KR20180080015A - 스크레치 테스터를 구비하는 이차전지용 전극 제조 시스템 - Google Patents

스크레치 테스터를 구비하는 이차전지용 전극 제조 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20180080015A
KR20180080015A KR1020170000871A KR20170000871A KR20180080015A KR 20180080015 A KR20180080015 A KR 20180080015A KR 1020170000871 A KR1020170000871 A KR 1020170000871A KR 20170000871 A KR20170000871 A KR 20170000871A KR 20180080015 A KR20180080015 A KR 20180080015A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
active material
electrode
unit
tester
scratch
Prior art date
Application number
KR1020170000871A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102075098B1 (ko
Inventor
손진영
양정민
이택수
전찬수
조형석
최상훈
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 KR1020170000871A priority Critical patent/KR102075098B1/ko
Priority to CN201780029912.3A priority patent/CN109155392B/zh
Priority to PL17889585T priority patent/PL3444870T3/pl
Priority to US16/094,181 priority patent/US10535862B2/en
Priority to EP17889585.0A priority patent/EP3444870B1/en
Priority to PCT/KR2017/013961 priority patent/WO2018128277A1/ko
Priority to CN201721890431.5U priority patent/CN208400940U/zh
Publication of KR20180080015A publication Critical patent/KR20180080015A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102075098B1 publication Critical patent/KR102075098B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/40Investigating hardness or rebound hardness
    • G01N3/42Investigating hardness or rebound hardness by performing impressions under a steady load by indentors, e.g. sphere, pyramid
    • G01N3/46Investigating hardness or rebound hardness by performing impressions under a steady load by indentors, e.g. sphere, pyramid the indentors performing a scratching movement
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4285Testing apparatus
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/0471Processes of manufacture in general involving thermal treatment, e.g. firing, sintering, backing particulate active material, thermal decomposition, pyrolysis
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139Processes of manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/021Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • Y02E60/12
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y02P70/54

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템은, 전극 집전체 상에 코팅된 활물질을 건조시키는 활물질 건조 유닛; 및 건조된 활물질에 대한 스크레치 테스트를 수행하여 활물질의 건조 상태를 측정하는 테스터 유닛을 포함한다.

Description

스크레치 테스터를 구비하는 이차전지용 전극 제조 시스템{Manufacturing system for secondary battery electrode with scratch tester}
본 발명은, 스크레치 테스터를 구비하는 이차전지용 전극 제조 시스템에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는, 전극 집전체에 코팅된 전극 활물질의 건조 상태를 체크하기 위한 스크레치 테스터를 구비하는 이차전지용 전극 제조 시스템에 관한 것이다.
이차전지에 이용되는 전극은, 전극 집전체에 전극 활물질을 코팅시킨 후 이를 건조로에서 건조시키는 공정을 거침으로써 제조되는데, 코팅된 전극 활물질의 건조 정도는 이 후 해당 전극의 가공 과정에서의 불량 발생 여부와 매우 밀접한 관련이 있다.
즉, 건조가 충분히 이루어지지 못한 경우에는, 롤-투-롤(roll-to-roll) 방식으로 전극이 이송되는 과정에서 전극 활물질의 오염 및/또는 탈리에 따른 불량 발생이 있을 수 있고, 반대로 과건조가 이루어진 경우에는, 브리틀(brittle)한 특성으로 인해 전극의 가공 과정에서 유연하게 변형되지 못하고 깨지는 현상, 즉 브리틀 프렉쳐(brittle fracture) 현상을 일으킬 가능성이 높다.
이와 같이, 전극 집전체 상에 코팅된 전극 활물질의 건조 상태는 이 후에 진행되는 공정에서의 불량 발생 여부를 결정짓는 중요한 인자이지만, 코팅 진행중인 전극의 건조 상태를 파악하기 위해서는 제조 설비를 적어도 일부라도 가동을 중단시킬 수 밖에 없는 실정이다.
