KR20190084471A

KR20190084471A - 전극 슬러리 코팅장치 및 방법

Info

Publication number: KR20190084471A
Application number: KR1020180002266A
Authority: KR
Inventors: 이택수; 김철우; 최상훈
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2018-01-08
Filing date: 2018-01-08
Publication date: 2019-07-17
Also published as: EP3613513A4; KR102237953B1; EP3613513A1; CN110612165B; US11050046B2; US20200185696A1; CN110612165A; WO2019135507A1

Abstract

본 발명은 집전체에 전극 슬러리(slurry)를 도포하는 하부 다이, 중앙 다이 및 상부 다이를 구비한 전극 슬러리 코팅장치로서, 상기 하부 다이와 상기 중앙 다이 사이에 구비되고, 상기 집전체에 상기 전극 슬러리를 1차 도포하여 제1 코팅층을 형성하는 제1 배출부; 상기 중앙 다이에 구비되고, 상기 제1 코팅층을 가압하여 상기 제1 코팅층의 폭을 확장시킴에 따라 상기 제1 코팅층의 두께를 조절하는 중앙 가압부; 상기 중앙 다이와 상기 상부 다이 사이에 구비되고, 두께가 조절된 상기 제1 코팅층의 표면에 적층되도록 상기 전극 슬러리를 2차로 도포하여 제2 코팅층을 형성하는 제2 배출부; 및 상기 상부 다이에 구비되고, 적층된 상기 제1 코팅층과 상기 제2 코팅층을 동시에 가압하여 상기 제1 코팅층과 상기 제2 코팅층의 폭을 확장시킴에 따라 상기 제1 코팅층과 상기 제2 코팅층의 두께를 조절하는 상부 가압부를 포함하며, 상기 제1 배출부의 폭은 상기 제2 배출부의 폭 보다 작게 형성된다.

Description

전극 슬러리 코팅장치 및 방법{ELECTRODE SLURRY COATING DEVICE AND METHOD}

본 발명은 전극 슬러리 코팅장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 집전체에 다층으로 코팅되는 코팅층들의 폭을 동일하게 맞출 수 있는 전극 슬러리 코팅장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 이차전지(secondary battery)는 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 전지를 말하며, 이러한 이차 전지는 폰, 노트북 컴퓨터 및 캠코더 등의 첨단 전자 기기 분야에서 널리 사용되고 있다.

이와 같은 이차전지는 전극과 분리막이 교대로 적층된 전극조립체, 상기 전극조립체를 수용하는 케이스를 포함하며, 상기 전극조립체는 복수의 전극과 복수의 분리막이 교대로 적층되는 구조를 가진다.

그리고 상기 전극은 집전체와 상기 집전체의 표면에 형성되는 코팅층을 포함한다. 즉, 상기 전극은 전극 슬러리 코팅장치를 통해 상기 집전체의 표면에 전극 슬러리를 도포하여 코팅층을 형성한다.

한편, 최근에는 상기 전극 슬러리 코팅장치를 통해 집전체의 표면에 동일한 폭으로 전극 슬러리를 도포하여 다단으로 적층된 코팅층을 형성하고 있으며, 이에 따라 코팅층의 두께를 보다 균일하게 조절할 수 있다.

그러나 상기한 전극 슬러리 코팅장치는 다단으로 적층된 코팅층의 하중 또는 코팅층의 두께를 균일하게 형성하기 위한 가압력에 의해 다단으로 적층된 코팅층이 눌려지게 되고, 이에 따라 최상단에서 최하단으로 갈수록 폭이 점차 증대되면서 코팅불량이 발생하는 문제점이 있었다.

특허공개번호 제10-8701875호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 집전체의 표면에 다단으로 코팅되는 코팅층들의 폭을 동일하게 맞출 수 있으며, 이에 따라 코팅불량을 방지할 수 있는 전극 슬러리 코팅장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치는 집전체에 전극 슬러리(slurry)를 도포하는 하부 다이, 중앙 다이 및 상부 다이를 구비하되, 상기 하부 다이와 상기 중앙 다이 사이에 구비되고, 상기 집전체에 상기 전극 슬러리를 1차 도포하여 제1 코팅층을 형성하는 제1 배출부; 상기 중앙 다이에 구비되고, 상기 제1 코팅층을 가압하여 상기 제1 코팅층의 폭을 확장시킴에 따라 상기 제1 코팅층의 두께를 조절하는 중앙 가압부; 상기 중앙 다이와 상기 상부 다이 사이에 구비되고, 두께가 조절된 상기 제1 코팅층의 표면에 적층되도록 상기 전극 슬러리를 2차로 도포하여 제2 코팅층을 형성하는 제2 배출부; 및 상기 상부 다이에 구비되고, 적층된 상기 제1 코팅층과 상기 제2 코팅층을 동시에 가압하여 상기 제1 코팅층과 상기 제2 코팅층의 폭을 확장시킴에 따라 상기 제1 코팅층과 상기 제2 코팅층의 두께를 조절하는 상부 가압부를 포함하며, 상기 제1 배출부의 폭은 상기 제2 배출부의 폭 보다 작게 형성될 수 있다.

상기 제1 배출부의 폭은 상기 제2 배출부의 폭 보다 1~7mm 더 작게 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치에서 중앙 가압부는 상기 상부 가압부 보다 상기 집전체를 향하는 방향으로 더 돌출될 수 있다.

상기 중앙 가압부는 상기 상부 가압부 보다 상기 집전체를 향하는 방향으로 상기 제2 코팅층 두께의 0.5~1.5배만큼 더 돌출될 수 있다.

상기 하부 다이의 선단에 형성된 하부 가압부와 상기 중앙 가압부는 상기 상부 가압부를 기준으로 측정하였을 때 서로 동일한 높이를 가질 수 있다.

한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치에서 중앙 가압부는 상기 하부 다이와 인접하는 제1 가압면과, 상기 상부 다이와 인접하는 제2 가압면을 포함하며, 상기 제1 가압면과 상기 하부 가압부는 상기 제2 가압면과 상기 상부 가압부 보다 상기 집전체를 향하는 방향으로 더 돌출될 수 있다.

상기 제1 가압면과 상기 하부 가압부는 상기 상부 가압부를 기준으로 측정하였을 때 서로 동일한 높이를 가지고, 그 사이에 제1 배출부가 형성될 수 있다.

상기 제2 가압면과 상기 상부 가압부는 상기 하부 가압부를 기준으로 측정하였을 때 서로 동일한 높이를 가지고, 그 사이에 제2 배출부가 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치를 이용한 코팅방법은 하부 다이, 중앙 다이 및 상부 다이를 구비한 전극 슬러리 코팅장치를 통해 집전체에 전극 슬러리(slurry)를 도포하는 것으로, (a) 상기 하부 다이와 상기 중앙 다이 사이에 구비된 제1 배출부를 통해 상기 전극 슬러리를 1차 배출시켜서 상기 집전체에 제1 코팅층을 형성하는 단계; (b) 상기 중앙 다이에 구비된 중앙 가압부를 통해 상기 제1 코팅층을 가압하고 상기 제1 코팅층을 폭방향으로 확장시켜서 상기 제1 코팅층의 두께를 조절하는 단계; (c) 상기 중앙 다이와 상기 상부 다이 사이에 구비된 제2 배출부를 통해 상기 전극 슬러리를 2차로 배출시켜서 상기 제1 코팅층의 표면에 적층되도록 제2 코팅층을 형성하는 단계; 및 (d) 상기 상부 다이에 구비된 상부 가압부를 통해 상기 제2 코팅층을 가압하고, 상기 제2 코팅층에 의해 제1 코팅층이 가압되면서 상기 제1 코팅층과 상기 제2 코팅층의 폭을 확장시킴에 따라 상기 제1 코팅층과 상기 제2 코팅층의 두께를 조절하는 단계를 포함하며, 상기 제1 배출부의 폭은 상기 제2 배출부의 폭 보다 작게 형성될 수 있다.

첫째: 본 발명의 전극 슬러리 코팅장치는 하부 다이, 중앙 다이 및 상부 다이를 포함하되, 하부 다이와 중앙 다이 사이에는 집전체에 제1 코팅층을 형성하는 제1 배출부가 형성되고, 상기 중앙 다이에는 제1 코팅층을 가압하는 중앙 가압부를 형성되며, 중앙 다이와 상부 다이 사이에는 제1 코팅층에 적층되게 제2 코팅층을 형성하는 제2 배출부가 형성되고, 상부 다이에는 적층된 제1 및 제2 코팅층을 함께 가압하는 상부 가압부가 형성되는데, 상기 제2 배출부는 상기 제1 배출부의 폭은 상기 제2 배출부의 폭 보다 작게 형성되는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 집전체에 코팅되는 제1 코팅층의 폭 보다 제1 코팅층에 코팅되는 제2 코팅층의 폭을 크게 형성할 수 있으며, 이에 따라 집전체에 다단으로 코팅된 제1 및 제2 코팅층의 두께를 동일하게 맞출 수 있고, 불량 발생을 현저히 방지할 수 있으며, 그 결과 전극의 수율을 크게 높일 수 있다. 즉, 제1 코팅층은 중앙 가압부와 상부 가압부에 의해 2번 가압되어 폭이 2번 증가하게 되고, 제2 코팅층은 상구 가압부에 의해 1번 가압되어 폭이 1번 증가하기 때문에 상기 제2 코팅층을 상기 제1 코팅층이 중앙 가압부에 의해 증가한 폭 만큼 크게 형성함에 따라 제1 및 제2 코팅층의 폭을 동일하게 맞출 수 있다.

둘째: 본 발명의 전극 슬러리 코팅장치에서 상기 제1 배출부의 폭은 상기 제2 배출부의 폭 보다 1~7mm 작게 형성되는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 집전체에 다단으로 코팅되는 제1 코팅부와 제2 배출부의 폭을 동일하게 맞출 수 있고, 그 결과 불량 발생을 현저히 방지할 수 있다.

셋째: 본 발명의 전극 슬러리 코팅장치에서 중앙 가압부는 상부 가압부 보다 집전체 방향으로 돌출되게 형성하는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 제1 배출부를 통해 집전체에 코팅되는 제1 코팅부를 안정적으로 가압할 수 있고, 그 결과 제1 코팅부를 폭방향으로 확장시켜서 두께를 균일하게 조절할 수 있다.

넷째: 본 발명의 전극 슬러리 코팅장치에서 하부 다이의 하부 가압부와 중앙 가압부는 상부 가압부를 기준으로 측정하였을 때 동일한 높이를 가지는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 상기 하부 다이와 상부 다이 사이에 형성된 제1 배출부를 통해 배출되는 전극 슬러리가 확산되지 않고 집전체의 표면에 안정적으로 도포되게 유도할 수 있으며, 그 결과 집전체에 코팅되는 제1 코팅층의 두께를 균일하게 형성할 수 있다.

다섯째: 본 발명의 전극 슬러리 코팅장치에서 중앙 가압부는 상기 하부 다이와 인접하는 제1 가압면과, 상기 상부 다이와 인접하는 제2 가압면을 포함하되, 상기 제1 가압면과 상기 하부 가압부는 동일한 높이를 가지고, 상기 제2 가압면과 상기 상부 가압부는 동일한 높이를 가지는 것에 특징을 가진다. 이와 같은 특징으로 인해 집전체에 코팅되는 제1 코팅층 및 제2 코팅층의 확산을 방지할 수 있고, 그 결과 제1 코팅층 및 제2 코팅층의 두께를 균일하게 형성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치를 도시한 측면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치를 도시한 정면도.
도 3은 도 1의 부분 확대도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅방법을 나타낸 순서도.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치의 실험예를 나타낸 표.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치에 의해 제조된 전극을 도시한 평면도.
도 7은 도 6에 표시된 A-A선 단면도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치를 도시한 측면도.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치를 도시한 측면도.
도 10은 도 9의 부분 확대도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

[전극]

본 발명의 전극(10)은 도 9를 참조하면, 집전체(10), 상기 집전체(10)의 표면에 코팅되는 코팅부를 포함하며, 상기 코팅부는 상기 집전체(10)의 표면에 코팅되는 제1 코팅층(20)과 상기 제1 코팅층(20)의 표면에 적층되게 코팅되는 제2 코팅층(30)을 포함한다.

여기서 상기 제1 코팅층(20)과 제2 코팅층(30)은 본 발명에 따른 전극 슬러리 코팅장치를 통해 코팅된다.

즉, 본 발명에 따른 전극 슬러리 코팅장치는 전극 슬러리들의 폭을 달리한 상태로 집전체(10)에 상기 제1 코팅층(20)과 제2 코팅층(30)을 각각 코팅하고, 가압하며, 이에 따라 폭이 동일한 상기 제1 코팅층(20)과 제2 코팅층(30)을 형성할 수 있다.

이하, 본 발명의 전극 슬러리 코팅장치의 실시예를 참조하여 보다 자세히 설명한다.

[본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치]

본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치(100)는 도 1에 도시되어 있는 것과 같이, 집전체(10)에 전극 슬러리(slurry)를 도포하는 하부 다이(110), 중앙 다이(120) 및 상부 다이(130)를 포함한다.

즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치(100)는 도 1을 참조하면 하부 다이(110), 중앙 다이(120) 및 상부 다이(130)가 하에서 상방향으로 순차적으로 구비되는 구조를 가진다.

그리고 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치(100)는 상기 하부 다이(110)와 상기 중앙 다이(120) 사이에 구비되고, 상기 집전체(10)에 상기 전극 슬러리를 1차 도포하여 제1 코팅층(20)을 형성하는 제1 배출부(100a)와, 상기 중앙 다이(120)에 구비되고, 상기 제1 코팅층(20)을 가압하여 상기 제1 코팅층(20)의 폭을 확장시킴에 따라 상기 제1 코팅층(20)의 두께를 조절하는 중앙 가압부(121)와, 상기 중앙 다이(120)와 상기 상부 다이(130) 사이에 구비되고, 두께가 조절된 상기 제1 코팅층(20)의 표면에 적층되도록 상기 전극 슬러리를 2차로 도포하여 제2 코팅층(30)을 형성하는 제2 배출부(100b), 및 상기 상부 다이(130)에 구비되고, 적층된 상기 제1 코팅층(20)과 상기 제2 코팅층(30)을 동시에 가압하여 상기 제1 코팅층(20)과 상기 제2 코팅층(30)의 폭을 확장시킴에 따라 상기 제1 코팅층(20)과 상기 제2 코팅층(30)의 두께를 조절하는 상부 가압부(131)를 포함한다.

여기서 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치(100)는 상기 제1 배출부(100a)의 폭이 상기 제2 배출부(100b)의 폭 보다 작게 형성될 수 있다.

즉, 상기 제1 배출부(100a)와 상기 제2 배출부(100b)의 폭이 동일할 경우 상기 제1 코팅층(20)은 중앙 가압부(121)와 상부 가압부(131)에 의해 2번 가압되면서 2번 폭이 증대되고, 상기 제2 코팅층(30)은 상부 가압부(131)에 의해 1번 가압되면서 1번 폭이 증대되기 때문에 집전체(10)에 형성되는 제1 코팅층(20)의 폭이 제2 코팅층(30)의 폭 보다 크게 코팅될 수 있다.

이를 방지하기 위해 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치(100)는 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 제1 배출부(100a)의 폭을 상기 제2 배출부(100b)의 폭 보다 작게 형성하며, 이에 따라 제2 배출부(100b)에 의해 코팅되는 제2 코팅부(30)의 폭은 제1 배출부(100a)에 의해 코팅되는 제1 코팅부(20)의 폭보다 크게 형성되고, 그 결과 2번 가압되는 제1 코팅층(20)과 1번 가압되는 제2 코팅층(30)의 폭을 동일하게 맞출 수 있어 코팅 불량을 방지할 수 있다.

예를 들면, 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 제1 배출부(100a)의 폭(α)은 상기 제2 배출부(100b)의 폭(β) 보다 1~7mm 작게 형성될 수 있다.

이와 같은 구성을 가진 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치(100)는 상기 제1 배출부(100a)의 폭이 상기 제2 배출부(100b)의 폭 보다 작게 형성하는 것에 특징을 가지며, 이와 같은 특징으로 인해 집전체(10)에 코팅되는 제1 및 제2 코팅층(20)(30)의 폭을 효과적으로 동일하게 맞출 수 있고, 그 결과 불량 발생을 크게 방지하여 수율을 높일 수 있다.

이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치를 이용한 코팅방법을 설명한다.

[본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅방법]

본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅방법은 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 하부 다이, 중앙 다이 및 상부 다이를 구비한 전극 슬러리 코팅장치를 통해 집전체에 전극 슬러리(slurry)를 도포하는 것으로, (a) 집전체에 제1 코팅층을 형성하는 단계, (b) 상기 제1 코팅층의 두께를 조절하는 단계, (c) 상기 제1 코팅층의 표면에 적층되도록 제2 코팅층을 형성하는 단계, 및 (d) 상기 제1 코팅층과 상기 제2 코팅층의 두께를 동시에 조절하는 단계를 포함한다.

상기 (a) 단계는 상기 하부 다이(110)와 상기 중앙 다이(120) 사이에 구비된 제1 배출부(100a)를 통해 전극 슬러리를 1차 배출시켜서 상기 집전체(10)에 제1 코팅층(20)을 형성한다.

상기 (b) 단계는 상기 중앙 다이(120)에 구비된 중앙 가압부(121)를 통해 상기 집전체(10)에 코팅된 상기 제1 코팅층(20)을 가압하고 폭방향으로 확장시켜서 상기 제1 코팅층(20)의 두께를 조절한다.

상기 (c) 단계는 상기 중앙 다이(120)와 상기 상부 다이(130) 사이에 구비된 제2 배출부(100b)를 통해 전극 슬러리를 배출시켜서 상기 제1 코팅층(20)의 표면에 적층되도록 제2 코팅층(30)을 형성한다.

이때 상기 제1 배출부(100a)의 폭은 상기 제2 배출부(100b)의 폭 보다 작게 형성되며, 이에 따라 상기 제2 배출부(100b)에 의해 코팅되는 제2 코팅층(30)은 상기 제1 배출부(100a)에 의해 코팅되는 제1 코팅층(20) 보다 큰 폭을 가진다. 다만, 상기 제1 코팅층(20)은 중앙 가압부(121)에 의해 가압되어 폭이 확장되면서 상기 제1 코팅층(20)과 상기 제2 코팅층(30)은 동일한 폭으로 적층되게 형성된다.

상기 (d) 단계는 상기 상부 다이(130)에 구비된 상부 가압부(131)를 통해 상기 제2 코팅층(30)을 가압하고, 상기 제2 코팅층(30)에 의해 제1 코팅층(20)이 가압되면서 상기 제1 코팅층(20)과 상기 제2 코팅층(30)의 폭을 동시에 확장시키며, 이에 따라 동일한 폭을 가진 상기 제1 코팅층(20)과 상기 제2 코팅층(30)의 두께를 조절한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치의 실험예를 설명한다.

[실험예 1]

본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치의 제1 및 제2 배출부(100a)(100b)의 폭을 달리한 상태로 전극을 제조한 결과 도 5에 도시된 것과 같은 결과값을 얻었다.

실험 1: 제1 배출부(100a)의 토출 폭을 220mm로 형성하고, 제2 배출부(100b)의 토출 폭을 220mm로 형성한 상태로 전극을 제조한 결과, 집전체(10)에 코팅된 제1 코팅층(20)의 폭은 223mm로 형성되고, 제2 코팅층(30)의 폭은 226mm로 형성된다. 즉, 제1 코팅층(20)과 제2 코팅층(30)은 3mm의 오차가 발생함을 알 수 있다.

실험 2: 제1 배출부(100a)의 토출 폭을 221mm로 형성하고, 제2 배출부(100b)의 토출 폭을 220mm로 형성한 상태로 전극을 제조한 결과, 집전체(10)에 코팅된 제1 코팅층(20)의 폭은 224mm로 형성되고, 제2 코팅층(30)의 폭은 226mm로 형성된다. 즉, 제1 코팅층(20)과 제2 코팅층(30)은 2mm의 오차가 발생함을 알 수 있다.

실험 3: 제1 배출부(100a)의 토출 폭을 221mm로 형성하고, 제2 배출부(100b)의 토출 폭을 219mm로 형성한 상태로 전극을 제조한 결과, 집전체(10)에 코팅된 제1 코팅층(20)의 폭은 224mm로 형성되고, 제2 코팅층(30)의 폭은 225mm로 형성된다. 즉, 제1 코팅층(20)과 제2 코팅층(30)은 1mm의 오차가 발생함을 알 수 있다.

실험 4: 제1 배출부(100a)의 토출 폭을 221mm로 형성하고, 제2 배출부(100b)의 토출 폭을 218mm로 형성한 상태로 전극을 제조한 결과, 집전체(10)에 코팅된 제1 코팅층(20)의 폭은 224mm로 형성되고, 제2 코팅층(30)의 폭은 224mm로 형성된다. 즉, 제1 코팅층(20)과 제2 코팅층(30)은 오차가 발생하지 않음을 알 수 있다.

따라서 상기와 같이 실험한 결과 본 발명의 제1 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치(100)는 제1 배출부(100a)의 토출 폭을 221mm로 형성하고, 제2 배출부(100b)의 토출 폭을 218mm로 형성할 경우 제1 코팅층(20)과 제2 코팅층(30)의 폭이 동일하게 맞게 됨을 알 수 있다.

[실험예 2]

전술한 실험 4에 의해 제조된 전극은 도 6 및 도 7에 도시되어 있는 것과 같이, 집전체(10)와 제1 및 제2 코팅층(20)(30)으로 구비된 코팅부를 포함한다.

여기서 상기 제1 및 제2 코팅층(20)(30)으로 구비된 코팅부를 절단한 결과, 도 7에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 제1 및 제2 코팅층(20)(30)의 끝단은 224mm지점에 동일하게 맞춰서 있음을 알 수 있다.

이하, 본 발명의 다른 실시예를 설명함에 있어 전술한 실시예와 동일한 기능을 가지는 구성에 대해서는 동일한 구성부호를 사용하며, 중복되는 설명은 생략한다.

[본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치]

본 발명의 제2 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치(100')는 도 8에 도시되어 있는 것과 같이, 중앙 가압부(121)가 상기 상부 가압부(131) 보다 상기 집전체(10)를 향하는 방향으로 더 돌출될 수 있다. 즉, 상기 중앙 가압부(121)는 집전체(10)에 코팅된 제1 코팅층(20)만 가압하고, 상기 상부 가압부(131)는 다단으로 적층된 제1 및 제2 코팅층(20)(30)을 동시에 가압하기 때문에 상기 중앙 가압부(121)가 상기 상부 가압부(131) 보다 상기 집전체를 향하는 방향으로 더 돌출되어야 제1 코팅층(20)을 안정적으로 가압할 수 있다.

특히 상기 중앙 가압부(121)는 상기 상부 가압부(131) 보다 상기 집전체(10)를 향하는 방향으로 제2 코팅층(30) 두께(적층하고자 하는 두께)의 0.5~1.5배만큼 더 돌출될 수 있다. 즉, 상기 중앙 가압부(121)는 상기 상부 가압부(131) 보다 상기 집전체(10)를 향하는 방향으로 제2 코팅층(30) 두께(적층하고자 하는 두께)의 0.5배 이하로 돌출될 경우 제1 코팅층(20)을 안정적으로 가압하지 못하여 제1 코팅층(20)의 두께를 균일하게 조절할 수 없으며, 상기 상부 가압부(131) 보다 상기 집전체(10)를 향하는 방향으로 제2 코팅층(30) 두께(적층하고자 하는 두께)의 1.5배 이상으로 돌출될 경우 제1 코팅층(20)가 과도하게 가압되면서 제1 코팅층(20)의 폭이 크게 증대되어 코팅불량이 발생될 수 있다. 따라서 상기 중앙 가압부(121)는 상기 상부 가압부(131) 보다 상기 집전체(10)를 향하는 방향으로 제2 코팅층(30) 두께(적층하고자 하는 두께)의 0.5~1.5배만큼 더 돌출되면서 제1 코팅층(20)을 안정적으로 가압함과 동시에 코팅불량을 방지할 수 있다.

한편, 상기 하부 다이(110)의 선단에 형성된 하부 가압부(111)와 상기 중앙 가압부(121)는 상부 가압부(131)를 기준으로 측정하였을 때 서로 동일한 높이를 가질 수 있다. 즉, 상기 하부 가압부(111)와 상기 중앙 가압부(121)는 동일한 수평면을 가질 수 있으며, 이에 따라 상기 하부 가압부(111)와 상기 중앙 가압부(121) 사이에 형성된 제1 배출부(100a)를 통해 도포되는 전극 슬러리를 상기 집전체(10)를 향해 수직으로 배출할 수 있고, 그 결과 상기 집전체(10)에 코팅되는 제1 코팅층(20)의 두께를 보다 균일하게 조절할 수 있다.

[본 발명의 제3 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치]

본 발명의 제3 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치(100")에서 중앙 가압부(121)는 도 9 및 도 10에 도시되어 있는 것과 같이, 상기 하부 다이(110)와 인접하는 제1 가압면(121a)과, 상기 상부 다이(130)와 인접하는 제2 가압면(121b)을 포함하며, 상기 제1 가압면(121a)과 상기 하부 가압부(111)는 상기 제2 가압면(121b)과 상기 상부 가압부(131) 보다 상기 집전체(10)를 향하는 방향으로 더 돌출될 수 있다.

특히, 상기 제1 가압면(121a)과 상기 하부 가압부(111)는 상부 가압부(131)를 기준으로 측정하였을 때 서로 동일한 높이를 가지고, 그 사이에 제1 배출부(100a)가 형성된다. 또한, 상기 제2 가압면(121b)과 상기 상부 가압부(131)는 하부 가압부(111)를 기준으로 측정하였을 때 서로 동일한 높이를 가지고, 그 사이에 제2 배출부(100b)가 형성된다.

따라서 본 발명의 제3 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅장치는 제1 배출부(100a) 및 제2 배출부(100b)를 통해 배출되는 전극 슬러리의 확산을 최소화하면서 상기 집전체(10)에 도포되게 유도할 수 있고, 이에 따라 상기 집전체(10)에 코팅되는 제1 코팅층(20) 또는 상기 제1 코팅층(20)의 표면에 코팅되는 제2 코팅층의 두께를 보다 균일하게 형성할 수 있다. 특히 상기 제1 가압면(121a)을 통해 상기 집전체(10)에 코팅되는 제1 코팅층(20)을 안정적으로 가압할 수 있고, 그 결과 상기 제1 코팅층(20)의 두께를 균일하게 조절할 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 다양한 실시 형태가 가능하다.

100: 전극 슬러리 코팅장치
100a: 제1 배출부
100b: 제2 배출부
110: 하부 다이
111: 하부 가압부
120: 중앙 다이
121: 중앙 가압부
130: 상부 다이
131: 상부 가압부

Claims

집전체에 전극 슬러리(slurry)를 도포하는 하부 다이, 중앙 다이 및 상부 다이를 구비한 전극 슬러리 코팅장치로서,
상기 하부 다이와 상기 중앙 다이 사이에 구비되고, 상기 집전체에 상기 전극 슬러리를 1차 도포하여 제1 코팅층을 형성하는 제1 배출부;
상기 중앙 다이에 구비되고, 상기 제1 코팅층을 가압하여 상기 제1 코팅층의 폭을 확장시킴에 따라 상기 제1 코팅층의 두께를 조절하는 중앙 가압부;
상기 중앙 다이와 상기 상부 다이 사이에 구비되고, 두께가 조절된 상기 제1 코팅층의 표면에 적층되도록 상기 전극 슬러리를 2차로 도포하여 제2 코팅층을 형성하는 제2 배출부; 및
상기 상부 다이에 구비되고, 적층된 상기 제1 코팅층과 상기 제2 코팅층을 동시에 가압하여 상기 제1 코팅층과 상기 제2 코팅층의 폭을 확장시킴에 따라 상기 제1 코팅층과 상기 제2 코팅층의 두께를 조절하는 상부 가압부를 포함하며,
상기 제1 배출부의 폭은 상기 제2 배출부의 폭 보다 작게 형성되는 전극 슬러리 코팅장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 배출부의 폭은 상기 제2 배출부의 폭 보다 1~7mm 더 작게 형성되는 전극 슬러리 코팅장치.
청구항 1에 있어서,
상기 중앙 가압부는 상기 상부 가압부 보다 상기 집전체를 향하는 방향으로 더 돌출되는 전극 슬러리 코팅장치.
청구항 3에 있어서,
상기 중앙 가압부는 상기 상부 가압부 보다 상기 집전체를 향하는 방향으로 상기 제2 코팅층 두께의 0.5~1.5배만큼 더 돌출되는 전극 슬러리 코팅장치.
청구항 3에 있어서,
상기 하부 다이의 선단에 형성된 하부 가압부와 상기 중앙 가압부는 상기 상부 가압부를 기준으로 측정하였을 때 서로 동일한 높이를 가지는 전극 슬러리 코팅장치.
청구항 1에 있어서,
상기 중앙 가압부는 상기 하부 다이와 인접하는 제1 가압면과, 상기 상부 다이와 인접하는 제2 가압면을 포함하며,
상기 제1 가압면과 상기 하부 가압부는 상기 제2 가압면과 상기 상부 가압부 보다 상기 집전체를 향하는 방향으로 더 돌출되는 전극 슬러리 코팅장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제1 가압면과 상기 하부 가압부는 상기 상부 가압부를 기준으로 측정하였을 때 서로 동일한 높이를 가지고, 그 사이에 제1 배출부가 형성되는 전극 슬러리 코팅장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제2 가압면과 상기 상부 가압부는 상기 하부 가압부를 기준으로 측정하였을 때 서로 동일한 높이를 가지고, 그 사이에 제2 배출부가 형성되는 전극 슬러리 코팅장치.
하부 다이, 중앙 다이 및 상부 다이를 구비한 전극 슬러리 코팅장치를 통해 집전체에 전극 슬러리(slurry)를 도포하는 전극 슬러리 코팅방법으로서,
(a) 상기 하부 다이와 상기 중앙 다이 사이에 구비된 제1 배출부를 통해 상기 전극 슬러리를 1차 배출시켜서 상기 집전체에 제1 코팅층을 형성하는 단계;
(b) 상기 중앙 다이에 구비된 중앙 가압부를 통해 상기 제1 코팅층을 가압하고 상기 제1 코팅층을 폭방향으로 확장시켜서 상기 제1 코팅층의 두께를 조절하는 단계;
(c) 상기 중앙 다이와 상기 상부 다이 사이에 구비된 제2 배출부를 통해 상기 전극 슬러리를 2차로 배출시켜서 상기 제1 코팅층의 표면에 적층되도록 제2 코팅층을 형성하는 단계; 및
(d) 상기 상부 다이에 구비된 상부 가압부를 통해 상기 제2 코팅층을 가압하고, 상기 제2 코팅층에 의해 제1 코팅층이 가압되면서 상기 제1 코팅층과 상기 제2 코팅층의 폭을 확장시킴에 따라 상기 제1 코팅층과 상기 제2 코팅층의 두께를 조절하는 단계를 포함하며,
상기 제1 배출부의 폭은 상기 제2 배출부의 폭 보다 작게 형성되는 전극 슬러리 코팅방법.
청구항 9에 있어서,
상기 제1 배출부의 폭은 상기 제2 배출부의 폭 보다 1~7mm 더 작게 형성되는 전극 슬러리 코팅방법.
청구항 9에 있어서,
상기 중앙 가압부는 상기 상부 가압부 보다 상기 집전체를 향하는 방향으로 더 돌출되는 전극 슬러리 코팅방법.
청구항 9에 있어서,
상기 하부 다이의 선단에 형성된 하부 가압부와 상기 중앙 가압부는 상기 상부 가압부를 기준으로 측정하였을 때 서로 동일한 높이를 가지는 한 전극 슬러리 코팅방법.