KR20170094920A - Electrode Coating Apparatus Capable of Simultaneously Coating Different Substances Constituting Electrode for Secondary Battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이차전지용 전극을 구성하는 이종 소재의 동시 코팅이 가능한 전극 코팅 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode coating apparatus capable of simultaneously coating different materials constituting an electrode for a secondary battery.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 이러한 이차전지는 일반적으로 전지 케이스, 및 전해액에 함침된 상태로 상기 전지 케이스에 수용되는 전극조립체를 포함한다.BACKGROUND ART [0002] As technology development and demand for mobile devices have increased, the demand for secondary batteries as energy sources has been rapidly increasing. Such secondary batteries generally include a battery case and an electrode assembly that is contained in the battery case in a state impregnated with the electrolyte .
전지케이스에 내장되는 상기 전극조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자로서, 양극과 음극은 각각 알루미늄(Al) 호일과 구리(Cu) 호일로 이루어진 집전체에 각각 활물질을 포함하는 양극 슬러리 및 음극 슬러리가 도포 및 건조되어 제조된다.The electrode assembly contained in the battery case is a chargeable / dischargeable power generation device having a laminated structure of a positive electrode / separator / negative electrode. The positive electrode and the negative electrode are respectively connected to a current collector made of aluminum (Al) foil and copper And a negative electrode slurry are applied and dried.
이차전지의 충방전 특성을 균일하게 하기 위해서는 상기 양극 슬러리 및 음극 슬러리가 집전체에 정밀하게 코팅되어야 하는데, 이를 위해 통상적으로 슬롯 다이 코팅 공정이 수행된다.In order to uniformize the charging / discharging characteristics of the secondary battery, the positive electrode slurry and the negative electrode slurry must be precisely coated on the current collector, so that a slot die coating process is usually performed.
전극의 슬롯 다이 코팅 공정은 크게 슬러리를 연속적으로 주입되는 Stripe Coating과 불연속적으로 주입되는 Patch Coating으로 나뉜다.The slot die coating process of the electrode is largely divided into strip coating in which the slurry is continuously injected and batch coating in which the slurry is injected discontinuously.
그 중에서도, 전극 슬러리가 연속적으로 주입되는 Stripe Coating은 일반적으로, 양극과 음극이 접촉하여 내부 단락이 일어나지 않고, 집전체로부터 전극 합제층이 탈리되지 않도록 전극 합제층의 양측 단부에 절연 물질 코팅을 함께 수행한다.Among them, in the stripe coating in which the electrode slurry is continuously injected, an insulating material coating is applied to both ends of the electrode mixture layer so that the anode and the cathode are in contact with each other and an internal short circuit does not occur and the electrode mixture layer is not separated from the current collector .
도 1 및 도 2에는 금속 집전체에 전극 슬러리와, 슬러리층의 양측 단부에 절연 물질을 코팅하는 일반적인 코팅 장치의 사시도가 개략적으로 도시되어 있다.1 and 2 schematically show a perspective view of a conventional coating apparatus for coating an electrode slurry on a metal current collector and an insulating material on both sides of a slurry layer.
도 1을 참조하면, 코팅 장치(10)는 전극 슬러리가 토출되는 슬롯 다이(20), 및 코팅롤(40)으로 구성되어 있으며, 코팅롤(40)을 회전시키면서 집전체(40)를 코팅시킨다.1, the coating apparatus 10 includes a slot die 20 through which an electrode slurry is discharged and a
슬롯 다이(20)에서 토출된 전극 슬러리는 집전체(50)의 일면에 넓게 도포되어 슬러리 코팅층(52)을 형성한다. The electrode slurry discharged from the
여기서, 슬러리 코팅층(52)의 양단에는 도 2에서와 같이, 집전체의 단락 및 코팅층의 탈리를 방지하기 위한 절연 물질이 도포될 수 있으며, 구체적으로 도 1에서와 같이 슬러리 코팅층(52) 형성 이후에, 슬러리 코팅층(52) 양단에 별도의 보조 슬롯 다이(30)를 위치시키고, 이로부터 절연 물질을 토출시키는 과정을 통해 절연 코팅층(54)을 형성한다.2, an insulating material may be applied to both ends of the
그러나, 상기와 같은 코팅 장치와 이를 이용한 코팅 방법은 전극 슬러리를 도포하는 코팅 장치와 절연 코팅층을 위한 코팅 장치를 별개로 운용해야 하므로, 제조 공정성이 낮은 단점이 있다. However, since the above-described coating apparatus and coating method using the coating apparatus for separating the electrode slurry and the coating apparatus for coating the electrode slurry separately, there is a disadvantage in that the manufacturing processability is low.
특히, 밀리미터 단위로 집전체의 폭이 좁을 경우에는 집전체 상의 코팅 영역 역시 좁기 때문에, 전극 슬러리를 도포하는 코팅 장치와 절연 코팅층을 위한 코팅 장치를 별개로 운용하기 위한 공간 확보가 어려울 뿐만 아니라, 전극 슬러리와 절연 코팅이 각각 개별적으로 수행되기 때문에 코팅에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.Particularly, when the width of the current collector is narrow in millimeters, the coating area on the current collector is also narrow. Therefore, it is difficult to secure space for separately operating the coating apparatus for applying the electrode slurry and the coating apparatus for the insulating coating layer, Since the slurry and the insulating coating are separately performed, there is a problem that the coating takes much time.
따라서, 이러한 종래 기술의 문제점들을 해결할 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.Therefore, there is a high need for a technique that can solve the problems of the prior art.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and the technical problems required from the past.
구체적으로, 본 발명의 목적은, 전극을 구성하는 이종 소재를 집전체 상에 동시에 코팅함으로써, 제조 공정성을 개선할 수 있는 전극 코팅 장치를 제공하는 것이다.Specifically, an object of the present invention is to provide an electrode coating apparatus capable of improving the manufacturing processability by simultaneously coating a heterogeneous material constituting an electrode on a current collector.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전극 코팅 장치는,According to an aspect of the present invention, there is provided an electrode coating apparatus comprising:
집전체 상에 서로 다른 특성을 가진 전극 구성요소들을 동시에 코팅하는 장치로서, An apparatus for simultaneously coating electrode components having different characteristics on a current collector,
제 1 전극 구성요소를 집전체 상에 도포하는 제 1 코팅부, 및 상기 제 1 코팅부와 조합된 구조로 이루어져 있고 제 2 전극 구성요소를 도포하는 제 2 코팅부를 포함하고 있고;A first coating portion applying a first electrode component onto the current collector and a second coating portion having a structure combined with the first coating portion and applying a second electrode component;
상기 제 1 전극 구성요소와 제 2 전극 구성요소는 각각 제 1 코팅부와 제 2 코팅부를 통해 동시에 집전체 상에 도포되는 것을 특징으로 한다.Wherein the first electrode component and the second electrode component are simultaneously applied on the current collector through the first coating portion and the second coating portion, respectively.
즉, 본 발명에 따른 전극 코팅 장치는 서로 다른 특성의 제 1 및 제 2 전극 구성 요소를 코팅하는 제 1 코팅부와 제 2 코팅부가 조합된 단일 장치로 이루어진 구조에 기반하여, 각 전극 구성 요소들을 동시에 코팅할 수 있고, 그에 따라 코팅 장치를 별개로 운용하는 방식과 비교하여 제조 공정성이 높은 장점이 있다.That is, the electrode coating apparatus according to the present invention is characterized in that, based on the structure consisting of a single apparatus in which a first coating portion and a second coating portion coating different first and second electrode components are combined, There is a merit that the coating process can be carried out at the same time, and thus the manufacturing processability is higher than the method of separately operating the coating apparatus.
본 발명에서 제 1 및 제 2 코팅부란, 전극 코팅 장치에서 제 1 및 제 2 전극 구성 요소를 도포하는 부위가 구획되어 있는 공간적인 개념이며, 이들은 하기 상술하는 슬롯 다이 구조를 공유하는 형태로 구획되어 있다.In the present invention, the first and second coated portions are spatial concepts in which portions for applying the first and second electrode components in the electrode coating apparatus are partitioned, and they are partitioned into a shape sharing the slot die structure described below have.
구체적으로, 상기 전극 코팅 장치는 제 1 코팅부와 제 2 코팅부가 상호 조합된 슬롯 다이 구조로 이루어져 있고,Specifically, the electrode coating apparatus has a slot die structure in which the first coating portion and the second coating portion are mutually combined,
상기 슬롯 다이 구조는,The slot die structure comprises:
제 1 전극 구성요소가 충진되는 제 1 저장부, 및 제 1 전극 구성요소가 제 1 저장부로 유입되도록 제 1 저장부와 연통되어 있는 제 1 유입부가 구비되어 있는 하부 다이;A lower die having a first reservoir in which the first electrode component is filled and a first inlet communicating with the first reservoir to allow the first electrode component to flow into the first reservoir;
상기 제 2 전극 구성요소가 충진되는 제 2 저장부, 및 제 2 전극 구성요소가 제 2 저장부로 유입되도록 제 2 저장부와 연통되어 있는 제 2 유입부가 구비되어 있는 상부 다이; 및An upper die having a second reservoir in which the second electrode component is filled and a second inlet communicating with the second reservoir to allow the second electrode component to flow into the second reservoir; And
상기 하부 다이와 상부 다이 사이에 개재되어 슬롯형 노즐을 형성하며, 제 1 저장부의 제 1 전극 구성요소와 제 2 저장부의 제 2 전극 구성요소가 슬롯형 노즐을 통해 토출되는 심(shim) 부재;를 포함할 수 있다.A shim member interposed between the lower die and the upper die to form a slotted nozzle and the first electrode component of the first reservoir and the second electrode component of the second reservoir are discharged through the slotted nozzle; .
상기 슬롯 다이란 하부 다이와 상부 다이 사이에 형성된 슬롯에 심이 장착되면서 다이의 형태를 구성하는 것으로 이해할 수 있디. It can be understood that the slot die is configured as a die by being mounted in a slot formed between a lower die and an upper die.
본 발명에서는 제 1 전극 구성요소와 제 2 전극 구성요소가 서로 다른 심을 경유하여 독립적으로 도포될 수 있는 바, 이를 달성하기 위한 상세한 구조를 하기 비제한적인 예들을 통해 더욱 구체적으로 설명한다.In the present invention, the first electrode component and the second electrode component can be independently applied via different shims, and a detailed structure for accomplishing this will be described in more detail with reference to the following non-limiting examples.
하나의 구체적인 예에서, 상기 심 부재는, 제 1 전극 구성요소의 토출을 위한 제 1 심과, 제 2 전극 구성요소를 토출하기 위한 제 2 심으로 이루어져 있고;In one specific example, the shim member comprises a first shim for dispensing a first electrode component and a second shim for dispensing a second electrode component;
상기 제 1 심은 하부 다이와 제 2 심 사이에 개재되어 있으며, 제 1 저장부와 연통되는 제 1 중공부를 포함하고 상기 제 1 중공부의 일측에 제 1 전극 구성요소의 토출을 위한 제 1 개구가 형성되어 있으며;The first shim is interposed between the lower die and the second shim, and includes a first hollow portion communicating with the first storage portion, and a first opening for discharging the first electrode component is formed on one side of the first hollow portion ;
상기 제 2 심은 제 1 심과 상부 다이 사이에 개재되어 있으며, 제 2 저장부와 연통되는 제 2 중공부를 포함하고 상기 제 2 중공부의 일측에 제 2 전극 구성요소의 토출을 위한 제 2 개구가 형성된 구조일 수 있다.The second shim is interposed between the first shim and the upper die, and includes a second hollow portion communicating with the second storage portion, and a second opening for discharging the second electrode component is formed on one side of the second hollow portion Structure.
이에, 제 1 코팅부는, 하부 다이가 제 1 심과 제 2 심에 의해 슬롯 다이 형태로 구성되면서 제 1 전극 구성요소가 도포되는 전극 코팅 장치의 일부분으로 이해할 수 있고, 마찬가지로 제 2 코팅부는 상부 다이가 제 2 심과 제 1 심에 의해 슬롯 다이 형태로 구성되면서 제 2 전극 구성요소가 도포되는 전극 코팅 장치의 나머지 부분으로 이해할 수 있다. 즉, 이들 코팅부는 제 1 심과 제 2 심이 형성하는 슬롯 부위를 서로 공유하는 상부 다이와 하부 다이에 대한 공간적인 개념이다.Thus, the first coating portion can be understood as a part of the electrode coating apparatus in which the first electrode component is applied while the lower die is configured in the form of a slot die by the first and second shims, and likewise, Can be understood as the remainder of the electrode coating apparatus to which the second electrode component is applied while being constructed in the form of a slot die by the second shim and the first shim. That is, these coating portions are spatial concepts for the upper die and the lower die that share the slot portions formed by the first and second shims.
상기 제 1 심의 구체적인 구조는, 상부 및 하부 다이의 내면과 동일한 크기의 플레이트 상에 제 1 중공부 및 상기 중공부로부터 일체로 연장된 제 1 개구가 형성된 구조로 이루어져 있고, The concrete structure of the first shim has a structure in which a first hollow portion and a first opening integrally extended from the hollow portion are formed on a plate having the same size as an inner surface of the upper and lower dies,
상기 제 2 심은, 제 1 심과 동일한 크기의 플레이트 상에 제 2 중공부 및 상기 중공부로부터 일체로 연장된 제 2 개구가 형성된 구조로 이루어질 수 있다.The second shim may have a structure in which a second hollow portion and a second opening integrally extended from the hollow portion are formed on a plate having the same size as the first shim.
여기서, 상기 제 1 중공부와 제 2 중공부는 상호 연통되지 않는 형상으로 제 1 심 및 제 2 심에 각각 형성되어 있는 구조일 수 있다.Here, the first hollow portion and the second hollow portion may be formed in the first shim and the second shim, respectively, so as not to communicate with each other.
구체적으로 상기 제 1 심은, 제 1 중공부가 평면상으로 제 1 저장부와 동일한 형상으로 이루어져 있고;Specifically, the first shim is formed such that the first hollow portion is in the same plane as the first storage portion in a plan view;
상기 제 2 심은 제 1 심과 중첩된 상태에서 상부 다이의 제 2 저장부로부터 제 1 중공부와 제 1 저장부가 함께 밀폐되도록, 제 1 중공부와 대응되는 위치에 플레이트 형상의 제 1 격벽이 형성되어 있고, 상기 제 1 격벽의 일측 또는 양측에 제 2 중공부가 형성되어 있는 구조일 수 있다.The second shim is overlapped with the first shim and the first hollow portion and the first storage portion are sealed together from the second storage portion of the upper die so that a plate-shaped first partition is formed at a position corresponding to the first hollow portion And a second hollow portion may be formed on one side or both sides of the first bank.
따라서, 본 발명에 따른 전극 코팅 장치는 제 1 전극 구성요소가 제 1 심의 제 1 중공부와 제 2 심의 제 1 격벽에 의해 설정된 공간으로만 유도되면서 상부 다이 및 제 2 심의 제 2 중공부에 존재하는 제 2 전극 구성요소와는 혼합되지 않은 상태로 제 1 개구를 통해 토출 될 수 있다.Therefore, in the electrode coating apparatus according to the present invention, the first electrode component is only present in the space defined by the first hollow portion of the first shim and the first partition of the second shim, and is present in the upper die and the second hollow portion of the second shim Can be discharged through the first opening in an unmixed state with the second electrode component.
마찬가지로, 제 2 전극 구성요소는 제 2 심의 제 2 중공부가 제 1 심의 외면에 의해 하부 다이의 제 1 저장부 및 제 1 심의 제 1 중공부로부터 격리되므로, 하부 다이 및 제 1 심의 제 1 중공부에 존재하는 제 1 전극 구성요소와는 혼합되지 않은 상태로 제 2 개구를 통해 토출 될 수 있다.Likewise, since the second electrode component is isolated from the first storage portion of the lower die and the first hollow portion of the first shim by the outer surface of the first shim, the second hollow portion of the second shim is separated from the first hollow portion of the lower die, May be discharged through the second opening without being mixed with the first electrode component existing in the second opening.
또한, 상기 제 1 심의 제 1 개구와 제 2 심의 제 2 개구는 슬롯형 노즐을 형성하도록 상호 인접하게 형성되되, 제 1 중공부와 제 2 중공부 각각으로부터 일체로 연장된 제 1 개구와 제 2 개구가 서로 연통되지 않으며, 결과적으로 제 1 전극 구성요소와 제 2 전극 구성요소는 서로에 대해 혼합되지 않은 독립상의 형태로 토출될 수 있다.The first opening of the first shim and the second opening of the second shim are formed adjacent to each other to form a slotted nozzle. The first opening integrally extended from each of the first hollow portion and the second hollow portion, The openings are not in communication with each other, and consequently, the first electrode component and the second electrode component can be discharged in the form of independent phases not mixed with each other.
또 다른 구체적인 예에서, 상기 제 1 심은, 제 1 중공부가 평면상으로 제 1 저장부와 동일한 형상으로 이루어져 있고, 그것의 중심부를 가로지르는 형태의 제 2 격벽이 형성되어 있으며, In another specific example, the first shim has a first hollow portion formed in the same plane as the first storage portion in a plan view, a second partition wall of a shape crossing the center portion thereof is formed,
상기 제 2 심은 제 1 심과 중첩된 상태에서 상부 다이의 제 2 저장부로부터 제 2 격벽에 의해 구획되어 있는 제 1 중공부와 제 1 저장부가 함께 밀폐되도록, 제 1 중공부와 대응되는 위치에 플레이트 형상의 한 쌍의 제 3 격벽들이 형성되어 있고, 상기 제 3 격벽들 각각의 일측에 제 2 중공부가 형성되어 있으며, The second shim is overlapped with the first shim so that the first hollow portion partitioned by the second partition from the second storage portion of the upper die and the first storage portion are sealed together, A pair of plate-shaped third partitions are formed, a second hollow part is formed on one side of each of the third partitions,
상기 제 3 격벽들 사이에는 제 4 격벽이 형성되어 있고, 상기 제 4 격벽의 양측에는 제 2 저장부와 연통되는 제 3 중공부가 추가로 형성되어 있는 구조일 수 있다.A fourth partition wall may be formed between the third partition walls and a third hollow portion may be formed on both sides of the fourth partition wall to communicate with the second reservoir.
여기서, 상기 제 3 중공부는, 제 1 심과 제 2 심이 중첩된 상태에서, 제 1 심의 제 2 격벽에 의해 하부 다이의 제 1 저장부와 제 1 중공부로부터 밀폐되어 있고, Here, the third hollow portion is hermetically sealed from the first storage portion and the first hollow portion of the lower die by the second septum of the first seam in a state where the first seam and the second seam are overlapped,
상기 제 3 중공부의 일측에 제 2 전극 구성요소의 토출을 위한 제 3 개구가 추가로 형성되어 있는 구조일 수 있다.And a third opening for discharging the second electrode component may be further formed on one side of the third hollow portion.
이러한 구조는 제 1 전극 구성요소가 제 1 심의 제 1 중공부와 제 2 격벽 및 제 2 심의 제 3 격벽들에 의해 설정된 공간으로만 유도되면서 상부 다이 및 제 2 심의 제 2 중공부에 존재하는 제 2 전극 구성요소와는 혼합되지 않은 상태로 제 1 개구를 통해 토출 될 수 있다.In this structure, the first electrode component is guided only to the space defined by the first hollow portion of the first shim and the third partition walls of the second shim and the third partition of the second shim, And can be discharged through the first opening without being mixed with the two-electrode component.