즉, 현재로서는 전극의 제조 과정에서 전극 활물질에 대한 건조 상태 파악을 위해서는 설비의 가동을 적어도 부분적으로 중단을 시킨 후 작업자가 육안 및 감촉을 통해 진단할 수 밖에 없어 전극 생산의 전체적인 생산성이 떨어질 수 밖에 없고, 또한 건조의 정도와 관련하여 일관된 기준을 적용하기 어려워 제품의 품질을 일정하게 유지하는데 어려움을 겪을 수 밖에 없다는 문제가 있다.
본 발명은, 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 전극의 제조 과정에서 설비의 가동을 중단시키지 않고도 전극 활물질의 건조 상태 파악할 수 있도록 하고, 또한 전극 활물질의 건조 상태에 따라 건조로에 적용되는 조건을 적절하게 변화시킬 수 있도록 함으로써 제품의 품질 및 생산성 향상을 가져오는 것을 일 목적으로 한다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템은, 전극 집전체 상에 코팅된 활물질을 건조시키는 활물질 건조 유닛; 및 건조된 활물질에 대한 스크레치 테스트를 수행하여 활물질의 건조 상태를 측정하는 테스터 유닛을 포함한다.
상기 테스터 유닛은, 상기 전극 활물질에 스크레치를 발생시킬 때 테스터 유닛에 가해지는 힘을 측절할 수 있다.
상기 이차전지용 전극 제조 시스템은, 상기 테스터 유닛에서 측정된 힘의 변화 폭에 따라 건조 유닛의 건조 온도를 조절하는 컨트롤 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 이차전지용 전극 제조 시스템은, 상기 전극 집전체 및 전극을 이송하는 이송 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 이차전지용 전극 제조 시스템은, 상기 전극 집전체 상에 전극 활물질을 코팅하는 코팅 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 테스터 유닛은, 상기 건조 유닛에 의해 건조가 완료된 전극 활물질 상에 위치하며, 상기 전극의 이동에 따라 상기 전극 활물질 상에 스크레치를 발생시키는 스크레치 테스터를 구비할 수 있다.
상기 테스터 유닛은, 상기 스크레치 테스터와 연결되어 상기 스크레치 테스터가 회동 가능하도록 하는 회전축을 더 구비할 수 있다.
상기 테스터 유닛은, 상기 스크레치의 발생 시에 상기 회전축에 가해지는 토크를 측정하는 토크 센서를 더 구비할 수 있다.
상기 이차전지용 전극 제조 시스템은, 상기 테스터 유닛에 의해 측정된 활물질의 건조 상태를 디스플레이 하는 디스플레이 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 전극의 제조 과정에서 설비의 가동을 중단시키지 않고도 전극 활물질의 건조 상태 파악할 수 있게 되어 제품의 생산성 향상을 가져올 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전극 활물질의 건조 상태에 따라 건조로에 적용되는 조건을 적절하게 변화시킬 수 있도록 함으로써 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 나타난 이차전지용 전극의 일 형태를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 나타난 이차전지용 전극의 다른 형태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 적용된 스크레치 테스터의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
도 5는 전극 활물질의 건조가 덜 이루어진 경우에 있어서, 전극 활물질의 표면에 나타나는 스크레치 자국의 형태를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5에 나탄나 바와 같은 스크레치 자국이 발생되는 경우에 있어서, 시간의 경과에 따라 스크레치 테스터를 통해 센싱되는 힘의 크기 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 전극 활물질의 건조가 적정 수준으로 이루어진 경우에 있어서, 전극 활물질의 표면에 나타나는 스크레치 자국의 형태를 보여주는 도면이다.
도 8은 도 7에 나타난 바와 같은 스크레치 자국이 발생되는 경우에 있어서, 시간의 경과에 따라 스크레치 테스터를 통해 센싱되는 힘의 크기 변화를 나타내는 그래프이다.
도 9는 전극 활물질의 건조가 과하게 이루어진 경우에 있어서, 전극 활물질의 표면에 나타나는 스크레치 자국의 형태를 보여주는 도면이다.
