KR20220059744A - 다이 코터용 심, 이를 포함하는 다이 코터 및 이를 이용하여 제조된 양극을 포함하는 리튬 이차전지 - Google Patents

다이 코터용 심, 이를 포함하는 다이 코터 및 이를 이용하여 제조된 양극을 포함하는 리튬 이차전지 Download PDF

Info

Publication number
KR20220059744A
KR20220059744A KR1020200145292A KR20200145292A KR20220059744A KR 20220059744 A KR20220059744 A KR 20220059744A KR 1020200145292 A KR1020200145292 A KR 1020200145292A KR 20200145292 A KR20200145292 A KR 20200145292A KR 20220059744 A KR20220059744 A KR 20220059744A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
slurry
die coater
shim
guides
positive electrode
Prior art date
Application number
KR1020200145292A
Other languages
English (en)
Inventor
이영준
박승서
김재이
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 KR1020200145292A priority Critical patent/KR20220059744A/ko
Priority to CN202180022605.9A priority patent/CN115298849A/zh
Priority to PCT/KR2021/014271 priority patent/WO2022097950A1/ko
Priority to US17/913,343 priority patent/US20230149968A1/en
Priority to EP21889415.2A priority patent/EP4106038A1/en
Publication of KR20220059744A publication Critical patent/KR20220059744A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/0254—Coating heads with slot-shaped outlet
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C9/00—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important
    • B05C9/06—Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying two different liquids or other fluent materials, or the same liquid or other fluent material twice, to the same side of the work
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

본 발명은 다이 코터용 심, 이를 포함하는 다이 코터 및 이를 이용하여 제조된 양극을 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것으로, 슬러리의 코팅시 슬러리의 엣지 부분을 완만하게 도포시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

다이 코터용 심, 이를 포함하는 다이 코터 및 이를 이용하여 제조된 양극을 포함하는 리튬 이차전지{SHIM FOR DIE COATER, DIE COATER INCLUDING THE SAME, AND LITHIUM SECONDARY BATTERY INCLUDING A POSITIVE ELECTRODE MANUFACTURED USING THE SAME}
본 발명은 다이 코터용 심, 이를 포함하는 다이 코터 및 이를 이용하여 제조된 양극을 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.
이차 전지는 일차 전지와는 달리 재충전이 가능하고, 또 소형 및 대용량화 가능성으로 인해 근래에 많이 연구 개발되고 있다. 이러한 이차전지는 하나의 전지 셀이 팩으로 포장된 형태 또는 전지 셀을 수십 개 연결한 팩 형태로 제작되어 휴대폰, 노트북, 및 전기 자동차의 모터 구동용 전원 등으로 널리 사용되고 있다.
이차전지의 전극은 활물질 및 도전제가 혼합되어 있는 슬러리(slurry)를 금속 포일 위에 도포하고, 고온의 상태로 건조한 뒤 프레싱 과정을 거쳐 제작된다. 전극 생산용 다이 코터는 슬러리를 금속 포일 위에 도포하기 위한 장비이다.
다이 코터라 함은 유동성을 가지고 있는 액상의 유체(슬러리, 점착제, Hard Coating제, 세라믹 등)를 무맥동 펌프 또는 피스톤 펌프에 의해 상부 및 하부 다이 사이로 공급하여, 액 공급 파이프로부터 공급받은 유체를 원단, 필름, Glass 판, Sheet 등의 피코팅물에 일정한 두께로 코팅하는 장치이다.
도 1은 종래의 전극 생산용 다이 코터의 분해 상태를 보여주는 분해사시도이다. 도 1을 참조하면, 다이 코터(10)는 슬러리를 슬롯 다이로 공급하기 위한 공급구(15)가 마련되어 있다. 공급구(15)로부터 공급된 슬러리는 공급구(15)와 통하고 슬러리를 수용하는 내부 공간(14)을 가지는 몸체(11)로 들어간다. 몸체(11)는 상부 다이(12), 하부 다이(13) 및 상부 다이(12)와 하부 다이(13) 사이에 결합되는 심(shim)(1)을 포함한다. 몸체(11)의 내부 공간(14)에서 외부로 슬러리가 토출되기 위하여 토출구(16)가 몸체(11)에 마련된다. 토출구(16)는 슬러리가 금속 포일에 넓게 퍼져 코팅되도록 하기 위하여 얇고 넓은 형상을 하고 있다. 공급구(15)로부터 공급된 슬러리는 몸체(11)의 내부 공간 내에서 토출구(16)의 폭방향으로 넓게 펼쳐진 후 토출구(16)를 통해 배출된다. 이에 따라, 슬러리를 전극 집전체 상에 코팅할 수 있다.
이에 따라 제조되는 전극에서 슬러리는 폭 방향 단면을 기준으로 중심부와 엣지부의 두께 차이가 거의 발생하지 않았다. 그러나, 이차전지의 제조시 대면되는 전극에 따라서 국소 부분의 NP ratio 역전되는 경우가 있었다. 따라서, 전극 제조시 슬러리의 코팅 경계면의 길이, 형상 등을 제어하여 NP ratio 역전 발생 등을 감소시킬 수 있는 기술이 필요한 실정이다. 특히, 양극의 제조시 양극 집전체 상에 슬러리를 도포할 때, 슬러리의 엣지 부분을 완만하게 도포할 수 있는 기술이 필요하다.
대한민국 등록특허 제10-1801422호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 슬러리의 코팅시 슬러리의 엣지 부분을 완만하게 도포시킬 수 있는 다이 코터용 심, 이를 포함하는 다이 코터 및 이를 이용하여 제조된 양극을 포함하는 리튬 이차전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 다이 코터용 심을 제공한다. 하나의 예에서, 본 발명에 따른 다이 코터용 심은 전극 집전체 상에 슬러리를 도포하는 다이 코터에 적용되는 다이 코터용 심에 관한 것으로, 일측 단부로부터 분기되어 연장되는 구조의 제1 및 제2 가이드; 및 제1 및 제2 가이드의 타측 단부를 서로 연결하는 베이스를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 제1 및 제2 가이드는, 슬러리의 토출 라인을 따라 단차가 형성된 구조를 갖는다.
하나의 예에서, 상기 제1 및 제2 가이드는, 전체 높이에 대하여 3/10 내지 6/10 지점에 단차가 형성된 구조를 갖는다. 구체적인 예에서, 상기 제1 및 제2가이드에서, 단차가 형성되지 않은 영역의 평균 두께는 1 내지 2mm 범위이며, 단차 형성된 영역의 평균 두께는 0.4 내지 0.9mm 범위이다.
다른 하나의 예에서, 본 발명에 따른 다이 코터용 심은, 제1 및 제2 가이드 사이에 위치하여, 토출 라인을 분기하는 하나 이상의 서브 가이드를 포함하는 구조이다. 구체적인 예에서, 상기 서브 가이드는, 슬러리의 토출 라인을 따라 단차가 형성된 구조이다.
아울러, 상기 서브 가이드는, 전체 높이에 대하여 3/10 내지 6/10 지점에 단차가 형성될 수 있으며, 상기 서브 가이드는, 단차가 형성되지 않은 영역의 평균 두께는 1 내지 2mm 범위이며, 단차 형성된 영역의 평균 두께는 0.4 내지 0.9mm 범위일 수 있다.
아울러, 본 발명은 앞서 설명한 다이 코터용 심을 포함하는 다이 코터를 제공한다.
하나의 예에서, 상기 다이 코터는, 슬러리를 수용하는 내부 공간을 갖는 몸체, 몸체에 마련되어, 상기 내부 공간으로 슬러리를 공급하는 공급구와, 몸체에 마련되어 상기 내부 공간으로부터 전극 집전체를 향해 슬러리를 배출하는 배출구를 포함한다. 이때, 상기 상기 다이 코터용 심은, 상기 다이 코터의 내부 공간에 탈착식으로 설치되는 구조일 수 있다.
나아가, 본 발명은 앞서 설명한 다이 코터로 생산한 양극을 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다. 하나의 예에서, 본 발명에 따른 리튬 이차전지는, 양극 집전체 상에 양극 슬러리가 도포된 구조의 양극; 음극 집전체 상에 음극 슬러리가 도포된 구조의 음극; 및 양극과 음극 사이에 개재된 분리막을 포함한다. 구체적인 예에서, 상기 양극 슬러리는, 폭 방향 단면을 기준으로, 중심부와 엣지부의 두께 차이는 10% 이상이고, 상기 음극 슬러리는, 폭 방향 단면을 기준으로 중심부와 엣지부의 두께 차이는 5% 이하인 구조를 갖는다.
하나의 예에서, 상기 양극 슬러리는, 폭 방향 단면을 기준으로 중심부 대비 엣지부의 두께는 80 내지 90% 범위이고, 상기 음극 슬러리는, 폭 방향 단면을 기준으로 중심부 대비 엣지부의 두께는 95 내지 105% 범위이다.
본 발명의 다이 코터용 심, 이를 포함하는 다이 코터 및 이를 이용하여 제조된 양극을 포함하는 리튬 이차전지에 따르면, 슬러리의 코팅시 슬러리의 엣지 부분을 완만하게 도포시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래의 전극 생산용 다이 코터의 분해 상태를 보여주는 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다이 코터용 심의 모식도이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 다이 코터용 심의 모식도이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다이 코터의 분해 사시도이다.
도 6은 비교예에서 사용한 다이 코터용 심의 모식도이다.
도 7은 실시예 1과 비교예 1에서 제조한 양극의 폭에서 위치에 대한 두께를 나타낸 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 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 경우 뿐만 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.
본 발명은 다이 코터용 심, 이를 포함하는 다이 코터 및 이를 이용하여 제조된 양극을 포함하는 리튬 이차전지에 관한 것이다.
전술한 바와 같이, 종래의 다이 코터를 이용하여 전극 집전체에 슬러리를 코팅하는 경우, 제조되는 전극에서 슬러리는 폭 방향 단면을 기준으로 중심부와 엣지부의 두께 차이가 거의 발생하지 않았다. 그러나, 이러한 경우 이차전지 제조시 대면되는 전극에 따라서 국소 부분의 NP ratio 가 역전되는 문제가 발생하곤 하였다.
이에, 본 발명의 발명자들은 전극 제조시 슬러리의 코팅 경계면의 길이, 형상 등을 제어하여 NP ratio의 역전 발생 등을 감소시킬 수 있는 다이 코터용 심, 이를 포함하는 다이 코터 및 이를 이용하여 제조된 양극을 포함하는 리튬 이차전지를 발명하였다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 다이 코터용 심의 가이드는 슬러리가 토출되는 토출라인의 경계면에 단차가 형성되어 전극 집전체 상에 슬러리의 엣지 부분을 완만하게 도포시킬 수 있는 이점이 있다.
이하, 본 발명에 따른 다이 코터용 심, 이를 포함하는 다이 코터 및 이를 이용하여 제조된 양극을 포함하는 리튬 이차전지를 상세하게 설명한다.
본 발명은 다이 코터용 심을 제공한다. 하나의 예에서, 본 발명에 따른 다이 코터용 심은 전극 집전체 상에 슬러리를 도포하는 다이 코터에 적용되는 다이 코터용 심에 관한 것으로, 일측 단부로부터 분기되어 연장되는 구조의 제1 및 제2 가이드; 및 제1 및 제2 가이드의 타측 단부를 서로 연결하는 베이스를 포함한다. 이때, 상기 제1 및 제2 가이드는, 슬러리의 토출 라인을 따라 단차가 형성된 구조를 갖는다.
여기서, "제1 및 제2 가이드에 단차가 형성된 구조"는 제1 및 제2 가이드에서, 토출 라인과의 경계면에 단차가 형성되는 것으로, 슬러리가 토출될 때, 상기 슬러리가 닿는 제1 및 제2 가이드의 내측면에 상기 단차가 형성된 구조를 의미한다. 구체적인 예에서, 제1 및 제2 가이드에서, 슬러리의 토출 라인과 경계면은 제1 및 제2 가이드의 전체 두께 대비하여 높이가 낮게 형성된 구조이다. 이는, 슬러리의 코팅시 슬러리의 엣지 부분을 완만하게 도포시키기 위함이다.
하나의 예에서, 본 발명에 따른 다이 코터용 심은 플레이트 형태로, 일측은 개방되어 있으며, 타측은 폐쇄되도록 구성된다. 이때, 다이 코터용 심의 개방된 영역을 통해 슬러리가 토출될 수 있다. 아울러, 상기 베이스는 제1 및 제2 가이드의 타측 단부를 서로 연결함으로써 다이 코터용 심의 타측 단부를 폐쇄시킬 수 있다. 구체적인 예에서, 본 발명에 따른 다이 코터용 심은 개방된 영역을 제외하고는, 다이 코터에서 슬러리가 누출되지 않도록 하는 가스켓으로서의 기능을 겸함으로써 밀봉성을 갖는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
하나의 예에서, 상기 제1 및 제2 가이드는 베이스의 일측에 서로 이격되어 설치되되, 서로 평행하게 동일한 방향으로 배향된다. 구체적으로, 제1 및 제2 가이드의 사이 영역은 슬러리가 토출되는 영역으로, 상기 제1 및 제2 가이드는 슬러리의 토출 라인을 형성한다.
하나의 예에서, 상기 베이스는 제1 및 제2 가이드의 타측 단부를 서로 연결하는 것으로, 단순한 직선 형상으로 형성된다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
하나의 예에서, 상기 제1 및 제2 가이드는 슬러리의 토출 라인을 따라 단차가 형성된 구조를 갖는다. 구체적인 예에서, 상기 제1 및 제2 가이드는 상기 토출 라인과의 경계면에 단차가 형성되는 것으로, 슬러리가 토출될 때, 상기 슬러리가 닿는 제1 및 제2 가이드의 내측면에 상기 단차가 형성된 구조를 갖는다. 즉, 제1 및 제2 가이드에서, 슬러리의 토출 라인과 경계면은 제1 및 제2 가이드의 전체 두께 대비하여 두께가 얇게 형성된 구조이다. 이는, 슬러리의 코팅시 슬러리의 엣지 부분을 완만하게 도포시키기 위함이다.
하나의 예에서, 상기 제1 및 제2 가이드는, 전체 높이에 대하여 3/10 내지 6/10 지점에 단차가 형성된 구조를 갖는다. 또는 상기 제1 및 제2 가이드는, 전체 높이에 대하여 4/10 내지 5/10 지점에 단차가 형성된 구조를 갖는다. 구체적인 예에서, 상기 제1 및 제2가이드에서, 단차가 형성되지 않은 영역의 평균 두께는 1 내지 2mm 범위이며, 단차 형성된 영역의 평균 두께는 0.4 내지 0.9mm 범위이다. 또는, 상기 제1 및 제2가이드에서, 단차가 형성되지 않은 영역의 평균 두께는 1.4 내지 1.8mm 범위일 때, 단차 형성된 영역의 평균 두께는 0.5 내지 0.8mm 범위일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2가이드에서, 단차가 형성되지 않은 영역의 평균 두께는 1.6mm 일 때, 단차 형성된 영역의 평균 두께는 0.5 내지 0.7mm 일 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 다이 코터용 심은 제1 및 제2 가이드의 슬러리 토출 라인의 경계면 두께를 얇게하여 전극 집전체에 코팅되는 슬러리의 엣지 영역의 길이 및 형상을 제어할 수 있다.
다른 하나의 예에서, 본 발명에 따른 다이 코터용 심은 제1 및 제2 가이드 사이에 위치하여, 토출 라인을 분기하는 하나 이상의 서브 가이드를 포함한다. 여기서, 본 발명에 따른 다이 코터용 심은 n 개의 서브 가이드를 포함한다면, n+1 개의 토출 라인이 형성될 수 있다. 한편, 상기 서브 가이드는 1 내지 10 개를 포함할 수 있으며, 3 개의 서브 가이드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 가이드 사이에 3 개의 서브 가이드를 포함하여 본 발명에 따른 다이 코터용 심은 4 개의 토출 라인을 형성할 수 있다. 한편, 제1 및 제2 가이드 사이에 서브 가이드를 포함하는 것은 슬러리 코팅시 유지부와 무지부를 교번 배열되는 스트라이프 코팅을 하기 위함이다.
다른 하나의 예에서, 상기 서브 가이드는 슬러리의 토출 라인을 따라 단차가 형성된 구조를 갖는다. 구체적인 예에서, 상기 서브 가이드는 슬러리의 토출 라인과 경계면에 단차가 형성되는 것으로, 슬러리가 토출될 때, 슬러리가 닿는 서브 가이드의 측면에 단차가 형성된 구조를 갖는다. 즉, 서브 가이드에서, 슬러리의 토출 라인과 경계면은 서브 가이드의 전체 두께에 대비하여 두께가 얇게 형성된 구조이다. 이는 제1 및 제2 가이드와 마찬가지로, 슬러리의 코팅시 슬러리의 엣지 부분을 완만하게 도포시키기 위함이다.
상기 서브 가이드는, 전체 높이에 대하여 3/10 내지 6/10 지점에 단차가 형성된 구조일 수 있으며, 또는 서브 가이드의 전체 높이에 대하여 4/10 내지 5/10 지점에 단차가 형성된 구조일 수 있다. 구체적인 예에서, 서브 가이드에서, 단차가 형성되지 않은 영역의 평균 두께는 1 내지 2mm 범위이며, 단차 형성된 영역의 평균 두께는 0.4 내지 0.9mm 범위이다. 또는, 상기 서브 가이드에서, 단차가 형성되지 않은 영역의 평균 두께는 1.4 내지 1.8mm 범위일 때, 단차 형성된 영역의 평균 두께는 0.5 내지 0.8mm 범위일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2가이드에서, 단차가 형성되지 않은 영역의 평균 두께는 1.6mm 일 때, 단차 형성된 영역의 평균 두께는 0.5 내지 0.7mm 일 수 있다. 한편, 서브 가이드의 단차 두께는 앞서 설명한 제1 및 제2 가이드의 단체 두께와 대응될 수 있다.
아울러, 본 발명은 앞서 설명한 다이 코터용 심을 포함하는 다이 코터를 제공한다.
하나의 예에서, 상기 다이 코터는, 슬러리를 수용하는 내부 공간을 갖는 몸체, 몸체에 마련되어, 상기 내부 공간으로 슬러리를 공급하는 공급구와, 몸체에 마련되어 상기 내부 공간으로부터 전극 집전체를 향해 슬러리를 배출하는 배출구를 포함한다. 이때, 상기 상기 다이 코터용 심은, 상기 다이 코터의 내부 공간에 탈착식으로 설치되는 구조일 수 있다.
하나의 예에서, 상기 다이 코터의 몸체는 상부 다이 및 하부 다이를 포함한다. 구체적으로, 상기 상부 및 하부 다이는 서로 대칭되는 각뿔대의 형상을 가지며, 각뿔대 밑면에 되는 상부 및 하부 다이의 일면이 서로 마주보면 조립될 수 있다.
아울러, 상기 하부 다이에는 외부로부터 슬러리를 공급받는 공급구가 형성될 수 있다. 상기 공급구를 통해 외부로부터 공급된 슬러리는 하부 다이 내부에 형성된 내부 공간에 저장될 수 있다.
하나의 예에서, 상기 상부 및 하부 다이 사이에는 본 발명에 따른 다이 코터용 심이 게재된다. 구체적인 예에서, 상기 다이 코터용 심의 두께만큼 상부 다이와 하부 다이가 서로 이격되어, 다이 코터의 내부에 슬러리 토출 라인이 형성된다. 예를 들어, 상기 공급구로부터 공급된 슬러리는 토출 라인을 따라 다이 코터 내부에서 유동하며, 토출구를 통해 외부로 토출될 수 있다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 다이 코터용 심은 토출 라인을 따라 단차가 형성된 제1 가이드, 제2 가이드 및 서브 가이드를 포함하여, 전극 집전체에 코팅되는 슬러리의 엣지 영역의 길이 및 형상을 제어할 수 있다. 상기 제1 및 제2 가이드의 설명은 전술 하였으므로, 상기 제1 및 제2 가이드에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
나아가, 본 발명은 앞서 설명한 다이 코터로 생산한 양극을 포함하는 리튬 이차전지를 제공한다.
하나의 예에서, 본 발명에 따른 리튬 이차전지는, 양극 집전체 상에 양극 슬러리가 도포된 구조의 양극; 음극 집전체 상에 음극 슬러리가 도포된 구조의 음극; 및 양극과 음극 사이에 개재된 분리막을 포함한다.
먼저, 양극 집전체는 알루미늄, 니켈 및 이들의 합금 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 양극에 사용되는 전극 집전체는 전도성이 높은 금속으로, 양극 활물질 슬러리가 용이하게 접착할 수 있는 금속이면서, 전기화학소자의 전압 범위에서 반응성이 없는 것이면 어느 것이라도 사용할 수 있다. 이러한 경우, 합제층의 슬러리는 양극 활물질을 포함할 수 있다. 상기 양극 활물질은, 리튬 함유 산화물일 수 있으며, 상기 리튬 함유 산화물은 리튬 함유 전이금속 산화물이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 리튬 함유 전이금속 산화물은, LixCoO2(0.5<x<1.3), LixNiO2(0.5<x<1.3), LixMnO2(0.5<x<1.3), LixMn2O4(0.5<x<1.3), Lix(NiaCobMnc)O2(0.5<x<1.3, 0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), LixNi1-yCoyO2(0.5<x<1.3, 0<y<1), LixCo1-yMnyO2(0.5<x<1.3, 0≤y<1), LixNi1-yMnyO2(0.5<x<1.3, O≤y<1), Lix(NiaCobMnc)O4(0.5<x<1.3, 0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2), LixMn2-zNizO4(0.5<x<1.3, 0<z<2), LixMn2-zCozO4(0.5<x<1.3, 0<z<2), LixCoPO4(0.5<x<1.3) 및 LixFePO4(0.5<x<1.3)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물일 수 있으며, 상기 리튬 함유 전이금속 산화물은 알루미늄(Al) 등의 금속이나 금속산화물로 코팅될 수도 있다. 또한, 상기 리튬 함유 전이금속 산화물 외에 황화물(sulfide), 셀렌화물(selenide) 및 할로겐화물(halide) 등도 사용될 수 있다.
구체적인 예에서, 본 발명에 따른 양극 활물질층은, 하기 화학식 1의 구조를 갖는 활물질 성분을 포함한다.
[화학식 1]
Lix(NiaCobMnc)O2
(0.5<x<1.3, 0.5<a<1, 0<b<0.25, 0<c<0.25, a+b+c=1)
상기 화학식 1에서, a값은 0.6 이상, 구체적으로는 0.8 이상이다. 상기 화학식 1에서, a값이 높아지면 b값 및/또는 c값은 위 화학식 1을 만족하는 범위 내에서 수치가 낮아진다.
다음으로, 음극 집전체는 구리, 금, 니켈 및 이들의 합금 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전극 집전체는 구리일 수 있다. 이러한 경우, 합제층의 슬러리는 음극 활물질을 포함할 수 있다. 상기 음극 활물질은 탄소재, 리튬 금속, 규소 또는 주석 등을 포함할 수 있다. 음극 활물질로서 탄소재가 사용되는 경우, 저결정 탄소 및 고결정성 탄소 등이 모두 사용될 수 있다. 저결정성 탄소로는 연화탄소(soft carbon) 및 경화탄소 (hard carbon)가 대표적이며, 고결정성 탄소로는 천연 흑연, 키시흑연 (Kish graphite), 열분해 탄소 (pyrolytic carbon), 액정피치계 탄소섬유 (mesophase pitch based carbon fiber), 탄소 미소구체 (mesocarbon microbeads), 액정피치 (Mesophase pitches) 및 석유와 석탄계 코크스 (petroleum orcoal tar pitch derived cokes) 등의 고온 소성탄소가 대표적이다.
나아가, 상기 슬러리에는 당해 분야에 통상적으로 사용되는 도전재 및 바인더를 포함할 수 있다.
상기 분리막은 리튬 이차전지에서 사용되는 다공성 기재라면 모두 사용이 가능하고, 예를 들면 폴리올레핀계 다공성 막(membrane) 또는 부직포를 사용할 수 있으나, 이에 특별히 한정되는 것은 아니다.
상기 폴리올레핀계 다공성 막의 예로는, 고밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 또는 폴리펜텐 등의 폴리올레핀계 고분자를 각각 단독으로 또는 이들을 혼합한 고분자로 형성한 막(membrane)을 들 수 있다.
상기 부직포로는 폴리올레핀계 부직포 외에 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르(polyester), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리아미드(polyamide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리에테르설폰(polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드(polyphenyleneoxide), 폴리페닐렌설파이드(polyphenylenesulfide) 또는 폴리에틸렌나프탈렌(polyethylenenaphthalene) 등을 각각 단독으로 또는 이들을 혼합한 고분자로 형성한 부직포를 들 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 리튬 이차전지에서, 상기 양극 슬러리는, 폭 방향 단면을 기준으로, 중심부와 엣지부의 두께 차이는 10% 이상이고, 상기 음극 슬러리는, 폭 방향 단면을 기준으로 중심부와 엣지부의 두께 차이는 5% 이하인 구조를 갖는다. 이는, 상기 양극을 제조할 때, 슬러리의 코팅시 슬러리의 엣지 부분이 완만하게 도포된 것을 의미한다.
구체적인 예에서, 상기 양극 슬러리는, 폭 방향 단면을 기준으로 중심부 대비 엣지부의 두께는 80 내지 90% 범위이고, 상기 음극 슬러리는, 폭 방향 단면을 기준으로 중심부 대비 엣지부의 두께는 95 내지 105% 범위일 수 있다.
결론적으로, 본 발명에 따라 제조된 리튬 이차전지는 양극 집전체에 코팅되는 슬러리의 엣지 영역의 길이 및 형상을 제어할 수 있다. 이에 따라, 슬러리의 코팅 경계면의 길이를 상향 조절을 통해 NP ratio 역전 리스크 등을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
이하, 도면을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
<제1 실시형태>
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다이 코터용 심의 모식도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 다이 코터용 심(100)은 전극 집전체 상에 슬러리를 도포하는 다이 코터에 적용되는 것으로, 일측 단부로부터 분기되어 연장되는 구조의 제1 및 제2 가이드(110, 120); 및 제1 및 제2 가이드(110, 120)의 타측 단부를 서로 연결하는 베이스(130)를 포함하여 구성된다.
구체적으로, 상기 다이 코터용 심(100)은 플레이트 형태로, 일측은 개방되어 있으며, 타측은 폐쇄되도록 구성된다. 이때, 다이 코터용 심(100)의 개방된 영역을 통해 슬러리가 토출될 수 있다. 아울러, 상기 베이스(130)는 제1 및 제2 가이드(110, 120)의 타측 단부를 서로 연결함으로써 다이 코터용 심(100)의 타측 단부를 폐쇄시킬 수 있다. 한편, 다이 코터용 심(100)은 개방된 영역을 제외하고는, 다이 코터에서 슬러리가 누출되지 않도록 하는 가스켓으로서의 기능을 겸함으로써 밀봉성을 갖는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 제1 및 제2 가이드(110, 120)는 베이스(131)의 일측에 서로 이격되어 설치되되, 서로 평행하게 동일한 방향으로 배향된다. 구체적으로, 제1 및 제2 가이드(110, 120)의 사이 영역은 슬러리가 토출되는 영역으로, 상기 제1 및 제2 가이드(110, 120)는 슬러리의 토출 라인을 형성한다.