마찬가지로, 제 2 전극 구성요소는 제 2 심의 제 2 중공부가 제 1 심의 외면에 의해 하부 다이의 제 1 저장부 및 제 1 심의 제 1 중공부로부터 격리되므로, 하부 다이 및 제 1 심의 제 1 중공부에 존재하는 제 1 전극 구성요소와는 혼합되지 않은 상태로 제 2 개구를 통해 토출 될 수 있다.Likewise, since the second electrode component is isolated from the first storage portion of the lower die and the first hollow portion of the first shim by the outer surface of the first shim, the second hollow portion of the second shim is separated from the first hollow portion of the lower die, May be discharged through the second opening without being mixed with the first electrode component existing in the second opening.
또한, 제 2 전극 구성요소는 제 2 심의 제 3 중공부가 제 1 심의 제 2 격벽에 의해 하부 다이의 제 1 저장부 및 제 1 심의 제 1 중공부로부터 추가로 격리되며, 하부 다이 및 제 1 심의 제 1 중공부에 존재하는 제 1 전극 구성요소와는 혼합되지 않은 상태로 제 3 개구를 통해 토출 될 수 있다.The second electrode component is further insulated from the first storage portion of the lower die and the first hollow portion of the first shim by the second partition of the first shim and the third hollow portion of the second shim is further isolated from the lower portion of the lower die and the first shim, And may be discharged through the third opening without being mixed with the first electrode component existing in the first hollow portion.
이와 같이, 상기 제 1 심의 제 1 개구와 제 2 심의 제 2 개구 및 제 3 개구는 슬롯형 노즐을 형성하도록 상호 인접하게 형성되되, 제 1 중공부, 제 2 중공부 및 제 3 중공부 각각으로부터 일체로 연장된 제 1 개구와 제 2 개구 및 제 3 개구가 서로 연통되지 않으며, 결과적으로 제 1 전극 구성요소와 제 2 전극 구성요소는 서로에 대해 혼합되지 않은 독립상의 형태로 토출될 수 있다.As such, the first opening of the first shim and the second opening and the third opening of the second shim are formed adjacent to each other to form a slot-like nozzle, and each of the first hollow, the second hollow and the third hollow The integrally extending first opening and the second opening and the third opening are not in communication with each other, and consequently, the first electrode component and the second electrode component can be discharged in the form of independent phases not mixed with each other.
본 발명에서, 상기 하부 다이는, In the present invention,
육면체 구조로 이루어진 제 1 본체부, 및 상기 슬롯형 노즐이 형성되는 방향으로 경사를 이루도록 제 1 본체부로부터 일체로 연장되어 있는 제 1 경사부를 포함하고 있고; And a first inclined portion integrally extended from the first body portion so as to be inclined in a direction in which the slotted nozzle is formed;
상기 제 1 저장부는, 상부 다이를 향하는 제 1 본체부의 내면에서 내향 만입된 구조로 제 1 전극 구성요소에 대한 충진 공간을 형성하고 있고, 상기 제 1 유입부는 제 1 저장부와 연통된 상태로 제 1 본체부의 외면 중 어느 하나를 통해 천공되어 있는 구조일 수 있다.The first storage unit forms a filling space with respect to the first electrode component in a structure indented inward from the inner surface of the first body unit toward the upper die, and the first inlet unit communicates with the
이와 유사하게 상기 상부 다이는, Similarly,
육면체 구조로 이루어진 제 2 본체부, 및 상기 슬롯형 노즐이 형성되는 방향으로 경사를 이루도록 제 2 본체부로부터 일체로 연장되어 있는 제 2 경사부를 포함하고 있고; And a second inclined portion integrally extending from the second body portion so as to be inclined in a direction in which the slotted nozzle is formed;
상기 제 2 저장부는, 상부 다이를 향하는 제 2 본체부의 내면에서 내향 만입된 구조로 제 2 전극 구성요소에 대한 충진 공간을 형성하고 있고, 상기 제 2 유입부는 제 2 저장부와 연통된 상태로 제 2 본체부의 외면 중 어느 하나를 통해 천공되어 있는 구조일 수 있다.The second storage unit forms a filling space with respect to the second electrode component in a structure inwardly indented from the inner surface of the second body unit facing the upper die, and the second inlet unit communicates with the second storage unit, 2 through the outer surface of the main body portion.
상기 상부 다이와 하부 다이는 또한, 제 1 심과 제 2 심을 기준으로 서로 대칭되는 형상으로 이루어질 수 있다.The upper die and the lower die may also have a shape symmetrical to each other with respect to the first and second shims.
하나의 구체적인 예에서, 상기 슬릿형 노즐은, 제 1 개구에 인접한 집전체 부위(a)에서의 제 1 전극 구성요소의 토출량과 도포 면적이 상대적으로, 집전체 부위(a)보다 먼 집전체 부위(b)에서의 제 2 전극 구성요소의 토출량과 도포 면적 보다 크도록, 제 1 개구의 수직 단면적이 제 2 개구와 제 3 개구 중 어느 하나의 수직 단면적보다 상대적으로 큰 구조일 수 있다.In one specific example, the slit-shaped nozzle has a structure in which the discharge amount and the application area of the first electrode component in the current collector portion (a) adjacent to the first opening are relatively large, sectional area of the first opening is larger than a vertical cross-sectional area of any one of the second opening and the third opening so that the discharge amount and the application area of the second electrode component in the step (b) are larger than the discharge amount and the application area of the second electrode component in the step (b).
상기 집전체 부위(a)는 집전체의 전체 면적 대비 80% 내지 99%의 면적을 가지도록 일체로 집전체 부위(b)로부터 구획된 부위이며, 상기 집전체 부위(b)는 상기 집전체 부위(a)의 경계로부터 일측 또는 상호 대향되는 경계들로부터 양측으로 연장된 집전체의 나머지 부위일 수 있다. Wherein the current collecting portion (a) is a portion partitioned from the current collecting portion (b) so as to have an area of 80% to 99% of the total area of the current collector and the current collecting portion (b) may be the remaining portion of the current collector extending from one side of the boundary of (a) or both sides thereof facing each other.
하나의 예로, 상기 집전체 부위(a)에는 제 1 전극 구성요소가 도포되며, 상기 집전체 부위(b)에는 제 2 전극 구성요소가 제 1 전극 구성요소에 대해 경계를 이루며 도포될 수 있다. 따라서, 제 1 전극 구성요소와 제 2 구성요소가 서로 독립상의 형태로 도포될 수 있으므로, 이들의 고유한 물성이 도포가 완료된 상태에서도 유지될 수 있다. In one example, the current collector portion (a) is coated with a first electrode component, and the current collector portion (b) is coated with a second electrode component that is bounded to the first electrode component. Thus, since the first electrode component and the second component can be applied in the form of independent phases from each other, their inherent physical properties can be maintained even when the application is completed.
상기 집전체 부위(a)에 도포되는 상기 제 1 전극 구성요소는 이차전지용 양극활물질 또는 음극활물질; 전극 첨가제; 및 용매를 포함하는 전극활물질 슬러리일 수 있으며, 집전체 부위(b)에 도포되는 상기 제 2 전극 구성요소는 집전체에서 전극활물질 슬러리가 코팅되지 않은 집전체 부위(b)의 절연성을 담보하기 위한 절연물질일 수 있다. The first electrode component applied to the current collector portion (a) may be a cathode active material or a negative active material for a secondary battery; Electrode additive; And a solvent, and the second electrode component applied to the current collector portion (b) may be a slurry of an electrode active material slurry for securing insulation property of the current collector portion (b) in which the electrode active material slurry is not coated in the current collector It may be an insulating material.
상기 절연물질은 예를 들어, 불소수지, 에나멜 수지 및 에폭시 수지에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The insulating material may be, for example, at least one selected from fluorine resin, enamel resin and epoxy resin, but is not limited thereto.
이상과 같이, 전극의 용량을 결정하는 전극활물질 슬러리가 집전체의 대면적에 도포되기 위하여, 본 발명에서는 상기 제 1 개구가 제 2 개구의 수직 단면적보다 크게 설계될 수 있으며, 상세하게는 제 1 개구의 수직 단면적은 제 2 개구의 수직 단면적 대비 300% 내지 3000%일 수 있다. 만약, 전극 코팅 장치가 제 3 개구를 추가로 포함하는 경우에는 상기 제 2 개구는 제 3 개구와 동일한 수직 단면적을 가질 수 있다.As described above, in order to apply the electrode active material slurry for determining the capacity of the electrode to a large area of the current collector, in the present invention, the first opening may be designed to be larger than the vertical sectional area of the second opening, The vertical cross-sectional area of the opening may be between 300% and 3000% of the vertical cross-sectional area of the second opening. If the electrode coating apparatus further comprises a third opening, the second opening may have the same vertical cross-sectional area as the third opening.
다만, 이러한 개구들의 수직 단면적은 집전체의 크기에 따라 소망하는 형태로 설계될 수 있음은 물론이다.However, it goes without saying that the vertical cross-sectional area of such openings can be designed in a desired form depending on the size of the current collector.
본 발명은 또한, 집전체의 전체 면적 대비 80% 내지 99%의 면적을 가지도록 일체로 구획된 집전체 부위(a)에 제 1 전극 구성요소가 도포되어 있고, The present invention is also characterized in that the first electrode component is applied to the collector portion (a) which is integrally partitioned so as to have an area of 80% to 99% of the total area of the current collector,
상기 집전체 부위(a)의 경계로부터 일측 또는 상호 대향되는 경계들로부터 양측으로 연장된 집전체의 나머지 부위인 집전체 부위(b)에 제 2 전극 구성요소가 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 전극을 제공한다. Characterized in that a second electrode component is applied to a current collector portion (b) which is a remaining portion of the current collector extending from one side of the boundary of the current collector portion (a) to provide.
이와 같은 구조의 전극에서 상기 제 1 전극 구성요소는 이차전지용 양극활물질 또는 음극활물질; 전극 첨가제; 및 용매를 포함하는 전극활물질 슬러리일 수 있으며, 상기 제 2 전극 구성요소는 집전체에서 전극활물질 슬러리가 코팅되지 않은 집전체 부위(b)의 절연성을 담보하기 위한 절연물질일 수 있다. In the electrode having such a structure, the first electrode component may be a cathode active material or a negative active material for a secondary battery; Electrode additive; And a solvent, and the second electrode component may be an insulating material for securing the insulating property of the current collector portion (b) in which the electrode active material slurry is not coated in the current collector.
이러한 구조의 전극은 전극활물질 슬러리가 도포되지 않은 집전체 부위가 인접한 다른 극성을 가지는 전극과 접촉하면서 발생되는 단락을 방지함으로써 안전성을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.The electrode having such a structure provides an effect of greatly improving the safety by preventing a short circuit that occurs when the current collector portion where the electrode active material slurry is not applied contacts the adjacent electrode having the other polarity.
상기 집전체 부위(b)는 상세하게는 전극-탭 부위 또는 전극-탭 형성 위한 노칭(notching) 예정부위일 수 있다.The current collector portion (b) may be a notched region for forming the electrode-tab portion or the electrode-tab portion in detail.
본 발명은 또한, 상기 전극을 하나 이상 포함하는 이차전지와 상기 이차전지를 포함하는 디바이스를 제공한다. The present invention also provides a device including the secondary battery including at least one electrode and the secondary battery.
본 발명의 이차전지는 그것의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적인 예로서, 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬 이온(Li-ion) 이차전지, 리튬 폴리머(Li-polymer) 이차전지, 또는 리튬 이온 폴리머(Li-ion polymer) 이차전지 등과 같은 리튬 이차전지일 수 있다.The secondary battery of the present invention is not particularly limited in its kind, but specific examples thereof include a lithium ion (Li-ion) secondary battery having a high energy density, a discharge voltage and an output stability, a lithium polymer ) Secondary battery, or a lithium secondary battery such as a lithium ion polymer secondary battery.
일반적으로, 리튬 이차전지는 양극, 음극, 분리막, 및 리튬염 함유 비수 전해액으로 구성되어 있다. Generally, a lithium secondary battery is composed of a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt.
상기 양극은, 예를 들어, 양극 집전체 및/또는 연장 집전부 상에 양극 활물질, 도전재 및 바인더의 혼합물을 도포한 후 건조하여 제조되며, 필요에 따라서는, 상기 혼합물에 충진제를 더 첨가하기도 한다.The positive electrode is prepared, for example, by coating a mixture of a positive electrode active material, a conductive material and a binder on a positive electrode current collector and / or an extended current collector, and then drying the resultant. Optionally, do.
상기 양극 집전체 및/또는 연장 집전부는 일반적으로 3 내지 500 마이크로미터의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체 및 연장 집전부는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 양극 집전체 및 연장 집전부는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.The cathode current collector and / or the elongated current collector are generally made to have a thickness of 3 to 500 micrometers. The positive electrode current collector and the elongate current collector are not particularly limited as long as they have high conductivity without causing a chemical change in the battery, and examples thereof include stainless steel, aluminum, nickel, titanium, A surface treated with carbon, nickel, titanium, or silver on the surface of stainless steel may be used. The anode current collector and the elongate current collector may have various shapes such as a film, a sheet, a foil, a net, a porous body, a foam, a nonwoven fabric, or the like by forming fine irregularities on the surface thereof to increase the adhesive force of the cathode active material.
상기 양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1 임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The cathode active material may be a layered compound such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), or a compound substituted with one or more transition metals; Lithium manganese oxides such as Li 1 + x Mn 2 -x O 4 (where x is 0 to 0.33), LiMnO 3 , LiMn 2 O 3 , LiMnO 2 and the like; Lithium copper oxide (Li 2 CuO 2 ); Vanadium oxides such as LiV 3 O 8 , LiFe 3 O 4 , V 2 O 5 and Cu 2 V 2 O 7 ; A Ni-site type lithium nickel oxide expressed by the formula LiNi 1-x M x O 2 (where M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B or Ga and x = 0.01 to 0.3); Formula LiMn 2-x M x O 2 ( where, M = Co, Ni, Fe , Cr, and Zn, or Ta, x = 0.01 ~ 0.1 Im) or Li 2 Mn 3 MO 8 (where, M = Fe, Co, Ni, Cu, or Zn); LiMn 2 O 4 in which a part of Li in the formula is substituted with an alkaline earth metal ion; Disulfide compounds; Fe 2 (MoO 4 ) 3 , and the like. However, the present invention is not limited to these.
상기 도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 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.The conductive material is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture including the cathode active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, for example, graphite such as natural graphite or artificial graphite; Carbon black such as carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and summer black; Conductive fibers such as carbon fiber and metal fiber; Metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; Conductive whiskey such as zinc oxide and potassium titanate; Conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like can be used.
상기 바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.The binder is a component which assists in bonding of the active material and the conductive material and bonding to the current collector, and is usually added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture containing the cathode active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene , Polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butylene rubber, fluorine rubber, various copolymers and the like.
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.The filler is optionally used as a component for suppressing the expansion of the anode, and is not particularly limited as long as it is a fibrous material without causing a chemical change in the battery. Examples of the filler include olefin polymers such as polyethylene and polypropylene; Fibrous materials such as glass fibers and carbon fibers are used.
상기 음극은 음극 집전체 및/또는 연장 집전부 상에 음극 활물질을 도포, 건조하여 제작되며, 필요에 따라, 앞서 설명한 바와 같은 성분들이 선택적으로 더 포함될 수도 있다.The negative electrode is manufactured by applying and drying a negative electrode active material on the negative electrode current collector and / or the extended current collector, and may optionally further include the components as described above.
상기 음극 집전체 및/또는 연장 집전부는 일반적으로 3 내지 500 마이크로미터의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체 및/또는 연장 집전부는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.The cathode current collector and / or the extension current collector are generally made to a thickness of 3 to 500 micrometers. The negative electrode current collector and / or the elongated current collector are not particularly limited as long as they have electrical conductivity without causing chemical changes in the battery, and examples thereof include copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, Surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like on the surface of copper or stainless steel, and aluminum-cadmium alloy may be used. In addition, like the positive electrode collector, fine unevenness can be formed on the surface to enhance the bonding force of the negative electrode active material, and it can be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams and nonwoven fabrics.
상기 음극 활물질로는, 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe'yOz (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, and Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.Examples of the negative electrode active material include carbon such as non-graphitized carbon and graphite carbon; Li x Fe 2 O 3 (0≤x≤1 ), Li x WO 2 (0≤x≤1), Sn x Me 1-x Me 'y O z (Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me' : Metal complex oxides such as Al, B, P, Si,
상기 분리막은 양극과 음극 사이에 개재되며, 높은 이온 투과도와 기계적 강도를 가지는 절연성의 얇은 박막이 사용된다. 분리막의 기공 직경은 일반적으로 0.01 ~ 10 마이크로미터이고, 두께는 일반적으로 5 ~ 300 마이크로미터다. 이러한 분리막으로는, 예를 들어, 내화학성 및 소수성의 폴리프로필렌 등의 올레핀계 폴리머; 유리섬유 또는 폴리에틸렌 등으로 만들어진 시트나 부직포 등이 사용된다. 전해질로서 폴리머 등의 고체 전해질이 사용되는 경우에는 고체 전해질이 분리막을 겸할 수도 있다.The separation membrane is interposed between the anode and the cathode, and an insulating thin film having high ion permeability and mechanical strength is used. The pore diameter of the membrane is generally 0.01 to 10 micrometers, and the thickness is generally 5 to 300 micrometers. Such separation membranes include, for example, olefinic polymers such as polypropylene, which are chemically resistant and hydrophobic; A sheet or nonwoven fabric made of glass fiber, polyethylene or the like is used. When a solid electrolyte such as a polymer is used as an electrolyte, the solid electrolyte may also serve as a separation membrane.
상기 전해액은 리튬염 함유 비수계 전해액일 수 있고, 비수 전해액과 리튬염으로 이루어져 있다. 비수 전해액으로는 비수계 유기용매, 유기 고체 전해질, 무기 고체 전해질 등이 사용되지만 이들만으로 한정되는 것은 아니다.The electrolytic solution may be a non-aqueous electrolytic solution containing a lithium salt, and is composed of a non-aqueous electrolytic solution and a lithium salt. As the non-aqueous electrolyte, non-aqueous organic solvents, organic solid electrolytes, inorganic solid electrolytes, and the like are used, but the present invention is not limited thereto.
상기 비수계 유기용매로는, 예를 들어, N-메틸-2-피롤리디논, 프로필렌 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트, 부틸렌 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 디에틸 카르보네이트, 감마-부틸로 락톤, 1,2-디메톡시 에탄, 테트라히드록시 프랑(franc), 2-메틸 테트라하이드로푸란, 디메틸술폭시드, 1,3-디옥소런, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥소런, 아세토니트릴, 니트로메탄, 포름산 메틸, 초산메틸, 인산 트리에스테르, 트리메톡시 메탄, 디옥소런 유도체, 설포란, 메틸 설포란, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 프로필렌 카르보네이트 유도체, 테트라하이드로푸란 유도체, 에테르, 피로피온산 메틸, 프로피온산 에틸 등의 비양자성 유기용매가 사용될 수 있다.Examples of the non-aqueous organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidinone, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, gamma -Butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydroxyfuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, dimethylformamide, dioxolane , Acetonitrile, nitromethane, methyl formate, methyl acetate, triester phosphate, trimethoxymethane, dioxolane derivatives, sulfolane, methylsulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, propylene carbonate Nonionic organic solvents such as tetrahydrofuran derivatives, ethers, methyl pyrophosphate, ethyl propionate and the like can be used.
상기 유기 고체 전해질로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 유도체, 폴리에틸렌 옥사이드 유도체, 폴리프로필렌 옥사이드 유도체, 인산 에스테르 폴리머, 폴리 에지테이션 리신(agitation lysine), 폴리에스테르 술파이드, 폴리비닐 알코올, 폴리 불화 비닐리덴, 이온성 해리기를 포함하는 중합체 등이 사용될 수 있다.Examples of the organic solid electrolyte include a polymer electrolyte such as a polyethylene derivative, a polyethylene oxide derivative, a polypropylene oxide derivative, a phosphate ester polymer, an agitation lysine, a polyester sulfide, a polyvinyl alcohol, a polyvinylidene fluoride, Polymers containing ionic dissociation groups, and the like can be used.
상기 무기 고체 전해질로는, 예를 들어, Li3N, LiI, Li5NI2, Li3N-LiI-LiOH, LiSiO4, LiSiO4-LiI-LiOH, Li2SiS3, Li4SiO4, Li4SiO4-LiI-LiOH, Li3PO4-Li2S-SiS2 등의 Li의 질화물, 할로겐화물, 황산염 등이 사용될 수 있다.Examples of the inorganic solid electrolyte include Li 3 N, LiI, Li 5 NI 2 , Li 3 N-LiI-LiOH, LiSiO 4 , LiSiO 4 -LiI-LiOH, Li 2 SiS 3 , Li 4 SiO 4 , Nitrides, halides and sulfates of Li such as Li 4 SiO 4 -LiI-LiOH and Li 3 PO 4 -Li 2 S-SiS 2 can be used.
상기 리튬염은 상기 비수계 전해질에 용해되기 좋은 물질로서, 예를 들어, LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, CH3SO3Li, CF3SO3Li, (CF3SO2)2NLi, 클로로 보란 리튬, 저급 지방족 카르본산 리튬, 4 페닐 붕산 리튬, 이미드 등이 사용될 수 있다.The lithium salt is a material that is readily soluble in the non-aqueous electrolyte, for example, LiCl, LiBr, LiI, LiClO 4, LiBF 4, LiB 10 Cl 10, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2) 2 NLi, chloroborane lithium, lower aliphatic carboxylic acid lithium, lithium tetraphenyl borate and imide have.
또한, 비수 전해액에는 충방전 특성, 난연성 등의 개선을 목적으로, 예를 들어, 피리딘, 트리에틸포스파이트, 트리에탄올아민, 환상 에테르, 에틸렌 디아민, n-글라임(glyme), 헥사 인산 트리 아미드, 니트로벤젠 유도체, 유황, 퀴논 이민 염료, N-치환 옥사졸리디논, N,N-치환 이미다졸리딘, 에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 암모늄염, 피롤, 2-메톡시 에탄올, 삼염화 알루미늄 등이 첨가될 수도 있다. 경우에 따라서는, 불연성을 부여하기 위하여, 사염화탄소, 삼불화에틸렌 등의 할로겐 함유 용매를 더 포함시킬 수도 있고, 고온 보존 특성을 향상시키기 위하여 이산화탄산 가스를 더 포함시킬 수도 있으며, FEC(Fluoro-Ethylene Carbonate), PRS(Propene sultone) 등을 더 포함시킬 수 있다.For the purpose of improving the charge-discharge characteristics and the flame retardancy, the nonaqueous electrolytic solution is preferably a solution prepared by dissolving or dispersing in a solvent such as pyridine, triethylphosphite, triethanolamine, cyclic ether, ethylenediamine, glyme, hexaphosphoric triamide, N, N-substituted imidazolidine, ethylene glycol dialkyl ether, ammonium salt, pyrrole, 2-methoxyethanol, aluminum trichloride and the like may be added have. In some cases, halogen-containing solvents such as carbon tetrachloride and ethylene trifluoride may be further added to impart nonflammability. In order to improve the high-temperature storage characteristics, carbon dioxide gas may be further added. FEC (Fluoro-Ethylene Carbonate, PRS (Propene sultone), and the like.
하나의 구체적인 예에서, LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiN(SO2CF3)2 등의 리튬염을, 고유전성 용매인 EC 또는 PC의 환형 카보네이트와 저점도 용매인 DEC, DMC 또는 EMC의 선형 카보네이트의 혼합 용매에 첨가하여 리튬염 함유 비수계 전해질을 제조할 수 있다.In one specific example, LiPF 6, LiClO 4, LiBF 4, LiN (SO 2 CF 3) 2 , such as a lithium salt, a highly dielectric solvent of DEC, DMC or EMC Fig solvent cyclic carbonate and a low viscosity of the EC or PC of And then adding it to a mixed solvent of linear carbonate to prepare a lithium salt-containing non-aqueous electrolyte.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극 코팅 장치는 서로 다른 특성의 제 1 및 제 2 전극 구성 요소를 코팅하는 제 1 코팅부와 제 2 코팅부가 조합된 단일 장치로 이루어진 구조에 기반하여, 각 전극 구성 요소들을 동시에 코팅할 수 있고, 그에 따라 코팅 장치를 별개로 운용하는 방식과 비교하여 제조 공정성이 높은 장점이 있다.As described above, the electrode coating apparatus according to the present invention is based on a structure composed of a single apparatus in which a first coating portion and a second coating portion, which coat first and second electrode components of different characteristics, are combined, There is an advantage in that the manufacturing processability is higher than that in which the electrode components can be simultaneously coated and thus the coating apparatus is separately operated.
도 1과 도 2는 종래 기술에 따른 전극 코팅 장치의 모식도들이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 코팅 장치의 분해 모식도이다;
도 4는 제 1 심과 제 2 심의 중첩 구조를 나타낸 모식도이다;
도 5는 전극 코팅 장치의 수직 단면도이다;
도 6은 슬롯형 노즐이 형성된 전극 코팅 장치의 하면도이다;
도 7은 본 발명에 따른 전극 코팅 장치로 집전체 표면에 전극 구성요소들을 도포하는 구조의 모식도이다;
도 8은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극의 모식도이다;
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 심 부재의 모식도이다;
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극 코팅 장치를 적용한 코팅 공정에 대한 모식도이다;
도 11은 도 10의 A부위의 확대도이다;
도 12은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극 코팅 장치의 분해 모식도이다;
도 13는 제 1 심과 제 2 심의 중첩 구조를 나타낸 모식도이다;
도 14은 슬롯형 노즐이 형성된 전극 코팅 장치의 하면도이다.1 and 2 are schematic diagrams of an electrode coating apparatus according to the prior art;
3 is an exploded schematic view of an electrode coating apparatus according to one embodiment of the present invention;
4 is a schematic diagram showing a superposition structure of a first shim and a second shim;
5 is a vertical sectional view of the electrode coating apparatus;
6 is a bottom view of an electrode coating apparatus in which a slot-type nozzle is formed;
7 is a schematic view of a structure for applying electrode components to the surface of a current collector with an electrode coating apparatus according to the present invention;
8 is a schematic diagram of an electrode according to one embodiment of the present invention;
9 is a schematic view of a shim member according to another embodiment of the present invention;
10 is a schematic view of a coating process using an electrode coating apparatus according to another embodiment of the present invention;
11 is an enlarged view of a portion A in Fig. 10; Fig.
12 is an exploded schematic view of an electrode coating apparatus according to another embodiment of the present invention;
13 is a schematic diagram showing a superposition structure of a first shim and a second shim;
14 is a bottom view of an electrode coating apparatus in which a slot-type nozzle is formed.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited by the scope of the present invention.
도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 코팅 장치의 분해 모식도가 도시되어 있고, 도 4에는 제 1 심과 제 2 심의 중첩 구조가 모식적으로 도시되어 있으며, 도 5와 도 6에는 전극 코팅 장치의 수직 단면도와 하면도가 각각 도시되어 있다.FIG. 3 is a schematic exploded view of an electrode coating apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 schematically shows a superposition structure of a first core and a second core. In FIGS. 5 and 6, A vertical sectional view and a bottom view of the coating apparatus are respectively shown.
먼저 도 3 및 도 4를 참조하면, 전극 코팅 장치(100)는 하부 다이(110), 상부 다이(120); 및 하부 다이(110)와 상부 다이(120) 사이에 개재되는 심(130; shim) 부재들이 조합된 슬롯형 다이 구조로 이루어져 있다. 즉, 상부 다이(120)와 하부 다이(110)의 사이가 하나의 슬롯이 되며, 이 슬롯에 심 부재(130)들이 장착되면서 슬롯형 다이가 구성되는 것이다.3 and 4, the
하부 다이(110)는 제 1 전극 구성요소가 충진되는 제 1 저장부(112), 및 제 1 전극 구성요소가 제 1 저장부(112)로 유입되도록 제 1 저장부(112)와 연통되어 있는 제 1 유입부(114)를 포함한다. The
상부 다이(120)는 제 2 전극 구성요소가 충진되는 제 2 저장부(122), 및 제 2 전극 구성요소가 제 2 저장부(122)로 유입되도록 제 2 저장부(122)와 연통되어 있는 제 2 유입부(124)를 포함한다. The
심 부재(130)는 제 1 전극 구성요소를 제 1 저장부(112)로부터 외부로 유도하고 이를 토출하기 위한 슬롯형 노즐(도 6의 102)을 형성하는 제 1 심(131) 및 제 2 전극 구성요소를 제 2 저장부(122)로부터 외부로 유도하고 이를 토출하기 위한 슬롯형 노즐(도 6의 102)을 형성하는 제 2 심(132)으로 이루어져 있다.The
제 1 심(131)은 하부 다이(110)와 제 2 심(132) 사이에 개재되며 상부 및 하부 다이(110)의 내면과 동일한 크기의 플레이트 상에 하부 다이(110)의 제 1 저장부(112)와 연통되는 제 1 중공부(131a)를 포함하고 제 1 중공부(131a)의 일측에서 제 1 중공부(131a)로부터 일체로 연장된 제 1 개구(131b)가 형성된 구조로 이루어져 있으며, 제 1 개구(131b)는 제 1 저장부(112)의 제 1 전극 구성요소가 그것을 통해 토출되는 부위이다.The
제 2 심(132)은 상부 다이(120)와 제 1 심(131) 사이에 개재되며 상부 및 하부 다이(110)의 내면과 동일한 크기의 플레이트 상에 제 2 저장부(122)와 연통되는 한 쌍의 제 2 중공부(132b)들을 포함하고 각각 제 2 중공부(132b)들의 일측에서 제 2 중공부(132b)로부터 일체로 연장된 제 2 개구(132c)가 형성된 구조로 이루어져 있으며, 제 2 개구(132c)는 상부 다이(120)의 제 2 저장부(122)의 제 2 전극 구성요소가 그것을 통해 토출되는 부위이다.The
여기서, 제 1 심(131)은 그것의 제 1 중공부(131a)가 평면상으로 제 1 저장부(112)와 동일한 형상으로 이루어져 있으며, 제 2 심(132)은 제 1 심(131)과 중첩된 상태에서 상부 다이의 제 2 저장부(122)로부터 제 1 중공부(131a)와 제 1 저장부(112)가 함께 밀폐되도록, 제 1 중공부(131a)와 대응되는 위치에 플레이트 형상의 제 1 격벽(132a)이 형성되어 있다. 또한, 제 1 중공부(131a)와 제 2 중공부(132b)는 상호 연통되지 않도록, 제 2 중공부(132b)들은 제 1 격벽(132a)의 양측에 형성되어 있다.The
따라서, 상부 다이(120), 하부 다이(110), 제 1 심(131) 및 제 2 심(132)이 슬롯형 다이를 형성한 상태에서, 제 1 전극 구성요소는 제 1 저장부(112)로부터 제 1 심(131)의 제 1 중공부(131a)와 제 2 심(132)의 제 1 격벽(132a)에 의해 설정된 공간으로만 유동하면서 상부 다이(120) 및 제 2 심(132)의 제 2 중공부(132b)에 존재하는 제 2 전극 구성요소와는 혼합되지 않은 상태로 제 2 개구(132c)를 통해 토출 될 수 있다.Thus, with the
또한, 제 2 전극 구성요소는 제 2 심(132)의 제 2 중공부(132b)가 제 1 중공부(131a)의 양 측부에 형성되어 있는 제 1 심(131)의 플레이트 외면에 의해 하부 다이(110)의 제 1 저장부(112) 및 제 1 심(131)의 제 1 중공부(131a)로부터 격리되며, 하부 다이(110) 및 제 1 심(131)의 제 1 중공부(131a)에 존재하는 제 1 전극 구성요소와는 혼합되지 않은 상태로 제 2 개구(132c)를 통해 토출 될 수 있다.The second electrode component is formed by the plate outer surface of the
이와 같이, 본 발명에 따른 전극 코팅 장치(100)는, 제 1 심(131)과 제 2 심(132)의 상이한 중공부 및 개구 위치로 인하여 도 5에서와 같이, 제 1 전극 구성요소와 제 2 전극 구성요소가 각각 독립적으로 토출되도록 구성되어 있을 뿐만 아니라, 제 1 및 제 2 전극 구성요소가 동시에 토출되더라도 이들 구성요소들이 서로 상이한 집전체 부위에 도포되면서 중첩되지 않는다.As described above, the
한편, 하부 다이(110)의 구체적인 형상은, 육면체 구조로 이루어진 제 1 본체부(116), 및 슬롯형 노즐(102)이 형성되는 방향으로 경사를 이루도록 제 1 본체부(116)로부터 일체로 연장되어 있는 제 1 경사부(118)를 포함하며, 제 1 저장부(112)는, 상부 다이(120)를 향하는 제 1 본체부(116)의 내면에서 내향 만입된 구조로 제 1 전극 구성요소에 대한 충진 공간을 형성하고 있고, 제 1 유입부(114)는 제 1 저장부(112)와 연통된 상태로 제 1 본체부(116)의 하면을 통해 천공되어 있다.The specific shape of the
상부 다이(120)의 구체적인 형상은 육면체 구조로 이루어진 제 2 본체부(126) 및 상기 슬롯형 노즐(102)이 형성되는 방향으로 경사를 이루도록 제 2 본체부(126)로부터 일체로 연장되어 있는 제 2 경사부(128)를 포함하고, 제 2 저장부(122)는, 상부 다이(120)를 향하는 제 2 본체부(126)의 내면에서 내향 만입된 구조로 제 2 전극 구성요소에 대한 충진 공간을 형성하고 있고, 상기 제 2 유입부(124)는 제 2 저장부(122)와 연통된 상태로 제 2 본체부(126)의 상면을 통해 천공되어 있다.The specific shape of the
제 1 심(131)의 제 1 개구(131b)와 제 2 심(132)의 제 2 개구(132c)는 전극 코팅 장치(100)의 하면에서 상호 인접하게 위치하면서 도 6에서와 같이, 전극 코팅 장치(100)의 슬롯형 노즐(102)을 형성한다. 따라서, 제 1 전극 구성요소와 제 2 전극 구성요소는 서로 인접한 위치에서 평행하게 도포될 수 있다.The
그러나, 제 1 중공부(131a)와 제 2 중공부(132b) 각각으로부터 일체로 연장된 제 1 개구(131b)와 제 2 개구(132c)는 서로에 대해 연통되지 않은 상태로 슬롯형 노즐(102)을 형성하며, 그에 따라 제 1 전극 구성요소와 제 2 전극 구성요소는 서로에 대해 혼합되지 않은 독립상의 형태로 토출될 수 있다. However, the
또한, 제 1 개구(131b)와 제 2 개구(132c)는 평면상으로 서로에 대해 일정 거리(W)로 이격된 상태이며, 이는 전극 구성요소들이 도포된 상태에서 전극 코팅 장치(100)의 하면에 의해 평탄화되면서 도포된 형상이 양측으로 확장되는 것을 고려한 설계이며, 그에 따라 제 1 전극 구성요소와 제 2 전극 구성요소는 제 1 개구(131b)와 제 2 개구(132c)의 상이한 위치에 기반하여, 집전체의 서로 다른 부위로 토출될 수 있다.The
다만, 이상에서 설명한 제 1 심(131)과 제 2 심(132)의 구조는, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 것이며, 제 1 심(131)과 제 2 심(132)에 의해 제 1 저장부(112)와 제 2 저장부(122)가 서로 연통되지 않으며, 제 1 중공부(131a)와 제 2 중공부(132b)가 서로 연통되지 않고, 제 1 개구(131b)와 제 2 개구(132c) 역시 서로 연통되지 않는다면, 개구들의 위치, 개구의 크기('개구의 폭 또는 단면적'), 개구들의 개수는 소망하는 도포 형상에 따라 적절히 변경될 수 있음은 물론이다.The
또한, 제 1 전극 구성요소가 독립적으로 토출되기 위해서는 하부 다이(110)와 제 1 심(131) 및 제 2 심(132)의 슬롯 구조에 기반하므로, 본 발명에서는 이와 같이 제 1 전극 구성요소가 토출에 관여하는 각 구성들의 집합체를 제 1 코팅부(104)라 정의하며, 마찬가지로, 제 2 전극 구성요소가 토출에 관여하는 각 구성들의 집합체를 제 2 코팅부(106)라 정의한다. In addition, since the first electrode component is based on the slot structure of the
다시 말해서, 제 1 코팅부(104)는 하부 다이(110)를 기반으로 제 1 심(131)과 제 2 심(132)이 형성하는 슬롯형 노즐(102)을 포함하고, 상기 제 2 코팅부(106)는 상부 다이(120)를 기반으로 제 2 심(132)과 제 1 심(131)이 형성하는 슬롯형 노즐(102)을 포함하며, 제 1 코팅부(104)와 제 2 코팅부(106)는 슬롯형 노즐(102)을 상호 공유하는 형태이다.In other words, the
즉, 본 발명에 따른 전극 코팅 장치(100)는 서로 다른 특성의 제 1 및 제 2 전극 구성 요소를 코팅하는 제 1 코팅부(104)와 제 2 코팅부(106)가 조합된 단일 장치로 이루어진 구조에 기반하여, 각 전극 구성 요소들을 동시에 코팅할 수 있고, 그에 따라 코팅 장치를 별개로 운용하는 방식과 비교하여 제조 공정성이 높은 장점이 있다.That is, the
도 7에는 본 발명에 따른 전극 코팅 장치가 집전체 표면에 전극 구성요소들을 도포하는 구조가 모식적으로 도시되어 있다.FIG. 7 schematically shows a structure in which an electrode coating apparatus according to the present invention applies electrode components to a surface of a current collector.
이를 도 6과 함께 참조하면, 슬릿형 노즐(102)은, 제 1 개구(131b)에 인접한 집전체(140) 부위(a)에서의 제 1 전극 구성요소(141)의 토출량과 도포 면적이, 상대적으로 제 1 개구(131b)에 인접한 집전체(140) 부위(a)보다 먼 집전체(140) 부위(b)에서의 제 2 전극 구성요소(142)의 토출량과 도포 면적 보다 큰 구조로 이루어져 있으며, 상세하게는 제 1 개구(131b)의 수직 단면적이 제 2 개구(132c)의 수직 단면적 대비 대략 열 배의 면적으로 이루어져 있다. 6, the slit-shaped
따라서, 제 1 개구(131b)는 이에 인접한 집전체(140) 부위로의 도포 면적이 상대적으로 넓고, 제 2 개구(132c)는 이에 인접한 집전체(140) 부위로의 도포 면적이 좁다. Accordingly, the
이와 동시에, 제 1 개구(131b)와 제 2 개구(132c)가 상이한 위치에서 슬릿형 노즐(102)에 형성되어 있으므로, 제 1 전극 구성요소(141)와 제 2 전극 구성요소(142)가 집전체(140)의 서로 다른 부위로 토출된다.At the same time, since the
다만, 제 1 개구(131b)와 제 2 개구(132c)는 평면상으로 서로에 대해 일정 거리로 이격되어 있으므로, 제 1 전극 구성요소(141)와 제 2 전극 구성요소(142)의 최초 도포 시점에서는 서로 이격된 상태일 수 있으나, 도포와 동시에, 전극 구성요소들(141, 142)이 전극 코팅 장치(100)의 하면에 의해 평탄화되면서 양 방향으로 확장될 수 있으며, 그에 따라 제 1 전극 구성요소(141)와 제 2 전극 구성요소(142)는 동일 선상에서, 서로 경계를 이루며 집전체(140) 상에 형성될 수 있다.Since the
이에 대해서는 도 8에 도시되어 있는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극의 수직 단면도를 통해 더욱 구체적으로 설명한다. This will be described in more detail with reference to a vertical sectional view of the electrode according to one embodiment of the present invention shown in FIG.
도 8을 참조하면, 전극(200)은 집전체의 일면에 전극활물질 슬러리로서, 제 1 전극 구성요소(141)가 도포되어 있으며, 제 1 전극 구성요소(141)의 경계(I)를 기준으로, 절연물질인 제 2 전극 구성요소(142)가 도포되어 있다. 8, the
즉, 본 발명에 따른 전극(200)은, 제 1 전극 구성요소(141)와 제 2 구성요소(142)가 서로 분명한 경계(I)를 이루며 각각 독립상의 형태로 도포되어 있으므로, 이들의 고유한 물성이 유지될 수 있다. That is, since the
본 발명에 따른 전극(200)은 또한, 절연물질로 인하여, 전극활물질 슬러리가 도포되지 않은 집전체 부위가 인접한 다른 극성을 가지는 전극과 접촉하면서 발생되는 단락을 방지함으로써 안전성을 크게 향상시킬 수 있다.The
도 3 내지 도 8에는 제 1 전극 구성요소를 기준으로, 양 측에서 제 2 전극 구성요소가 추가로 도포하는 전극 코팅 장치와 전극이 도시되어 있으나, 이와는 달리 도 9에 도시된 심 부재(300)를 이용하여, 제 1 전극 구성요소의 일측에서만 제 2 전극 구성요소가 도포되는 전극 코팅 장치의 구현 또한 가능하다.3 to 8 show an electrode coating apparatus and an electrode to which the second electrode component is additionally applied on both sides with reference to the first electrode component. Alternatively, the
구체적으로, 도 9에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 심 부재(130)들의 평면 모식도가 도시되어 있다.9 is a plan view of the
이들의 기본적인 구조는 도 4와 유사하나, 제 2 심(320)은 제 1 심(310)의 제 1 중공부(310a)와 연통되지 않는 플레이트 형상으로 이루어져 있으며, 제 1 중공부(310a)와 대응되는 위치를 기준으로 일측에만 제 2 중공부(320a)가 형성되어 있는 바, 이러한 심 부재(300)를 포함하는 전극 코팅 장치는 제 2 전극 구성요소가 제 1 전극 구성요소를 기준으로 일측에 도포될 수 있다. 4, the
이와 같은 구조의 심 부재를 포함하는 전극 코팅 장치를 적용한 공정과 이로 제조된 전극의 모식도가 도 10와 도 11에 도시되어 있다.FIGS. 10 and 11 show a process of applying an electrode coating apparatus including a core member having such a structure and a schematic view of the electrode manufactured thereby.
이들 도면을 참조하면, 집전체의 시트(340)에 한 쌍의 전극 코팅 장치들(300a, 300b)이 시트(340)의 중심부(C)를 기준으로 대칭적으로 위치한 상태에서, 제 1 전극 구성요소(341)가 도포되며, 제 1 전극 구성요소(341)가 도포되지 않는 중심부(C)와 인접한 부위에 제 2 전극 구성요소(342)가 도포된다. Referring to these drawings, in a state in which a pair of
이러한 구조에서는 시트(340)의 중심부(C)에서, 전극 탭(210)이 돌출되는 형태로 각각 노칭될 수 있으며, 전극 탭(210)을 형성하는 부위에 절연 물질로서, 제 2 전극 구성요소(342)가 도포되어 있으므로, 노칭 공정 이후, 전극 탭(210)의 돌출 방향을 기준으로 수직 방향의 양측 단부를 연결하는 선형 구조의 절연물질 코팅 부위(342)가 형성된다. In such a structure, the
한편, 도 12 내지 도 14에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극 코팅 장치와 이를 구성하는 심 부재의 구조가 모식적으로 도시되어 있다.12 to 14 schematically show the structure of the electrode coating apparatus and the core member constituting the electrode coating apparatus according to still another embodiment of the present invention.
이들 도면을 참조하면, 전극 코팅 장치(400)는 하부 다이(410), 상부 다이(420); 및 하부 다이(410)와 상부 다이(420) 사이에 개재되는 심(430) 부재들이 조합된 슬롯형 다이 구조로 이루어져 있다. 즉, 상부 다이(420)와 하부 다이(410)의 사이가 하나의 슬롯이 되며, 이 슬롯에 심 부재(430)들이 장착되면서 슬롯형 다이가 구성된다.Referring to these drawings, an
하부 다이(410)는 제 1 전극 구성요소가 충진되는 제 1 저장부(412), 및 제 1 전극 구성요소가 제 1 저장부(412)로 유입되도록 제 1 저장부(412)와 연통되어 있는 제 1 유입부(414)를 포함한다. The
상부 다이(420)는 제 2 전극 구성요소가 충진되는 제 2 저장부(422), 및 제 2 전극 구성요소가 제 2 저장부(422)로 유입되도록 제 2 저장부(422)와 연통되어 있는 제 2 유입부(424)를 포함한다. The
심 부재(430)는 제 1 전극 구성요소를 제 1 저장부(412)로부터 외부로 유도하고 이를 토출하기 위한 슬롯형 노즐(도 14의 402)을 형성하는 제 1 심(431) 및 제 2 전극 구성요소를 제 2 저장부(422)로부터 외부로 유도하고 이를 토출하기 위한 슬롯형 노즐을 형성하는 제 2 심(432)으로 이루어져 있다.The shim member 430 includes a
제 1 심(431)은 제 1 중공부(431a)가 평면상으로 제 1 저장부와 동일한 형상으로 이루어져 있고, 그것의 중심부를 가로지르는 형태의 제 2 격벽(450)이 형성되어 있다. The
제 2 심(432)은 제 1 심(431)과 중첩된 상태에서 상부 다이의 제 2 저장부가 제 2 격벽(450)에 의해 구획되어 있는 제 1 중공부(431a)와 제 1 저장부가 함께 밀폐되도록, 제 1 중공부(431a)와 대응되는 위치에 플레이트 형상의 한 쌍의 제 2 격벽들(432a)이 형성되어 있고, 제 2 격벽들(432a) 각각의 일측에 제 2 중공부(432b)가 형성되어 있다. The
또한, 제 2 심(432)은 제 2 격벽들(432a) 사이에 제 4 격벽(434)이 형성되어 있고, 제 4 격벽(434)의 양측에는 제 2 저장부와 연통되는 제 3 중공부(433a)가 추가로 형성되어 있다.The
여기서, 제 3 중공부(433a)는, 제 1 심(431)과 제 2 심(432)이 중첩된 상태에서, 제 1 심(431)의 제 2 격벽(450)에 의해 하부 다이의 제 1 저장부와 제 1 중공부(431a)로부터 밀폐되어 있고, 제 3 중공부(433a)의 일측에 제 2 전극 구성요소의 토출을 위한 제 3 개구(436)가 추가로 형성되어 있다.Here, the third
이러한 구조는 제 1 전극 구성요소가 제 1 심(431)의 제 1 중공부(431a)와 제 2 격벽(450) 및 제 2 심(432)의 제 2 격벽들(432a)에 의해 설정된 공간으로만 유도되면서 상부 다이 및 제 2 심(432)의 제 2 중공부(432b)와 제 3 중공부(433a)에 존재하는 제 2 전극 구성요소와는 혼합되지 않은 상태로 제 1 개구(431b)를 통해 토출 될 수 있다.In this structure, the first electrode component is a space defined by the first
마찬가지로, 제 2 전극 구성요소는 제 2 심(432)의 제 2 중공부(432b)가 제 1 심(431)의 외면에 의해 하부 다이의 제 1 저장부 및 제 1 심(431)의 제 1 중공부(431a)로부터 격리되므로, 하부 다이 및 제 1 심(431)의 제 1 중공부(431a)에 존재하는 제 1 전극 구성요소와는 혼합되지 않은 상태로 제 2 개구(432c)를 통해 토출 될 수 있다.Similarly, the second electrode component is configured such that the second
또한, 제 2 전극 구성요소는 제 2 심(432)의 제 3 중공부(433a)가 제 1 심(431)의 제 2 격벽(450)에 의해 하부 다이의 제 1 저장부 및 제 1 심(431)의 제 1 중공부(431a)로부터 추가로 격리되며, 하부 다이 및 제 1 심(431)의 제 1 중공부(431a)에 존재하는 제 1 전극 구성요소와는 혼합되지 않은 상태로 제 3 개구(436)를 통해 토출 될 수 있다.The second electrode component is also configured such that the third
이와 같이, 상기 제 1 심(431)의 제 1 개구(431b)와 제 2 심(432)의 제 2 개구(432c) 및 제 3 개구(436)는 슬롯형 노즐을 형성하도록 상호 인접하게 형성되되, 제 1 중공부(431a), 제 2 중공부(432b) 및 제 3 중공부(433a) 각각으로부터 일체로 연장된 제 1 개구(431b)와 제 2 개구(432c) 및 제 3 개구(436)가 서로 연통되지 않으며, 결과적으로 제 1 전극 구성요소와 제 2 전극 구성요소는 서로에 대해 혼합되지 않은 독립상의 형태로 토출될 수 있다.The
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
Claims (20)
제 1 전극 구성요소를 집전체 상에 도포하는 제 1 코팅부, 및 상기 제 1 코팅부와 조합된 구조로 이루어져 있고 제 2 전극 구성요소를 도포하는 제 2 코팅부를 포함하고 있고;
상기 제 1 전극 구성요소와 제 2 전극 구성요소는 각각 제 1 코팅부와 제 2 코팅부를 통해 동시에 집전체 상에 도포되는 것을 특징으로 하는 전극 코팅 장치.An apparatus for simultaneously coating electrode components having different characteristics on a current collector,
A first coating portion applying a first electrode component onto the current collector and a second coating portion having a structure combined with the first coating portion and applying a second electrode component;
Wherein the first electrode component and the second electrode component are simultaneously applied on the current collector through the first coating portion and the second coating portion, respectively.
상기 슬롯 다이 구조는,
제 1 전극 구성요소가 충진되는 제 1 저장부, 및 제 1 전극 구성요소가 제 1 저장부로 유입되도록 제 1 저장부와 연통되어 있는 제 1 유입부가 구비되어 있는 하부 다이;
상기 제 2 전극 구성요소가 충진되는 제 2 저장부, 및 제 2 전극 구성요소가 제 2 저장부로 유입되도록 제 2 저장부와 연통되어 있는 제 2 유입부가 구비되어 있는 상부 다이; 및
상기 하부 다이와 상부 다이 사이에 개재되어 슬롯형 노즐을 형성하며, 제 1 저장부의 제 1 전극 구성요소와 제 2 저장부의 제 2 전극 구성요소가 슬롯형 노즐을 통해 토출되는 심(shim) 부재;
를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 전극 코팅 장치.The apparatus of claim 1, wherein the electrode coating apparatus comprises a slot die structure in which a first coating unit and a second coating unit are mutually combined,
The slot die structure comprises:
A lower die having a first reservoir in which the first electrode component is filled and a first inlet communicating with the first reservoir to allow the first electrode component to flow into the first reservoir;
An upper die having a second reservoir in which the second electrode component is filled and a second inlet communicating with the second reservoir to allow the second electrode component to flow into the second reservoir; And
A shim member interposed between the lower die and the upper die to form a slotted nozzle, wherein a first electrode component of the first storage part and a second electrode component of the second storage part are discharged through the slotted nozzle;
Wherein the electrode coating apparatus comprises:
육면체 구조로 이루어진 제 1 본체부, 및 상기 슬롯형 노즐이 형성되는 방향으로 경사를 이루도록 제 1 본체부로부터 일체로 연장되어 있는 제 1 경사부를 포함하고 있고;
상기 제 1 저장부는, 상부 다이를 향하는 제 1 본체부의 내면에서 내향 만입된 구조로 제 1 전극 구성요소에 대한 충진 공간을 형성하고 있고, 상기 제 1 유입부는 제 1 저장부와 연통된 상태로 제 1 본체부의 외면 중 어느 하나를 통해 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 코팅 장치.The method according to claim 2,
And a first inclined portion integrally extended from the first body portion so as to be inclined in a direction in which the slotted nozzle is formed;
The first storage unit forms a filling space with respect to the first electrode component in a structure indented inward from the inner surface of the first body unit toward the upper die, and the first inlet unit communicates with the first storage unit (1) and the outer surface of the main body (1).
육면체 구조로 이루어진 제 2 본체부, 및 상기 슬롯형 노즐이 형성되는 방향으로 경사를 이루도록 제 2 본체부로부터 일체로 연장되어 있는 제 2 경사부를 포함하고 있고;
상기 제 2 저장부는, 상부 다이를 향하는 제 2 본체부의 내면에서 내향 만입된 구조로 제 2 전극 구성요소에 대한 충진 공간을 형성하고 있고, 상기 제 2 유입부는 제 2 저장부와 연통된 상태로 제 2 본체부의 외면 중 어느 하나를 통해 천공되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 코팅 장치.3. The apparatus of claim 2,
And a second inclined portion integrally extending from the second body portion so as to be inclined in a direction in which the slotted nozzle is formed;
The second storage unit forms a filling space with respect to the second electrode component in a structure inwardly indented from the inner surface of the second body unit facing the upper die, and the second inlet unit communicates with the second storage unit, And the outer surface of the second main body portion.
상기 심 부재는, 제 1 전극 구성요소의 토출을 위한 제 1 심과, 제 2 전극 구성요소를 토출하기 위한 제 2 심으로 이루어져 있고;
상기 제 1 심은 하부 다이와 제 2 심 사이에 개재되어 있으며, 제 1 저장부와 연통되는 제 1 중공부를 포함하고 상기 제 1 중공부의 일측에 제 1 전극 구성요소의 토출을 위한 하나 또는 둘 이상의 제 1 개구가 형성되어 있으며;
상기 제 2 심은 제 1 심과 상부 다이 사이에 개재되어 있으며, 제 2 저장부와 연통되는 제 2 중공부를 포함하고 상기 제 2 중공부의 일측에 제 2 전극 구성요소의 토출을 위한 하나 또는 둘 이상의 제 2 개구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 코팅 장치.3. The method of claim 2,
The shim member comprises a first shim for dispensing a first electrode component and a second shim for dispensing a second electrode component;
Wherein the first shim is interposed between the lower die and the second shim and includes a first hollow portion communicating with the first storage portion and having one or more first and second hollow portions for discharging the first electrode component on one side of the first hollow portion, An opening is formed;
Wherein the second shim includes a second hollow communicating with the second reservoir and interposed between the first shim and the upper die and having one or more members for discharging the second electrode component on one side of the second hollow portion, And two openings are formed in the electrode.
상기 제 2 심은, 제 1 심과 동일한 크기의 플레이트 상에 제 2 중공부 및 상기 중공부로부터 일체로 연장된 제 2 개구가 형성된 구조로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 전극 코팅 장치.The method as claimed in claim 5, wherein the first shim has a structure in which a first hollow portion and a first opening integrally extended from the hollow portion are formed on a plate having the same size as an inner surface of the upper and lower dies,
Wherein the second shim has a structure in which a second hollow portion and a second opening integrally extended from the hollow portion are formed on a plate having the same size as the first shim.
상기 제 2 심은 제 1 심과 중첩된 상태에서 상부 다이의 제 2 저장부로부터 제 1 중공부와 제 1 저장부가 함께 밀폐되도록, 제 1 중공부와 대응되는 위치에 플레이트 형상의 격벽이 형성되어 있고, 상기 격벽의 일측 또는 양측에 제 2 중공부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 코팅 장치.8. The apparatus of claim 7, wherein the first shim comprises a first hollow portion in a planar form identical to the first storage portion;
A plate-shaped partition wall is formed at a position corresponding to the first hollow portion so that the first hollow portion and the first storage portion are sealed together from the second storage portion of the upper die in a state in which the second shim overlaps with the first shim , And a second hollow portion is formed on one side or both sides of the partition wall.
상기 제 2 심은 제 1 심과 중첩된 상태에서 상부 다이의 제 2 저장부로부터 제 2 격벽에 의해 구획되어 있는 제 1 중공부와 제 1 저장부가 함께 밀폐되도록, 제 1 중공부와 대응되는 위치에 플레이트 형상의 한 쌍의 제 3 격벽들이 형성되어 있고, 상기 제 3 격벽들 각각의 일측에 제 2 중공부가 형성되어 있으며,
상기 제 3 격벽들 사이에는 제 4 격벽이 형성되어 있고, 상기 제 4 격벽의 양측에는 제 2 저장부와 연통되는 제 3 중공부가 추가로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 코팅 장치.[6] The apparatus of claim 5, wherein the first shim has a first hollow portion in the same plane as the first storage portion in a plan view, a second partition wall having a shape crossing the center portion thereof,
The second shim is overlapped with the first shim so that the first hollow portion partitioned by the second partition from the second storage portion of the upper die and the first storage portion are sealed together, A pair of plate-shaped third partitions are formed, a second hollow part is formed on one side of each of the third partitions,
Wherein a fourth partition wall is formed between the third partition walls and a third hollow portion communicating with the second reservoir is formed on both sides of the fourth partition wall.
상기 제 3 중공부의 일측에 제 2 전극 구성요소의 토출을 위한 제 3 개구가 추가로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극 코팅 장치.[12] The apparatus of claim 9, wherein the third hollow portion is hermetically sealed from the first storage portion and the first hollow portion of the lower die by the second partition wall of the first shim, with the first shim and the second shim overlapping each other,
And a third opening for discharging the second electrode component is further formed on one side of the third hollow portion.
상기 집전체 부위(a)의 경계로부터 일측 또는 상호 대향되는 경계들로부터 양측으로 연장된 집전체의 나머지 부위인 집전체 부위(b)에 제 2 전극 구성요소가 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 전극.The first electrode component is applied to the current collector portion (a) so as to have an area of 80% to 99% of the total area of the current collector,
Wherein a second electrode component is applied to a current collector portion (b) which is a remaining portion of the current collector extending from one side of the boundary of the current collector portion (a) or both sides facing each other.
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