, 건조를 위한 전극 기재(210)가 권취되어 있는 권출기(180), 및 이러한 권출기(180)와 동기화된 상태로 회전하며, 건조된 전극 기재(210)를 권취하는 권취기(190)를 더 포함하고 있다.
이러한 권출기(180)는 전극 기재(210)를 권출하여 전극 슬러리(220) 코팅부(400)로 이송시키고, 코팅부(400)에서 전극 슬러리(220)를 전극 기재(210)의 일면에 코팅한 후 전극 건조 장치(100)로 공급하게 된다. 이후, 건조 공정을 마친 건조된 전극 기재(212)는 권취기(190)를 통해 권취된다.
도 4에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 고정 집게를 나타낸 모식적인 측면도가 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 연결부재(300)로 고정 집게(301)가 개시되어 있고, 이러한 고정 집게(301)는 스트립 타입의 2개의 플레이트들(311, 312)을 포함하고 있는 집게부(310), 및 이러한 플레이트들(311, 312)이 맞물려 고정될 수 있도록 결합력을 인가하는 고정부(320)를 포함한 구조이다.
도 5에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 자석 홀더를 나타낸 정면도 및 평면도가 도시되어 있다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 연결부재(300)로 자석 홀더(400)가 개시되어 있고, 이러한 자석 홀더(400)는, 플라스틱 플레이트들(411, 412)를 포함하고, 이러한 플레이트들(411, 412) 각각의 일면에 결합되어 있는 N극 및 S극의 자석들(413, 415)을 포함하고 있다. 따라서, 자석홀더(400)는 도 4의 고정 집게(301)와 마찬가지로 손쉽게 파단된 전극 기재(210) 사이(215)에 손쉽게 장착될 수 있어, 전극 건조 공정의 효율을 높일 수 있다.
도 6에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 연결부재 공급기를 나타낸 모식적인 측면도가 도시되어 있다.
도 1, 도 2 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 전극 건조 장치(100)는 연결부재(300)를 파단된 전극 기재(210) 사이에 위치시켜 장착하기 위한 연결부재 공급기(500)를 더 포함하고 있다.
이러한 연결부재 공급기(500)는, 연결부재(300)를 잡아 고정하고 있는 홀딩부(510), 및 홀딩부(510)의 연결부재(300)를 파단된 전극 기재(210) 사이(215)에 위치시키는 이동부(520)를 포함하고 있고, 이때, 홀딩부(510)는 연결부재(300)의 고정 상태를 해제하여 연결부재(300)를 파단된 전극 기재(210) 사이(215)에 장착 연결시킨다.
앞서 설명한 연결부재들(301, 400)은 섭씨 80도 내지 섭씨 220도 사이에서 기계적 특성과 외형이 변형되지 않는 소재로 이루어졌다.
도 7에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 건조 장치에서 파단된 전극 기재를 연결하여 복구하는 방법을 나타낸 순서도가 도시되어 있다.
도 1, 도 2, 도 3 및 도 7을 함께 참조하면, 본 발명의 전극 건조 장치(100)에서 파단된 전극 기재(210)를 연결하여 복구하는 방법(600)은,
전극 슬러리(220)가 도포된 전극 기재(210)가 파단될 경우, 전극 기재(210)의 이동을 멈추는 단계(610),
파단이 발생한 전극 기재(210)의 위치에 가장 인접한 건조실(110)의 도어(113)를 개방하는 단계(620),
파단된 전극 기재(210) 사이(215)를 연결부재(300)로 연결하여 복구시키는 단계(630),
건조실(110)의 개방된 도어를 폐쇄하는 단계(640),
전극 기재(210)를 건조실(110) 출구(114) 밖으로 이송시키는 단계(650),
건조실(110)에서 빠져나 온 파단된 전극 기재(210)에서 연결부재(300)를 분리시키는 단계(660), 및
접착 테이프(도시하지 않음)를 파단된 전극 기재(210) 사이(215)에 부착하여 연결하는 단계(670)를 포함하고 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극 건조 장치는, 전극 건조 장치의 내부에서 전극 기재가 파단 시, 파단된 전극 기재 사이를 연결부재에 의해 연결하여 복구하도록 구성할 경우, 종래기술에서와 달리, 전극 건조 장치 내부에서 직접 파단된 전극 기재의 복구 작업을 임시로 실시할 수가 있어, 공정을 장기간 멈춤 대기할 필요가 없고, 파단된 전극 기재의 이송 작업을 기존의 이송 장치로 수행할 수가 있어, 전극 제조공정의 효율을 크게 높이고, 더불어 작업자의 위험요소를 줄일 수 있는 효과를 발휘한다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (21)

  1. 전극 활물질을 포함한 전극 슬러리가 집전체 상에 도포되어 있는 전극 기재를 건조하는 전극 건조 장치로서,
    전극 건조 장치의 내부에서 전극 기재가 파단될 경우, 파단된 전극 기재 사이를 연결부재에 의해 연결하여 복구하도록 구성되어 있는 특징으로 하는 전극 건조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전극 건조 장치는,
    내부 작업을 위한 복수의 도어들(doors)이 형성되어 있고 외부 공기로부터 밀폐되어 있는 구조의 건조실;
    건조실의 내부를 가열하여 내부 온도를 고온으로 설정하는 가열부; 및
    상기 전극 기재를 건조실의 입구가 형성된 일측 부위로부터 출구가 형성된 타측 부위로 이동하도록 구성되어 있는 이동부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 건조 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 가열부는 가열된 공기를 건조실 내부로 공급하여 건조실 내의 온도를 고온으로 설정하는 것을 특징으로 하는 전극 건조 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 가열부는 가열된 공기를 건조실 내에 공급하기 위한 가열 송풍기를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전극 건조 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 건조실 내부 온도는, 전극 슬러리에 포함되어 있는 합제용 용매 또는 수분의 비점보다 높고 전극 활물질이 변질되는 온도보다 낮은 범위의 온도로 설정되는 것을 특징으로 하는 전극 건조 장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 건조실은 제 1 내지 제 10 구역들로 구획되어 있고, 상기 구역들 각각에는 적어도 2개 이상의 도어들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 건조 장치.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 전극 건조 장치는,
    건조를 위한 전극 기재가 권취되어 있는 권출기(un-winder); 및
    상기 권출기와 동기화된 상태로 회전하며, 건조된 전극 기재를 권취하는 권취기(re-winder);
    를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전극 건조 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 연결부재는, 적어도 하나 이상의 고정 집게, 자석 홀더, 또는 접착 테이프인 것을 특징으로 하는 전극 건조 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 연결부재는 고정 집게이고;
    상기 고정 집게는, 스트립 타입의 2개의 플레이트들을 포함하고 있는 집게부, 및 상기 플레이트들이 맞물려 고정될 수 있도록 결합력을 인가하는 고정부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전극 건조 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 연결부재를 파단된 전극 기재 사이에 위치시켜 장착하기 위한 연결부재 공급기를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전극 건조 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 연결부재 공급기는, 연결부재를 잡아 고정하고 있는 홀딩부(holding part), 및 상기 홀딩부의 연결부재를 파단된 전극 기재 사이에 위치시키는 이송부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전극 건조 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 홀딩부는 연결부재의 고정 상태를 해제하여 연결부재를 파단된 전극 기재 사이에 장착 연결시키는 것을 특징으로 하는 전극 건조 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 연결부재는 섭씨 80도 내지 섭씨 180도 사이에서 기계적 특성과 외형이 변형되지 않는 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 전극 건조 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 하나에 따른 전극 건조 장치에서 파단된 전극 기재를 연결하여 복구하는 방법으로서,
    (a-1) 전극 슬러리가 도포된 전극 기재가 파단될 경우, 전극 기재의 이동을 멈추는 단계; 및
    (b-1) 상기 파단된 전극 기재 사이를 연결부재로 연결하여 복구시키는 단계;
    를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 단계(b-1) 이전에 파단이 발생한 전극 기재의 위치에 가장 인접한 건조실의 도어를 개방하는 단계(a-2)를 더 수행하고, 상기 단계(b-1) 이후에는 건조실의 개방된 도어를 폐쇄하는 단계(b-2)를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 단계(b-1) 이후에 전극 기재를 건조실 출구 밖으로 이송시키는 단계(c)를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 단계(c)에서 연결부재에 의해 연결된 전극 기재를 벨트 컨베이어를 이용하여 이송하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    (d) 건조실에서 빠져나 온 파단된 전극 기재에서 연결부재를 분리시키는 단계; 및
    (e) 접착 테이프를 파단된 전극 기재 사이에 부착하여 연결하는 단계;를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 하나에 따른 전극 건조 장치를 사용하여 제조된 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 이차전지.
  20. 제 19 항에 따른 리튬 이차전지를 단위전지로 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩.
  21. 제 20 항에 따른 전지팩을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
KR1020160016044A 2016-02-12 2016-02-12 전극 연결 장치를 구비한 전극 건조 장치, 및 전극 기재를 복구하는 방법 KR102170897B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160016044A KR102170897B1 (ko) 2016-02-12 2016-02-12 전극 연결 장치를 구비한 전극 건조 장치, 및 전극 기재를 복구하는 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160016044A KR102170897B1 (ko) 2016-02-12 2016-02-12 전극 연결 장치를 구비한 전극 건조 장치, 및 전극 기재를 복구하는 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170094833A true KR20170094833A (ko) 2017-08-22
KR102170897B1 KR102170897B1 (ko) 2020-10-28

Family

ID=59757965

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160016044A KR102170897B1 (ko) 2016-02-12 2016-02-12 전극 연결 장치를 구비한 전극 건조 장치, 및 전극 기재를 복구하는 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102170897B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114562867A (zh) * 2022-03-04 2022-05-31 温州市金榜轻工机械有限公司 真空系统中高效率回收氟化锂中氟化氢的固体干燥机
KR20220138898A (ko) 2021-04-06 2022-10-14 주식회사 나래나노텍 전극시트 이송장치 및 이를 구비한 전극시트 건조장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060057732A (ko) * 2004-11-24 2006-05-29 중앙프로텍(주) 접착테이프를 이용한 필름 연결장치의 작동방법 및 그 장치
JP5201687B2 (ja) * 2009-06-10 2013-06-05 株式会社不二鉄工所 シート巻取りにおける不良シートの自動撤去方法
KR20140054840A (ko) * 2012-10-30 2014-05-09 주식회사 엘지화학 전극 건조 장치
KR20150131563A (ko) * 2014-05-15 2015-11-25 삼성에스디아이 주식회사 전극판 건조 장치 및 전극판 건조 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060057732A (ko) * 2004-11-24 2006-05-29 중앙프로텍(주) 접착테이프를 이용한 필름 연결장치의 작동방법 및 그 장치
JP5201687B2 (ja) * 2009-06-10 2013-06-05 株式会社不二鉄工所 シート巻取りにおける不良シートの自動撤去方法
KR20140054840A (ko) * 2012-10-30 2014-05-09 주식회사 엘지화학 전극 건조 장치
KR20150131563A (ko) * 2014-05-15 2015-11-25 삼성에스디아이 주식회사 전극판 건조 장치 및 전극판 건조 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220138898A (ko) 2021-04-06 2022-10-14 주식회사 나래나노텍 전극시트 이송장치 및 이를 구비한 전극시트 건조장치
CN114562867A (zh) * 2022-03-04 2022-05-31 温州市金榜轻工机械有限公司 真空系统中高效率回收氟化锂中氟化氢的固体干燥机

Also Published As

Publication number Publication date
KR102170897B1 (ko) 2020-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW511315B (en) Secondary cell and method for preparation thereof
US9742031B2 (en) Lithium battery and the preparation method thereof
CN106797008B (zh) 非水电解质二次电池及其制造方法
KR101361675B1 (ko) 전극조립체의 제조방법 및 이를 이용하여 생산되는 전극조립체
US20200203712A1 (en) Method of manufacturing electrode for secondary battery comprising pre-slitting process
WO2022141448A1 (zh) 电化学装置、电子装置及电化学装置的制备方法
WO2015102139A1 (ko) 이차전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
KR101163392B1 (ko) 실링부가 ｕｖ 경화성 물질로 코팅되어 있는 파우치형 전지의 제조방법
WO2021006704A1 (ko) 리튬 이차 전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
KR101840494B1 (ko) 이차전지용 전극, 이의 제조방법, 이를 포함하는 이차전지
JP7172127B2 (ja) 全固体電池及びその製造方法
US20130011746A1 (en) Solid electrolyte material and all solid-state lithium secondary battery
WO2017099333A1 (ko) 가스 흡착제가 포함되어 있는 전극 리드를 구비한 전지셀
KR20200059392A (ko) 파우치형 전지셀의 파우치 사이드 가공 장치 및 가공 방법
KR101679662B1 (ko) 전극 전도도가 향상된 전기 화학 소자용 전극 및 이의 제조 방법
KR102095969B1 (ko) 프리웨팅 과정을 포함하는 이차전지의 제조 방법
KR20180047992A (ko) 리드 플레이트를 구비한 보호회로모듈 어셈블리를 포함하는 전지셀
CN111883765A (zh) 锂电池正极活性材料及其制备方法和锂电池
CN108064423B (zh) 用于二次电池的包括磁性材料的粘合剂
KR102170897B1 (ko) 전극 연결 장치를 구비한 전극 건조 장치, 및 전극 기재를 복구하는 방법
JP2011134544A (ja) 電池外装用積層体並びに製造方法及び該電池外装用積層体を用いた二次電池
KR102124822B1 (ko) 널링부가 형성된 전극 탭을 포함하는 전극 가공물 및 이를 제조하기 위한 장치
KR102211573B1 (ko) 자동화된 전지셀의 마감 공정장치
KR20210082575A (ko) 리튬 이온 전도성이 있는 전고체 전지용 바인더 용액 및 이를 포함하는 전극 슬러리
KR20170060724A (ko) 전극의 균열 방지를 위한 테이핑 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant