KR20220057303A - Electrode manufacturing apparatus including coating guide - Google Patents

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KR20220057303A
KR20220057303A KR1020200142423A KR20200142423A KR20220057303A KR 20220057303 A KR20220057303 A KR 20220057303A KR 1020200142423 A KR1020200142423 A KR 1020200142423A KR 20200142423 A KR20200142423 A KR 20200142423A KR 20220057303 A KR20220057303 A KR 20220057303A
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Abstract

The present invention relates to an electrode manufacturing device including: a coating die for coating electrode slurry on at least one surface of a current collector; and a coating guide positioned on at least one side of the current collector, extended in a transport direction of the current collector, and uniformizing the thickness of the electrode slurry in a width direction, wherein a recessed space is formed in the coating guide to accommodate the electrode slurry coated by the coating die, and the recessed space has a structure extended in the transport direction of the current collector.

Description

코팅 가이드를 포함하는 전극 제조 장치{ELECTRODE MANUFACTURING APPARATUS INCLUDING COATING GUIDE}Electrode manufacturing apparatus comprising a coating guide {ELECTRODE MANUFACTURING APPARATUS INCLUDING COATING GUIDE}

본 발명은 전극 제조 장치에 관한 것으로, 상세하게는 코팅 가이드를 포함하는 전극 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode manufacturing apparatus, and more particularly, to an electrode manufacturing apparatus including a coating guide.

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 양극 및 음극은 각각 양극 집전체 및 음극 집전체에 양극 활물질을 포함하는 양극 슬러리 및 음극 활물질을 포함하는 음극 슬러리를 도포한 후, 이를 건조 및 압연하여 형성된다. 이 때 상기 양극 슬러리 및 음극 슬러리에는 활물질이 집전체로부터 탈리되는 것을 방지하기 위하여 바인더가 소량 첨가된다.The positive electrode and the negative electrode are formed by applying a positive electrode slurry containing a positive electrode active material and a negative electrode slurry containing a negative electrode active material to a positive electrode current collector and a negative electrode current collector, respectively, and drying and rolling them. At this time, a small amount of a binder is added to the positive electrode slurry and the negative electrode slurry to prevent the active material from being detached from the current collector.

도 1 및 도 2는 종래의 전극 제조 장치(1)의 구조를 나타낸 모식도이다.1 and 2 are schematic views showing the structure of the conventional electrode manufacturing apparatus 1 .

도 1의 (a)는 집전체 상에 전극 슬러리를 코팅하는 과정을 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 집전체(11)의 적어도 일 면에는 전극 활물질을 포함하는 전극 슬러리(12)가 코팅 다이(13)에 의해 코팅된다. 상기 코팅 다이(13)에는 전극 슬러리(12)가 토출되는 토출구가 있어, 전극 슬러리(12)를 집전체(11) 상에 소정의 폭과 두께를 갖도록 도포할 수 있다.Figure 1 (a) shows the process of coating the electrode slurry on the current collector. Referring to FIG. 1 , at least one surface of the current collector 11 is coated with an electrode slurry 12 including an electrode active material by a coating die 13 . The coating die 13 has a discharge port through which the electrode slurry 12 is discharged, so that the electrode slurry 12 can be coated on the current collector 11 to have a predetermined width and thickness.

이 때, 전극 슬러리(12)는 유동성을 가지고 있기 때문에, 코팅 후에 집전체(11) 상에서 폭 방향 양 측으로 퍼지게 되며, 이로 인해 도 1의 (b)와 같이 폭 방향 양 측의 두께가 폭 방향 중심의 두께보다 작아지는 현상이 나타난다. 이와 같이 전극의 폭 방향으로 두께 편차가 발생할 경우 N/P 비율(N/P ratio)가 설계치보다 낮아져 추후 충방전 과정에서 리튬이 석출되고, 내부 단락에 의한 안전성 문제가 발생할 수 있다.At this time, since the electrode slurry 12 has fluidity, it spreads to both sides in the width direction on the current collector 11 after coating, so that the thickness of both sides in the width direction is the center in the width direction as shown in FIG. appears to be smaller than the thickness of As such, when the thickness deviation occurs in the width direction of the electrode, the N/P ratio becomes lower than the design value, so that lithium is precipitated in the subsequent charge/discharge process, and a safety problem may occur due to an internal short circuit.

또한, 상기와 같은 방식으로 집전체의 양면을 코팅할 경우 집전체(11)의 하면에 코팅되는 전극 슬러리(12)는 집전체의 이송 과정에서 중력에 의해 아래로 흘러내리게 된다. 이를 방지하기 위해 도 2와 같이 집전체(11)의 상면에 먼저 전극 슬러리(12)를 코팅 후 건조부(14)에 투입하여 건조한 다음, 반대면에 전극 슬러리를 코팅 및 건조하게 된다. 즉 전극의 코팅 및 건조를 각 면에 대해 순차적으로 진행하게 되는데, 이는 같은 공정을 반복함으로써 생산성을 저하시키는 원인이 될 수 있다.In addition, when both surfaces of the current collector are coated in the same manner as described above, the electrode slurry 12 coated on the lower surface of the current collector 11 flows down due to gravity during the transport of the current collector. In order to prevent this, as shown in FIG. 2 , the electrode slurry 12 is first coated on the upper surface of the current collector 11 and then put into the drying unit 14 to dry, and then the electrode slurry is coated and dried on the opposite surface. That is, coating and drying of the electrode are sequentially performed on each side, which may cause a decrease in productivity by repeating the same process.

따라서 전극 슬러리 코팅 시 전극의 폭 방향 두께 편차를 줄이고 생산성을 높일 수 있는 전극 제조 기술의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need to develop an electrode manufacturing technology that can reduce the thickness variation in the width direction and increase productivity during electrode slurry coating.

한국공개특허 제10-2017-0024669호Korean Patent Publication No. 10-2017-0024669

본 발명은 상기와 같은 과제 해결을 위해 안출된 것으로, 전극 슬러리 코팅 시 전극의 폭 방향 두께 편차를 감소시킴으로써 전극 품질 향상 및 안전성을 확보하고, 전극 슬러리를 집전체의 양면에 동시에 코팅 및 건조함으로써 생산성을 확보할 수 있는 전극 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the above problems, and by reducing the thickness deviation in the width direction of the electrode when coating the electrode slurry, electrode quality improvement and safety are secured, and productivity by coating and drying the electrode slurry on both sides of the current collector at the same time An object of the present invention is to provide an electrode manufacturing apparatus capable of securing

본 발명의 일 실시예에 따른 전극 제조 장치는 집전체의 적어도 일면에 전극 슬러리를 코팅하는 코팅 다이; 및 집전체의 적어도 일면에 위치하되, 집전체의 이송 방향을 따라 연장되며, 상기 전극 슬러리의 두께를 폭 방향으로 균일화하는 코팅 가이드; 를 포함하며, 상기 코팅 가이드에는 상기 코팅 다이에 의해 코팅된 전극 슬러리가 수용되도록 만입된 공간이 형성되며, 상기 만입된 공간은 집전체의 이송 방향을 따라 연장되는 구조이다.Electrode manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention is a coating die for coating the electrode slurry on at least one surface of the current collector; and a coating guide located on at least one surface of the current collector, extending along the transport direction of the current collector, and uniformizing the thickness of the electrode slurry in the width direction; Including, a recessed space is formed in the coating guide to accommodate the electrode slurry coated by the coating die, and the recessed space has a structure extending along the transport direction of the current collector.

구체적인 예에서, 상기 코팅 가이드는, 전극 슬러리의 양 측면에 위치하는 수직 부재; 및 상기 수직 부재에 직교 결합되는 수평 부재; 를 포함하며, 상기 전극 슬러리는 수직 부재와 수평 부재 사이에 형성되는 공간에 수용될 수 있다.In a specific example, the coating guide may include: vertical members positioned on both sides of the electrode slurry; and a horizontal member orthogonally coupled to the vertical member. Including, the electrode slurry may be accommodated in a space formed between the vertical member and the horizontal member.

이 때, 상기 수직 부재는 무지부 상에 위치할 수 있다.In this case, the vertical member may be positioned on the uncoated region.

또한, 상기 만입된 공간의 높이 및 폭 방향 길이는 각각 코팅된 전극 슬러리의 두께 및 폭 방향 길이에 대응할 수 있다.In addition, the height and width direction length of the recessed space may correspond to the thickness and width direction length of the coated electrode slurry, respectively.

구체적인 예에서, 상기 전극 슬러리는 집전체의 양면에 동시 코팅되며, 상기 코팅 다이는, 집전체의 상면에 전극 슬러리를 코팅하는 제1 코팅 다이; 및 집전체의 하면에 전극 슬러리를 코팅하는 제2 코팅 다이를 포함할 수 있다.In a specific example, the electrode slurry is simultaneously coated on both sides of the current collector, and the coating die includes: a first coating die for coating the electrode slurry on the upper surface of the current collector; and a second coating die for coating the electrode slurry on the lower surface of the current collector.

구체적인 예에서, 상기 코팅 가이드는, 집전체의 상면에 코팅되는 전극 슬러리에 접하는 제1 코팅 가이드; 및 집전체의 하면에 코팅되는 전극 슬러리에 접하는 제2 코팅 가이드를 포함할 수 있다.In a specific example, the coating guide may include a first coating guide in contact with the electrode slurry coated on the upper surface of the current collector; and a second coating guide in contact with the electrode slurry coated on the lower surface of the current collector.

구체적인 예에서, 상기 코팅 가이드는 코팅 다이에 대해 하류에 위치할 수 있다.In a specific example, the coating guide may be located downstream with respect to the coating die.

이 때, 코팅 다이에 형성되는 토출구와 코팅 가이드 사이의 거리는 5 내지 30mm일 수 있다.At this time, the distance between the discharge hole formed in the coating die and the coating guide may be 5 to 30 mm.

다른 일 실시예에서, 본 발명에 따른 전극 제조 장치는 집전체 상에 코팅된 전극 슬러리를 건조하는 건조부를 더 포함할 수 있다.In another embodiment, the electrode manufacturing apparatus according to the present invention may further include a drying unit for drying the electrode slurry coated on the current collector.

구체적인 예에서, 상기 건조부는 열원을 포함하며, 상기 열원은 집전체의 양면에 코팅되는 전극 슬러리를 동시에 건조할 수 있도록, 집전체의 상부 및 하부에 각각 위치할 수 있다.In a specific example, the drying unit may include a heat source, and the heat source may be respectively located above and below the current collector so as to simultaneously dry the electrode slurry coated on both sides of the current collector.

또한, 상기 코팅 가이드는 상기 건조부의 출구까지 연장될 수 있다.In addition, the coating guide may extend to the outlet of the drying unit.

본 발명에 따른 전극 제조 장치는 코팅 경로 상에 전극 슬러리가 수용되는 코팅 가이드를 배치함으로써, 전극 슬러리가 코팅 가이드 내 만입된 공간에 수용됨에 따라 전극 슬러리가 옆으로 퍼지는 현상을 방지하고, 전극의 두께를 폭 방향으로 균일하게 유지할 수 있도록 한다. 이를 통해 전극의 품질을 향상시키고, 안전성을 확보할 수 있다.The electrode manufacturing apparatus according to the present invention prevents the electrode slurry from spreading sideways as the electrode slurry is accommodated in the recessed space in the coating guide by disposing a coating guide in which the electrode slurry is accommodated on the coating path, and the thickness of the electrode to be maintained uniformly in the width direction. Through this, the quality of the electrode can be improved and safety can be secured.

또한 본 발명은 상기 코팅 가이드에 의해 전극 슬러리의 유동을 방지할 수 있으므로, 집전체의 양면에 전극 슬러리를 동시에 코팅하여도 전극 슬러리가 흘러내리는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 전극의 생산성을 향상시킬 수 있다.In addition, since the present invention can prevent the flow of the electrode slurry by the coating guide, it is possible to prevent the electrode slurry from flowing down even if the electrode slurry is coated on both sides of the current collector at the same time, thereby improving the productivity of the electrode. can

도 1 및 도 2는 종래의 전극 제조 장치의 구조를 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 제조 장치의 구조를 나타낸 모식도이다.
도 4는 도 3의 상면도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 전극 제조 장치에서, 코팅 가이드 내에 전극 슬러리가 수용된 형상을 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 제조 장치를 나타낸 모식도이다.1 and 2 are schematic views showing the structure of a conventional electrode manufacturing apparatus.
3 is a schematic diagram showing the structure of an electrode manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 shows a top view of FIG. 3 .
5 is a cross-sectional view showing the shape of the electrode slurry accommodated in the coating guide in the electrode manufacturing apparatus according to the present invention.
6 is a schematic view showing an electrode manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.

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.

한편, 본 발명에서 집전체의 이송 방향이란 전극 슬러리가 코팅되는 방향으로, 집전체가 이송되는 방향(x축 방향)을 의미한다. 또한 폭 방향이란 집전체의 폭이 가리키는 방향으로, 집전체가 나타내는 평면 상에서 집전체의 이송 방향에 수직한 방향을 의미한다.On the other hand, in the present invention, the transport direction of the current collector means a direction in which the electrode slurry is coated, and the direction in which the current collector is transported (x-axis direction). In addition, the width direction is a direction indicated by the width of the current collector, and means a direction perpendicular to the transport direction of the current collector on a plane indicated by the current collector.

이하 본 발명에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 실시예에 따른 전극 제조 장치는 집전체의 적어도 일면에 전극 슬러리를 코팅하는 코팅 다이; 및 집전체의 적어도 일면에 위치하되, 집전체의 이송 방향을 따라 연장되며, 상기 전극 슬러리의 두께를 폭 방향으로 균일화하는 코팅 가이드; 를 포함하며, 상기 코팅 가이드에는 상기 코팅 다이에 의해 코팅된 전극 슬러리가 수용되도록 만입된 공간이 형성되며, 상기 만입된 공간은 집전체의 이송 방향을 따라 연장되는 구조이다.Electrode manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention is a coating die for coating the electrode slurry on at least one surface of the current collector; and a coating guide located on at least one surface of the current collector, extending along the transport direction of the current collector, and uniformizing the thickness of the electrode slurry in the width direction; Including, a recessed space is formed in the coating guide to accommodate the electrode slurry coated by the coating die, and the recessed space has a structure extending along the transport direction of the current collector.

전술한 바와 같이, 종래에는 전극 슬러리가 집전체 상에 코팅되면 폭 방향 양 측의 두께가 폭 방향 중심의 두께보다 작아지는 현상이 나타나게 되는데 이는 전극의 품질 감소 및 안전성 문제를 야기한다. 아울러 전극 슬러리가 중력에 의해 아래로 흘러내리는 것을 방지하기 위해 전극의 코팅 및 건조를 각 면에 대해 순차적으로 진행하였다.As described above, in the related art, when the electrode slurry is coated on the current collector, the thickness of both sides in the width direction becomes smaller than the thickness of the center in the width direction, which causes a decrease in electrode quality and safety problems. In addition, in order to prevent the electrode slurry from flowing down due to gravity, coating and drying of the electrodes were sequentially performed on each side.

본 발명에 따른 전극 제조 장치는 코팅 경로 상에 전극 슬러리가 수용되는 코팅 가이드를 배치함으로써, 전극 슬러리가 코팅 가이드 내 만입된 공간에 수용됨에 따라 전극 슬러리가 옆으로 퍼지는 현상을 방지하고, 전극의 두께를 폭 방향으로 균일하게 유지할 수 있도록 한다. 이를 통해 전극의 품질을 향상시키고, 안전성을 확보할 수 있다.The electrode manufacturing apparatus according to the present invention prevents the electrode slurry from spreading sideways as the electrode slurry is accommodated in the recessed space in the coating guide by disposing a coating guide in which the electrode slurry is accommodated on the coating path, and the thickness of the electrode to be maintained uniformly in the width direction. Through this, the quality of the electrode can be improved and safety can be secured.

또한 본 발명은 상기 코팅 가이드에 의해 전극 슬러리의 유동을 방지할 수 있으므로, 집전체의 양면에 전극 슬러리를 동시에 코팅하여도 전극 슬러리가 흘러내리는 것을 방지할 수 있고, 이에 따라 전극의 생산성을 향상시킬 수 있다.In addition, since the present invention can prevent the flow of the electrode slurry by the coating guide, it is possible to prevent the electrode slurry from flowing down even if the electrode slurry is coated on both sides of the current collector at the same time, thereby improving the productivity of the electrode. can

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 제조 장치의 구조를 나타낸 모식도이다. 도 4는 도 3의 상면도를 나타낸 것이다.3 is a schematic diagram showing the structure of an electrode manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. 4 shows a top view of FIG. 3 .

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 전극 제조 장치(100)는, 집전체(110)의 적어도 일면에 전극 슬러리(120)를 코팅하기 위한 코팅 다이(130)를 포함한다. 상기 코팅 다이(130)는 집전체(110)로부터 소정 간격 이격된 곳에 위치할 수 있다. 상기 전극 슬러리(120)가 집전체(110)의 일면에 코팅될 경우 코팅 다이(130)는 전극 슬러리(120)의 코팅 면 상에 한 개 위치할 수 있으며, 집전체(110)의 양면에 전극 슬러리(120)가 코팅될 경우 후술하는 바와 같이 집전체(110)의 상면 및 하면에 각각 코팅 다이(131, 132)가 위치할 수 있다.3 and 4 , the electrode manufacturing apparatus 100 according to the present invention includes a coating die 130 for coating the electrode slurry 120 on at least one surface of the current collector 110 . The coating die 130 may be located at a location spaced apart from the current collector 110 by a predetermined distance. When the electrode slurry 120 is coated on one surface of the current collector 110 , one coating die 130 may be positioned on the coating surface of the electrode slurry 120 , and electrodes are disposed on both sides of the current collector 110 . When the slurry 120 is coated, coating dies 131 and 132 may be respectively positioned on the upper and lower surfaces of the current collector 110 as described below.

상기 코팅 다이(130)는 본체(133) 및 상기 본체(133)에 결합된 팁(134)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 본체(133)에는 공급된 전극 슬러리가 이동할 수 있는 토출로가 형성될 수 있으며, 상기 팁(134)의 끝단에는 상기 전극 슬러리가 토출되는 토출구(135)가 형성될 수 있다. 상기 토출구(135)는 팁(134)의 끝단을 따라 폭 방향으로 연장된 슬릿 형상일 수 있으며, 집전체(110)에 코팅되는 전극 슬러리(120)의 두께에 따라 그 두께가 조절될 수 있다. 한편, 전극 슬러리(120)는 별도의 슬러리 공급 탱크(미도시)에 저장되어 있으며, 코팅 다이에 연결된 공급관(미도시)을 통해 코팅 다이(130)에 공급될 수 있다.The coating die 130 may include a body 133 and a tip 134 coupled to the body 133 . Specifically, a discharge path through which the supplied electrode slurry can move may be formed in the main body 133 , and a discharge port 135 through which the electrode slurry is discharged may be formed at an end of the tip 134 . The outlet 135 may have a slit shape extending in the width direction along the end of the tip 134 , and its thickness may be adjusted according to the thickness of the electrode slurry 120 coated on the current collector 110 . Meanwhile, the electrode slurry 120 is stored in a separate slurry supply tank (not shown), and may be supplied to the coating die 130 through a supply pipe (not shown) connected to the coating die.

또한, 도 3 및 도 4를 참조하면, 집전체(110)는 별도의 언와인딩 롤(미도시)에 권취되어 있다가 코팅이 시작되면 언와인딩 롤로부터 권취되어 소정 경로에 따라 주행하면서 전극 슬러리(120)가 코팅된다.In addition, referring to FIGS. 3 and 4 , the current collector 110 is wound on a separate unwinding roll (not shown), and when coating is started, the current collector 110 is wound from the unwinding roll, and the electrode slurry ( 120) is coated.

상기 집전체(110)는 양극 집전체 또는 음극 집전체일 수 있으며, 전극 슬러리(120)는 전극 활물질을 포함한다. 상기 전극 활물질은 양극 활물질 또는 음극 활물질일 수 있다. 상기 전극 슬러리는 도전재 및 바인더 등을 더 포함할 수 있으며, 전극 활물질, 도전재 및 바인더 등이 용매 상에 분산된 것일 수 있다.The current collector 110 may be a positive electrode current collector or a negative electrode current collector, and the electrode slurry 120 includes an electrode active material. The electrode active material may be a positive electrode active material or a negative electrode active material. The electrode slurry may further include a conductive material and a binder, and the electrode active material, conductive material, and binder may be dispersed in a solvent.

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 집전체의 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 the 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, including 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 Groups 1, 2, and 3 of the periodic table, halogen; 0<x≤1;1≤y≤3;1≤z≤8); lithium metal; lithium alloy; silicon-based alloys; tin-based alloys; SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 3 O 4 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , GeO, GeO 2 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 4 , metal oxides such as Bi 2 O 5 ; conductive polymers such as polyacetylene; A Li-Co-Ni-based material or the like can be used.

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.

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.The solvent is not particularly limited in its kind as long as it can disperse the electrode active material and the like, and either an aqueous solvent or a non-aqueous solvent may be used. For example, as the solvent, the solvent may be a solvent generally used in the art, dimethyl sulfoxide (DMSO), isopropyl alcohol, N-methylpyrrolidone (NMP) ), acetone, or water, and any one of them or a mixture of two or more thereof may be used. The amount of the solvent used is not particularly limited, as long as it can be adjusted so that the slurry has an appropriate viscosity in consideration of the application thickness of the slurry, production yield, workability, and the like.

도 5는 본 발명에 따른 전극 제조 장치에서, 코팅 가이드 내에 전극 슬러리가 수용된 형상을 나타낸 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing the shape of the electrode slurry accommodated in the coating guide in the electrode manufacturing apparatus according to the present invention.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 전극 제조 장치(100)는 코팅 가이드(140)를 포함한다. 상기 코팅 가이드(140)는 집전체(110)의 적어도 일면에 위치하되, 집전체(110)의 이송 방향을 따라 연장되며, 상기 전극 슬러리(120)의 두께를 폭 방향으로 균일한다. 아울러, 상기 코팅 가이드(140)에는 상기 코팅 다이(130)에 의해 코팅된 전극 슬러리(120)가 수용되도록 만입된 공간이 형성되며, 상기 만입된 공간은 집전체(110)의 이송 방향을 따라 연장되는 구조이다. 코팅 가이드(130)는 코팅된 전극 슬러리(120)가 상기 만입된 공간 내에 수용되도록 집전체(110)와 평행하게 배치될 수 있다. 이에 따라 코팅 다이(130)에 의해 코팅된 전극 슬러리(120)는 집전체(110)가 주행하면서 코팅 가이드 내 만입된 공간으로 들어가게 된다. 그 결과, 전극 슬러리(120)가 양 단부(무지부 측)로 퍼짐에 따라 전극 슬러리(120)의 폭 방향 양측 단부의 두께(또는 로딩량)가 중심부에 비해 감소하는 것을 방지할 수 있다.3 to 5 , the electrode manufacturing apparatus 100 according to the present invention includes a coating guide 140 . The coating guide 140 is located on at least one surface of the current collector 110 , and extends along the transport direction of the current collector 110 , and the thickness of the electrode slurry 120 is uniform in the width direction. In addition, a recessed space is formed in the coating guide 140 to accommodate the electrode slurry 120 coated by the coating die 130 , and the recessed space extends along the transport direction of the current collector 110 . is a structure that becomes The coating guide 130 may be disposed parallel to the current collector 110 so that the coated electrode slurry 120 is accommodated in the recessed space. Accordingly, the electrode slurry 120 coated by the coating die 130 enters the recessed space in the coating guide while the current collector 110 travels. As a result, as the electrode slurry 120 spreads to both ends (the side of the uncoated part), it is possible to prevent the thickness (or the loading amount) of both ends of the electrode slurry 120 from decreasing compared to the central portion.

상기 코팅 가이드(140)는 코팅된 전극 슬러리(120)의 양 측면에 위치하는 수직 부재(143); 및 상기 수직 부재(143)에 직교 결합되는 수평 부재(144); 를 포함한다. 구체적으로, 상기 수직 부재(143)는 전극 슬러리(142)의 양 측면에서 집전체(110)와 수직한 방향으로 세워져 있는 형태이며, 일단은 집전체(110)와 접하고, 타단은 수평 부재(144)와 결합한다. 이 때, 상기 수직 부재(143)는 무지부(111) 상에 위치할 수 있다. 이에 따라 수직 부재(143)와 수평 부재(144) 사이에 공간이 형성되며, 상기 전극 슬러리(120)는 이와 같이 수직 부재(143)와 수평 부재(144) 사이에 형성되는 공간에 수용될 수 있다. 다만 상기 수직 부재(143)의 일단이 집전체(110)와 강하게 접촉할 경우 집전체(110)의 주행 과정에서 무지부(111)가 손상될 수 있으므로 수직 부재(143)는 집전체(110)와 수직 부재(143) 사이의 틈으로 전극 슬러리(120)가 새어 나오지 않는 정도에서 약하게 접촉되어 있는 것이 바람직하다. The coating guide 140 includes vertical members 143 positioned on both sides of the coated electrode slurry 120; and a horizontal member 144 orthogonally coupled to the vertical member 143; includes Specifically, the vertical member 143 is erected in a direction perpendicular to the current collector 110 on both sides of the electrode slurry 142 , and has one end in contact with the current collector 110 , and the other end of the horizontal member 144 . ) is combined with In this case, the vertical member 143 may be positioned on the uncoated region 111 . Accordingly, a space is formed between the vertical member 143 and the horizontal member 144 , and the electrode slurry 120 may be accommodated in the space formed between the vertical member 143 and the horizontal member 144 as described above. . However, when one end of the vertical member 143 strongly contacts the current collector 110 , the uncoated region 111 may be damaged during the traveling process of the current collector 110 . It is preferable that the electrode slurry 120 is in weak contact with the gap between the and the vertical member 143 to the extent that it does not leak out.

한편, 상기 수직 부재(143) 및 수평 부재(144)는, 내부에 전극 슬러리(120)가 수용될 수 있는 만입된 공간이 형성될 수 있으면 그 형상 및 크기에 특별한 제한은 존재하지 않는다. 도 5에는 상기 코팅 가이드(140)의 형상을 나타내는 비제한적인 예가 도시되어 있다. 구체적으로, 도 5의 (a)를 참조하면 수직 부재(143) 및 수평 부재(144)는 판상형 부재일 수 있다. 이 경우 상기 코팅 가이드(140)는 상기 수직 부재(143) 및 수평 부재(144)가 서로간에 수직한 상태에서 일체화된 것일 수 있다. 또한, 상기 코팅 가이드(140)는 도 5의 (b)와 같이 반원형 단면을 갖는 기둥의 중심 부분에 만입된 공간이 형성된 것일 수 있다. 이 경우 도 5의 (b)에서 수직 부재(143)와 수평 부재(144)는 외면이 곡선 형상이다.On the other hand, the vertical member 143 and the horizontal member 144, as long as a recessed space in which the electrode slurry 120 can be accommodated can be formed therein, there is no particular limitation in shape and size. 5 is a non-limiting example showing the shape of the coating guide 140 is shown. Specifically, referring to FIG. 5A , the vertical member 143 and the horizontal member 144 may be plate-shaped members. In this case, the coating guide 140 may be integrated in a state in which the vertical member 143 and the horizontal member 144 are perpendicular to each other. In addition, the coating guide 140 may have a recessed space formed in the central portion of the column having a semi-circular cross-section as shown in FIG. 5B . In this case, the outer surfaces of the vertical member 143 and the horizontal member 144 in FIG. 5B are curved.

전술한 바와 같이, 코팅 다이(130)에 의해 코팅된 전극 슬러리(120)는 집전체(110)가 주행하면서 코팅 가이드(140) 내 만입된 공간으로 들어가게 되며, 상기 전극 슬러리(120)가 만입된 공간을 채움에 따라 전극 슬러리(120)의 두께가 균일해진다. 즉 상기 코팅 가이드(140)는 전극 슬러리(120)의 형태 및 크기를 결정하는 주형(mold) 역할을 한다. 따라서, 상기 만입된 공간의 높이(h) 및 폭 방향 길이(w)는 각각 코팅된 전극 슬러리의 두께 및 폭 방향 길이에 대응하도록 구성될 수 있다. 여기서 코팅된 전극 슬러리의 두께 및 폭 방향 길이란 후술하는 건조 과정 후 최종적으로 목표하는 전극 슬러리의 두께 및 폭 방향 길이이다.As described above, the electrode slurry 120 coated by the coating die 130 enters the recessed space in the coating guide 140 while the current collector 110 travels, and the electrode slurry 120 is recessed. As the space is filled, the thickness of the electrode slurry 120 becomes uniform. That is, the coating guide 140 serves as a mold for determining the shape and size of the electrode slurry 120 . Accordingly, the height h and the width direction length w of the recessed space may be configured to correspond to the thickness and width direction length of the coated electrode slurry, respectively. Here, the thickness and width direction length of the coated electrode slurry are the final target thickness and width direction length of the electrode slurry after a drying process to be described later.

또한, 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전극 제조 장치(100)는 집전체(110)의 적어도 일면에 전극 슬러리(120)를 코팅한다. 더욱 구체적으로, 본 발명에 따른 전극 제조 장치(100)는 집전체(110)의 양면에 전극 슬러리(120)를 코팅할 수 있다. 이 때, 상기 전극 슬러리(120)는 집전체(110)의 양면에 동시에 코팅될 수 있다. 이를 위해, 상기 코팅 다이(130)는 집전체(110)의 양면에 위치할 수 있으며, 구체적으로 상기 코팅 다이(130)는 집전체(110)의 상면에 전극 슬러리(120)를 코팅하는 제1 코팅 다이(131) 및 집전체(110)의 하면에 전극 슬러리(120)를 코팅하는 제2 코팅 다이(132)를 포함할 수 있다. 상기 제1 코팅 다이(131) 및 제2 코팅 다이(132)는 집전체(110)를 기준으로 서로 대칭인 형태로 위치함으로써, 집전체(110)의 상면 및 하면에 각각 코팅되는 전극 슬러리(120)의 위치가 서로 대칭이 되도록 할 수 있다.In addition, as described above, in the electrode manufacturing apparatus 100 according to the present invention, the electrode slurry 120 is coated on at least one surface of the current collector 110 . More specifically, the electrode manufacturing apparatus 100 according to the present invention may coat the electrode slurry 120 on both surfaces of the current collector 110 . At this time, the electrode slurry 120 may be coated on both sides of the current collector 110 at the same time. To this end, the coating die 130 may be located on both sides of the current collector 110 , and specifically, the coating die 130 is a first coating die for coating the electrode slurry 120 on the upper surface of the current collector 110 . A second coating die 132 for coating the electrode slurry 120 on the lower surface of the coating die 131 and the current collector 110 may be included. The first coating die 131 and the second coating die 132 are positioned symmetrically with respect to the current collector 110 , so that the electrode slurry 120 is coated on the upper and lower surfaces of the current collector 110 , respectively. ) can be made symmetrical to each other.

아울러, 전극 슬러리(120)가 집전체의 양면에 코팅되므로, 각 전극 슬러리(120)의 두께를 균일하게 만들 수 있도록 집전체(110)의 양면에 코팅 가이드(140)가 위치하게 된다. 상기 코팅 가이드(140)는, 집전체(110)의 상면에 코팅되는 전극 슬러리(120)에 접하는 제1 코팅 가이드(141); 및 집전체의 하면에 코팅되는 전극 슬러리에 접하는 제2 코팅 가이드(142)를 포함한다. 즉 제1 코팅 가이드(141) 및 제2 코팅 가이드(142)는 각각 집전체(110)의 상면 및 하면에 위치한다. 이 때, 상기 제2 코팅 가이드(142)는 전극 슬러리(120)의 폭 방향 두께를 균일하게 하는 주형 역할뿐만 아니라, 집전체(110)의 하면에 코팅된 전극 슬러리(120)가 중력에 의해 낙하하는 것을 방지하는 지지대 역할을 한다. 그 결과, 본 발명은 전극 슬러리(120)를 동시에 양면 코팅하는 것이 가능하며, 전극의 생산성을 향상시킬 수 있다.In addition, since the electrode slurry 120 is coated on both sides of the current collector, the coating guide 140 is positioned on both sides of the current collector 110 to make the thickness of each electrode slurry 120 uniform. The coating guide 140 includes a first coating guide 141 in contact with the electrode slurry 120 coated on the upper surface of the current collector 110 ; and a second coating guide 142 in contact with the electrode slurry coated on the lower surface of the current collector. That is, the first coating guide 141 and the second coating guide 142 are respectively located on the upper and lower surfaces of the current collector 110 . At this time, the second coating guide 142 serves not only as a mold for uniform thickness in the width direction of the electrode slurry 120 , but also causes the electrode slurry 120 coated on the lower surface of the current collector 110 to fall by gravity. It acts as a support to prevent it from happening. As a result, in the present invention, it is possible to coat both sides of the electrode slurry 120 at the same time, and it is possible to improve the productivity of the electrode.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 코팅된 전극 슬러리(120)가 집전체(110)의 주행에 의해 코팅 가이드(140) 내 만입된 공간에 들어가도록 상기 코팅 가이드(140)는 코팅 다이(130)에 대해 하류에 위치한다. 이 때, 상기 코팅 다이(130)에 형성되는 토출구(135)와 코팅 가이드(140) 사이의 거리(d)는 5 내지 30mm일 수 있다. 상세하게는, 상기 코팅 다이(130)에 형성되는 토출구(135)와 코팅 가이드(140) 사이의 거리는 10 내지 25mm일 수 있으며, 더욱 상세하게는 15 내지 20mm일 수 있다. 토출구(135)와 코팅 가이드(140) 사이의 거리는 주행 방향을 기준으로 결정되며, 토출구(135)와 코팅 가이드(140) 사이의 거리가 상기 범위 이내일 때 전극 슬러리(120)를 목표하는 폭 방향 길이 및 두께로 균일하게 코팅할 수 있다. 토출구(135)와 코팅 가이드(140) 사이의 거리가 5mm 미만일 경우 코팅 다이(130)와 코팅 가이드(140) 사이의 거리가 지나치게 가까우므로 전극 슬러리(120)가 토출되면서 코팅 가이드(140)에 의해 간섭을 받을 수 있다. 반대로, 토출구(135)와 코팅 가이드(140) 사이의 거리가 30mm를 초과할 경우 코팅 다이(130)와 코팅 가이드(140) 사이의 거리가 지나치게 멀어지므로, 코팅된 전극 슬러리(120)가 코팅 가이드(140) 내 만입된 공간에 수용되기 전에 형태가 변형될 수 있다.3 to 5 , the coating guide 140 is a coating die 130 so that the coated electrode slurry 120 enters the recessed space in the coating guide 140 by the traveling of the current collector 110 . located downstream of At this time, the distance d between the discharge hole 135 and the coating guide 140 formed in the coating die 130 may be 5 to 30 mm. Specifically, the distance between the outlet 135 and the coating guide 140 formed in the coating die 130 may be 10 to 25 mm, more specifically, may be 15 to 20 mm. The distance between the discharge port 135 and the coating guide 140 is determined based on the driving direction, and when the distance between the discharge port 135 and the coating guide 140 is within the above range, the electrode slurry 120 is targeted in the width direction. It can be coated uniformly in length and thickness. When the distance between the discharge port 135 and the coating guide 140 is less than 5 mm, the distance between the coating die 130 and the coating guide 140 is too close, so that the electrode slurry 120 is discharged by the coating guide 140 may be subject to interference. Conversely, when the distance between the outlet 135 and the coating guide 140 exceeds 30 mm, the distance between the coating die 130 and the coating guide 140 becomes too great, so the coated electrode slurry 120 is the coating guide. (140) The shape may be deformed before being accommodated in the recessed space.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전극 제조 장치를 나타낸 모식도이다.6 is a schematic view showing an electrode manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.

다른 하나의 예에서, 본 발명에 따른 전극 제조 장치(200)는 집전체(110) 상에 코팅된 전극 슬러리(120)를 건조하는 건조부(150)를 더 포함한다.In another example, the electrode manufacturing apparatus 200 according to the present invention further includes a drying unit 150 for drying the electrode slurry 120 coated on the current collector 110 .

도 6을 참조하면, 상기 건조부(150)는 내부에 전극 슬러리(120)를 건조하기 위해 마련된 공간이 형성된 챔버 형상이며, 전극 슬러리(120)를 건조하기 위한 열원(151)을 포함한다. 예를 들어, 상기 건조부(150)는 오븐일 수 있다. 또한, 상기 열원(151)은 열풍 노즐 또는 적외선 히터일 수 있다. 상기 열원(151)은 집전체(110)의 이송 방향을 따라 일정 간격으로 배열될 수 있으며, 집전체(110)에 수직한 방향으로 열풍 또는 적외선을 공급할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the drying unit 150 has a chamber shape in which a space provided for drying the electrode slurry 120 is formed therein, and includes a heat source 151 for drying the electrode slurry 120 . For example, the drying unit 150 may be an oven. In addition, the heat source 151 may be a hot air nozzle or an infrared heater. The heat sources 151 may be arranged at regular intervals along the transport direction of the current collector 110 , and may supply hot air or infrared rays in a direction perpendicular to the current collector 110 .

상기 열풍 노즐은 본체부 및 분사부를 포함한다. 상기 본체부는 열풍 노즐의 몸체를 구성하며, 열풍 노즐을 오븐의 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.The hot air nozzle includes a body part and a spray part. The main body constitutes the body of the hot air nozzle, and the hot air nozzle is fixed to the ceiling of the oven. In addition, the inside of the main body is empty, and the hot air transmitted from a hot air supply source (not shown) is transferred to the injection unit. On the other hand, the lower surface of the main body is provided with a spraying unit. The injection unit communicates with the main body, and the injection port through which the hot air is injected is formed on the lower surface of the injection unit. The injection hole may have a structure in which a plurality of pores are arranged at regular intervals.

상기 적외선 히터는 적외선을 전극에 조사하는 적외선 램프 및 상기 적외선 램프를 지지 또는 거치하는 거치대를 포함할 수 있다. 적외선 램프의 형태는 특별한 제한은 없으며, 예를 들어 막대 모양의 램프가 전극의 폭 방향으로 연장된 상태에서 전극의 이송 방향을 따라 평행하게 배열될 수 있다. 기타 건조부의 구성에 대한 내용은 통상의 기술자에게 공지된 사항이므로 자세한 설명을 생략한다.The infrared heater may include an infrared lamp irradiating infrared rays to an electrode, and a holder for supporting or mounting the infrared lamp. The shape of the infrared lamp is not particularly limited, and, for example, a rod-shaped lamp may be arranged in parallel along the transport direction of the electrode while extending in the width direction of the electrode. Since the configuration of the other drying unit is known to those skilled in the art, detailed description thereof will be omitted.

상기 열원(151)은 집전체(110)의 양면에 코팅되는 전극 슬러리(120)를 동시에 건조할 수 있도록, 집전체(110)의 상부 및 하부에 각각 위치할 수 있다.The heat source 151 may be respectively located above and below the current collector 110 so as to simultaneously dry the electrode slurry 120 coated on both surfaces of the current collector 110 .

한편, 도 6을 참조하면, 상기 코팅 가이드(140)는 상기 건조부(150)의 출구까지 연장될 수 있다. 더욱 상세하게는, 상기 코팅 가이드(140)는 상기 토출구(135)로부터 소정 거리 이격된 위치에서 상기 건조부(150)의 출구까지 연장될 수 있다. 나아가 상기 상기 코팅 가이드(140)가 건조부(150)의 출구에서 더 멀리 떨어진 지점(하류 방향으로 진행한 지점)까지 연장될 수도 있다. 여기서, 상기 코팅 가이드(140)가 토출구(135)에서 이격된 거리는 전술한 바와 같이 5 내지 30mm일 수 있다. 즉, 코팅된 전극 슬러리(120)는 코팅 가이드(140) 내의 공간에 수용된 상태에서 건조가 완료되는 지점까지 주행하게 되는바, 상기 전극 슬러리(120)는 건조가 완료될 때까지 코팅 가이드(140) 내 공간에 수용된 상태에서 코팅 가이드(140)에 의해 지지된다. 이로써 건조가 완료되기 전에 전극 슬러리(120)가 유동하는 것을 방지할 수 있다. 상기 코팅 가이드(140)는 토출구(135)에서 소정 거리 이격된 지점에서 건조부(150)의 출구까지 해당하는 거리만큼의 길이를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 코팅 가이드(140)는 건조부(150) 내부를 관통하는 구조일 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 6 , the coating guide 140 may extend to the outlet of the drying unit 150 . More specifically, the coating guide 140 may extend from the outlet 135 to the outlet of the drying unit 150 at a location spaced apart from the outlet 135 by a predetermined distance. Furthermore, the coating guide 140 may extend to a point farther away from the outlet of the drying unit 150 (a point in the downstream direction). Here, the distance the coating guide 140 is spaced apart from the outlet 135 may be 5 to 30 mm as described above. That is, the coated electrode slurry 120 is accommodated in the space in the coating guide 140 and travels to a point where drying is completed, and the electrode slurry 120 is coated on the guide 140 until drying is completed. It is supported by the coating guide 140 in a state accommodated in the inner space. Accordingly, it is possible to prevent the electrode slurry 120 from flowing before drying is completed. The coating guide 140 may have a length corresponding to a distance from the outlet 135 to the outlet of the drying unit 150 from a point spaced apart by a predetermined distance. Accordingly, the coating guide 140 may have a structure penetrating the inside of the drying unit 150 .

건조 이후, 상기 집전체는 압연 과정을 거쳐 최종적으로 전극으로 제조될 수 있다. 상기 전극은 리와인딩 롤(미도시)에 권취된 상태로 보관될 수 있다.After drying, the current collector may be finally manufactured as an electrode through a rolling process. The electrode may be stored in a wound state on a rewinding roll (not shown).

또한, 상기와 같이 제조된 전극은 분리막이 개재된 상태로 적층되어 전극 조립체로 제조 후 전지 케이스 내에 수납되며, 전해액 주입 후 전지 케이스가 밀봉됨으로써 최종적으로 이차전지가 제조될 수 있다.In addition, the electrode manufactured as described above is stacked with a separator interposed therebetween, manufactured as an electrode assembly, and accommodated in a battery case, and the battery case is sealed after electrolyte injection, thereby finally manufacturing a secondary battery.

이와 같이, 본 발명에 따른 전극 제조 장치는 코팅 경로 상에 전극 슬러리가 수용되는 코팅 가이드를 배치함으로써, 전극 슬러리가 코팅 가이드 내 만입된 공간에 수용됨에 따라 전극 슬러리가 옆으로 퍼지는 현상을 방지하고, 전극의 두께를 폭 방향으로 균일하게 유지할 수 있도록 한다. 이를 통해 전극의 품질을 향상시키고, 안전성을 확보할 수 있다.As such, the electrode manufacturing apparatus according to the present invention prevents the electrode slurry from spreading sideways as the electrode slurry is accommodated in the recessed space in the coating guide by disposing the coating guide in which the electrode slurry is accommodated on the coating path, Make sure that the thickness of the electrode can be maintained uniformly in the width direction. Through this, the quality of the electrode can be improved and safety can be secured.

또한 본 발명은 상기 코팅 가이드에 의해 전극 슬러리의 유동을 방지할 수 있으므로, 집전체의 양면에 전극 슬러리를 동시에 코팅하여도 전극 슬러리가 흘러내리는 것을 방지할 수 있고, 그 결과 전극의 생산성을 향상시킬 수 있다.In addition, since the present invention can prevent the flow of the electrode slurry by the coating guide, it is possible to prevent the electrode slurry from flowing down even if the electrode slurry is coated on both sides of the current collector at the same time, and as a result, the productivity of the electrode can be improved. can

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

1, 100, 200: 전극 제조 장치
11, 110: 집전체
12, 120: 전극 슬러리
13, 130: 코팅 다이
14, 150: 건조부
111: 무지부
131: 제1 코팅 다이
132: 제2 코팅 다이
133: 본체
134: 팁
135: 토출구
140: 코팅 가이드
141: 제1 코팅 가이드
142: 제2 코팅 가이드
143: 수직 부재
144: 수평 부재
151: 열원1, 100, 200: electrode manufacturing device
11, 110: current collector
12, 120: electrode slurry
13, 130: coating die
14, 150: drying unit
111: Muzibu
131: first coating die
132: second coating die
133: body
134: tip
135: outlet
140: coating guide
141: first coating guide
142: second coating guide
143: vertical member
144: horizontal member
151: heat source

Claims (11)

집전체의 적어도 일면에 전극 슬러리를 코팅하는 코팅 다이; 및
집전체의 적어도 일면에 위치하되, 집전체의 이송 방향을 따라 연장되며, 상기 전극 슬러리의 두께를 폭 방향으로 균일화하는 코팅 가이드; 를 포함하며,
상기 코팅 가이드에는 상기 코팅 다이에 의해 코팅된 전극 슬러리가 수용되도록 만입된 공간이 형성되며,
상기 만입된 공간은 집전체의 이송 방향을 따라 연장되는 구조인 전극 제조 장치.
a coating die for coating the electrode slurry on at least one surface of the current collector; and
a coating guide located on at least one surface of the current collector, extending along the transport direction of the current collector, and uniformizing the thickness of the electrode slurry in the width direction; includes,
A recessed space is formed in the coating guide to accommodate the electrode slurry coated by the coating die,
The indented space is an electrode manufacturing apparatus having a structure that extends along the transport direction of the current collector.
 제1항에 있어서,
상기 코팅 가이드는,
전극 슬러리의 양 측면에 위치하는 수직 부재; 및
상기 수직 부재에 직교 결합되는 수평 부재; 를 포함하며,
상기 전극 슬러리는 수직 부재와 수평 부재 사이에 형성되는 공간에 수용되는 전극 제조 장치.
According to claim 1,
The coating guide,
vertical members positioned on both sides of the electrode slurry; and
a horizontal member orthogonally coupled to the vertical member; includes,
The electrode slurry is accommodated in a space formed between the vertical member and the horizontal member.
 제2항에 있어서,
상기 수직 부재는 무지부 상에 위치하는 전극 제조 장치.
3. The method of claim 2,
The vertical member is located on the uncoated region.
 제1항에 있어서,
상기 만입된 공간의 높이 및 폭 방향 길이는 각각 코팅된 전극 슬러리의 두께 및 폭 방향 길이에 대응하는 전극 제조 장치.
According to claim 1,
The height and width direction length of the recessed space correspond to the thickness and width direction length of the coated electrode slurry, respectively.
 제1항에 있어서,
상기 전극 슬러리는 집전체의 양면에 동시 코팅되며,
상기 코팅 다이는,
집전체의 상면에 전극 슬러리를 코팅하는 제1 코팅 다이; 및
집전체의 하면에 전극 슬러리를 코팅하는 제2 코팅 다이를 포함하는 전극 제조 장치.
According to claim 1,
The electrode slurry is simultaneously coated on both sides of the current collector,
The coating die,
a first coating die for coating the electrode slurry on the upper surface of the current collector; and
Electrode manufacturing apparatus comprising a second coating die for coating the electrode slurry on the lower surface of the current collector.
 제5항에 있어서,
상기 코팅 가이드는,
집전체의 상면에 코팅되는 전극 슬러리에 접하는 제1 코팅 가이드; 및
집전체의 하면에 코팅되는 전극 슬러리에 접하는 제2 코팅 가이드를 포함하는 전극 제조 장치.
6. The method of claim 5,
The coating guide,
a first coating guide in contact with the electrode slurry coated on the upper surface of the current collector; and
Electrode manufacturing apparatus comprising a second coating guide in contact with the electrode slurry coated on the lower surface of the current collector.
 제1항에 있어서,
상기 코팅 가이드는 코팅 다이에 대해 하류에 위치하는 전극 제조 장치.
According to claim 1,
wherein the coating guide is located downstream with respect to the coating die.
 제1항에 있어서,
코팅 다이에 형성되는 토출구와 코팅 가이드 사이의 거리는 5 내지 30mm인 전극 제조 장치.
According to claim 1,
An electrode manufacturing apparatus having a distance of 5 to 30 mm between the discharge port formed in the coating die and the coating guide.
 제1항에 있어서,
집전체 상에 코팅된 전극 슬러리를 건조하는 건조부를 더 포함하는 전극 제조 장치.
According to claim 1,
Electrode manufacturing apparatus further comprising a drying unit for drying the electrode slurry coated on the current collector.
 제9항에 있어서,
상기 건조부는 열원을 포함하며, 상기 열원은 집전체의 양면에 코팅되는 전극 슬러리를 동시에 건조할 수 있도록, 집전체의 상부 및 하부에 각각 위치하는 전극 제조 장치.
10. The method of claim 9,
The drying unit includes a heat source, and the heat source is positioned above and below the current collector to simultaneously dry the electrode slurry coated on both sides of the current collector, respectively.
 제9항에 있어서,
상기 코팅 가이드는 상기 건조부의 출구까지 연장되는 전극 제조 장치.10. The method of claim 9,
The coating guide is an electrode manufacturing device that extends to the outlet of the drying unit.
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