KR20220030745A - 전극 건조 장치 및 전극 건조 방법 - Google Patents

전극 건조 장치 및 전극 건조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220030745A
KR20220030745A KR1020200112438A KR20200112438A KR20220030745A KR 20220030745 A KR20220030745 A KR 20220030745A KR 1020200112438 A KR1020200112438 A KR 1020200112438A KR 20200112438 A KR20200112438 A KR 20200112438A KR 20220030745 A KR20220030745 A KR 20220030745A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
drying
infrared heater
shielding frame
infrared
Prior art date
Application number
KR1020200112438A
Other languages
English (en)
Inventor
송진오
최용준
전재형
박원찬
김홍구
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
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 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020200112438A priority Critical patent/KR20220030745A/ko
Publication of KR20220030745A publication Critical patent/KR20220030745A/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
    • H01M4/0471Processes of manufacture in general involving thermal treatment, e.g. firing, sintering, backing particulate active material, thermal decomposition, pyrolysis
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B25/00Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
    • F26B25/22Controlling the drying process in dependence on liquid content of solid materials or objects
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/28Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
    • F26B3/30Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun from infrared-emitting elements
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 전극 건조 장치에 관한 것으로, 상기 전극 건조 장치는 집전체의 적어도 일면에 전극 활물질층이 형성된 구조의 전극이 건조되는 공간을 제공하며, 내부에 적어도 한 개의 적외선 히터를 구비하는 오븐; 및 상기 적외선 히터와 전극 활물질층 사이에 배치되며, 전극의 표면이 적외선에 노출되는 면적을 조절하는 적어도 한 개의 가림틀을 포함한다.

Description

전극 건조 장치 및 전극 건조 방법{DEVICE FOR DRYING THE ELECTRODE AND METHOD FOR DRYING THE ELECTRODE}
본 발명은 전극 건조 장치 및 전극 건조 방법에 관한 것으로, 상세하게는 가림틀을 포함하는 전극 건조 장치 및 이를 사용하는 전극 건조 방법에 관한 것이다.
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.
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.
상기 양극 및 음극은 각각 양극 집전체 및 음극 집전체에 양극 활물질을 포함하는 양극 슬러리 및 음극 활물질을 포함하는 음극 슬러리를 도포하여 양극 활물질층 및 음극 활물질층을 형성한 후, 이를 건조 및 압연하여 형성된다.
도 1은 종래의 전극 건조 장치(1)의 구조를 나타낸 모식도이다.
도 1을 참조하면, 전극(10)은 집전체(11) 상에 전극 활물질층(12)이 형성되어 있으며, 상기 전극(11)은 오븐(20) 내에 투입되어 건조된다. 이 때 오븐(20) 내에는 적외선 히터(30) 또는 열풍 노즐(미도시)이 구비되어 있어, 전극 활물질층(12)을 향해 적외선을 인가하거나, 열풍을 분사하여 전극(10)을 건조한다.
이 때, 전극의 건조 과정에서 전극의 폭 방향으로 건조 속도에 차이가 발생할 수 있다. 이는 기재의 열전달 정도의 차이 및 열풍 유동의 불균형에 의한 것으로, 일반적으로 전극의 양쪽 사이드 부분이 중앙 부분 대비 건조 속도가 빠르게 나타난다. 이러한 전극의 폭 방향 건조도 편차로 인하여 전극의 두께, 접착력 편차가 발생할 수 있으며, 그 외에 전극의 과건조, 전극 탈리, 주름, 크랙 등의 문제가 발생할 수 있다.
따라서 상기와 같은 문제를 해결할 수 있는 전극의 표면 건조 상태 평가를 위한 기술 개발이 필요한 실정이다.
일본공개특허 특개2019-197650호
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 전극의 폭 방향 건조도 편차를 제어할 수 있는 전극 건조 장치 및 전극 건조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 전극 건조 장치는, 집전체의 적어도 일면에 전극 활물질층이 형성된 구조의 전극이 건조되는 공간을 제공하며, 내부에 적어도 한 개의 적외선 히터를 구비하는 오븐; 및 상기 적외선 히터와 전극 활물질층 사이에 배치되며, 전극의 표면이 적외선에 노출되는 면적을 조절하는 적어도 한 개의 가림틀을 포함한다.
구체적인 예에서, 상기 오븐은 적어도 한 개의 적외선 히터를 구비하는 다수 개의 존으로 구획되며, 각각의 적외선 히터와 전극 활물질층 사이에는 적어도 한 개의 가림틀이 배치된다.
구체적인 예에서, 상기 가림틀은 적외선이 투과되지 않는 소재로 구성될 수 있다.
하나의 예에서, 상기 가림틀은 다수 개의 구멍이 일정 간격으로 패턴 형성되어 있다.
다른 하나의 예에서, 상기 가림틀은 메쉬 또는 망사 구조이다.
구체적인 예에서, 상기 가림틀은 전극의 폭 방향을 따라 이동 가능한 것이다.
하나의 예에서, 상기 적외선 히터는, 적외선 램프 및 상기 적외선 램프가 거치되는 거치대를 포함하며, 상기 가림틀은 상기 적외선 램프에 소정 거리만큼 이격되도록 거치대에 고정된 상태에서 슬라이딩 방식으로 이동할 수 있다.
다른 하나의 예에서, 본 발명에 따른 전극 건조 장치는, 적외선 히터와 전극 사이의 공간에 배치되며, 적어도 한 개의 가림틀이 탑재될 수 있는 레일을 더 포함하고, 상기 가림틀은 상기 레일 상에서 슬라이딩 방식으로 이동할 수 있다.
또 다른 하나의 예에서, 상기 레일은 적외선 히터와 전극 사이의 공간에서 전극이 이루는 평면에 수직인 방향을 따라 복수 개가 평행하게 배치되며, 상기 복수 개의 레일에는 각각 적어도 한 개의 가림틀이 탑재될 수 있다.
구체적인 예에서, 상기 복수 개의 레일에 탑재되는 가림틀의 위치는 전극 활물질층의 형성 패턴 및 전극의 부위 별 건조도 편차에 따라 독립적으로 제어될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전극 건조 장치는, 전극을 향하여 열풍을 분사하는 적어도 한 개의 열풍 노즐을 더 포함한다.
구체적인 예에서, 상기 적외선 히터와 열풍 노즐은 전극의 진행 방향을 따라 교번하여 배열될 수 있다.
이 때, 상기 가림틀은 적외선 히터와 전극 사이의 공간에만 배치될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전극 건조 장치는 전극의 건조도 편차를 측정하고, 측정된 편차에 따라 전극의 이송 속도, 가림틀의 위치, 열풍량 및 적외선 히터의 출력을 제어하는 제어부를 더 포함한다.
또한, 본 발명은 전극 건조 방법을 제공하는바, 상기 전극 건조 방법은 전극 건조 장치의 오븐 내로 전극을 이송하는 단계; 상기 전극을 건조하면서, 전극의 건조 시점 별 또는 전극의 부위 별 건조도 편차를 측정하는 단계; 및 상기 건조도 편차를 반영하여 전극의 이송 속도, 가림틀의 위치, 열풍량 및 적외선 히터의 출력을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명은 적외선 히터와 전극 활물질층 사이에 가림틀을 설치하고, 가림틀의 위치를 제어함으로써 전극 건조 시 폭 방향에 따른 건조도 편차를 개선할 수 있다.
도 1은 종래의 전극 건조 장치의 구조를 나타낸 모식도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 전극 건조 장치의 구조를 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가림틀의 형상을 나타낸 모식도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가림틀의 형상을 나타낸 모식도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가림틀과 적외선 히터의 구조를 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가림틀과 적외선 히터의 구조를 나타낸 개략도이다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가림틀과 적외선 히터의 구조를 나타낸 개략도이다.
도 11은 본 발명에 따른 전극 건조 방법의 순서를 나타낸 흐름도이다.
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.
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.
이하 본 발명에 대해 자세히 설명한다.
본 발명에 따른 전극 건조 장치는, 집전체의 적어도 일면에 전극 활물질층이 형성된 구조의 전극이 건조되는 공간을 제공하며, 내부에 적어도 한 개의 적외선 히터를 구비하는 오븐; 및 상기 적외선 히터와 전극 활물질층 사이에 배치되며, 전극의 표면이 적외선에 노출되는 면적을 조절하는 적어도 한 개의 가림틀을 포함한다.
전술한 바와 같이, 전극의 건조 과정에서 전극의 폭 방향으로 건조 속도에 차이가 발생할 수 있으며, 일반적으로 전극의 양쪽 사이드 부분이 중앙 부분 대비 건조 속도가 빠르게 나타난다. 이러한 전극의 폭 방향 건조도 편차로 인하여 전극의 두께, 접착력 편차가 발생할 수 있으며, 그 외에 전극의 과건조, 전극 탈리, 주름, 크랙 등의 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 적외선 히터와 전극 활물질층 사이에 가림틀을 설치하고, 가림틀의 위치를 제어함으로써 전극 건조 시 폭 방향에 따른 건조도 편차를 개선할 수 있다.
한편, 본 발명에서, x축은 전극이 이송되는 방향을 의미하며, y축은 전극의 폭 방향으로, 전극면 내에서 전극의 이송 방향과 수직인 방향을 의미한다. z축은 전극면에 대하여 수직인 방향으로, 열풍의 분사 방향 또는 적외선의 조사 방향에 해당된다.
이하 본 발명에 따른 전극 건조 장치의 구성에 대해 자세히 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 전극 건조 장치의 구조를 나타낸 모식도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전극 건조 장치(100)는, 오븐(120)을 포함한다. 상기 오븐(120)은 챔버 형상으로, 전극(110)이 건조되는 공간을 제공하는바, 건조 대상 전극이 건조 과정에서 일시적으로 수용되며, 건조를 위해 내부의 열이 외부로 빠져나가는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 전극은, 집전체 상에 전극 활물질을 포함하는 전극 슬러리가 도포되어 전극 활물질층이 형성된 구조일 수 있다. 상기 전극 슬러리는 집전체의 적어도 일면에 도포될 수 있다.
이 때 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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
한편, 이와 같은 전극 슬러리는 전극 활물질, 도전재 및 바인더 등을 용매에 용해시켜 제조될 수 있다. 상기 용매는 전극 활물질 등을 분산시킬 수 있는 것이면 그 종류에 특별한 제한은 없으며, 수계 용매 또는 비수계 용매를 모두 사용 가능하다. 예를 들어, 상기 용매로는 상기 용매는 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 용매일 수 있으며, 디메틸설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO), 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol), N-메틸피롤리돈(NMP), 아세톤(acetone) 또는 물 등일 수 있으며, 이들 중 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 용매의 사용량은 슬러리의 도포 두께, 제조 수율, 작업성 등을 고려하여 슬러리가 적절한 점도를 갖도록 조절될 수 있는 정도이면 되고, 특별히 한정되지 않는다.
상기 오븐은 내부에 전극(110)을 건조하기 위한 적외선 히터(130)를 구비한다. 도 2 및 도 3에서는 적외선 히터가 전극(110)의 상부, 즉 오븐(120)의 천장 하부에 위치하는 것으로 도시되었으나, 전극 활물질층이 집전체의 양면에 형성된 경우 적외선 히터(130)가 전극(110)의 상부 및 하부에 모두 위치할 수 있다.
한편, 적외선 히터(130)는 적외선을 전극에 조사하는 적외선 램프(131) 및 상기 적외선 램프(131)를 지지 또는 거치하는 거치대(132)를 포함할 수 있다. 적외선 램프(131)의 형태는 특별한 제한은 없으며, 예를 들어 막대 모양의 램프가 전극의 폭 방향으로 연장된 상태에서 전극의 이송 방향을 따라 평행하게 배열될 수 있다. 상기 적외선 램프가 조사하는 적외선은 원적외선(FIR), 중적외선(MIR), 근적외선(NIR)이 모두 가능하나, 상세하게는 중적외선(MIR)일 수 있다.
또한 상기 오븐(120) 내부에는 전극을 이송하기 위한 이송 롤러(150)를 포함할 수 있다. 상기 이송 롤러(150)는 전극(110)의 이송 방향을 따라 다수 개가 일정 간격으로 이격되어 배치될 수 있으며, 건조 과정에서 전극(110)을 지지하고, 건조된 전극(110)을 오븐(120) 외부로 이송한다.
상기 오븐(120)은 다수 개의 건조 존으로 구획될 수 있다. 전극(110)의 건조 과정에서 과건조 또는 미건조 상황이 발생할 경우 건조 세기를 변경해 가면서 전극(110)을 알맞게 건조시킬 필요가 있는데, 오븐(120)을 다수 개의 건조 존으로 구획함으로써 각 건조 존 별로 건조 조건을 독립적으로 관리할 수 있다. 본 발명의 명세서에서, 건조 존이 n개 구획되어 있을 경우 상기 건조 존을 전극(110)의 이송 방향을 따라 차례로 제1 건조 존(121), 제2 건조 존(122) 내지 제n 건조 존(123)으로 명명한다. 예를 들어 제1 건조 존(121)과 제2 건조 존(122)에서 전극이 충분히 건조된 경우, 제3 건조 존에서 건조의 세기를 약하게 함으로써 전극의 건조도가 알맞게 되도록 할 수 있다.
상기 건조 존은, 건조 존 사이에 실제로 내벽을 설치하여 물리적으로 분획된 공간일 수도 있으며, 해당 건조 존에서 수행되는 건조 조건에 따라 추상적으로 구획된 공간일 수도 있다.
한편, 본 발명에 따른 전극 건조 장치(100)는, 전극(110)의 표면 상태를 실시간으로 촬영하여 이미지 또는 영상을 수득하는 촬영부(180)를 포함한다.
하나의 예에서, 상기 촬영부(180)는 오븐(120) 내부에 위치하여 전극(110)의 표면 상태를 직접 촬영할 수 있다.
상기 촬영부(180)는 조명(미도시) 및 이미지 센서를 포함한다. 상기 조명은 이미지 센서가 전극(110) 표면의 이미지 또는 영상을 원활하게 촬영할 수 있도록 촬영될 부분에 빛을 조사한다. 상기 조명으로는 예를 들어 LED 광원을 사용할 수 있다. 상기 이미지 센서는, 전극(110) 표면을 촬영하여 이미지 또는 영상을 수득하는 것으로, 예를 들어 카메라일 수 있다. 상기 촬영부를 구성하는 조명 및 이미지 센서는 오븐의 외벽을 관통하여 배치될 수 있다.
한편, 상기 촬영부(180)는 촬영 과정을 원활히 수행할 수 있고, 촬영부(180)를 구성하는 조명 및 카메라가 지나친 고온에 노출되는 것을 방지하기 위하여, 오븐(120) 내에서 상대적으로 저온인 곳에 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 촬영부(180)는 오븐(120) 내의 적외선 히터(130)에 의해 촬영 시야가 가리지 않는 곳에 위치하는 것이 바람직하다. 따라서 촬영부(180)는 적외선 히터(130)가 미배치된 곳에 위치할 수 있으며, 구체적으로 건조 존 사이에 위치할 수 있다. 도 2를 참조하면, 촬영부(180)는 제1 건조 존(121)과 제2 건조 존(122) 사이의 구역에 위치하는 것으로 도시되었다. 아울러 촬영부(180)는 제2 건조 존(122)과 제3 건조 존 사이의 구역에도 모두 위치할 수 있다. 아울러, 도 3에서는 촬영부(180)가 전극(110)의 상부에 위치하는 것으로 도시되었으나, 전극 활물질층이 집전체의 양면에 형성된 경우 상기 촬영부(180)가 전극의 상부 및 하부에 모두 위치할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전극 건조 장치(100)는 촬영부(180)를 냉각하는 냉각 장치(181)를 더 포함한다. 상기 냉각 장치(181)는 촬영부(180)가 오븐(120) 내 고온 환경에 의해 손상되는 것을 방지하여 지속적인 활영을 가능하게 한다. 상기 냉각 장치(181)는 오븐(120) 내부의 온도 변화를 방지하기 위해 오븐(120)의 외부에서 상기 촬영부(180)에 체결 또는 부착될 수 있다. 상기 냉각 장치(181)는 촬영부(180)를 냉각할 수 있으면 그 형상에 특별한 제한은 없으나, 예를 들어 촬영부(180)를 감싸며, 내부에 냉매 등이 포함된 쿨링 자켓(cooling jacket)일 수 있다.
또한, 도 2에서는 촬영부(180)가 오븐(120)의 내부에 위치하는 것으로 도시되었으나, 촬영부가 오븐의 외부에 위치한 상태에서, 오븐의 외벽에 형성된 관망창을 통해 전극의 표면 상태를 촬영하도록 할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 전극 건조 장치(100)는, 상기 적외선 히터(130)와 전극 활물질층(112) 사이에 배치되며, 전극(110)의 표면이 적외선에 노출되는 면적을 조절하는 적어도 한 개의 가림틀(140)을 포함한다. 가림틀(140)이 설치되는 부분은 적외선에 의한 복사 열 전달이 차단 또는 감소될 수 있다. 본 발명에 따른 전극 건조 장치는, 필요에 따라 가림틀(140)을 통해 전극(110)이 적외선에 노출되는 면적을 조절함으로써, 전극(110)의 각 부위에 따라 건조 속도를 제어할 수 있고, 이를 통해 폭 방향 간 건조도 편차를 감소시킬 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극 건조 장치(100)의 오븐(120)은 다수 개의 건조 존으로 구획될 수 있다. 이 경우 각 존에 구비된 적외선 히터(130)와 전극 활물질층(112) 사이에 적어도 한 개의 가림틀(140)이 배치된다. 즉, 오븐(120) 내에 구비된 모든 적외선 히터(130)에 대하여 가림틀(140)이 배치될 수 있다.
이 때, 가림틀(140)의 크기 및 개수는 건조 공정에 따라 다양하게 설정 가능하다. 다만, 가림틀(140)의 전극 이송 방향(x축 방향) 길이는 적외선을 효과적으로 차단하고, 전극 이송 방향에 대한 건조도 편차가 발생하기 않도록 적외선 램프(131)의 전극 이송 방향(x축 방향) 길이와 동일하거나 이보다 크게 할 수 있다. 또한, 가림틀(140)의 폭 방향(y축 방향) 길이는 전극(110)의 폭 방향 건조도 편차를 제어하기 위해, 전극 활물질층(112)의 폭 방향 길이보다 작은 것이 바람직하다. 또한, 전극(110)이 적외선에 노출되는 면적을 미세하게 조절할 수 있도록, 폭 방향 길이가 작은 가림틀을 다수 개 배치하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 3에는 전극 활물질층(112)의 폭 방향 길이보다 작은 가림틀(140)이 두 개 배치된 형상을 도시하였다.
본 발명에서, 상기 가림틀(140)은, 적외선이 투과되지 않는 소재로 구성된 판상형 부재일 수 있다. 구체적으로, 상기 가림틀(140)은, 오븐 내의 고온 환경에서 손상되지 않으면서 적외선을 투과하지 않는 것이라면 어떤 소재든지 사용 가능하다. 또한, 상기 가림틀(140)은 적외선이 투과되지 않는 소재로만 이루어질 수도 있고, 몸체를 구성하는 금속 또는 고분자 소재(여기서, 금속 또는 고분자 소재는 적외선을 차단과 무관한 것을 사용 가능)를 적외선이 투과되지 않는 소재로 코팅한 것일 수도 있다. 상기 적외선이 투과되지 않는 소재로는 예를 들어, 유리질 단열재, 금속 산화물과 같은 무기물, 탄소계 물질 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 가림틀(140)의 형상은 건조 조건에 따라 다양하게 변형 가능하다. 상기 가림틀(140)은 적외선을 완전히 차단할 수 있도록 표면에 구멍을 형성하지 않을 수 있다. 또는, 가림틀(140)은 적외선을 일부만 차단할 수 있도록 적외선 조사 방향으로 구멍이 형성된 구조일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가림틀의 형상을 나타낸 모식도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시에에 따른 가림틀의 형상을 나타낸 모식도이다.
하나의 예에서, 상기 가림틀(140)은 도 4와 같이 상기 다수 개의 구멍이 일정 간격으로 패턴 형성되어 있는 것일 수 있다, 이 경우 가림틀(140)은 상기 다수 개의 구멍이 형성되도록 성형 제작될 수 있다.
다른 하나의 예에서, 상기 가림틀(240)은 도 5와 같이 메쉬 또는 망사 구조일 수 있다. 상기 가림틀(240)은 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다. 가림틀(240)이 단층 구조일 경우 한 겹의 메쉬 또는 망사 구조물을 이를 지지할 수 있는 틀에 부착하여 제조할 수 있다. 또는 적외선이 투과 가능한 소재에 상기 메쉬 또는 망사 구조물을 부착한 것을 사용할 수 있다. 가림틀(240)이 다층 구조일 경우 섬유 형태의 소재를 일정 크기의 기공이 형성되도록 제직하고, 이를 다수 적층하여 판상형 형태로 제조한 것을 사용할 수 있다.
한편, 도 3을 참조하면, 상기 가림틀(140)은, 전극(110)의 폭 방향을 따라 이동 가능하도록 할 수 있다. 이를 통해 전극(110)의 폭 방향 건조도 편차를 개선할 수 있다. 상기 가림틀(140)은 전극의 폭 방향을 따라 이동하면서 건조도가 높은 부위 상에 위치하여, 건조도가 높은 부위의 건조 속도를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 도 3에서는 가림틀(140)이 전극의 폭 방향 양 측 사이드에 위치하는 것으로 도시하였다.
상기 가림틀(140)은 다양한 방법으로 전극(110)과 적외선 히터(130) 사이에서 폭 방향으로 이동할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가림틀과 적외선 히터의 구조를 나타낸 개략도이다.
도 6을 참조하면, 전술한 바와 같이 적외선 히터(130)는 적외선 램프(131) 및 상기 적외선 램프(131)가 거치되는 거치대(132)를 포함한다. 이 때, 상기 가림틀(140)은 상기 적외선 램프(131)에 소정 거리만큼 이격되도록 거치대(132)에 고정된 상태에서 슬라이딩 방식으로 이동할 수 있다. 도 6의 경우 적외선 램프(131)가 거치되는 거치대(132)의 단면이 사다리꼴 형상으로 되어 있는바, 거치대(132) 상부에서 하부로 갈 수록 x축 방향의 길이가 커지는 형태이다. 상기 가림틀(140)은 거치대(132)의 x축 방향 양 끝단과 대면하는 부분이 거치대(132) 쪽으로 절곡되어 거치대(132)의 외벽(측벽)에 걸쳐진다. 상기 거치대(132)는 사다리꼴 형상의 단면 형상을 가지고 있으므로, 가림틀(140)이 거치대(132)에 고정될 수 있다. 이 때 상기 가림틀(140)의 절곡된 부분은 거치대(132)에 완전히 부착된 것이 아니므로, 가림틀(140)이 폭 방향(y축 방향)을 따라 이동하면서 적외선의 투과를 차단할 수 있다.
다만 상기와 같은 설명은 설명은 적외선 히터(130)와 가림틀(140)이 결합되는 방식에 관한 일례이며, 가림틀(140)이 거치대(132)에 고정된 상태에서 폭 방향으로 이동할 수 있으면 거치대(132) 및 가림틀(140)의 형태 및 결합 방식에 특별한 제한은 없다. 예를 들어, 가림틀의 양 끝단에 거치대에 결합하기 위한 행어가 결합할 수 있고, 상기 행어가 거치대에 결합하는 방식으로 고정될 수도 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가림틀과 적외선 히터의 구조를 나타낸 개략도이다.
도 7을 도 2와 함께 참조하면, 전극 건조 장치(100)는 적외선 히터(130)와 전극 활물질층(112) 사이의 공간에 배치되며, 적어도 한 개의 가림틀(140)이 탑재될 수 있는 레일(160)을 더 포함한다. 상기 가림틀(140)은 상기 레일(160) 상에서 슬라이딩 방식으로 이동할 수 있다.
상기 레일(160)은 가림틀(140)이 슬라이딩 방식으로 이동할 수 있으면, 그 형태에 특별한 제한은 없으나, 적외선을 차단하지 않도록 적외선이 조사되는 경로 밖에 위치하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 레일(160)은 도 7의 (a)와 같이 가림틀(140)의 x축 방향(전극의 이송 방향) 양 끝단을 지지하는 직육면체 형상의 틀일 수 있다. 이 경우 레일(160)의 가운데 부분은 비어 있는 공간이 형성되어 가림틀(140)이 레일(160) 상에서 슬라이딩 방식으로 이동하는 공간을 제공하며, 적외선의 조사를 방해하지 않는 구조이다. 또한 도 7의 (b)를 참조하면, 상기 레일(160)은 가림틀(140)의 상면 및 하면을 고정할 수 있도록 설계되어 있다. 가림틀(140)은 레일(160) 사이의 공간 상에 탑재되어 레일(160) 상에서 폭 방향을 따라 슬라이딩 방식으로 이동하면서, 건조도가 높은 부위 상에 위치하여, 건조도가 높은 부위의 건조 속도를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 도 7에서는 가림틀(140)이 전극(110)의 폭 방향 양 측 사이드에 위치하는 것으로 도시하였다. 이 때, 레일(160)에 탑재된 가림틀(140)의 수는 전극의(140) 크기, 전극 활물질층(112)의 형성 패턴 및 건조 조건 등에 따라 적절히 설계될 수 있다.
도 8 내지 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가림틀과 적외선 히터의 구조를 나타낸 개략도이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 상기 레일(160)은 적외선 히터(130)와 전극 활물질층(112) 사이의 공간에서 전극(110)이 이루는 평면에 수직인 방향(z축 방향)을 따라 복수 개가 평행하게 배치되며, 상기 복수 개의 레일(160)에는 각각 적어도 한 개의 가림틀(140)이 탑재된다. 이 때 상기 복수 개의 레일(160)에 탑재되는 가림틀(140)의 위치는 전극 활물질층(112)의 형성 패턴 및 전극의 부위 별 건조도 편차에 따라 독립적으로 제어된다.
이와 같이 z축 방향으로 복수 개의 레일(160)을 적층함으로써, 가림틀(140)의 위치뿐만 아니라 전극(110)의 어느 한 지점 상에 위치하는 가림틀(140)의 개수 및 가림틀(140)이 서로 중첩되는 정도를 조절하여 폭 방향에 따른 전극(110)의 건조도를 좀 더 정밀하게 제어할 수 있다. 구체적으로, 전극(110)의 어느 한 지점 상에 위치하는 가림틀(140)의 개수가 많을수록, 또는 가림틀(140)이 더 많이 중첩될수록 적외선을 효과적으로 차단할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 가림틀(140)에 구멍이 패턴 형성되어 있거나, 가림틀(140)로서 메쉬 또는 망사 구조인 것을 사용할 경우, 가림틀(140)의 중첩 정도에 따른 건조도 제어를 극대화할 수 있다.
한편, 도 8 내지 도 10에는, 전극(110)과 적외선 히터(130) 사이에 3개의 레일(160)이 적층된 형상을 도시하였으며, 전극에 가까운 레일부터 각각 제1 레일(161), 제2 레일(162), 제3 레일(163)로 정의한다. 또한, 상기 제1 레일(161), 제2 레일(162), 제3 레일(163)에 탑재된 가림틀(140)을 각각 제1 가림틀(141), 제2 가림틀(142) 및 제3 가림틀(143)로 정의한다.
도 8을 참조하면, 상기 제1 가림틀(141), 제2 가림틀(142) 및 제3 가림틀(143)은 z축 방향으로 서로 중첩되는 영역 없이 배치된다. 이로써 전극(110)의 폭 방향 가운데의 좁은 영역만 적외선 램프(131)로부터 조사되는 적외선에 노출되며, 적외선에 노출되는 영역의 건조 속도를 다른 부분보다 빠르게 할 수 있다. 도 8에서는 제1 가림틀(141)은 폭 방향을 기준으로 전극의 가장 가장자리에 위치해 있고, 제2 가림틀(142)은 제1 가림틀(141)보다 안쪽에 위치하며, 제3 가림틀(143)은 가장 안쪽에 위치하는 것으로 도시하였는데, 전극이 적외선에 노출되는 부분을 동일하게 하면서 각 가림틀(141, 142, 143)의 폭 방향 별 위치를 변경 가능하다.
도 9를 참조하면, 제3 가림틀(143)이 레일(160)의 가장 가장자리에 위치하여 전극 활물질층의 바깥쪽에 위치하게 되며, 제 1 가림틀(141) 및 제2 가림틀(142)은 z축 방향으로 일부 중첩된 영역이 형성되도록 전극의 폭 방향 가장자리에 위치한다. 이 경우 전극의 폭 방향 가장자리 부분만 적외선이 닿는 것을 차단할 수 있고, 가장자리 부분을 제외한 나머지 부분의 건조 속도를 더 빠르게 할 수 있다. 마찬가지로, 전극이 적외선에 노출되는 부분을 동일하게 하면서 각 가림틀(141, 142, 143)의 폭 방향 별 위치를 변경 가능하다.
도 10을 참조하면, 전극(110)은 폭 방향으로 전극 활물질층(112) 및 무지부가 교번하여 패턴 형성된 구조이다. 여기서, 가림틀(141, 142, 143)은 패턴 코팅된 전극 활물질층(112)의 폭 방향 가장자리 부분을 가릴 수 있도록 무지부 상에 위치하게 된다. 이에 따라 패턴 코팅된 전극 활물질층(112)의 폭 방향 가운데 부분의 건조 속도를 무지부와 접하는 가장자리 부분 보다 빠르게 할 수 있다. 마찬가지로, 전극(110)이 적외선에 노출되는 부분을 동일하게 하면서 각 가림틀(141, 142, 143)의 폭 방향 별 위치를 변경 가능하다.
본 발명에 따른 전극 건조 장치(100)는 열 공급원으로서 적외선 히터(130) 외에, 전극(110)을 향하여 열풍을 분사하는 적어도 한 개의 열풍 노즐(170)을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 적외선 히터(130)와 열풍 노즐(170)은 전극(110)의 이송 방향을 따라 일정 간격으로 배열될 수 있다.
상기 열풍 노즐(170)은 본체부 및 분사부를 포함한다. 상기 본체부는 열풍 노즐(170)의 몸체를 구성하며, 열풍 노즐(170)을 오븐(120)의 천장에 고정한다. 또한 본체부는 내부가 비어 있으며, 열풍 공급원(미도시)으로부터 전달되는 열풍을 분사부로 전달한다. 한편, 본체부의 하면에는 분사부가 마련된다. 상기 분사부는 본체부와 연통되며, 분사부의 하면에는 열풍이 분사되는 분사구가 형성된다. 상기 분사구는 복수 개의 기공이 일정 간격으로 배열되어 있는 구조일 수 있다.
상기 열풍 노즐(170) 및 적외선 히터(130)는 전극(110)의 표면에 열풍 및 적외선을 고르게 공급하기 위하여 전극(110)의 진행 방향을 따라 교번하여 배열될 수 있다. 다만, 배열 형태에 특별한 제한이 있는 것은 아니며 통상의 기술자가 건조 조건에 따라 열풍 노즐(170)과 적외선 히터(130)의 배열 방식을 적절히 설계 변경 가능하다.
이 때, 상기 가림틀(140)은 적외선 히터(130)와 전극(110) 사이의 공간에만 배치될 수 있다. 열풍 노즐(170)과 전극(110) 사이의 공간에는 가림틀(140)을 배치하지 않는 것이 바람직하다. 이는 열풍 노즐(170)과 전극(110) 사이의 공간에 가림틀(140)을 배치할 경우, 열풍 노즐(170)로부터 분사된 열풍이 유동하면서 전극(110)의 건조도 제어가 어려우며, 가림틀(140)의 경계 부위에서 열풍 유동이 불균형으로 발생하여 전극(110)의 건조도 편차가 커질 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 본 발명에서 전극(110)의 폭 방향에 따른 건조도 편차는 가림틀(140)의 위치를 통해 제어할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니고, 전극(110)의 속도, 열풍량 및 적외선 히터(130)의 출력을 통해 제어될 수도 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 전극 건조 장치(100)는, 전극(110)의 건조도 편차를 측정하고, 측정된 편차에 따라 전극(110)의 속도, 가림틀(140)의 위치, 열풍량 및 적외선 히터(130)의 출력을 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 촬영부에서 촬영된 전극 표면의 이미지 또는 영상으로부터 전극의 폭 방향 건조도 편차를 정량적으로 분석할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부는 상기 이미지 또는 영상을 그레이 스케일(gray scale)로 변환하고, 변환된 이미지의 회색도(gray value) 값을 측정할 수 있다. 이 경우 촬영부(180)에 의해 촬영된 이미지 또는 영상을 그레이 스케일로 변환하여 상기 이미지 또는 영상에 표시되는 명암을 일률적으로 확인함으로써, 전극 표면의 건조 상태를 직관적으로 인지할 수 있다. 또한, 그레이 스케일로의 변환을 통해 상기 전극 표면의 건조 상태를 정량적으로 평가하여 이를 건조도 편차 제어에 반영할 수 있다. 제어부는 상기 회색도 값이 작을수록 건조 속도가 낮은 것으로 판정할 수 있으며, 회색도 값에 따라 전극의 건조 세기를 조절할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 전극 건조 장치는 전극의 폭 방향 건조도 편차에 따라 가림틀의 위치 등을 조절하여 전극의 폭 방향 건조도 편차를 신속하게 개선함으로써, 전극의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 전극 건조 방법을 제공하는바, 상기 전극 건조 방법은 앞서 설명한 바와 같은 전극 건조 장치의 오븐 내로 전극을 이송하는 단계(S10); 상기 전극을 건조하면서, 전극의 건조 시점 별 또는 전극의 부위 별 건조도 편차를 측정하는 단계(S20); 및 상기 건조도 편차를 반영하여 가림틀의 위치, 전극의 이송 속도, 열풍량 및 적외선 히터의 출력을 제어하는 단계(S30)를 포함한다.
본 발명은 적외선 히터와 전극 활물질층 사이에 가림틀을 설치하고, 가림틀의 위치를 제어함으로써 전극 건조 시 폭 방향에 따른 건조도 편차를 개선할 수 있다. 상기 각 단계에서 사용된 전극 건조 장치의 구조, 전극의 제조 과정 및 전극의 건조도 편차를 측정하는 과정에 대해서는 전술한 바와 동일한 방법을 사용할 수 있다.
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.
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.
1, 100: 전극 건조 장치
10, 110: 전극
11, 111: 집전체
12, 112: 전극 활물질층
20, 120: 오븐
30, 130: 적외선 히터
121: 제1 건조 존
122: 제2 건조 존
131: 적외선 램프
132: 거치대
140: 가림틀
141: 제1 가림틀
142: 제2 가림틀
143: 제3 가림틀
150: 이송 롤러
160: 레일
161: 제1 레일
162: 제2 레일
163: 제3 레일
170: 열풍 노즐
180: 촬영부
181: 냉각 장치

Claims (15)

  1. 집전체의 적어도 일면에 전극 활물질층이 형성된 구조의 전극이 건조되는 공간을 제공하며, 내부에 적어도 한 개의 적외선 히터를 구비하는 오븐; 및
    상기 적외선 히터와 전극 활물질층 사이에 배치되며, 전극의 표면이 적외선에 노출되는 면적을 조절하는 적어도 한 개의 가림틀을 포함하는 전극 건조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오븐은 적어도 한 개의 적외선 히터를 구비하는 다수 개의 존으로 구획되며, 각각의 적외선 히터와 전극 활물질층 사이에는 적어도 한 개의 가림틀이 배치되는 전극 건조 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가림틀은 적외선이 투과되지 않는 소재로 구성된 판상형 부재인 전극 건조 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가림틀은 다수 개의 구멍이 일정 간격으로 패턴 형성되어 있는 것인 전극 건조 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 가림틀은 메쉬 또는 망사 구조인 전극 건조 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가림틀은 전극의 폭 방향을 따라 이동 가능한 것인 전극 건조 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적외선 히터는, 적외선 램프 및 상기 적외선 램프가 거치되는 거치대를 포함하며,
    상기 가림틀은 상기 적외선 램프에 소정 거리만큼 이격되도록 거치대에 고정된 상태에서 슬라이딩 방식으로 이동하는 전극 건조 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    적외선 히터와 전극 사이의 공간에 배치되며, 적어도 한 개의 가림틀이 탑재될 수 있는 레일을 더 포함하고,
    상기 가림틀은 상기 레일 상에서 슬라이딩 방식으로 이동하는 전극 건조 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 레일은 적외선 히터와 전극 사이의 공간에서 전극이 이루는 평면에 수직인 방향을 따라 복수 개가 평행하게 배치되며,
    상기 복수 개의 레일에는 각각 적어도 한 개의 가림틀이 탑재되는 전극 건조 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수 개의 레일에 탑재되는 가림틀의 위치는 전극 활물질층의 형성 패턴 및 전극의 부위 별 건조도 편차에 따라 독립적으로 제어되는 전극 건조 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    전극을 향하여 열풍을 분사하는 적어도 한 개의 열풍 노즐을 더 포함하는 전극 건조 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 적외선 히터와 열풍 노즐은 전극의 진행 방향을 따라 교번하여 배열되는 전극 건조 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 가림틀은 적외선 히터와 전극 사이의 공간에만 배치되는 전극 건조 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    전극의 건조도 편차를 측정하고, 측정된 편차에 따라 전극의 이송 속도, 가림틀의 위치, 열풍량 및 적외선 히터의 출력을 제어하는 제어부를 더 포함하는 전극 건조 장치.
  15. 제1항에 따른 전극 건조 장치의 오븐 내로 전극을 이송하는 단계;
    상기 전극을 건조하면서, 전극의 건조 시점 별 또는 전극의 부위 별 건조도 편차를 측정하는 단계; 및
    상기 건조도 편차를 반영하여 전극의 이송 속도, 가림틀의 위치, 열풍량 및 적외선 히터의 출력을 제어하는 단계를 포함하는 전극 건조 방법.
KR1020200112438A 2020-09-03 2020-09-03 전극 건조 장치 및 전극 건조 방법 KR20220030745A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200112438A KR20220030745A (ko) 2020-09-03 2020-09-03 전극 건조 장치 및 전극 건조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200112438A KR20220030745A (ko) 2020-09-03 2020-09-03 전극 건조 장치 및 전극 건조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220030745A true KR20220030745A (ko) 2022-03-11

Family

ID=80814698

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200112438A KR20220030745A (ko) 2020-09-03 2020-09-03 전극 건조 장치 및 전극 건조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220030745A (ko)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022270707A1 (ko) * 2021-06-22 2022-12-29 주식회사 엘지에너지솔루션 적외선 열원 모듈 및 전극 제조 방법
WO2023224208A1 (ko) * 2022-05-17 2023-11-23 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 시트 건조 장치 및 이를 이용한 전극 제조 시스템
WO2023249349A1 (ko) * 2022-06-23 2023-12-28 주식회사 에스에프에이 이차전지 전극 제조용 하이브리드 건조시스템
WO2023249348A1 (ko) * 2022-06-23 2023-12-28 주식회사 에스에프에이 이차전지 전극 제조용 하이브리드 건조시스템
KR20240034011A (ko) 2022-09-06 2024-03-13 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 건조장치 및 전극의 건조방법
KR20240034014A (ko) 2022-09-06 2024-03-13 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 건조장치 및 전극의 건조방법
EP4369428A1 (en) * 2022-09-30 2024-05-15 FUJIFILM Corporation Coating film forming method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019197650A (ja) 2018-05-09 2019-11-14 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh 電極層の検査方法及び電池の製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019197650A (ja) 2018-05-09 2019-11-14 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh 電極層の検査方法及び電池の製造方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022270707A1 (ko) * 2021-06-22 2022-12-29 주식회사 엘지에너지솔루션 적외선 열원 모듈 및 전극 제조 방법
WO2023224208A1 (ko) * 2022-05-17 2023-11-23 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 시트 건조 장치 및 이를 이용한 전극 제조 시스템
WO2023249349A1 (ko) * 2022-06-23 2023-12-28 주식회사 에스에프에이 이차전지 전극 제조용 하이브리드 건조시스템
WO2023249348A1 (ko) * 2022-06-23 2023-12-28 주식회사 에스에프에이 이차전지 전극 제조용 하이브리드 건조시스템
KR20240034011A (ko) 2022-09-06 2024-03-13 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 건조장치 및 전극의 건조방법
KR20240034014A (ko) 2022-09-06 2024-03-13 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 건조장치 및 전극의 건조방법
WO2024053973A1 (ko) * 2022-09-06 2024-03-14 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 건조장치 및 전극의 건조방법
EP4369428A1 (en) * 2022-09-30 2024-05-15 FUJIFILM Corporation Coating film forming method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20220030745A (ko) 전극 건조 장치 및 전극 건조 방법
WO2015080305A1 (ko) 전극조립체 및 이를 포함하는 전기화학소자
KR20160047690A (ko) 고주파 유도 가열을 이용한 라미네이션 장치 및 이를 이용하여 생산되는 이차전지
KR20220030748A (ko) 전극의 실시간 표면 건조 상태 평가 장치 및 이를 포함하는 건조 장치
KR20220030756A (ko) 전극의 실시간 건조도 편차 평가 방법 및 전극의 건조 방법
KR20220030751A (ko) 전극 건조 자동 제어 시스템 및 전극 건조 자동 제어 방법
WO2022103072A1 (ko) 전극 코팅 장치 및 전극 코팅 방법
KR20220074758A (ko) 전극 건조 시스템 및 전극 건조 방법
WO2022119185A1 (ko) 전극의 건조 시스템 및 전극의 건조 방법
KR20220011319A (ko) 전지셀 용량 측정 장치 및 전지셀 용량 측정 방법
US20230016387A1 (en) Electrode drying device and electrode drying method
KR20220009095A (ko) 건조 장치 및 이를 포함하는 전극 제조 장치
US20230143349A1 (en) Electrode Drying System and Electrode Drying Method
EP4109580A1 (en) Automatic electrode drying control system and automatic electrode drying control method
KR20220058196A (ko) 전극의 접착력 예측 방법
EP4258376A1 (en) Electrode sheet drying device capable of preventing thermal wrinkles in uncoated portion
KR20220067263A (ko) 가습부를 포함하는 전극 건조 장치
KR20240082654A (ko) 전극 건조 설비 및 이를 이용한 전극 건조 방법
KR20220057303A (ko) 코팅 가이드를 포함하는 전극 제조 장치
KR20230067927A (ko) 무지부의 열 주름을 방지할 수 있는 전극 건조 장치
US20230127402A1 (en) Dry quality evaluation device for electrode and dry quality evaluation method for electrode
WO2021125588A1 (ko) 이차 전지용 전극 및 이의 제조 방법
KR20240098990A (ko) 건식 전극용 분체 피딩 장치 및 이를 이용하는 건식 전극 제조 시스템
KR20220102959A (ko) 전극 코팅 장치 및 방법
WO2016053060A1 (ko) 이차전지용 라미네이팅 장치 및 이차전지의 라미네이팅 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination