KR20220009095A - Drying apparatus and manufacturing apparatus for electrode comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 건조 장치 및 이를 포함하는 전극 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a drying apparatus and an electrode manufacturing apparatus including the same.
최근, 충방전이 가능한 이차전지는 와이어리스 모바일 기기의 에너지원으로 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이차전지는, 화석 연료를 사용하는 기존의 가솔린 차량, 디젤 차량 등의 대기오염 등을 해결하기 위한 방안으로 제시되고 있는 전기자동차, 하이브리드 전기자동차 등의 에너지원으로서도 주목받고 있다. 따라서, 이차전지를 사용하는 애플리케이션의 종류는 이차전지의 장점으로 인해 매우 다양화되고 있으며, 향후에는 지금보다는 많은 분야와 제품들에 이차전지가 적용될 것으로 예상된다.Recently, rechargeable batteries capable of charging and discharging have been widely used as energy sources for wireless mobile devices. In addition, the secondary battery is attracting attention as an energy source for electric vehicles, hybrid electric vehicles, etc., which have been proposed as a way to solve air pollution of conventional gasoline vehicles and diesel vehicles using fossil fuels. Accordingly, the types of applications using secondary batteries are diversifying due to the advantages of secondary batteries, and it is expected that secondary batteries will be applied to more fields and products in the future than now.
이러한 이차전지는 전극과 전해액의 구성에 따라 리튬이온 전지, 리튬이온 폴리머 전지, 리튬 폴리머 전지 등으로 분류되기도 하며, 그 중 전해액의 누액 가능성이 적으며, 제조가 용이한 리튬이온 폴리머 전지의 사용량이 늘어나고 있다. 일반적으로, 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류되며, 전지케이스에 내장되는 전극조립체는 양극, 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 개재된 분리막 구조로 이루어져 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막에 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다.These secondary batteries are sometimes classified into lithium ion batteries, lithium ion polymer batteries, lithium polymer batteries, etc. depending on the composition of the electrode and electrolyte. is increasing In general, secondary batteries, depending on the shape of the battery case, a cylindrical battery and a prismatic battery in which the electrode assembly is built in a cylindrical or prismatic metal can, and a pouch-type battery in which the electrode assembly is built in a pouch-type case of an aluminum laminate sheet The electrode assembly built into the battery case consists of a positive electrode, a negative electrode, and a separator structure interposed between the positive electrode and the negative electrode, and is a power generating element capable of charging and discharging. It is classified into a jelly-roll type wound with a separator interposed therebetween, and a stack type in which a plurality of positive and negative electrodes of a predetermined size are sequentially stacked with a separator interposed therebetween.
상기 양극은 양극 집전체 상에 양극 활물질을 포함하는 양극 슬러리가 도포되어 형성되며, 상기 음극은 음극 집전체 상에 음극 활물질을 포함하는 음극 슬러리가 도포되어 형성된다. 이 때 집전체 상에 슬러리가 도포되면, 이를 건조하는 과정이 수행될 수 있다. 이 때 전극 건조장치가 사용될 수 있는데, 전극 건조장치는 일반적으로 전극을 오븐 내에 수용한 후 열풍 분사를 통해 전극을 건조한다. 이 때 상기 오븐에는 열풍 분사를 위해 전극 오븐에 열풍이 분사되는 노즐이 설치될 수 있다.The positive electrode is formed by coating a positive electrode slurry containing a positive electrode active material on a positive electrode current collector, and the negative electrode is formed by coating a negative electrode slurry containing a negative electrode active material on a negative electrode current collector. At this time, when the slurry is applied on the current collector, a process of drying it may be performed. In this case, an electrode drying device may be used, and the electrode drying device generally accompanies the electrode in an oven and then dries the electrode by spraying hot air. In this case, a nozzle for spraying hot air into the electrode oven may be installed in the oven for hot air spraying.
도 1은 종래의 건조 장치에서 노즐의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 1 is a perspective view schematically illustrating a structure of a nozzle in a conventional drying apparatus.
도 1을 참조하면, 상기 노즐(1)은 건조 대상 기재(미도시)와 대면하는 하면에 열풍을 분사할 수 있는 토출구(2)가 형성된 구조이다. 이 때 노즐은 건조 장치를 구성하는 오븐에 하나 이상 형성될 수 있다.Referring to FIG. 1 , the
한편, 도 2는 종래의 건조장치에서 열풍의 이동 패턴을 나타낸 모식도이다.Meanwhile, FIG. 2 is a schematic diagram showing a movement pattern of hot air in a conventional drying apparatus.
도 2에서, (a)는 오븐의 코팅 방향(MD 방향) 단면을 나타낸 것이고, (b)는 오븐 노즐의 폭 방향(TD 방향) 단면을 나타낸 것이다. 도 2를 참조하면, 건조 대상 전극이 코팅 방향(x축 방향, 전극의 이송 방향)으로 이송될 때, 열풍은 노즐에서 기재에 수직한 방향으로 분사된다. 이 때 전극의 폭 방향을 기준으로, 전극의 양쪽 가장자리 부분이 중앙보다 건조 속도가 빠르게 나타난다. 구체적으로, 노즐에서 나오는 열풍은 전극의 상부 방향(z축 방향)으로는 오븐으로 인하여 빠져나갈 수 없으므로, 노즐 양쪽의 폭 방향(y축 방향)으로만 열풍이 빠져나가게 된다. 이 경우 폭 방향을 따라 노즐과 전극 사이의 단면은 일정하지만 노즐에서 계속 열풍이 나오기 때문에, 폭 방향을 기준으로 중앙부에서 분사되는 열풍이 가장자리에 부분에서 분사되는 열풍과 중첩되므로 전극의 폭 방향 부분으로 갈수록 유속이 빨라지게 된다. 이와 같이 전극의 폭 방향 양측 가장자리의 유속이 중앙보다 빠르므로 양쪽 가장자리 부분의 건조속도 또한 중앙보다 빠른 것이다.In FIG. 2, (a) shows a cross section in the coating direction (MD direction) of the oven, and (b) shows a cross section in the width direction (TD direction) of the oven nozzle. Referring to FIG. 2 , when the electrode to be dried is transferred in the coating direction (x-axis direction, the transfer direction of the electrode), hot air is sprayed from the nozzle in a direction perpendicular to the substrate. At this time, based on the width direction of the electrode, both edges of the electrode dry faster than the center. Specifically, since the hot air from the nozzle cannot escape due to the oven in the upper direction (z-axis direction) of the electrode, the hot air escapes only in the width direction (y-axis direction) of both sides of the nozzle. In this case, although the cross section between the nozzle and the electrode is constant along the width direction, since hot air continues to come out from the nozzle, the hot air sprayed from the center in the width direction overlaps with the hot air sprayed from the edge portion in the width direction of the electrode. The faster the flow, the faster it gets. As described above, since the flow velocity of both edges of the electrode in the width direction is faster than that of the center, the drying speed of both edges is also faster than that of the center.
이와 같이 전극 건조속도가 다를 경우, 전극의 폭 방향에 따른 전극의 두께 및 접착력에 편차가 발생하고, 이에 따라 전극 제조과정에서 탈리, 주름 및 크랙 등의 문제가 발생할 수 있다.In this way, when the electrode drying speed is different, the thickness and adhesive strength of the electrode along the width direction of the electrode are varied, and thus problems such as detachment, wrinkles, and cracks may occur during the electrode manufacturing process.
따라서 이러한 건조 속도 차이를 해결하고, 전극의 품질을 향상시키기 위한 기술 개발이 필요한 실정이다.Therefore, it is necessary to develop a technology to solve the difference in drying rate and improve the quality of the electrode.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 건조 대상 기재에서 폭 방향에 따라 발생하는 건조 속도 차이를 감소시킴으로써, 전극의 두께 및 접착력에 발생할 수 있는 편차를 줄이고, 이에 따라 전극 제조과정에서 탈리, 주름 및 크랙 등의 문제를 방지할 수 있는 건조 장치 및 이를 포함하는 전극 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the above problems, and by reducing the difference in drying speed that occurs along the width direction in the substrate to be dried, the deviation that may occur in the thickness and adhesion of the electrode is reduced, and thus the electrode manufacturing process An object of the present invention is to provide a drying apparatus capable of preventing problems such as detachment, wrinkles, and cracks in the apparatus, and an electrode manufacturing apparatus including the same.
본 발명에 따른 건조 장치는, 기재가 건조되는 공간이 형성되는 건조 오븐 및 상기 건조 오븐 내에서 기재를 향하여 열풍을 분사하는 노즐을 포함하며,A drying apparatus according to the present invention includes a drying oven in which a space for drying a substrate is formed, and a nozzle for spraying hot air toward a substrate in the drying oven,
상기 노즐은, 건조 오븐에 고정되는 본체부; 상기 본체부와 연통되며, 하면에 열풍이 분사되는 토출구가 형성된 분사부를 포함하고, 상기 분사부의 폭 방향 양 측면 중 적어도 하나에는 노즐 내부의 공기를 배출하기 위한 개구가 형성된다.The nozzle may include a main body fixed to the drying oven; It communicates with the main body and includes a spraying part having a discharge port on which the hot air is sprayed on a lower surface, and at least one of both side surfaces of the spraying part in the width direction is formed with an opening for discharging the air inside the nozzle.
본 발명에 따른 건조 장치에서, 상기 토출구는, 복수 개의 통기공이 일정 간격으로 배열되어 있는 구조이다.In the drying apparatus according to the present invention, the discharge port has a structure in which a plurality of vent holes are arranged at regular intervals.
본 발명에 따른 건조 장치에서, 상기 개구는 복수 개의 통기공이 일정 간격으로 배열되어 있는 구조In the drying apparatus according to the present invention, the opening has a structure in which a plurality of ventilation holes are arranged at regular intervals.
본 발명의 일 실시예에 따른 건조 장치에서, 상기 통기공은 원형이다.In the drying apparatus according to an embodiment of the present invention, the vent hole is circular.
본 발명의 다른 실시예에 따른 건조 장치에서, 상기 통기공은 상기 기재에 대하여 평행한 방향 또는 수직한 방향으로 형성된 슬릿 형상이다.In the drying apparatus according to another embodiment of the present invention, the vent hole has a slit shape formed in a direction parallel to or perpendicular to the substrate.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 건조장치에서, 상기 노즐은, 상기 개구가 형성된 측면에 장착되어 개구를 통해 배출되는 공기의 유량을 조절하기 위한 조절 부재를 더 포함한다.In the drying apparatus according to another embodiment of the present invention, the nozzle further includes a control member mounted on a side surface in which the opening is formed to adjust the flow rate of air discharged through the opening.
구체적인 예에서, 상기 조절 부재는, 상기 측면에 형성된 개구를 완전히 덮는 크기의 판상형 부재이다.In a specific example, the adjusting member is a plate-shaped member sized to completely cover the opening formed in the side surface.
구체적인 예에서, 상기 노즐은, 상기 분사부의 하단에 형성되며, 상기 조절 부재의 이동을 보조하는 가이드 부재를 더 포함한다.In a specific example, the nozzle is formed at the lower end of the spraying unit, and further includes a guide member for assisting the movement of the adjusting member.
이 때 상기 가이드 부재에는, 상기 조절 부재가 삽입되고, 가이드 부재 상에서 슬라이드 이동 가능하도록 상기 분사부의 개구가 형성된 측면과 평행하게 연장된 홈이 형성된다.At this time, the guide member, the adjustment member is inserted, the groove extending parallel to the side surface of the injection unit is formed to be slidably movable on the guide member is formed.
또한, 상기 가이드 부재에 형성되는 홈의 폭은 상기 조절 부재의 두께에 대응한다.In addition, the width of the groove formed in the guide member corresponds to the thickness of the adjustment member.
구체적인 예에서, 상기 가이드 부재에 형성되는 홈의 양 끝단은 개방된 구조이다.In a specific example, both ends of the groove formed in the guide member have an open structure.
구체적인 예에서, 본 발명에 따른 건조 장치는, 상기 본체부 내에 위치하며, 노즐 내 열풍 유동을 생성하는 송풍 팬을 더 포함한다.In a specific example, the drying apparatus according to the present invention further includes a blowing fan located in the main body and generating a hot air flow in the nozzle.
구체적인 예에서, 본 발명에 따른 건조 장치는 상기 노즐의 하부에 형성되며, 건조되는 공간 내에서 기재를 이송하기 위한 이송부를 더 포함한다.\In a specific example, the drying apparatus according to the present invention is formed under the nozzle, and further includes a transfer unit for transferring the substrate in the space to be dried.\
또한, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 건조 장치를 포함하는 전극 제조 장치를 제공한다.In addition, the present invention provides an electrode manufacturing apparatus including the drying apparatus as described above.
본 발명에 따른 건조 장치 및 이를 포함하는 전극 제조 장치는, 노즐의 폭 방향 양 측면에 공기를 배출할 수 있는 개구를 형성하여 노즐의 폭 방향 가장자리에 형성된 토출구로부터 토출되는 열풍을 감소시킴으로써, 건조 대상 기재에서 폭 방향에 따라 발생하는 건조 속도 차이를 감소시킬 수 있다.The drying apparatus and the electrode manufacturing apparatus including the same according to the present invention form openings through which air can be discharged on both sides of the nozzle in the width direction to reduce the hot air discharged from the discharge ports formed at the edge of the nozzle in the width direction. It is possible to reduce the difference in drying speed occurring along the width direction of the substrate.
또한 본 발명에 따른 건조 장치 및 이를 포함하는 전극 제조 장치는 전극의 두께 및 접착력에 발생할 수 있는 편차를 줄이고, 이에 따라 전극 제조과정에서 탈리, 주름 및 크랙 등의 문제를 방지할 수 있다.In addition, the drying apparatus and the electrode manufacturing apparatus including the same according to the present invention can reduce variations that may occur in the thickness and adhesive force of the electrode, and thus can prevent problems such as detachment, wrinkles and cracks in the electrode manufacturing process.
도 1은 종래의 건조장치에서 노즐의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 종래의 건조장치에서 열풍의 이동 패턴을 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 건조 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 건조 장치에 포함되는 노즐의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는 상기 도 4에 따른 노즐의 폭 방향 측면의 형상을 나타낸 측면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 건조 장치에 포함되는 노즐의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 7은 상기 도 6에 따른 노즐의 폭 방향 측면의 형상을 나타낸 측면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 건조 장치에 포함되는 노즐의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 9는 상기 도 8에 따른 노즐의 코팅 방향 측면의 형상을 나타낸 측면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 건조 장치를 포함하는 전극 제조 장치의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 11은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 노즐이 전극과 대면하는 면에 대한 열 유속(Heat flux)를 나타낸 것이다.1 is a perspective view schematically showing the structure of a nozzle in a conventional drying apparatus.
2 is a schematic diagram showing a movement pattern of hot air in a conventional drying apparatus.
3 is a cross-sectional view schematically illustrating the configuration of a drying apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view schematically illustrating a structure of a nozzle included in a drying apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a side view illustrating a shape of a side surface in a width direction of the nozzle according to FIG. 4 .
6 is a perspective view schematically illustrating a structure of a nozzle included in a drying apparatus according to another embodiment of the present invention.
7 is a side view illustrating a shape of a side surface in a width direction of the nozzle according to FIG. 6 .
8 is a perspective view schematically illustrating a structure of a nozzle included in a drying apparatus according to another embodiment of the present invention.
9 is a side view showing the shape of the coating direction side of the nozzle according to FIG. 8 .
10 is a schematic diagram showing the configuration of an electrode manufacturing apparatus including a drying apparatus according to the present invention.
11 is a graph showing the heat flux of the nozzle according to the embodiment and the comparative example of the present invention with respect to the surface facing the electrode.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 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.Hereinafter, the present invention will be described in detail. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the inventor should properly understand the concept of the term in order to best describe his invention. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined in
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or a combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. Also, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” another part, it includes not only the case where the other part is “directly on” but also the case where there is another part in between. Conversely, when a part of a layer, film, region, plate, etc. is said to be “under” another part, it includes not only cases where it is “directly under” another part, but also cases where another part is in between. In addition, in the present application, “on” may include the case of being disposed not only on the upper part but also on the lower part.
이하 본 발명에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 건조장치의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a drying apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 건조 장치(100)는, 기재(110)가 건조되는 공간이 형성되는 건조 오븐(120) 및 상기 건조 오븐(120) 내에서 기재(110)를 향하여 열풍을 분사하는 노즐(130)을 포함한다.Referring to FIG. 3 , the drying
이 때 상기 노즐(130)은, 건조 오븐(120)에 고정되는 본체부(131); 상기 본체부(131)와 연통되며, 하면에 열풍이 분사되는 토출구(미도시)가 형성된 분사부(132)를 포함하고, 상기 분사부(132)의 폭 방향 양 측면 중 적어도 하나에는 노즐 내부의 공기를 배출하기 위한 개구(134)가 형성된다.At this time, the
한편, 본 발명에 따른 명세서에서, z축은 기재에 수직인 방향으로서 열풍이 분사되는 방향을 의미하며, x축은 기재의 이송 방향(MD 방향)을 의미하고, y축은 전극 또는 노즐의 폭 방향(TD 방향)을 의미한다.On the other hand, in the specification according to the present invention, the z-axis is a direction perpendicular to the substrate and means the direction in which the hot air is sprayed, the x-axis means the transport direction of the substrate (MD direction), and the y-axis is the width direction of the electrode or nozzle (TD). direction).
전술한 바와 같이, 건조 장치에 형성되는 노즐은, 건조 대상 기재에 대면하는 하면에 열풍이 토출되는 토출구가 형성되는데, 노즐의 중앙에서 토출되는 열풍이 노즐의 가장자리에서 토출되는 열풍과 중첩되어 전극의 폭 방향 부분으로 갈수록 열풍의 유속이 빨라지게 되므로, 전극의 폭 방향을 기준으로, 전극의 양쪽 가장자리 부분이 중앙보다 건조 속도가 빠르게 나타난다.As described above, in the nozzle formed in the drying apparatus, a discharge port for discharging hot air is formed on the lower surface facing the substrate to be dried, and the hot air discharged from the center of the nozzle overlaps with the hot air discharged from the edge of the electrode. Since the flow velocity of the hot air increases toward the width direction, the drying rate is faster at both edges of the electrode than in the center in the width direction of the electrode.
본 발명에 따른 건조 장치(100)는, 노즐(130)의 폭 방향 양 측면에 공기를 배출할 수 있는 개구(134)를 형성하여 노즐(130)의 폭 방향 가장자리에 형성된 토출구로부터 토출되는 열풍을 감소시킴으로써, 건조 대상 기재(110)에서 폭 방향에 따라 발생하는 건조 속도 차이를 감소시킬 수 있다.In the
이에 따라 본 발명에 따른 건조 장치는 전극의 두께 및 접착력에 발생할 수 있는 편차를 줄이고, 이에 따라 전극 제조과정에서 탈리, 주름 및 크랙 등의 문제를 방지할 수 있다.Accordingly, the drying apparatus according to the present invention can reduce variations that may occur in the thickness and adhesive force of the electrode, thereby preventing problems such as detachment, wrinkles, and cracks in the electrode manufacturing process.
이하 본 발명에 따른 건조 장치의 구성에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, the configuration of the drying apparatus according to the present invention will be described in detail.
먼저, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 건조 장치(100)는 건조 오븐(120)을 포함한다. 상기 건조 오븐(120)은 챔버 형상으로 기재(110)가 건조되는 공간이 형성되는바, 건조 대상 기재(110)가 건조 과정에서 일시적으로 수용되며, 건조를 위해 내부의 열이 외부로 빠져나가는 것을 방지할 수 있다. 이러한 기재(110)는 다양한 용매, 예를 들어, 물, 오일, NMP 등을 포함한 상태일 수 있다.First, referring to FIG. 3 , the drying
한편, 건조 오븐(120) 내에는 기재(110)에 대해 열풍을 분사하여 기재(110)를 건조시키는 노즐(130)이 형성된다. 상기 노즐(130)은, 건조의 효율성을 위해 복수 개 형성될 수 있으며, 이 경우 복수 개의 노즐(130)은 기재(110)의 이송 방향(MD 방향)을 따라 소정 간격으로 이격되어 배열될 수 있다. 도 3에는 노즐(130)이 기재(110)의 상면에만 형성되는 것으로 도시하였는데, 노즐(130)이 기재(110)의 하면에도 위치할 수 있다.Meanwhile, in the drying
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 건조 장치에 포함되는 노즐의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 5는 상기 도 4에 따른 노즐의 폭 방향 측면의 형상을 나타낸 측면도이다.4 is a perspective view schematically illustrating a structure of a nozzle included in a drying apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a side view illustrating a shape of a width direction side surface of the nozzle according to FIG. 4 .
도 4 및 도 5를 도 3과 함께 참조하면, 상기 노즐(130)은, 본체부(131) 및 분사부(132)를 포함한다.Referring to FIGS. 4 and 5 together with FIG. 3 , the
상기 본체부(131)는 노즐(130)의 몸체를 구성하며, 노즐(130)을 건조 오븐(120)의 일면에 고정한다. 또한 본체부(131)는 내부가 비어 있으며, 열풍 공급부(미도시)로부터 전달되는 열풍을 분사부(132)로 전달하는 역할을 한다. 또한 본체부(131) 내에는 후술하는 바와 같이 열풍을 공급하는 송풍 팬(135)이 형성될 수 있다.The
상기 본체부(131)의 하면에는 분사부(132)가 마련된다. 상기 분사부(132)는 본체부(131)와 연통되며, 분사부(132)의 하면에는 열풍이 분사되는 토출구(133)가 형성된다.A spraying
상기 토출구(133)는, 복수 개의 통기공이 일정 간격으로 배열되어 있는 구조이다. 상기 토출구(133)를 구성하는 통기공의 배열 간격 및 배열 형태는 건조 공정 및 건조 대상 기재에 따라 적절히 설계될 수 있다. 예를 들어 분사부(132) 하면의 전면에 걸쳐 통기공의 배열 간격을 동일하게 할 수 있다. 또한, 노즐(130)의 폭 방향 가장자리 부분은 통기공의 간격을 크게 하여 배치함으로써 단위 면적당 통기공의 수를 작게 할 수 있고, 노즐(130)의 중앙 부분은 통기공의 간격을 작게 하여 단위 면적당 통기공의 수를 크게 할 수 있다.The
상기 토출구(133)를 구성하는 통기공의 크기 및 형태 또한 건조 공정 및 건조 대상 기재에 따라 적절히 설계될 수 있다. 예를 들어, 토출구(133)를 구성하는 통기공의 크기 및 형태를 동일하게 함으로써 통기공 당 분사되는 열풍의 유량을 동일하게 할 수 있다. 이 경우 토출구(133)를 통해 분사되는 열풍의 유량은 통기공의 배열 간격 및 배열 형태에 의해 조절될 수 있다. 또한, 토출구(133)에 형성된 통기공의 크기 및 형태를 노즐의 폭 방향에 따라 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 노즐의 폭 방향(y축 방향)을 따라 가장자리에서 중앙으로 갈수록 통기공의 크기(직경)를 크게 설계함으로써, 가장자리 쪽에서 분사되는 열풍의 유량을 중앙부보다 감소시키고, 이에 따라 기재의 폭 방향에 따른 건조 속도 편차를 줄일 수 있다.The size and shape of the vents constituting the
한편, 도 4 및 도 5를 도 3과 함께 참조하면, 상기 분사부(132)의 폭 방향 양 측면 중 적어도 하나에는 노즐 내부의 공기를 배출하기 위한 개구(134)가 형성된다. 더욱 구체적으로는 상기 개구(134)는 분사부(132)의 폭 방향 양 측면에 모두 형성될 수 있다. 상기 개구(134)는 복수 개의 통기공이 일정 간격으로 배열되어 있는 구조이며, 이를 통해 노즐(130) 내 폭 방향 가장자리 부분의 열풍을 분산 배출할 수 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 4 and 5 together with FIG. 3 , an
즉, 본 발명에 따른 건조 장치(100)는 분사부(132)의 폭 방향 측면에 내부의 공기를 배출하기 위한 개구(134)를 통해 분사부(132) 하면의 폭 방향 가장자리에 있는 토출구(133)로부터 토출되는 열풍의 유량을 감소시킬 수 있다. 이에 따라 분사부(132) 하면의 폭 방향 중앙 토출구(133)에서 분사된 열풍이 가장자리 부분 토출구(133)에서 분사된 열풍과 중첩되더라도 중앙에서 분사되는 열풍과 가장자리에서 분사되는 열풍의 유량 및 유속 차이를 감소시킬 수 있고, 결국 건조 대상 기재(110)에서 폭 방향에 따라 발생하는 건조 속도 차이를 감소시킬 수 있다. 그 결과, 전극의 두께 및 접착력에 발생할 수 있는 편차를 줄이고, 이에 따라 전극 제조과정에서 탈리, 주름 및 크랙 등의 문제를 방지할 수 있다.That is, in the
상기 개구(134)를 구성하는 통기공은 그 크기 및 형태를 건조 공정 및 건조 대상 기재에 따라 적절히 설계할 수 있다. 예를 들어, 참조하면, 상기 통기공은 원형일 수 있다. 이에 따라 상기 통기공은 노즐의 폭 방향 측면에 바둑판 형식으로 배열될 수 있다.The size and shape of the vents constituting the
이 때 상기 개구(134)를 구성하는 통기공의 형태 및 크기는 동일할 수 있다. 이는 후술하는 바와 같이 개구의 면적을 조절하기 위한 조절 부재를 이동시킬 때, 조절 부재의 이동 거리에 따른 열풍의 유량을 일정하게 변화하도록 조절하기 위함이다. 아울러, 이를 위해 개구(134)를 구성하는 통기공의 배열 간격 및 배열 형태를 일정하게 할 수 있다.In this case, the shape and size of the vents constituting the
한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 건조 장치에 포함되는 노즐의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 7은 상기 도 6에 따른 노즐의 폭 방향 측면의 형상을 나타낸 측면도이다.Meanwhile, FIG. 6 is a perspective view schematically showing a structure of a nozzle included in a drying apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a side view showing the shape of the width direction side of the nozzle according to FIG. 6 .
도 6 및 도 7을 도 3과 함께 참조하면, 상기 노즐(230)은, 본체부(231) 및 분사부(232)를 포함한다. 상기 본체부(231) 내에는 후술하는 바와 같이 열풍을 공급하는 송풍 팬(235)이 형성될 수 있다. 상기 본체부(231)의 하면에는 분사부(232)가 마련되는데, 상기 분사부(232)는 본체부(231)와 연통되며, 분사부(232)의 하면에는 열풍이 분사되는 토출구(233)가 형성된다. 상기 토출구(233)는, 복수 개의 통기공이 일정 간격으로 배열되어 있는 구조이다. 상기 토출구(233)에 대한 설명은 전술한 바와 같다.Referring to FIGS. 6 and 7 together with FIG. 3 , the
또한 도 6 및 도 7을 도 3과 함께 참조하면, 상기 분사부(232)의 폭 방향 양 측면 중 적어도 하나에는 노즐 내부의 공기를 배출하기 위한 개구(234)가 형성된다. 더욱 구체적으로는 상기 개구(234)는 분사부(232)의 폭 방향 양 측면에 모두 형성될 수 있다. 상기 개구(234)는 복수 개의 통기공이 일정 간격으로 배열되어 있는 구조이며, 이를 통해 노즐 내 폭 방향가장자리 부분의 열풍을 배출할 수 있다.Also, referring to FIGS. 6 and 7 together with FIG. 3 , an
이 때, 상기 통기공은 상기 기재에 대하여 평행한 방향 또는 수직한 방향으로 형성된 슬릿 형상일 수 있다. 이 경우 상기 통기공은 분사부(232)의 폭 방향 측면에 소정의 간격으로 평행하게 배열될 수 있다. 예를 들어 상기 슬릿 형상의 통기공은 기재의 이송 방향(x축 방향)과 수직하게 배열될 수 있다.In this case, the vent hole may have a slit shape formed in a direction parallel to or perpendicular to the substrate. In this case, the ventilation holes may be arranged in parallel to the side surface of the
이 때 상기 개구(234)를 구성하는 통기공의 형태 및 크기는 동일할 수 있다. 이는 후술하는 바와 같이 개구의 면적을 조절하기 위한 조절 부재를 이동시킬 때, 조절 부재의 이동에 따른 열풍의 유량을 일정하게 변화하도록 조절하기 위함이다. 아울러, 이를 위해 개구를 구성하는 통기공의 배열 간격 및 배열 형태를 일정하게 할 수 있다.In this case, the shape and size of the vents constituting the
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 건조 장치에 포함되는 노즐의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이며, 도 9는 상기 도 8에 따른 노즐의 코팅 방향 측면의 형상을 나타낸 측면도이다.8 is a perspective view schematically showing a structure of a nozzle included in a drying apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a side view showing the shape of the coating direction side of the nozzle according to FIG. 8 .
도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 노즐(330)은, 본체부(331) 및 분사부(332)를 포함한다. 상기 본체부(331)의 하면에는 분사부(332)가 마련되는데, 상기 분사부(332)는 본체부(331)와 연통되며, 분사부(332)의 하면에는 열풍이 분사되는 토출구(333)가 형성된다. 분사부(332)의 폭 방향 양 측면 중 적어도 하나에는 노즐 내부의 공기를 배출하기 위한 개구(334)가 형성된다. 8 and 9 , the
이 때, 상기 노즐(330)은, 상기 개구(334)가 형성된 측면에 장착되어 개구(334)를 통해 배출되는 공기의 유량을 조절하기 위한 조절 부재(335)를 더 포함한다. 본 발명에 따른 건조 장치는 조절 부재(335)를 통해 개구(334)로부터 배출되는 열풍의 유량을 조절함으로써, 노즐로 공급되는 열풍의 유량 및 건조 대상 기재에 포함된 용매 등의 함량에 따라 기재의 폭 방향 중앙과 가장자리 부분의 건조 속도를 적절히 조절할 수 있다. 개구(334)가 분사부(332)의 폭 방향 양 측면에 형성될 경우, 조절 부재(335) 또한 분사부(332)의 폭 방향 양 측면에 장착될 수 있다.In this case, the
상기 조절 부재(335)는, 상기 분사부(332)의 폭 방향 측면에 형성된 개구(334)를 완전히 덮는 크기의 판상형 부재이다. 상기 조절 부재(335)는 상기 개구(334)가 형성된 측면에 평행하게 배치된 상태일 수 있으며, 더욱 상세하게는 상기 개구(334)가 형성된 측면에 밀착될 수 있다. 상기 조절 부재(335)는 상기 개구(334)가 형성된 측면을 따라 기재의 이송 방향과 평행한 방향으로 이동하면서 개구를 개폐함으로써 개구(334)에서 배출되는 열풍의 유량을 조절할 수 있다. 즉 본 발명에서 개구(334)를 통해 배출되는 열풍의 유량은 개구(334)를 구성하는 통기공의 개수 또는 통기공의 면적의 조절을 통해 제어될 수 있다.The adjusting
또한, 본 발명에 따른 건조 장치에서, 상기 노즐(330)은 상기 분사부(332)의 하단에 형성되며, 상기 조절 부재(335)의 이동을 보조하는 가이드 부재(336)를 더 포함한다. 구체적으로 상기 가이드 부재(336)는 상기 조절 부재(335)의 하면에 위치하여 조절 부재(335)를 지지하며, 조절 부재(335)의 이동을 보조한다.In addition, in the drying apparatus according to the present invention, the
상기 가이드 부재(336)에는 상기 조절 부재(335)가 삽입되고, 가이드 부재(336) 상에서 슬라이드 이동 가능하도록 상기 분사부(332)의 개구(334)가 형성된 측면과 평행하게 연장된 홈(A)이 형성된다. 즉 상기 홈(A)은 기재의 이송 방향과 평행한 방향으로 연장된다. 상기 홈(A)은 조절 부재(335)를 고정하여 조절 부재(335)가 유동하는 것을 방지하고, 조절 부재(335)의 이동을 유도한다.The
상기 가이드 부재(336)에 형성되는 홈(A)의 폭은 상기 조절 부재(335)를 안정적으로 고정할 수 있도록 상기 조절 부재(335)의 두께에 대응할 수 있다.The width of the groove A formed in the
또한 상기 가이드 부재(336)에 형성되는 홈(A)의 양 끝단은 개방된 구조일 수 있다. 이를 통해 조절 부재(335)가 가이드 부재(336)에 형성되는 홈 상에서 자유롭게 왕복 운동하면서 상기 개구를 개폐할 수 있다.In addition, both ends of the groove (A) formed in the
한편, 도 3 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 건조 장치(100)는, 상기 본체부(131, 231) 내에 위치하며, 노즐(130, 230) 내 열풍 유동을 생성하는 송풍 팬(135, 235)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 송풍 팬(135, 235)은 노즐 내에 다수 개 포함될 수 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 3 to 7 , the drying
또한, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 건조 장치(100)는, 상기 노즐의 하부에 형성되며, 건조되는 공간 내에서 기재(110)를 이송하기 위한 이송부(140)를 더 포함한다. 상기 이송부(140)는 기재(110)의 하면에 위치한다. 도 3에는 노즐(130)이 기재(110)의 상부에만 형성되는 것으로 도시되었는데, 노즐(130)이 기재(110)의 상부와 하부에 모두 형성될 경우 이송부(140)는 상부에 형성된 노즐과 하부에 형성된 노즐의 사이에 위치하게 된다.In addition, referring to FIG. 3 , the drying
아울러, 상기 이송부(140)는 롤 형상일 수 있다. 상기 이송부(140)는 기재(110)의 이송 방향을 따라 다수 개가 일정 간격으로 이격되어 배치될 수 있으며, 건조 과정에서 기재(110)를 지지하고, 건조된 기재(110)를 건조 장치(100) 밖으로 이송한다.In addition, the
또한, 본 발명에 따른 건조 장치는, 상기 열풍의 온도, 풍속 및 풍량을 각각 제어하는 열풍 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이로써 기재의 건조상태에 따라 열풍의 온도, 풍속 및 풍량을 적절하게 변경할 수 있다.In addition, the drying apparatus according to the present invention may further include a hot air controller (not shown) for controlling the temperature, wind speed, and air volume of the hot air, respectively. Accordingly, it is possible to appropriately change the temperature, wind speed, and air volume of the hot air according to the dry state of the substrate.
상기 제어부는 기재의 건조 상태를 실시간으로 측정하여 이를 건조 공정에 반영한다. 구체적으로, 상기 제어부는 기재의 표면 온도 변화를 측정하는 온도 센서 또는 기재의 함수율을 측정하는 센서를 포함하고 있기 때문에, 기재의 건조 공정 중 기재의 표면 온도 변화 또는 함수율 변화 측정을 통해 기재의 건조 조건에 따른 건조율의 측정이 가능하다. 이로써, 실시간 건조공정 조건 변화에 필요한 데이터의 피드백이 가능하다.The control unit measures the drying state of the substrate in real time and reflects it in the drying process. Specifically, since the control unit includes a temperature sensor for measuring the change in the surface temperature of the substrate or a sensor for measuring the moisture content of the substrate, the drying conditions of the substrate through the measurement of the surface temperature change or moisture content change of the substrate during the drying process of the substrate It is possible to measure the drying rate according to In this way, it is possible to feed back the data necessary for the real-time change of the drying process conditions.
상기 제어부가 기재의 건조 상태를 측정하면 이를 건조 공정에 반영한다. 구체적으로, 송풍 팬의 회전 속도를 제어하여 노즐의 토출구로부터 분사되는 열풍의 유량을 조절할 수 있다. 또한 기재의 이동속도를 제어함으로써 건조 속도를 조절할 수 있다. 아울러 조절 부재의 이동을 조절하여 기재의 폭 방향 중앙부와 가장자리 부분에서의 건조 속도 편차를 조절할 수 있다.When the control unit measures the dry state of the substrate, it is reflected in the drying process. Specifically, by controlling the rotation speed of the blowing fan, it is possible to adjust the flow rate of the hot air injected from the outlet of the nozzle. In addition, the drying rate can be controlled by controlling the moving speed of the substrate. In addition, by controlling the movement of the adjusting member, it is possible to control the deviation of the drying speed in the central portion and the edge portion in the width direction of the substrate.
한편, 본 발명에 따른 건조 장치에서, 건조 대상 기재는, 예를 들어 전극일 수 있다. 구체적으로, 상기 전극은 집전체 상에 전극 활물질을 포함하는 전극 슬러리가 도포되어 형성된다. 상기 집전체는 양극 집전체 또는 음극 집전체일 수 있고, 상기 전극 활물질은 양극 활물질 또는 음극 활물질일 수 있다. 또한 상기 전극 슬러리는 전극 활물질 외에 도전재 및 바인더를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, in the drying apparatus according to the present invention, the drying target substrate may be, for example, an electrode. Specifically, the electrode is formed by coating an electrode slurry including an electrode active material on a current collector. The current collector may be a positive electrode current collector or a negative electrode current collector, and the electrode active material may be a positive electrode active material or a negative electrode active material. In addition, the electrode slurry may further include a conductive material and a binder in addition to the electrode active material.
본 발명에서, 양극 집전체의 경우 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테리인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것 등이 사용될 수 있다. 집전체는 그것의 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.In the present invention, the positive electrode current collector is generally made to have a thickness of 3 to 500 μm. The positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has high conductivity without causing chemical change in the battery. For example, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, or aluminum or stainless steel. Carbon, nickel, titanium, silver, etc. surface-treated on the surface of the can be used. The current collector may increase the adhesion of the positive electrode active material by forming fine irregularities on the surface thereof, and various forms such as a film, sheet, foil, net, porous body, foam body, and non-woven body are possible.
음극 집전체용 시트의 경우, 일반적으로 3 ~ 500 ㎛의 두께로 만들어진다. 이러한 음극 집전체는, 당해전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인레스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인레스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 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.In the case of a sheet for a negative electrode current collector, it is generally made to a thickness of 3 to 500 μm. Such a negative current collector is not particularly limited as long as it has conductivity without causing chemical change in the battery. For example, the surface of copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, calcined carbon, copper or stainless steel. Carbon, nickel, titanium, a surface-treated material such as silver, aluminum-cadmium alloy, etc. may be used. In addition, like the positive electrode current collector, the bonding strength of the negative electrode active material may be strengthened by forming fine irregularities on the surface, and may be used in various forms such as a film, sheet, foil, net, porous body, foam, non-woven body, and the like.
본 발명에서 양극 활물질은, 전기화학적 반응을 일으킬 수 있는 물질로서, 리튬 전이금속 산화물로서, 2 이상의 전이금속을 포함하고, 예를 들어, 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물; 1 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 리튬 망간 산화물; 화학식 LiNi1-yMyO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn 또는 Ga 이고 상기 원소 중 하나 이상의 원소를 포함, 0.01≤y≤0.7 임)으로 표현되는 리튬 니켈계 산화물; Li1+zNi1/3Co1/3Mn1/3O2, Li1+zNi0.4Mn0.4Co0.2O2 등과 같이 Li1+zNibMncCo1-(b+c+d)MdO(2-e)Ae (여기서, -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2, 0≤e≤0.2, b+c+d<1임, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si 또는 Y 이고, A = F, P 또는 Cl 임)으로 표현되는 리튬 니켈 코발트 망간 복합산화물; 화학식 Li1+xM1-yM'yPO4-zXz(여기서, M = 전이금속, 바람직하게는 Fe, Mn, Co 또는 Ni 이고, M' = Al, Mg 또는 Ti 이고, X = F, S 또는 N 이며, -0.5≤x≤+0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.1 임)로 표현되는 올리빈계 리튬 금속 포스페이트 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the positive active material is a material capable of causing an electrochemical reaction, as a lithium transition metal oxide, containing two or more transition metals, for example, lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) substituted with one or more transition metals. ), layered compounds such as lithium nickel oxide (LiNiO 2 ); lithium manganese oxide substituted with one or more transition metals; Formula LiNi 1-y M y O 2 (wherein M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B, Cr, Zn or Ga and includes at least one of the above elements, 0.01≤y≤0.7) Lithium nickel-based oxide represented by; Li 1+z Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , Li 1+z Ni 0.4 Mn 0.4 Co 0.2 O 2 , etc. Li 1+z Ni b Mn c Co 1-(b+c+d ) M d O (2-e) A e (where -0.5≤z≤0.5, 0.1≤b≤0.8, 0.1≤c≤0.8, 0≤d≤0.2, 0≤e≤0.2, b+c+d <1, M = Al, Mg, Cr, Ti, Si or Y, and A = F, P or Cl) a lithium nickel cobalt manganese composite oxide; Formula Li 1+x M 1-y M' y PO 4-z X z where M = transition metal, preferably Fe, Mn, Co or Ni, M' = Al, Mg or Ti, X = F, S, or N, and -0.5≤x≤+0.5, 0≤y≤0.5, 0≤z≤0.1 olivine-based lithium metal phosphate represented by), but is not limited thereto.
음극 활물질은, 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, Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료 등을 사용할 수 있다.The negative electrode active material includes, for example, carbon such as non-graphitizable carbon and graphitic 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 composite oxides such as Al, B, P, Si, elements of
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 typically added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture including the positive active material. Such a conductive material is not particularly limited as long as it has conductivity without causing a chemical change 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 fibers and metal fibers; metal powders such as carbon fluoride, aluminum, and nickel powder; conductive whiskeys such as zinc oxide and potassium titanate; conductive metal oxides such as titanium oxide; Conductive materials such as polyphenylene derivatives may 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 셀룰로오즈, 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 that assists in bonding between the active material and the conductive material and bonding to the current collector, and is typically added in an amount of 1 to 30% by weight based on the total weight of the mixture including the positive electrode active material. Examples of such binders include polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, poly propylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene butyrene rubber, fluororubber, various copolymers, and the like.
또한, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 건조 장치를 포함하는 전극 제조 장치를 제공한다.In addition, the present invention provides an electrode manufacturing apparatus including the drying apparatus as described above.
도 10은 본 발명에 따른 건조 장치를 포함하는 전극 제조 장치의 구성을 나타내는 모식도이다.10 is a schematic diagram showing the configuration of an electrode manufacturing apparatus including a drying apparatus according to the present invention.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 전극 제조 장치(400)는 이송 컨베이어(도시되지 않음)를 따라 연속적으로 진행하는 전극 집전체(410)의 진행방향을 따라 배치되어 전극 집전체(410)의 표면에 전극 슬러리(420)를 도포하기 위한 코팅 다이(430)와, 전극 집전체(410) 상에 도포된 전극 슬러리(420)를 건조시키기 위한 건조 장치(100), 상기 건조 장치(100)를 거친 전극 집전체(410)를 상부 롤 및 하부 롤로 가압하여 밀착시키기 위한 압연부(440)를 포함한다. 코팅 다이에 연결된 슬러리 공급 노즐(431)은 공급 펌프(432)를 매개로 전극 슬러리(420)가 저장된 탱크(433)와 연결된다. Referring to FIG. 10 , the
전극 집전체(410)는 전술한 바와 같이 음극 집전체 또는 양극 집전체가 모두 가능하다. 전극 집전체(410)는 연속적으로 코팅 다이(430)와 건조 장치(100)를 거치면서 전극 슬러리(420)가 일정한 두께로 도포되고 건조되며, 이후 압연부(440)를 거치면서 상부 롤 및 하부 롤에 의해 프레싱 통해 압착된 후 적절한 길이로 절단되어 양극 또는 음극으로 제조된다.As described above, the electrode
상기 전극 슬러리(420)는 활물질이 혼합기(도시되지 않음)에서 바인더, 도전제 및 용매와 혼합된 상태에서 교반되어 형성되며, 상기 전극 슬러리는 시브(sieve)나 필터 등을 통해 필터링되어 분산도를 높인 다음 코팅 다이로 이송된다. The
이 때, 상기 건조 장치(100)는 본 발명에 따른 건조 장치일 수 있다. 상기 건조 장치는 내부로 들어온 전극 집전체에 소정 온도의 열풍을 가하여 전극 집전체 상에 도포된 전극 합제를 건조시키게 된다.In this case, the drying
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be given to help the understanding of the present invention be described in detail. However, the embodiments according to the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following examples. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art.
제조예production example
전극 활물질로서 기능하는 Li[Ni0.6Mn0.2Co0.2]O2 96.7중량부, 도전재로서 기능하는 그래파이트를 1.3중량부, 결합제로서 기능하는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVdF)를 2.0중량부 혼합하였다. 이를 용매로서 기능하는 1-메틸-2-피롤리돈에 분산시켜 전극 슬러리를 조제했다. 이 슬러리를 두께 20 ㎛의 알루미늄 호일의 일면에 코팅하여 건조 전 전극을 제조하였다. 96.7 parts by weight of Li[Ni 0.6 Mn 0.2 Co 0.2 ]O 2 functioning as an electrode active material, 1.3 parts by weight of graphite functioning as a conductive material, and 2.0 parts by weight of polyvinylidene fluoride (PVdF) functioning as a binder were mixed. This was dispersed in 1-methyl-2-pyrrolidone serving as a solvent to prepare an electrode slurry. This slurry was coated on one surface of an aluminum foil having a thickness of 20 μm to prepare an electrode before drying.
실시예Example
상기 제조예에 따른 건조 전 전극을 도 4 및 도 5에 따른 노즐을 포함하는 건조 장치를 사용하여 건조하였다.Before drying according to Preparation Example, the electrode was dried using a drying apparatus including a nozzle according to FIGS. 4 and 5 .
비교예comparative example
상기 제조예에 따른 건조 전 전극을 도 1에 따른 노즐을 포함하는 건조 장치를 사용하여 건조하였다.Before drying according to the preparation example, the electrode was dried using a drying apparatus including a nozzle according to FIG. 1 .
실험예Experimental example
상기 제조예에 따른 전극을 건조하면서, 노즐과 대면하는 전극 표면의 벽 열 유속(wall heat flux)을 측정하였다. 상기 열 유속은 물체 벽면과 이에 접해 흐르는 유체와 사이의 열전달량과 고체벽을 사이에 두고 고저온 두 유체간의 열통과량을 의미하며, 본 발명에서는 열풍에 의해 전극으로 공급되는 열량을 의미한다. 상기 열전달량은 열전달율과 벽면 및 이에 접하는 유체의 온도차의 곱으로 정의된다.While drying the electrode according to Preparation Example, the wall heat flux of the electrode surface facing the nozzle was measured. The heat flux means the amount of heat transfer between the wall of the object and the fluid flowing in contact with it and the amount of heat passing between the two fluids at high and low temperatures with the solid wall interposed therebetween. In the present invention, it means the amount of heat supplied to the electrode by hot air. The heat transfer amount is defined as a product of a heat transfer rate and a temperature difference between the wall surface and the fluid in contact therewith.
상기 열 유속은 공지의 열 유속 센서를 사용해 측정할 수 있으며, 예를 들어 카토테크사의 KES-F7 또는 FR-07을 이용할 수 있다.The heat flux may be measured using a known heat flux sensor, for example, KES-F7 or FR-07 manufactured by Catotech may be used.
이러한 열 유속 센서를 이용해 전극의 중앙부에서 일측 가장자리까지의 열 유속을 측정하고, 이로부터 기재 표면이 전달받는 열량 분포를 도출하였다. 이는 도 11에 도시하였다. 이 때, 비교예에 따른 열량 분포는 도 11의 (a)에 해당하며, 실시예에 따른 열량 분포는 도 11의 (b)에 해당된다.Using this heat flux sensor, the heat flux from the center of the electrode to the edge of one side was measured, and the distribution of the amount of heat transferred to the surface of the substrate was derived from this. This is shown in FIG. 11 . At this time, the calorie distribution according to the comparative example corresponds to Fig. 11 (a), and the calorie distribution according to the embodiment corresponds to Fig. 11 (b).
상기 도 11을 참조하면, 비교예에 따른 건조 장치를 사용하여 전극을 제조한 경우 전극의 가장자리 부분의 열 유속이 중앙 부분의 열 유속보다 큰 것을 확인할 수 있다. 이에 비해, 본 발명에 따른 건조 장치를 사용하여 전극을 건조한 경우 중앙부의 열 유속이 증가하고, 가장자리 부분의 열 유속이 감소함에 따라 중앙부와 가장자리의 열 유속 편차가 감소한 것을 확인할 수 있다. 이는 열풍이 집중되는 노즐의 가장자리 부분의 열풍을 개구를 통해 배출하였기 때문이다.Referring to FIG. 11 , when the electrode is manufactured using the drying apparatus according to the comparative example, it can be seen that the heat flux at the edge of the electrode is greater than the heat flux at the center. In contrast, when the electrode is dried using the drying apparatus according to the present invention, it can be seen that the heat flux deviation between the center and the edge decreases as the heat flux at the center increases and the heat flux at the edge decreases. This is because the hot air at the edge of the nozzle where the hot air is concentrated is discharged through the opening.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. Accordingly, the drawings disclosed in the present invention are for explanation rather than limiting the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these drawings. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
한편, 본 명세서에서 상, 하, 좌, 우, 전, 후와 같은 방향을 나타내는 용어가 사용되었으나, 이러한 용어들은 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 대상이 되는 사물의 위치나 관측자의 위치 등에 따라 달라질 수 있음은 자명하다.Meanwhile, in this specification, terms indicating directions such as up, down, left, right, front, and back are used, but these terms are for convenience of explanation only, and may vary depending on the location of the object or the position of the observer. It is self-evident that it can
100: 건조 장치
110: 기재
120: 건조 오븐
1, 130, 230, 330: 노즐
140: 이송부
131, 231, 331: 본체부
132, 232, 332: 분사부
2, 133, 233, 333: 토출구
134, 234, 334: 개구
335: 조절 부재
336: 가이드 부재
135, 235: 송풍 팬
400: 전극 제조 장치
410: 집전체
420: 전극 슬러리
430: 코팅 다이
431: 슬러리 공급 노즐
432: 공급 펌프
433: 탱크
440: 압연부100: drying device
110: description
120: drying oven
1, 130, 230, 330: Nozzle
140: transfer unit
131, 231, 331: body part
132, 232, 332: injection unit
2, 133, 233, 333: outlet
134, 234, 334: opening
335: adjustment member
336: guide member
135, 235: blowing fan
400: electrode manufacturing device
410: current collector
420: electrode slurry
430: coating die
431: slurry supply nozzle
432: feed pump
433: tank
440: rolling unit
Claims (15)
상기 노즐은,
건조 오븐에 고정되는 본체부;
상기 본체부와 연통되며, 하면에 열풍이 분사되는 토출구가 형성된 분사부를 포함하고,
상기 분사부의 폭 방향 양 측면 중 적어도 하나에는 노즐 내부의 공기를 배출하기 위한 개구가 형성된 건조 장치.
A drying oven in which a space for drying the substrate is formed, and a nozzle for spraying hot air toward the substrate in the drying oven,
The nozzle is
a body portion fixed to the drying oven;
It communicates with the main body and includes a spraying part having a discharge port on which hot air is sprayed on a lower surface,
An opening for discharging air inside the nozzle is formed in at least one of both sides of the spray unit in the width direction.
상기 토출구는, 복수 개의 통기공이 일정 간격으로 배열되어 있는 구조인 건조 장치.
According to claim 1,
The outlet is a drying device having a structure in which a plurality of vent holes are arranged at regular intervals.
상기 개구는 복수 개의 통기공이 일정 간격으로 배열되어 있는 구조인 건조 장치.
According to claim 1,
The opening is a drying device having a structure in which a plurality of ventilation holes are arranged at regular intervals.
상기 통기공은 원형인 건조 장치.
4. The method of claim 3,
The vent hole is a circular drying device.
상기 통기공은 상기 기재에 대하여 평행한 방향 또는 수직한 방향으로 형성된 슬릿 형상인 건조 장치.
4. The method of claim 3,
The vent hole is a drying device in the form of a slit formed in a direction parallel to or perpendicular to the substrate.
상기 복수 개의 통기공의 형태 및 크기는 서로 동일한 건조 장치.
4. The method of claim 3,
A drying device having the same shape and size of the plurality of vents.
상기 노즐은,
상기 개구가 형성된 측면에 장착되어 개구를 통해 배출되는 공기의 유량을 조절하기 위한 조절 부재를 더 포함하는 건조 장치.
According to claim 1,
The nozzle is
Drying apparatus further comprising a control member mounted on the side of the opening is formed to adjust the flow rate of the air discharged through the opening.
상기 조절 부재는, 상기 측면에 형성된 개구를 완전히 덮는 크기의 판상형 부재인 건조 장치.
8. The method of claim 7,
The regulating member is a drying device that is a plate-shaped member sized to completely cover the opening formed on the side surface.
상기 노즐은,
상기 분사부의 하단에 형성되며, 상기 조절 부재의 이동을 보조하는 가이드 부재를 더 포함하는 건조 장치.
8. The method of claim 7,
The nozzle is
The drying apparatus further comprising a guide member formed at a lower end of the spraying unit and assisting the movement of the adjustment member.
상기 가이드 부재에는,
상기 조절 부재가 삽입되고, 가이드 부재 상에서 슬라이드 이동 가능하도록 상기 분사부의 개구가 형성된 측면과 평행하게 연장된 홈이 형성되는 건조 장치.
10. The method of claim 9,
In the guide member,
A drying apparatus in which the adjusting member is inserted and a groove extending parallel to a side surface of the spraying unit having an opening formed therein is formed so as to be slidably movable on the guide member.
상기 가이드 부재에 형성되는 홈의 폭은 상기 조절 부재의 두께에 대응하는 건조 장치.
11. The method of claim 10,
A width of the groove formed in the guide member corresponds to a thickness of the adjusting member.
상기 가이드 부재에 형성되는 홈의 양 끝단은 개방된 구조인 건조 장치.
11. The method of claim 10,
Both ends of the groove formed in the guide member have an open structure.
상기 본체부 내에 위치하며,
노즐 내 열풍 유동을 생성하는 송풍 팬을 더 포함하는 건조 장치.
According to claim 1,
It is located in the body part,
Drying apparatus further comprising a blowing fan for generating hot air flow in the nozzle.
상기 노즐의 하부에 형성되며,
건조되는 공간 내에서 기재를 이송하기 위한 이송부를 더 포함하는 건조 장치.
According to claim 1,
It is formed under the nozzle,
Drying apparatus further comprising a transfer unit for transferring the substrate in the space to be dried.
An electrode manufacturing apparatus comprising the drying apparatus according to claim 1 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020200087381A KR20220009095A (en) | 2020-07-15 | 2020-07-15 | Drying apparatus and manufacturing apparatus for electrode comprising the same |
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KR1020200087381A KR20220009095A (en) | 2020-07-15 | 2020-07-15 | Drying apparatus and manufacturing apparatus for electrode comprising the same |
Publications (1)
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KR20220009095A true KR20220009095A (en) | 2022-01-24 |
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ID=80049862
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KR1020200087381A KR20220009095A (en) | 2020-07-15 | 2020-07-15 | Drying apparatus and manufacturing apparatus for electrode comprising the same |
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KR (1) | KR20220009095A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023146288A1 (en) * | 2022-01-27 | 2023-08-03 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Drying apparatus capable of automatically adjusting screen |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180079782A (en) | 2017-01-02 | 2018-07-11 | 주식회사 엘지화학 | Dryer |
-
2020
- 2020-07-15 KR KR1020200087381A patent/KR20220009095A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
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KR20180079782A (en) | 2017-01-02 | 2018-07-11 | 주식회사 엘지화학 | Dryer |
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WO2023146288A1 (en) * | 2022-01-27 | 2023-08-03 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Drying apparatus capable of automatically adjusting screen |
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