도 10은 도 9에 나타난 바와 같은 스크레치 자국이 발생되는 경우에 있어서, 시간의 경과에 따라 스크레치 테스터를 통해 센싱되는 힘의 크기 변화를 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템의 전체적인 구성을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 나타난 이차전지용 전극의 일 형태를 나타내는 도면이며, 도 3은 도 1에 나타난 이차전지용 전극의 다른 형태를 나타내는 도면이다. 또한, 도 4는 본 발명에 적용된 스크레치 테스터의 일 실시형태를 나타내는 도면이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템은, 이송 유닛(10), 활물질 코팅 유닛(20), 활물질 건조 유닛(30) 및 테스터 유닛(50)을 포함하여 구성되며, 추가적으로 컨트롤 유닛(50)을 더 포함하는 형태로 구성될 수도 있다.
상기 이송 유닛(10)은, 이차전지용 전극(1) 및 그에 적용되는 전극 집전체(2)를 이송하는 것으로서, 예를 들어, 이송 밸트(11) 및 이송 밸트(11)가 수평 방향으로 움직여 이송 밸트(11) 상에 놓여진 물체를 이동시킬 수 있도록 하는 다수의 이송 롤러(12)를 포함하는 형태로 구현될 수 있다.
상기 활물질 코팅 유닛(20)은, 이송 유닛(10)에 의해 이송되어 온 전극 집전체(2) 상에 전극 활물질(3)을 코팅하며, 이러한 전극 활물질(3)은 전극 집전체(2)의 일 면에만 코팅될 수도 있고(도 2 참조), 전극 집전체(2)의 양 면 상에 모두 코팅될 수도 있다(도 3 참조).
상기 활물질 건조 유닛(30)은, 활물질 코팅 유닛(20)에 의해 전극 집전체(2) 상에 코팅된 전극 활물질(3)을 건조시킴으로써 이차전지용 전극(1)을 이용한 후속 공정에서 전극 활물질(3)이 오염되거나 탈리되지 않도록 한다.
상기 활물질 건조 유닛(30)은, 이용되는 전극 활물질(3)의 종류에 따라 적절한 온도 및 시간 조건을 적용하여 건조를 진행하는데, 전극 활물질(3)에 대한 건조가 부족한 경우에는 이송 과정에서의 전극 활물질(3)의 오염 및 탈리 발생이 일어날 수 있고, 반대로 과건조가 이루어지는 경우에는 전극 활물질(3)이 브리틀(brittle)해져 전극(1)의 와인딩 과정에서 브리틀 프렉쳐(brittle fracture) 발생의 원인이 될 수 있다.
상기 테스터 유닛(40)은, 활물질 건조 유닛(30)을 통과하면서 건조가 완료된 전극 활물질(3)에 대한 건조 상태를 검사한다.
이러한 테스터 유닛(40)의 건조상태 측정은, 전극 활물질(3)에 스크레치(scratch)를 발생시키되, 스크레치 발생시에 테스터 유닛(40)에 가해지는 힘을 측정하는 방식으로 이루어진다.
상기 테스터 유닛(40)은, 전극 활물질(3)에 스크레치를 발생시킬 수 있고, 또한 스크레치를 발생시킬 때 테스터 유닛(40)에 가해지는 힘을 측정할 수 있는 형태라면 그 구체적인 구현 형태는 제한 없이 적용 가능하다.
도 4를 참조하면, 이러한 테스터 유닛(40)의 일 예가 도시되어 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 적용되는 테스터 유닛(40)은, 화살표 방향으로 이송되는 전극(1) 상에 위치하여 전극 활물질(3)의 표면에 스크레치를 발생시킬 수 있도록 끝이 뾰족한 형상을 갖는 스크레치 테스터(41)를 구비할 수 있다. 또한, 상기 테스터 유닛(40)은, 스크레치 테스터(41)에 연결되어 스크레치 테스터가 일측 단부를 중심으로 하여 회동될 수 있도록 하는 회전축(42)을 구비할 수 있고, 이러한 회전축(42)에 가해지는 힘을 측정하는 토크 센서(43)를 구비할 수 있다.
다만, 도 4에 도시된 테스터 유닛(40)의 구조는, 단지 테스터 유닛(40)이 가질 수 있는 예시적 구조를 나타내고 있는 것일 뿐이며, 이로써 본 발명에 적용되는 테스터 유닛(40)의 구조가 제한되는 것은 아니다. 즉, 본 발명에 적용되는 테스터 유닛(40)은, 스크레치 테스트에 있어서 테스터 유닛(40)이 받는 힘을 측정할 수 있는 구조를 갖는 것이라면 제한 없이 이용 가능한 것이다.
다음으로, 도 5 내지 도 10을 참조하여, 테스터 유닛(40)에 의한 건조 상태 판별이 어떻게 이루어지는지 설명하기로 한다.
도 5는 전극 활물질의 건조가 덜 이루어진 경우에 있어서, 전극 활물질의 표면에 나타나는 스크레치 자국의 형태를 보여주는 도면이고, 도 6은 도 5에 나탄나 바와 같은 스크레치 자국이 발생되는 경우에 있어서, 시간의 경과에 따라 스크레치 테스터를 통해 센싱되는 힘의 크기 변화를 나타내는 그래프이다. 또한, 도 7은 전극 활물질의 건조가 적정 수준으로 이루어진 경우에 있어서, 전극 활물질의 표면에 나타나는 스크레치 자국의 형태를 보여주는 도면이고, 도 8은 도 7에 나타난 바와 같은 스크레치 자국이 발생되는 경우에 있어서, 시간의 경과에 따라 스크레치 테스터를 통해 센싱되는 힘의 크기 변화를 나타내는 그래프이다. 또한, 도 9는 전극 활물질의 건조가 과하게 이루어진 경우에 있어서, 전극 활물질의 표면에 나타나는 스크레치 자국의 형태를 보여주는 도면이고, 도 10은 도 9에 나타난 바와 같은 스크레치 자국이 발생되는 경우에 있어서, 시간의 경과에 따라 스크레치 테스터를 통해 센싱되는 힘의 크기 변화를 나타내는 그래프이다.
먼저, 도 5를 참조하면, 전극 활물질(3)에 대한 건조가 충분히 이루어지지 않은 경우에는 테스터 유닛(40)에 의해 전극 활물질(3) 상에 스크레치가 발생함에 따라 활물질 퇴적물이 쌓이는 것을 확인할 수 있다. 이처럼 스크레치 테스트에서 스크레치 라인(L)이 형성됨에 따라 활물질 퇴적물(D)이 쌓이는 경우에는 스크레치 테스트 진행 시간의 경과에 따라 테스터 유닛(40)에 가해지는 힘의 크기 역시 증가하는 경향을 보이게 된다.
이러한 경향은 도 6에 나타난 그래프를 통해 확인할 수 있다. 도 6에 나타난 그래프를 참조하면, 스크레치 테스트 시작의 초기(t 시간이 경과할 때까지)에는 시간에 대한 힘의 변화율을 나타내는 기울기가 다소 크게 나타나다가, 일정시간이 경과한 이 후부터는 초기보다는 약간 작아진 기울기를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 이러한 경향은, 테스트 시간이 경과할수록 스크레치에 의해 쌓이는 퇴적물의 양이 늘어나면서 테스터 유닛(40)에 가해지는 저항력이 커지기 때문이다.
다음으로, 도 7을 참조하면, 전극 활물질(3)에 대한 건조가 적절한 수준으로 이루어진 경우에는, 스크레치 라인(L)이 형성됨에 따라 퇴적물이 쌓이거나 부분적으로 활물질이 탈리된 흔적이 없음을 확인할 수 있다.
이러한 경향은, 도 8에 나타난 그래프를 통해서도 확인할 수 있다. 즉, 도 8에 나타난 그래프를 참조하면, 스크레치 테스트 시작의 초기단계를 제외하고는, 테스트의 진행시간이 경과함에 따른 힘의 변화가 대체로 일정하므로 힘 변화의 최대 폭(△F)이 크지 않음을 확인할 수 있다.
전극 활물질(3)에 대한 건조가 적절한 수준으로 평가 받기 위한 △F의 범위는 전극 활물질의 종류에 따라 달라질 수 있다. 즉, 작업자는, 전극 활물질의 종류에 따라 △F 값의 허용 최대 값을 결정하고, 상기 테스트를 진행하여 얻어진 △F 값이 허용 최대 값보다 작게 도출되는 경우에만 정상적인 건조가 이루어진 것으로 판정하게 된다.
다음으로, 도 9를 참조하면, 전극 활물질(3)에 대한 과건조가 이루어진 경우에는, 스크레치 라인(L)이 형성됨에 따라 전극 활물질(3)에 부분적으로 브리틀 프랙쳐(brittle fracture)가 발생되는 것을 확인할 수 있다. 지나치게 건조된 전극 활물질(3)로 인해 스크레치를 일으키는데 점점 큰 힘이 들어가게 되며, 일정 수준 이상의 힘이 가해지게 되면 전극 활물질(3)이 부분적으로 파단이 되면서 스크레치의 형성에 요구되는 힘의 크기가 줄어드는 과정이 반복되는 것이다.
이러한 경향은, 도 10에 나타난 그래프를 통해서도 확인할 수 있다. 즉, 도 10에 나타난 그래프를 참조하면, 스크레치 테스트의 초기단계부터 테스트의 진행시간이 경과함에 따라 힘의 크기가 점점 증가하다가 일정 수준(A지점)에 이르면 전극 활물질(3)의 파단이 일어나면서 힘의 크기가 큰 폭으로 줄어들고, 다시 스크레치의 생성에 따라 힘의 크기가 증가하다가 전극 활물질의 파단이 일어나면서 힘의 크기가 큰 폭으로 줄어드는 과정이 반복되는 것을 확인할 수 있다.
이와 같이, 스크레치 테스트의 진행시간의 경과에 따라 테스터 유닛(40)에 가해지는 힘의 크기 변화의 폭이 매우 크게 나타나는 경우에는 전극 활물질(3)이 과건조된 것으로 판단할 수 있다.
한편, 다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템은, 컨트롤 유닛(50)을 더 포함하는 형태로 구현될 수 있으며, 이러한 컨트롤 유닛(50)은, 테스터 유닛(40)을 통해 측정된 힘의 변화 양상에 따라 건조 유닛(30)을 제어함으로써 건조 온도를 상승시키거나 하강시킬 수 있다.
즉, 상기 컨트롤 유닛(50)은, 테스터 유닛(40)을 통해 측정된 힘에 관한 정보를 수신 받아 시간에 따른 힘의 변화 양상을 분석하고, 분석 결과 시간의 흐름에 따라 힘이 지속적으로 증가하는 양상이 나타나는 경우에는 건조가 덜 이루어진 것으로 판단하여 건조 온도를 상승시키는 제어신호를 출력할 수 있다.
또한, 상기 컨트롤 유닛(50)은, 분석 결과 시간의 흐름에 따라 힘이 증가하다가 일정 시간이 경과한 이 후에는 증감을 반복하는 경우에는 힘의 증감 최대 폭이 미리 설정된 기준 값을 초과하는 경우에는 과건조가 이루어진 것을 판단하여 건조 온도를 하강시키는 제어신호를 출력하고, 기준 값을 초과하지 않는 경우에는 현재의 건조 온도를 유지할 수 있도록 별도의 제어신호를 송출하지 않을 수 있는 것이다.
다음은, 도 11을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템을 설명하기로 한다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템을 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템은 도 1에 도시된 전극 제조 시스템과 비교하여 디스플레이 유닛(60)이 추가된 점에서 차이가 있을 뿐 나머지 구성요소들은 동일하다.
상기 디스플레이 유닛(60)은, 테스터 유닛(40)에 의해 측정된 활물질의 건조 상태를 디스플레이 함으로써 사용자가 활물질의 건조 상태를 파악할 수 있도록 하고, 이로써 활물질 건조 유닛(30)의 건조 온도를 조절할 수 있도록 한다.
한편, 도면에 도시되어 있지는 않으나, 상기 디스플레이 유닛(60)과 컨트롤 유닛(50)이 함께 적용되는 것도 가능하다. 이처럼 상기 디스플레이 유닛(60)과 컨트롤 유닛(50)이 함께 적용되는 경우, 컨트롤 유닛(50)은 테스터 유닛(40)에 의해 측정된 결과에 따라 작업자가 조절해야 하는 온도량을 산출하고 그 결과를 디스플레이 유닛(60)을 통해 디스플레이 되도록 할 수도 있는 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 이차전지용 전극 제조 시스템은, 전극의 제조 과정에서 설비의 가동을 중단시키지 않고도 전극 활물질의 건조 상태 파악할 수 있도록 하고, 또한 전극 활물질의 건조 상태에 따라 건조로에 적용되는 조건을 적절하게 변화시킬 수 있도록 함으로써 제품의 품질 및 생산성 향상을 가져올 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1: 이차전지용 전극
2: 전극 집전체 3: 전극 활물질
10: 이송 유닛
11: 이송 밸트 12: 이송 롤러
20: 활물질 코팅 유닛
30: 활물질 건조 유닛
40: 테스터 유닛
41: 스크레치 테스터 42: 회전축
43: 토크 센서
50: 컨트롤 유닛
60: 디스플레이 유닛
L: 스크레치 라인
D: 퇴적물

Claims (9)

  1. 전극 집전체 상에 코팅된 활물질을 건조시키는 활물질 건조 유닛; 및
    건조된 활물질에 대한 스크레치 테스트를 수행하여 활물질의 건조 상태를 측정하는 테스터 유닛을 포함하는 이차전지용 전극 제조 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 테스터 유닛은,
    상기 전극 활물질에 스크레치를 발생시킬 때 테스터 유닛에 가해지는 힘을 측정하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 제조 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이차전지용 전극 제조 시스템은,
    상기 테스터 유닛에서 측정된 힘의 변화 폭에 따라 건조 유닛의 건조 온도를 조절하는 컨트롤 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 제조 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이차전지용 전극 제조 시스템은,
    상기 전극 집전체 및 전극을 이송하는 이송 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 제조 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이차전지용 전극 제조 시스템은,
    상기 전극 집전체 상에 전극 활물질을 코팅하는 코팅 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 제조 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 테스터 유닛은,
    상기 건조 유닛에 의해 건조가 완료된 전극 활물질 상에 위치하며, 상기 전극의 이동에 따라 상기 전극 활물질 상에 스크레치를 발생시키는 스크레치 테스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 제조 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 테스터 유닛은,
    상기 스크레치 테스c터와 연결되어 상기 스크레치 테스터가 회동 가능하도록 설치되는 회전축을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 제조 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 테스터 유닛은,
    상기 스크레치의 발생 시에 상기 회전축에 가해지는 토크를 측정하는 토크 센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 제조 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이차전지용 전극 제조 시스템은,
    상기 테스터 유닛에 의해 측정된 활물질의 건조 상태를 디스플레이 하는 디스플레이 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이차전지용 전극 제조 시스템.
KR1020170000871A 2017-01-03 2017-01-03 스크레치 테스터를 구비하는 이차전지용 전극 제조 시스템 KR102075098B1 (ko)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170000871A KR102075098B1 (ko) 2017-01-03 2017-01-03 스크레치 테스터를 구비하는 이차전지용 전극 제조 시스템
CN201780029912.3A CN109155392B (zh) 2017-01-03 2017-11-30 具有划痕测试仪的二次电池用电极制备系统
PL17889585T PL3444870T3 (pl) 2017-01-03 2017-11-30 Układ do produkcji elektrody dla baterii akumulatorowej mający tester rysujący
US16/094,181 US10535862B2 (en) 2017-01-03 2017-11-30 System for manufacturing electrode for secondary battery having scratch tester
EP17889585.0A EP3444870B1 (en) 2017-01-03 2017-11-30 System for manufacturing electrode for secondary battery having scratch tester
PCT/KR2017/013961 WO2018128277A1 (ko) 2017-01-03 2017-11-30 스크레치 테스터를 구비하는 이차전지용 전극 제조 시스템
CN201721890431.5U CN208400940U (zh) 2017-01-03 2017-12-28 包括划痕测试仪的二次电池用电极制备系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170000871A KR102075098B1 (ko) 2017-01-03 2017-01-03 스크레치 테스터를 구비하는 이차전지용 전극 제조 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180080015A true KR20180080015A (ko) 2018-07-11
KR102075098B1 KR102075098B1 (ko) 2020-02-07

Family

ID=62791392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170000871A KR102075098B1 (ko) 2017-01-03 2017-01-03 스크레치 테스터를 구비하는 이차전지용 전극 제조 시스템

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10535862B2 (ko)
EP (1) EP3444870B1 (ko)
KR (1) KR102075098B1 (ko)
CN (2) CN109155392B (ko)
PL (1) PL3444870T3 (ko)
WO (1) WO2018128277A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6091237A (ja) * 1983-10-26 1985-05-22 Hitachi Ltd 薄膜の硬度試験方法および装置
JPH03264841A (ja) * 1990-03-14 1991-11-26 Toshiba Corp コーティング皮膜の密着力測定方法
JPH0412244A (ja) * 1990-05-02 1992-01-16 Canon Inc 振動型引っかき試験機
JP2012168102A (ja) * 2011-02-16 2012-09-06 Tokyo Institute Of Technology 引掻き試験機および引掻き試験方法
KR20130076758A (ko) * 2011-12-28 2013-07-08 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 전극 건조 방법, 전극 건조 제어 방법, 전극 건조 장치 및 전극 건조 제어 장치

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4095144B2 (ja) * 1997-12-09 2008-06-04 Tdk株式会社 電池用電極の製造方法
JP2001176502A (ja) 1999-10-06 2001-06-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池用電極の製造方法
CN1798872B (zh) * 2003-06-05 2010-12-15 三菱电机株式会社 放电表面处理用电极、放电表面处理装置及方法
KR101222218B1 (ko) * 2004-09-22 2013-01-15 삼성에스디아이 주식회사 전극 집전체의 검사장치 및 이를 이용한 검사방법
KR101286003B1 (ko) * 2006-03-09 2013-07-15 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지의 전극 슬러리 건조 방법 및 장치
KR101191627B1 (ko) 2010-11-26 2012-10-17 삼성에스디아이 주식회사 이차전지의 전극판 건조장치 및 그 제어방법
KR101640646B1 (ko) * 2011-02-04 2016-07-22 도요타지도샤가부시키가이샤 이차 전지
JP2012243473A (ja) * 2011-05-17 2012-12-10 Toyota Motor Corp 電極の製造方法
KR101323179B1 (ko) * 2011-12-27 2013-10-30 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 비수 2차 전지
KR101475429B1 (ko) 2012-05-15 2014-12-23 주식회사 엘지화학 이차전지 제조용 전극 건조 오븐 자동 급기 유량 제어 장치
WO2014049692A1 (ja) 2012-09-25 2014-04-03 トヨタ自動車株式会社 二次電池用電極の製造方法および熱風乾燥炉
JP5780226B2 (ja) * 2012-10-19 2015-09-16 トヨタ自動車株式会社 二次電池用電極の製造方法および電極製造装置
JP5751235B2 (ja) * 2012-10-19 2015-07-22 トヨタ自動車株式会社 電池用電極の製造方法及び装置
DE102012224233A1 (de) * 2012-12-21 2014-06-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Nassbeschichten eines Substrats
CN103346290A (zh) * 2013-06-27 2013-10-09 海博瑞恩电子科技无锡有限公司 一种高效电极制造方法
JP6011478B2 (ja) 2013-07-02 2016-10-19 トヨタ自動車株式会社 電池用電極板の製造装置及び電池用電極板の製造方法
JP2015035294A (ja) * 2013-08-08 2015-02-19 株式会社豊田自動織機 電極の製造方法及び電極の検査装置
JP6107644B2 (ja) * 2013-12-26 2017-04-05 トヨタ自動車株式会社 二次電池の検査方法
KR101573178B1 (ko) * 2015-05-27 2015-12-01 재단법인 하이브리드 인터페이스기반 미래소재 연구단 다층계면구조를 갖는 수처리용 DLC/Ti 전극 제조 방법
CN106784601B (zh) * 2016-12-27 2017-09-19 中科泰能高铭科技发展有限公司 一种电极的干燥方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6091237A (ja) * 1983-10-26 1985-05-22 Hitachi Ltd 薄膜の硬度試験方法および装置
JPH03264841A (ja) * 1990-03-14 1991-11-26 Toshiba Corp コーティング皮膜の密着力測定方法
JPH0412244A (ja) * 1990-05-02 1992-01-16 Canon Inc 振動型引っかき試験機
JP2012168102A (ja) * 2011-02-16 2012-09-06 Tokyo Institute Of Technology 引掻き試験機および引掻き試験方法
KR20130076758A (ko) * 2011-12-28 2013-07-08 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 전극 건조 방법, 전극 건조 제어 방법, 전극 건조 장치 및 전극 건조 제어 장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN109155392B (zh) 2021-10-22
WO2018128277A1 (ko) 2018-07-12
PL3444870T3 (pl) 2020-05-18
US20190140253A1 (en) 2019-05-09
EP3444870A1 (en) 2019-02-20
US10535862B2 (en) 2020-01-14
CN208400940U (zh) 2019-01-18
CN109155392A (zh) 2019-01-04
KR102075098B1 (ko) 2020-02-07
EP3444870A4 (en) 2019-03-20
EP3444870B1 (en) 2020-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2020241849B2 (en) Packaging material evaluation and apparatus therefor for evaluating simulated flaws
CN101436069B (zh) 质量流量控制器的在线校验方法
CN110252593A (zh) 涂布机及其涂布方法
KR100657789B1 (ko) 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 방법 및 이를수행하기 위한 장치
JP5994220B2 (ja) 電極シートの検査装置
CN108225608B (zh) 一种粮食连续干燥过程等效积温测量方法
JPH0817791A (ja) 化学エッチング工程中のエッチング速度のリアルタイム測定
CN105246695B (zh) 用于同步卷对卷传输设备的装置和方法
KR20180080015A (ko) 스크레치 테스터를 구비하는 이차전지용 전극 제조 시스템
JP5946405B2 (ja) 検査局を用いて表面処理を行なうための装置と方法
CN107167936A (zh) 基板传送系统以及基板检测设备和检测方法
CN107505493B (zh) 一种张力可控的超导带材临界电流测量装置
JP2000346635A (ja) 塗膜厚制御装置及び制御方法
JP2015066520A (ja) 塗布装置、塗布方法
KR20140064444A (ko) 기판 정전기 검사 장치 및 기판 제조 방법
JP2017157366A (ja) 静電気検出機能を備えた静電気除去装置及び静電気の検出を含む静電気除去方法
JP2004361165A (ja) 液体検出方法及び液体塗布方法、並びに、液体塗布装置
JP3350441B2 (ja) 電子部品検査装置及び方法
CN218885798U (zh) 用于测量填充肠衣中的水分的电导率仪
CN102331372B (zh) 动车组设备舱裙板通风口格栅压力试验方法
JPH01176911A (ja) ユニフオミテイーマシンに於けるタイヤ外径測定方法及びその装置
JP2001147217A (ja) 異材判定方法および装置
KR20240050152A (ko) 컬 검출 센서를 구비한 전극 건조 장치 및 이를 이용한 전극 건조 방법
KR20040026428A (ko) 완성 타이어의 균일성 검사장치
JPH05231976A (ja) 容器蓋シールの良否検出方法及び良否選別方法並びに選別装置

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