KR20190049803A - 물품에 자기장을 인가하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바람직하게는, 예컨대, 고속 충전 리튬 이온 배터리용의 정렬된 흑연 입자를 갖는 음전극의 제조를 위해, 특히 층 또는 층-코팅된 물품(020)에, 구체적으로는 흑연 입자를 갖는 코팅에 자기장을 인가하는 방법에 관한 것이다. 특히, 자기장의 인가는 연속적이어야 한다. 이를 위해, 영구 자석(010)을 갖는 자기 툴이 자기장을 인가하기 위해 사용되며, 여기서 물품은 자기 툴에 대해 이동된다. 자기장의 인가는 특히 건조 단계(030)의 개시 전에 및/또는 건조 단계 동안 수행된다.

Description

물품에 자기장을 인가하는 방법 및 장치
본 발명은 자기 툴의 도움을 받아 물품에 자기장을 인가하는 방법에 관한 것으로, 여기서 자기장의 인가는 특히 연속적으로 그리고 특히 흑연 코팅 상에 발생하며, 더 구체적으로는, 예컨대, 고속 충전 용량 및/또는 보다 높은 에너지 밀도를 갖는 리튬-이온 배터리와 같은, 수직으로 정렬된 흑연 입자를 갖는 음극 형태의 물품의 제조에 관한 것이다. 본 발명은 또한 본 발명에 따른 방법으로 제조되며 수직으로 정렬된 흑연 입자를 갖는 음극에 관한 것이다.
카본 기반 재료, 특히, 흑연은 전지 전극, 특히, 음극 내 활성 재료로서 응용된다. 흑연은 이온, 예컨대, 리튬 이온 배터리 내의 리튬 이온을 삽입할 수 있는 개별 탄소 층으로 구성된 층상 구조를 가진다. 흑연의 적층 구조는 판 모양의 플레이크 형태로 그 발생에 반영된다.
전극에서 활성 재료로서 오프플레이키(offlaky)/플레이크-폼(flake-form) 흑연을 사용하면, 플레이크 형상의 흑연 입자는 전형적으로 하부의 전류 콜렉터 포일과 평행하게(수평으로) 놓이게 된다. 이것은 전극을 통해 나선형 또는 미로형의 구멍 통로를 야기한다. 양극으로부터 음극으로 그리고 음극에서 양극으로 확산되는 리튬 이온은 이러한 길고 복잡한 구멍 경로를 통과해야 한다. 특히 충전 속도가 높은 경우, 리튬 이온은 구멍 통로를 통해 충분히 빠르게 움직일 수 없으며, 이는 사용 가능한 저장 용량의 감소로 이어질 수 있다. 흑연 입자를 정렬시킴으로써, 충전 및 방전 시 리튬 이온이 커버하는 경로 길이가 짧아질 수 있고, 전기 화학적 저장 장치의 충전 및 방전 특성이 향상될 수 있다.
음의 흑연 전극의 산업적 제조를 위해, 플레이키 흑연은 종종 라운드 오프(round off)된다. 그러나, 기계적 라운딩 과정에서 원재료의 최대 70 %가 손실된다.
플레이크-폼 흑연을 이용하고, 전류 콜렉터 시트에 수직인 흑연 플레이크의 정렬에 의해 길고 복잡한 구멍 경로를 크게 감소시켜 배터리의 더 높은 충전 및 방전 속도를 달성하려는 아이디어가 공지되어 있고 특허 JP3442727B2에 최초 개시되었다. 자기장에 의해 이러한 정렬을 얻는 것이 공지되어 있다. 그러나, 특히 높은 자기장 및 낮은 패킹 밀도로 인해, 이 기술의 실제 구현은 지금까지 비용 효율적이고 지속적인 생산 공정과 양립할 수 없었다.
공개 EP2793300A1은 전극 제조를 위한 응용을 개시하는데, 여기서 자성 나노 입자는 전기 화학적으로 활성인 입자에 도포되고, 그 입자는 이어서 기판상에 슬러리(현탁액 또는 페이스트)로서 코팅된 다음 그 입자에 자기장이 가해진다. 흑연 페이스트의 제조에서 자성 나노 입자를 첨가하지만, 나노 입자를 갖는 흑연 입자의 증가를 야기하는 것은 실제로 흑연 입자의 자기 응답을 증가시킬 수 있지만, 그 공정을 복잡하게 만들 수 있다. 자성 나노 입자의 첨가는 또한, 최종 생성물에 바람직하지 않은 영향을 줄 수 있는, 바람직하지 않은 전기 화학적 공정을 초래할 수 있다. 임의의 특정 연속 자기장 적용에 대한 방법은 개시되어 있지 않다.
미국 특허 번호 7326497B2는 재충전 가능한 리튬-이온 배터리에 적용하기 위한 음극 및 그 제조법을 개시한다. 흑연 피복이 0.5T보다 큰 자속 밀도(flux density)를 갖는 자계 내에서 2 개의 자석 사이에 정렬되는 방법이 개시되어 있다.
코팅 내 흑연 입자의 정렬은 흑연의 반자성 이방성(diamagnetic anisotropy)에 기초한다. 흑연의(002) 평면에 수직인 반자성 이방성은(110)-평면에 수직인 반자성 이방성의 약 40-50 배이다. 우수한 수직 배향을 얻기 위해, 1T 이상, 또는 심지어 2.3T 초과의 자속 밀도가 제안된다. 이 범위의 자속 밀도는 기술적으로 구현하기 어렵기 때문에, 예를 들어, 높은 자속 밀도를 위해서는 초전도 자석이 필요하다.
다른 특허, 미국 특허 번호 7976984B2는 기계적으로 라운딩된 흑연 입자가 자기장에 대하여 정렬되어 있는 재충전 가능한 배터리를 기술하고 있다. 자기장 내의 라운딩된 흑연 입자의 배향을 통해, 리튬 이온의 경로 길이는 실제로 약간 단축 될 수 있고, 그것에 의해 충전 및 방전 특성이 향상된다. 이러한 개선 효과는 플레이키 흑연을 사용함으로써 더욱 강화된다. 그러나 여전히, 앞서 언급한 바와 같이, 라운딩 공정에서 원재료의 최대 70%가 손실된다.
미국 특허 번호 7976984B 및 미국 특허 번호 7326497B2에 서술된 바와 같이 흑연이 균일한 자기장 내에 정렬되는 경우, 흑연 층이 자기장에 평행하게 놓이도록 입자들이 정렬된다. 예를 들어, 플레이크-폼 흑연 입자와 같은 비대칭의 경우에, 이것은 그것의 가장 긴 축에 수직인 것을 의미한다. 거의 구형인 입자의 경우에는 패킹 특성에 미치는 영향은 미미하지만, 비구형 입자의 경우에는 이것은 개별 흑연 입자가 그들의 두 번째 가장 긴 축을 따라 무작위 순서로 존재한다는 불리한 패킹 특징을 야기한다. 그 결과, 입자 패킹 밀도가 낮아진다.
따라서, 본 발명의 주된 목적은 자기장 인가 방법, 구체적으로 물품, 구체적으로, 층으로 코팅된 물품에, 더 구체적으로는 음극 형태의 물품의 제조를 위한 흑연 코팅에, 특히 연속적으로 자기장을 인가하는 방법을 개발하는 것이다. 문맥에서, 연속성은 "롤-투-롤 공정(roll-to-roll processing)"과 같은 "연속 생산 공정에서"의 의미로 정의되며, "일정한" 또는 "끊임없는"의 의미는 아니다. 오직 단일층일 수 있는 물품은, 예를 들어, 흑연 입자, 바인더(binder) 및 건조에 의해 휘발되는 성분을 포함할 수 있다. 동시에, 흑연 입자는 천연 또는 합성 오리진(origin)의 것일 수 있고 모든 입자 형태를 포함할 수 있다.
상기 목적은 청구항 1의 피처들에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 방법에서, 자기장은 특히 물품의 제조 및/또는 가공 중에 층 또는 층-코팅된 물품에 인가된다. 이를 위해, 물품은 변화하는 자기장에 노출된다.
적어도 하나의 영구 자석의 배열을 포함하는 자기 툴이 자기장을 인가하기 위해 이용된다.
또한, 본 발명은 독창적인 툴 및 제조된 전극에 관한 것이다.
바람직한 실시예는 각각의 종속항에 개시되어 있다.
높은 에너지 밀도를 갖는 배터리에 적용하기 위해, 상술한 액티브 재료 흑연의 패킹 밀도는 매우 중요하다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결하며, 흑연 입자를 한 방향으로 만이 아니라 두 방향을 따라 정렬시킨다.
본 발명에 따른 방법의 목적은, 예를 들어, 급속 충전 리튬 이온 배터리용의, 예컨대, 수직으로 정렬된 흑연 입자를 갖는 음극의 제조 및/또는 처리 방법 중에 자기장의 특정한 연속적 인가를 가능하게 하는 것이다.
본 발명의 방법의 시작에서, 성분들, 예를 들어 코팅 내의 흑연 입자는 이동 가능하고 2개의 바람직한 방향에 따라 본 발명에 따른 자기 툴의 변화하는 자기장의 인가에 의해 정렬된다. 이러한 두 바람직한 방향은 모두 자기 툴의 구성 및 물품과 툴의 상대 이동 방향에 의해 정해진다. 자기 툴을 사용하여 컴포넌트의 이러한 정렬 중 또는 그 후에, 정렬을 고정시키기 위해 컴포넌트들은 이 방법의 완료를 위해 고정화되어야 한다.
정렬된 컴포넌트들의 고정화(immobilization)는, 예를 들어, 건조에 의해 수행될 수 있다. 건조는 코팅에 함유된 휘발성 성분이 코팅을 떠난다는 것을 특징으로 한다. 이러한 휘발성 성분은 수성 흑연 페이스트의 경우 물이다. 건조는 수직으로 정렬된 성분의 고정화로 이어진다. 건조는, 예를 들어, 수동적(주위 온도에 기인하여 도움을 받지 않음을 의미)일 수도 있고 뿐만 아니라, 능동적(예를 들어, 송풍기를 통한 체계적인 건조를 통한 것을 의미)일 수도 있다. 대안으로서, 층/코팅의 성분의 고정화는 또한 습기 층/코팅의 계통적 응고/겔화에 의해 일어날 수 있다. 습기 층/코팅을, 예를 들어, 층/코팅의 일부로서 온도 반응성 성분을 사용함으로써 응고/겔화하는 방법이 본 발명의 일부로서 개시된다.
본 발명이 해결하려는 문제점은 리튬-이온 배터리의 제조를 위한 흑연 코팅의 예를 사용하여 다음과 같이 설명된다.
휘발성 성분을 제거하는 건조 공정은 정렬된 흑연 입자가 그들의 배향을 잃게 만들 수 있다. 특히, 송풍기에 의한 오븐 내에서의 공기 건조는 정렬된 입자의 배향에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 더 구체적으로, 자기 툴에 의해 달성된 흑연 입자의 정렬은 건조 중에 손실될 수 있다. 흑연 입자의 이러한 정렬 손실은 충전 및 방전 중에 전극의 전기 화학적 성능을 제한할 수 있다.
해법 변형예 A:
본 발명에 따르면, 건조 중 흑연 입자의 정렬을 보존하기 위한 해법이 또한 개시되어 있다. 건조 중에 흑연 입자의 정렬을 보장하기 위해, 본 명세서에 기술된 자기 툴이 또한 건조 중에 사용된다. 따라서, 정렬된 흑연 입자는 건조 중에도 정렬된 채로 유지된다.
해법 변형예 B:
본 발명의 맥락에서, 이러한 문제점은 코팅될 페이스트에 포함되는 온도 반응성 성분과 같은 응고/겔화 성분의 사용에 의해서도 해결될 수 있다. 예를 들어, 메틸 셀룰로즈와 같은, 이러한 성분은 가열 효과에 의해 코팅된 다습한 코팅/층을 동시에 휘발 성분을 제거하지 않으면서 고화시킨다. 여기서, 하한 임계 용액 온도(LCST: lower critical solution temperature)가 중요한 역할을 한다. LCST는 종종 메틸 셀룰로즈, 치환형 및 비치환형 안하이드로글루코스(anhydroglucose) 고리를 함유한 하이드록시프로필셀룰로스(hydroxypropylcellulose) 또는 심지어 폴리(N-이소프로필아크릴아미드(Isopropylacrylamide))와 같은 중합체가 혼합물의 성분일 때 관찰된다.
이 경우, 개방 사슬 클러스터 형태로부터 컴팩트한 구형 형태로의 중합체 사슬의 전이가 관찰될 수 있다. LCST 위에서, 코팅/층의 응고를 초래할 수 있는 혼화성(miscibility) 갭이 존재한다. LCST 위로 도달하는 데 필요한 가열은, 예를 들어, 가열 송풍기, 가열 롤러 또는 IR 히터를 통해 이루어질 수 있다.
페이스트의 응고를 유발하기 위해 LCST 이상으로 온도가 상승할 때, 코팅될 층 내에 0.25 중량%(코팅될 층의 50 중량%의 고형분에서 최종 건조 코팅 내의 0.5 중량%에 상당)과 같은 온도 반응성 성분의 매우 작은 질량 분율(mass fraction)이 적당하다.
온도 반응성 성분에 의해 초래된 페이스트의 응고는 흑연 입자를 고정시키므로, 자기 툴의 자기장을 통해 이전에 얻어진 정렬은 장기간 보존된다. 이는, 예를 들어, 대류(convection)에 의한 코팅 내에서의 움직임이 방지되기 때문에, 후속 건조가 자기장의 적용없이 실행될 수 있게 하는데, 예컨대, 흑연 입자와 같은 성분은 그 배향을 변화시킬 수 없다. 이는 수직 정렬을 유지하는데 필요한 자석의 필요한 양을 줄이는 것을 가능하게 한다. 이러한 방식으로, 건조기 내에 값 비싼 내열 자석을 설치를 없애는 것이 가능하다면 특히 유리할 것이다.
내구성 강한 재충전 가능한 리튬 이온 배터리의 제조를 위해, 전류 콜렉터, 바람직하게는, 예컨대, 구리 포일과 같은 콜렉터 포일과 같은 전류 콜렉터에 대한 코팅의 접착은 특별한 역할을 한다. 낮은 접착력을 갖는 전극의 경우, 활성 재료 코팅, 예를 들어, 전류 콜렉터 포일의 흑연이 계면에서의 응력으로 인해, 시간이 지남에 따라, 떨어지거나 박리될 수 있다. 특히 배터리의 충전 및 방전 시퀀스 동안 발생하는 흑연 입자의 팽창 및 수축이 이것을 초래할 수 있다. 이는 배터리의 충전 및 방전 용량의 감소를 야기할 수 있다. 수성(water-based) 흑연 음전극의 낮은 접착력의 원인은(a) 건조 과정 중 SBR(스티렌-부타디엔 고무) 바인더 입자의 이동 및(b) 흑연 입자와 전류 콜렉터 포일 간의 작은 접촉 면적이다.
수성 흑연 전극의 제조에서 유체 페이스트 내의 흑연 입자의 정렬 및 그와 연관된 단축 경로는 건조 시 바인더 이동의 증가를 야기할 수 있다. 이로써, 코팅 및 전류 콜렉터 포일 사이의 경계면으로부터 SBR 바인더 입자의 제거가 증가 할 수 있으며, 이는 결국 불량한 접착을 초래할 수 있다.
또한 충전 및 방전 시퀀스 중의 전류 콜렉터 포일 상의 흑연 입자의 수직 정렬 및 수반하는 흑연 입자의 부유 팽창과 수축은 코팅과 전류 콜렉터 포일 간의 계면에서의 응력 형성을 증가시킬 수 있다. 흑연 입자의 수직 정렬은 배터리를 충전 할 때 흑연 입자의 팽창이 동일한 방향으로 일어남을 의미한다. 이를 통해, 나란히 서있는 흑연 입자가 서로 변위할 수 있다. 시간이 경과함에 따라, 관련된 응력은 전류 콜렉터 포일 상의 코팅의 접착력을 감소시킬 수 있다.
코팅 및 전류 콜렉터 포일 간의 개선된 접착성을 향한 해법이 본 발명에 개시되어 있다.
해법 변형예 A:
배향된 흑연 입자의 팽창 및 수축 중에 및 전지의 충전 및 방전 중에 발생할 수 있는 응력을 감소시키기 위해, 전류 콜렉터 필름에 대한 흑연 입자의 경사각은 제조 공정 중에 적절한 자성 툴의 작동을 통해 조정될 수 있다. 이에 따라, 흑연 입자의 경사각은 바람직하게는 45° 내지 85° 사이에 놓인다. 이러한 방식으로, 흑연 입자의 팽창의 상당 부분은 전류 콜렉터 포일로부터 멀어지는 방향으로 발생할 수 있어, 흑연 코팅과 전류 콜렉터 포일 사이에 형성되는 응력이 적어 전류 콜렉터 포일에 대한 접착력이 증가된다.
해법 변형예 B:
또한, 본 발명은 바인더 이동으로 인한 접착력 감소의 문제 세트에 대해, 코팅될 페이스트에 함유된 온도 반응성 성분의 사용에 의한 해법을 개시한다. 이 성분, 예를 들어 메틸 셀룰로오스는 코팅된 다습한 페이스트가 그것에 적용된 열 에너지의 작용하에 응고되게 만든다. 이와 동시에, 응고는 건조 단계 동안 SBR(스티렌-부타디엔-고무) 바인더 입자의 이동을 감소시킬 수 있다. 이에 따라, 흑연 코팅과 전류 콜렉터 포일 사이의 계면에서의 SBR 바인더 입자의 농도가 충분히 높게 유지되는 것이 보장된다. 이러한 방식으로, 더 높은 접착력이 달성된다. 고화 성분의 사용으로 인한 감소된 바인더 이동은 또한 더 높은 건조 온도를 허용할 수 있다. 건조 온도는 일반적으로 바인더 이동을 강하게 하여 접착력을 낮추기 때문에 회피된다. 그러나, 더 높은 온도는 층/코팅의 건조를 가속시킬 수 있고, 따라서 이러한 방식으로 건조 기간의 단축 또는 더 높은 웹스피드(webspeed)를 보장한다. 둘 다 비용을 절감 할 수 있다.
예를 들어, 전류 콜렉터 포일상의 흑연 코팅과 같은 코팅된 포일의 기계적 가공은 특정 환경하에서 코팅 및 필름 사이의 계면에서 응력을 유발할 수 있다. 특히, 재충전 가능한 리튬 이온 배터리의 제조를 위한 음극과 같은 코팅 필름의 캘린더링(calendering) 및 릴링(reeling)과 같은 공정에서, 이들은 코팅의 박리 및 파절 형성(소위 "젤리 롤" 전극 코일의 제조)을 초래할 수 있다.
본 발명은 전형적으로는 포일에 평행한 방향인 가공 또는 처리 방향과 관련하여 흑연 입자의 조절된 정렬에 의해 이 문제에 대한 해법을 개시한다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 수직으로 정렬된 흑연 입자는 움직이는 물품의 가공 또는 처리 방향에 대해 60° 이하의 각도, 예컨대 45°의 각도로 적절한 자기 툴의 작동에 의해 정렬된다. 이는 제조 및 후속 공정 또는 처리(예를 들어, 제품의 캘린더링 또는 릴링 업)가 동일한 방향으로 발생하는 경우에 특히 유리할 수 있으며, 이러한 방식으로 공정 중의 파단(fracture)을 회피할 수 있다.
두 방향을 따라 흑연 입자를 정렬시키기 위해, 회전하는 자기장과 같이 크게 변화하는 자기장(예컨대, 0.4 테슬라)이 흑연 페이스트에 인가되어야 한다. 따라서, 본 발명에 따르면, 자기장은 바람직하게는 판(laminar) 또는 블록-형태의 물품, 특히 흑연 입자, 바인더 및 건조시 휘발성인 성분을 함유하는 흑연 코팅에 직접 자기 툴에 의해 인가된다. 이러한 자기 툴에 대응하는 장치가 이하에 개시될 것이다.
자속 밀도가 100mT 이상인 자기장은 넓은 영역(10cm2 ~ 1cm2) 위에 전자석으로 생산하기가 기술적으로 어렵고, 영구 자석, 특히, 희토류 자석으로 가장 쉽게 생성된다. 따라서, 자기 툴의 자기장은 하나 또는 복수의 영구 자석에 의해 발생된다.
본 발명에 따른 자기 툴은 이동하는 물품에 대면하는 표면을 갖는다. 물품의 이동은 이 영역에 대한 접선이다. 자기 툴의 표면은 다양한 형상, 바람직하게는 평면형, 원통형 또는 곡선형일 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 자기 툴의 표면 상에, 3 개의 주 방향이 구별된다: "자기 변화 방향(x)"은 자기 툴의 표면을 따라 이동하여, 이 방향으로의 이동에 의해 자기장이 변한다. 자기 변화 방향(x)과 직교하는 것은 자기장이 이 방향을 따라 변하지 않도록, 자기 툴의 표면을 따라 "일정 필드 방향(y)"으로 묘사된다. 제 3 방향은 자기 툴의 표면에 대해 수직(z)이며, 이 제 3 방향(z)은 자기 변화 방향(x) 및 일정 필드 방향(y)에 모두 직교한다.
아래에 자기 툴의 표면을 따른 자기장의 정렬과 변화를 설명한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 자기 툴의 표면상의 점(A)에서, 자기장 벡터는 y-방향 및 z-방향을 따르는 성분을 가지지만, x-방향을 따르는 성분은 갖지 않는다. 이 점(A)에서 자기장의 방향은 방향 벡터(M0)에 의해 기술된다. M0와 y-방향 사이의 각은 자기장의 경사각(알파)이며 0도 내지 180도 내에 있다.
주기적 필드 변화의 예로서 여기서는 회전이 설명된다. 점(A)로부터 자기 변화 방향(x)을 따라 움직이는 동안, 자기장 벡터는 먼저 M0 방향을 향하고, 그 다음 x-방향에 맞서고, 그 다음 M0 방향에 맞서고, 그 다음 x 방향으로, 그리고 점(B)에서 M0 방향으로 완전히 회전하게 된다. 점(A)와 점(B) 사이의 거리는 "자기 변화 주기(P)"이며, 1 mm 내지 2 m, 바람직하게는 5 mm 내지 20 cm, 특히 바람직하게는 60 mm이다.
물품, 특히 흑연 코팅 내에, 예를 들어, 회전 또는 주기적인 변화하는 자기장 발생시키기 위해, 흑연 코팅은 자기 툴의 표면에 대해 이동된다. 대상물과 표면 사이의 거리는 바람직하게는 0-50 mm, 특히 바람직하게는 1-5 mm이다. 이를 위해, 물체와 표면이 접촉하여 0mm의 이격 거리를 나타내는 것도 가능하다.
물품과 자기 툴 사이의 상대적인 이동은 물품의 변위, 툴의 변위 또는 이들 두 변위의 조합을 통해 편평한 툴 표면을 사용하여 달성 될 수 있다. 원통형 툴 표면에 의해, 원통형 툴 표면의 회전 또는 진동과 같은 상대적인 이동은 도 8에 도시된 바와 같이, 물품의 이동 방향에 대해 동일한(동시이동) 방향으로 회전함으로써 또는 반대 방향(역회전)으로 회전함으로써 달성될 수 있다.
물품, 특히 흑연 코팅을 갖는 포일의 연속 생산 공정에서, 물품은 일반적으로 균일하게 이동한다. 흑연 입자의 이동 방향에 대한 정렬을 제어하기 위해, 자기 툴의 자기 변화 방향(x)은 이동 방향에 대해 설정된다. 예를 들어, 자기 툴의 자기 변화 방향(x)이 물품의 이동 방향과 평행할 때, 흑연 입자는 이동 방향을 따라 정렬된다. 다른 예에서, 자기 툴의 자기 변화 방향(x)은 물품의 이동 방향에 대해 45도의 각도로 설정될 수 있어, 흑연 입자는 이동 방향의 45도 각도로 정렬된다. 물품 표면에 대한 입자의 경사각은 자기 툴의 자기장의 경사각(α)으로 주어지며 이를 통해 제어될 수 있다.
상술한 설명에 대응하는 자기 툴의 실현은 또한 대략적으로 달성될 수 있다. 상술한 설명과 대략적으로 대응하는 자기 툴의 가능한 구현이 하기에 개시된다.
이전 설명에 대응하는 단일 자기 툴의 간단한 구현은 할바흐(Halbach) 어레이이다(도 7). 여기서, 할바흐 어레이는 영구 자석 어레이이다. 자기 툴의 x-방향으로 자석의 자화 방향은 단계적으로 변화한다. 예를 들어, 4 개의 자석이 있는 할바흐 어레이에서는 도 7에 도시된 바와 같이, 자기장 방향은 자석당 약 90 ° 변경된다. 주기당 더 많은 단계가 있는 할바흐 어레이가 가능하다. 할바흐 어레이의 자기장의 경사 각도는 일반적으로 90도이다.
자기 툴 내에 자기장의 0도 내지 180도, 바람직하게는 10도 내지 170도 사이의 다른 각도의 경사각을 달성하기 위해, 유사 할바흐(Halbach-like) 어레이가 만들어질 수 있다. 이 목적을 위해, 기계적 표면 중 하나와 직교하지 않는 자화를 갖는 영구 자석이 이용 될 수 있다. 경사각은 도 6의 각도(α)에 대응한다. 연속 제조 공정의 경우, 자기 변화 방향(x)이 이들 방향과 평행하지 않은, 물품의 이동 방향과 평행하게 자기 툴의 외부 에지를 선택하는 것이 도움이 될 수 있다. 이러한 자기 툴의 가능한 구현은 도 9에서 볼 수 있으며, 영구 자석이 각도(077)로 튜닝된 유사 할바흐 구성에 의해 달성된다.
다른 구현 예는 그것의 자화 동안 x-방향(도 7, 아래)을 따라 할바흐 구성과 유사한 회전 자기장이 임프린트되는 영구 자석일 수 있다. 이러한 자석의 자화에서, 툴의 표면에 대해 0도 내지 180도, 바람직하게는 10도 내지 170도 사이의 자기장의 경사각이 달성될 수 있다.
원통형 자기 툴의 다른 구현 예는, 예를 들어, 도 8에 따른 것과 같은 할바흐 실린더일 수 있다. 할바흐 어레이와 마찬가지로, 할바흐 실린더는 주기당 복수의 자석, 예를 들어 도 8(가운데)과 같이 네 개의 자석을 가질 수 있다. 할바흐 실린더에서 자기장의 경사각은 90°이고 자기 변화 방향(x)은 원통 축에 직각이다.
다른 원통형 자기 툴은 유사 할바흐 실린더로 구성될 수 있으며, 여기서 자기장의 경사각(α), 자기 변화 방향 및 조성은 유사 할바흐 어레이에 대응한다. 바람직하게는, 각각의 원통형 자기 툴의 원주는 자기 주기 길이의 정수배이다.
y-방향을 따른 더 큰 폭의 자기 툴은 y-방향을 따라 수 개의 자기 툴을 붙여 얻을 수 있다. 또한, 자기 툴은 x-방향을 따라 복수의 자기 툴을 붙여 x-방향을 따라 연장될 수 있다. 마찬가지로, 두 개의 자기 툴을 그 표면이 서로 마주 보도록 배열함으로써 자속 밀도가 더 높은 자기 툴이 만들어질 수 있다. 이것은 아래에 설명된 자기 툴의 모든 예에 적용된다(그러므로, 이러한 확장성은 완전한 세부사항까지 반복되지 않는다).
y-방향을 따라 자기 툴이 붙여지면, 기계적 안정화를 위해 툴 사이의 이격 거리가 필요할 수 있다. 이 거리는 바람직하게는 0-10 mm, 바람직하게는 0-2 mm이다. 이러한 거리는 자기장 내에서 비균질성을 초래할 수 있으며, 이는 가공되는 물품의 비균질성을 초래하여 결국 최종 제품, 예컨대, 배터리에 나쁜 영향을 줄 수 있다. 이러한 효과를 피하기 위해, 이들 거리는 y-방향을 따라 오프셋될 수 있어, 이들은 자기 툴의 폭에 걸쳐 균일하게 분포되어 y-방향을 따라 대략 일정한 필드를 달성한다.
본 발명에 따른 방법 및 툴의 작동 범위:
롤 직경 : 1mm-10m, 1cm-1m, 10cm-50cm
Roll length: 1cm-100m, 10cm-10m, 1m-5m
롤 길이 : 1cm-100m, 10cm-10m, 1m-5m
랩 각도(wrap angle) : 0 ° -360 °, 15 ° -275 °, 90 ° -180 °, 바람직하게는 150 °
포일 두께 : 0.1μm-10cm, 1μm-1cm, 1μm-1mm
자기장 강도 : 1μT-10T, 10mT-1T, 100mT-500mT
자기장 경사각: 0-180°, 45-135°, 70-110°
자기 툴의 길이(x): 1cm-100m, 10cm-10m
자기 툴의 폭(y): 1cm-10m, 30cm-3m
회전 속도: 1/μs-1/h, 1/ms-1/min,10/s-0.1/s
포일 속도: 1mm/min-1000m/min, 1cm/min-100m/min, 5m/min-50m/min
본 발명은 도면을 참조하여 아래에 두 가지 실시예로 더 설명될 것이다. 도면은 다음을 도시한다.
도 1 : 자기 툴을 사용하는 본 발명의 방법에 대한 일반적인 묘사;
도 2 : 본 발명에 따른 평면형-표면 자기 툴을 사용하는 방법;
도 3: 곡면을 갖는 자기 툴 사용 방법;
도 4 : 회전 가능한 롤러로서 형성된 자기 툴 사용 방법;
도 5: 물품을 감싸는 회전 가능한 롤러로서 형성된 자기 툴 사용 방법;
도 6 : 자기 표면 및 자기 배향 방향을 갖는 자기 툴;
도 7 : 편평한 표면을 갖는 자기 툴의 구조 예;
도 8 : 원통형 표면을 갖는 자기 툴의 구조의 예;
도 9 : 본 발명에 따른 자석 배치의 실시예;
도 10: 변화하는 자기장을 사용하지 않고 제조된 흑연 코팅의 단면에서의 주사 전자 현미경의 현미경 사진;
도 11: 변화하는 자기장의 인가없이 제조된 흑연 코팅의 단면에서의 층 평면의 배향의 히스토그램;
도 12 : 변화하는 자기장에 기초하여 제조된 흑연 코팅의 단면에서의 주사 전자 현미경의 현미경 사진;
도 13 : 변화하는 자기장의 인가와 함께 제조된 흑연 코팅의 단면에서의 층 평면의 배향의 히스토그램.
예 1(할바흐 어레이로의 코팅 및 온도 반응성 성분없음):
97g의 플레이크 형상의 흑연을 25g의 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 용액(2 중량%) 및 41g의 탈이온수와 함께 1시간 동안 반죽한 후, 이어서 다른 25g의 CMC 용액(2 중량%) 및 30g의 탈이온수와 함께 교반함으로써 희석하였다. 이후, 5g의 SBR 라텍스(40 중량%)가 상기 혼합물에 도입되었고 2 분 동안 교반되었다.
이렇게 얻어진 흑연 페이스트는 그 다음 도시되지 않은 두 개의 고무 롤러 사이에 미리 클램핑되어 있는 전류 콜렉터 포일(025)(동박(15μm)) 상에 유체 필름으로서 닥터 블레이드에 의해 도포된다. 이어서, 이들 고무 롤러는 모두 전동 모터에 의해 회전되어, 전류 콜렉터 포일(025)은 본 실시예에서 3m/분의 속도로 그 위의 코팅과 함께 이동 방향(045)으로 이동한다(예를 들어 도 1 참조).
그 후, 자기 표면(013)을 가지며 할바흐 어레이 배열에서 복수의 영구 자석(075)(도 7)을 갖는 패키지를 포함하는 강성의 평면형 자기 툴(010)의 형태인 자기 툴은 물품(020)으로, 예컨대, 움직이는 물품(020) 아래로 보내진다.
자기 툴(010)과 물품(020) 사이에 거리(071)가 제공된다. 툴(010)의 자기장은 강한 자기장(072)을 갖는 측면 및 약한 자기장(073)을 갖는 측면을 갖는다. 도 7은 또한 연속적으로 변화하는 자화를 갖는 영구 자석(074)을 도시한다. 강한 자기장(072)은 항상 바람직하게는 물품(020)을 향하고 있다. 툴(010)의 자기장은 이동하는 코팅된 전류 콜렉터 포일(025)에 작용하며, 이 실시예에서는 이동하는 물품(020)을 나타낸다. 이동하는 용품(020)(코팅된 전류 콜렉터 포일(025))과 자기 툴(010) 사이의 상대적인 이동은 물품(020)에서 시변 자기장을 생성하여, 흑연 입자의 수직 정렬을 이끌어낸다.
그 후, 고온 공기(030)는 액체 흑연 코팅과 함께 이동하는 전류 콜렉터 포일(025) 상에 핫 에어 건에 의해 송풍되고, 이러한 방식으로 흑연 코팅은 건조된다. 이로써, 휘발 성분(물)이 제거되고, 수직 배향된 흑연 입자가 고정된다.
예 2(할바흐 어레이로의 코팅 및 온도 반응성 겔화):
97g의 플레이크 형상의 흑연을 7.5g의 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 용액(2 중량%), 23.3g의 메틸셀룰로오스(MC) 용액(1.5 중량%, 온도 반응성 성분), 및 34.7g의 탈이온수와 함께 1시간 동안 반죽한 후, 이어서 다른 7.5g의 카르복시메틸셀룰로오스(CMC) 용액(2 중량%), 23.3g의 메틸셀룰로오스(MC) 용액(1.5 중량%) 및 10g의 탈이온수와 함께 교반함으로써 희석하였다. 이후, 5g의 SBR 라텍스(40 중량%)가 상기 혼합물에 도입되었고 2 분 동안 교반되었다.
이렇게 얻어진 흑연 페이스트는 그 다음 도시되지 않은 두 개의 고무 롤러 사이에 미리 클램핑되어 있는 전류 콜렉터 포일(025)(동박(15μm)) 상에 100μm 두께의 유체 필름으로서 닥터 블레이드에 의해 도포된다. 이어서, 이들 고무 롤러는 모두 전동 모터에 의해 회전되어, 전류 콜렉터 포일(025)은 본 실시예에서 3m/분의 속도로 그 위의 코팅과 함께 이동 방향(045)으로 이동한다(예를 들어 도 1 참조).
그 후, 자기 표면(013)을 가지며 할바흐 어레이 배열에서 복수의 영구 자석(075)(도 7)을 갖는 패키지를 포함하는 강성의 평면형 자기 툴(010)의 형태인 자기 툴은 물품(020)으로, 본 예에서는, 이동하는 코팅된 전류 콜렉터 포일(025)로 보내진다. 자기 툴(010)과 물품(020) 사이에 거리(071)가 제공된다. 툴(010)의 자기장은 강한 자기장(072)을 갖는 측면과 약한 자기장(073)을 갖는 측면을 갖는다. 도 7 및 도 8은 또한 연속적으로 변화하는 자화를 갖는 영구 자석(074)을 도시한다. 강한 자기장(072)은 항상 바람직하게는 대상(020)을 향한다.
툴(010)의 자기장은 이동하는 코팅된 전류 콜렉터 포일(025)에 작용하는데, 이 포일은 이 실시예에서는 이동하는 물품(020)을 나타낸다. 이동하는 물품(020)(코팅된 전류 콜렉터 포일(025))과 자기 툴(010) 사이의 상대적인 이동은 흑연 입자의 수직 배향을 유도하는 물품(020) 내의 시변 자기장을 생성한다.
이어서, IR 복사 가열기에 의해 이동하는 코팅된 전류 콜렉터 포일(025)에 열이 가해진다. 열의 인가는 코팅의 겔화를 유발한다. 그 후, 전류 콜렉터 포일(025) 아래의 자기 툴(010)이 제거되고, 고온의 공기(030)가 핫 에어 건에 의해 코팅 상으로 송풍되고, 이러한 방식으로 흑연 코팅이 건조된다(도 1).
원통형 자기 툴(011)을 갖는 예가 도 4, 도 5 및 도 8에 도시되어 있다. 이 툴(011)은 차례로 자기 표면(013) 및 회전 롤러(012)를 갖는다. 물품(020)은, 예를 들어, 160°의 정해진 랩핑 각도(022)로 툴(011) 둘레를 감싼다.
영구 자석(075)은 세그먼트(078)로서 형성 될 수도 있고 및/또는 회전축에 대해 수직으로 또는 각도(077)로 배치될 수 있다.
도 10은 자기장에 노출되지 않고 얻어진 플레이크-폼 흑연을 갖는 흑연 코팅의 단면의 주사 전자 현미경의 현미경 사진을 도시한다. 플레이크형 흑연 입자는 아래에 놓인 전류 콜렉터 포일(025)에 평행하게 놓여 있다.
도 11은 자기장의 작용없이 얻어진 흑연 코팅 내의 흑연 입자의 정렬 분포의 히스토그램을 도시한다.
도 13은 자기장 내에서 예시된 방법에 의해 얻어진 흑연 코팅 내의 흑연 입자의 정렬 분포의 히스토그램을 도시한다. 플레이크형 흑연 입자는 그 대다수가 아래에 놓인 구리 포일, 즉 전류 콜렉터 포일(025)에 수직으로(90° 각도로) 놓인다.
이 예의 얻어진 흑연 코팅의 단면의 주사 전자 현미경의 현미경 사진은 도 12에서의 플레이크 형상의 흑연 입자의 수직 배향을 도시한다. 묘사된 것은 이 예에 기술된 방법에 의해 자기장 내에서 얻어진 플레이크-형태 흑연으로 정렬된 흑연 코팅의 단면의 주사 전자 현미경의 현미경 사진이다.
플레이크 흑연 입자는 그 대다수가 아래에 놓인 구리 포일, 즉, 전류 콜렉터 포일(025)에 수직으로(90° 각도로) 놓인다.
X-선 회절 기기(리카쿠 스마트 랩(Rigaku Smart Lab®))를 사용한 코팅 분석은 그림 11에서(110) 면을 가진 흑연 입자의 양이 상당히 증가한 것을 보여주며, 흑연 입자의 그라핀 시트에 평행 한 평면은 회전 자기장에 노출되지 않는 흑연 코팅(도 13)과 비교하여, 전류 콜렉터 포일(025)에 대해 수직으로, 즉, 90°로 정렬된다.
본 발명에 따라 얻어진, 수직 정렬된 플레이크 형상의 입자를 함유하는 흑연 코팅은 후속적으로 30 %의 다공도로 캘린더링된다.
X-레이 회절 기기(리카쿠 스마트 랩®)에 의한 압축된 흑연 코팅의 다른 후속 분석은 흑연 입자의 강도가 추가로 크게 증가함을 보여주며, 흑연 입자의 그라핀 층에 평행 한 평면인(110) 평면은 전류 콜렉터 포일(025)에 수직으로 정렬되어 있다.
010 자기 툴
011 원통형 자기 툴
012(고정) 중심, 이것 둘레로 회전 실린더가 이동한다.
013 자기 툴의 자기 표면
020 자기장이 작용하는 이동되는 물품
022 접촉 아크/랩 각도
025 전류 콜렉터 포일
030 외부 영향, 예를 들어, 따뜻한 공기, 광선, X-방사선/X-선
045 물품의 이동 방향
071 자기 툴과 물품 사이의 이격 거리
072 강한 자기장
073 약한 자기장
074 지속적으로 변화하는 자화를 갖는 영구 자석
075 영구 자석
077 각도
078 영구 자석 세그먼트

Claims (28)

  1. 층 또는 층-코팅된 물품(020)의 제조 및/또는 가공 중에 물품(020)에 자기장을 인가하는 방법으로서,
    적어도 하나의 영구 자석(74)의 배열을 포함하는 자기 툴(010, 011)이 사용되며, 상기 물품(020)은 변화하는 자기장을 받는 것을 특징으로 하는 층 또는 층-코팅된 물품(020)의 제조 및/또는 가공 중에 물품(020)에 자기장을 인가하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 자기장의 인가는 연속적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 층 또는 층-코팅된 물품(020)의 제조 및/또는 가공 중에 물품(020)에 자기장을 인가하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 자기장은 일시적으로 및/또는 국부적으로 변화 가능하고, 특히 주기적으로 변하거나, 회전하거나 또는 진동하는 것을 특징으로 하는 층 또는 층-코팅된 물품(020)의 제조 및/또는 가공 중에 물품(020)에 자기장을 인가하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 층 또는 코팅은 입자, 특히 자기적으로 영향을 받는 성분, 입자, 탄소 입자 및 특히 흑연 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 층 또는 층-코팅된 물품(020)의 제조 및/또는 가공 중에 물품(020)에 자기장을 인가하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물품(020)에 작용하는 상기 자기장의 자속 밀도는 2.0T 미만, 바람직하게는 0.1 내지 0.5T, 및 특히 바람직하게는 0.4T인 것을 특징으로 하는 층 또는 층-코팅된 물품(020)의 제조 및/또는 가공 중에 물품(020)에 자기장을 인가하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자기 툴(010, 011)의 표면으로부터 상기 물품까지의 거리는 0 내지 50 mm, 바람직하게는 3 mm인 것을 특징으로 하는 층 또는 층-코팅된 물품(020)의 제조 및/또는 가공 중에 물품(020)에 자기장을 인가하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 층 또는 코팅은 휘발성 성분을 함유하는 페이스트의 형태로 존재하고, 상기 자기장의 인가는 상기 페이스트의 휘발성 성분을 제거하기 전 및/또는 제거하는 동안 발생하는 것을 특징으로 하는 층 또는 층-코팅된 물품(020)의 제조 및/또는 가공 중에 물품(020)에 자기장을 인가하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물품(020)은 전기 에너지 저장용 전극, 특히 리튬 이온 배터리용 전극 및, 특히 리튬 이온 배터리용 흑연 기반 음전극인 것을 특징으로 하는 층 또는 층-코팅된 물품(020)의 제조 및/또는 가공 중에 물품(020)에 자기장을 인가하는 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 물품(020)에 자기장을 인가하는 방법에 따라 층 또는 코팅의 성분을 고정하는 방법으로서,
    상기 층 또는 코팅은 상기 층 또는 코팅의 응고/겔화를 유도하는 성분을 함유하는 것을 특징으로 하는 층 또는 코팅의 성분을 고정하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 층 또는 코팅은 상기 층 또는 코팅의 온도 증가 시 상기 층 또는 코팅의 응고/겔화를 유도하는 성분을 함유하는 것을 특징으로 하는 층 또는 코팅의 성분을 고정하는 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 층 또는 코팅은 25 ℃ 내지 80 ℃, 바람직하게는 30 ℃ 내지 60 ℃, 특히 바람직하게는 35 ℃ 내지 50 ℃에 놓인, LCST라 불리는, 하한 임계 용액 온도(Lower Critical Solution Temperature)를 나타내는 것을 특징으로 하는 층 또는 코팅의 성분을 고정하는 방법.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 층 또는 코팅은 0.0001 내지 8.0 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 0.4 중량%의 질량 분율을 갖는 온도 반응성 성분을 함유하는 것을 특징으로 하는 층 또는 코팅의 성분을 고정하는 방법.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 층 또는 코팅은 가열된 롤러 및/또는 IR-히터 및/또는 가열 송풍기를 사용하여 상기 층 또는 코팅 온도를 증가시킴으로써 응고/겔화되는 것을 특징으로 하는 층 또는 코팅의 성분을 고정하는 방법.
  14. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 층 또는 코팅은 상기 응고/겔화 과정 동안 및/또는 후에 제거되는 휘발성 성분을 함유하는 것을 특징으로 하는 층 또는 코팅의 성분을 고정하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 휘발성 성분의 50 % 미만이 응고/겔화 과정 동안 상기 층 또는 코팅으로부터 제거되고, 바람직하게는 10 % 미만이 제거되는 것을 특징으로 하는 층 또는 코팅의 성분을 고정하는 방법.
  16. 제 9 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 층 또는 코팅은 입자, 특히 자기적으로 영향을 받는 성분, 특히 자기적으로 영향을 받는 입자, 특히 자기적으로 영향을 받는 탄소 입자 및, 특히 바람직하게는 자기적으로 영향을 받는 흑연 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 층 또는 코팅의 성분을 고정하는 방법.
  17. 제 9 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 층 또는 코팅은 치환형 및/또는 비치환형 안하이드로글루코스(anhydroglucose) 고리를 함유하는 온도 반응성 성분을 함유하는 것을 특징으로 하는 층 또는 코팅의 성분을 고정하는 방법.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물품(020)은 상기 자기 툴(010, 011)에 대하여, 특히 상기 자기 툴(010, 011)의 표면에 접선 방향으로/평행하게 이동 가능한 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된 물품, 특히 전극, 특히 입자 코팅된 전극, 바람직하게는 흑연 입자 코팅된 음전극.
  20. 층 또는 층-코팅된 물품(020)에 자기장을 연속적으로 인가하기 위한 자기 툴로서, 상기 자기 툴(010, 011)은 상기 자기 툴(010, 011)의 표면 상에 국부적으로 가변적인, 히, 회전하는 자기장을 일 방향으로 생성하고, 그것과는 직교하는 방향으로 대략 일정한 자기장을 생성하는 적어도 하나의 영구 자석(074, 075)을 포함하는 것을 특징으로 하는 층 또는 층-코팅된 물품(020)에 자기장을 연속적으로 인가하기 위한 자기 툴.
  21. 제 20 항에 있어서, 복수의, 적어도 2개의 영구 자석(074, 075)을 포함하는 것을 특징으로 하는 층 또는 층-코팅된 물품(020)에 자기장을 연속적으로 인가하기 위한 자기 툴.
  22. 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서, 상기 자기 툴(010, 011) 내의 적어도 하나 또는 모든 영구 자석(074, 075)은 할바흐 어레이 또는 유사 할바흐 어레이 또는 할바흐 실린더 또는 유사 할바흐 실린더의 일부인 것을 특징으로 하는 층 또는 층-코팅된 물품(020)에 자기장을 연속적으로 인가하기 위한 자기 툴.
  23. 제 20 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자기 툴(010, 011)의 자기 회전 주기(P)는 1 내지 2 m, 바람직하게는 5 내지 20 ㎝, 특히 바람직하게는 60 ㎜인 것을 특징으로 하는 층 또는 층-코팅된 물품(020)에 자기장을 연속적으로 인가하기 위한 자기 툴.
  24. 제 20 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자기 툴(010, 011)의 표면은 평면형, 원통형 또는 만곡형인 것을 특징으로 하는 층 또는 층-코팅된 물품(020)에 자기장을 연속적으로 인가하기 위한 자기 툴.
  25. 제 20 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자기 툴(010, 011)의 자기장의 경사각(α)은 45° 내지 135°, 바람직하게는 80° 내지 100°인 것을 특징으로 하는 층 또는 층-코팅된 물품(020)에 자기장을 연속적으로 인가하기 위한 자기 툴.
  26. 제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물품(020)에 작용하는 자기장의 자속 밀도는 2.0T 미만, 바람직하게는 0.1 내지 0.5T, 특히 바람직하게는 0.4T인 것을 특징으로 하는 층 또는 층-코팅된 물품(020)에 자기장을 연속적으로 인가하기 위한 자기 툴.
  27. 제 20 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 청구항 제 20항 내지 제 25항에 따르며, 서로 반대로 배열된 적어도 2개의 툴(010, 011)을 포함하고, 조립된 자기 툴의 표면과 평행한 방향으로 부착(apposition)이 행해지는 것을 특징으로 하는 층 또는 층-코팅된 물품(020)에 자기장을 연속적으로 인가하기 위한 자기 툴.
  28. 제 20 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 자기 툴(011)의 표면(013)은 원통형이어서, 물품(020)은 이동 가능하고, 자기 툴(011)은 물품(020)의 이동 방향과 동일한 회전 또는 역회전하는, 원통형 툴 표면의 회전에 의해 이동 가능한 것을 특징으로 하는 층 또는 층-코팅된 물품(020)에 자기장을 연속적으로 인가하기 위한 자기 툴.
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