아울러, 상기 베이스(130)는 제1 및 제2 가이드(110, 120)의 타측 단부를 서로 연결하는 것으로, 단순한 직선 형상으로 형성된다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 제1 및 제2 가이드(110, 120)는 슬러리의 토출 라인을 따라 단차(140)가 형성된 구조를 갖는다. 구체적으로, 제1 및 제2 가이드(110, 120)는 상기 토출 라인과의 경계면에 단차가 형성되는 것으로, 슬러리가 토출될 때, 상기 슬러리가 닿는 제1 및 제2 가이드(110, 120)의 내측면에 상기 단차(140)가 형성된 구조를 갖는다. 즉, 제1 및 제2 가이드(110, 120)에서, 슬러리의 토출 라인과 경계면은 제1 및 제2 가이드(110, 120)의 전체 두께 대비하여 두께가 얇게 형성된 구조이다. 이는, 슬러리의 코팅시 슬러리의 엣지 부분을 완만하게 도포시키기 위함이다.
상기 제1 및 제2 가이드(110, 120)는, 전체 높이에 대하여 3/10 내지 6/10 지점에 단차(140)가 형성된 구조를 갖는다. 구체적으로, 본 발명에 따른 다이 코터용 심(100)의 제1 및 제2 가이드(120, 130)에서, 단차(140)가 형성되지 않은 영역의 평균 두께는 1.5mm 이며, 단차(140)가 형성된 영역의 평균 두께는 0.7mm 이다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 본 발명에 따른 다이 코터용 심(100)은 제1 및 제2 가이드(110, 120)는 슬러리 토출 라인의 경계면 두께를 얇게하여 전극 집전체에 코팅되는 슬러리의 엣지 영역의 길이 및 형상을 제어할 수 있다. 이에 따라, 슬러리의 코팅 경계면의 길이를 상향 조절을 통해 NP ratio 역전 리스크 등을 감소시킬 수 있다.
<제2 실시형태>
도 3 내지 도 4는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 다이 코터용 심의 모식도이다.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 다이 코터용 심(200)은 제1 및 제2 가이드(210, 220) 사이에 위치하여, 토출 라인을 분기하는 하나 이상의 서브 가이드(250)를 포함한다. 도면에서는 3 개의 서브 가이드(250)를 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 제1 및 제2 가이드(210, 220) 사이에 3 개의 서브 가이드(250)를 포함하여 본 발명에 따른 다이 코터용 심(200)은 4 개의 토출 라인을 형성한다.
한편, 제1 및 제2 가이드(210, 220) 사이에 서브 가이드(250)를 포함하는 것은 슬러리 코팅시 유지부와 무지부를 교번 배열되는 스트라이프 코팅을 하기 위함이다.
상기 서브 가이드(250)는 슬러리의 토출 라인을 따라 단차(240)가 형성된 구조를 갖는다. 구체적으로, 상기 서브 가이드(250)는 슬러리의 토출 라인과 경계면에 단차가 형성되는 것으로, 슬러리가 토출될 때, 슬러리가 닿는 서브 가이드(250)의 측면에 단차(240)가 형성된 구조를 갖는다. 즉, 서브 가이드(250)에서, 슬러리의 토출 라인과 경계면은 서브 가이드(250)의 전체 두께 대비하여 두께가 얇게 형성된 구조이다. 이는 제1 및 제2 가이드(210, 220)와 마찬가지로, 슬러리의 코팅시 슬러리의 엣지 부분을 완만하게 도포시키기 위함이다.
상기 서브 가이드(250)는, 전체 높이에 대하여 3/10 내지 6/10 지점에 단차(240)가 형성된 구조를 갖는다. 구체적으로, 본 발명에 따른 다이 코터용 심(200)의 서브 가이드(250)에서, 단차(240)가 형성되지 않은 영역의 평균 두께는 1.5mm 이며, 단차(240)가 형성된 영역의 평균 두께는 0.7mm 이다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 제1 및 제2 가이드(210, 220)의 설명은 전술 하였으므로, 상기 제1 및 제2 가이드(210, 220)에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
즉, 본 발명에 따른 다이 코터용 심(200)의 서브 가이드(250)는 슬러리 토출 라인의 경계면 두께를 얇게하여 전극 집전체에 코팅되는 슬러리의 엣지 영역의 길이 및 형상을 제어할 수 있다. 이에 따라, 슬러리의 코팅 경계면의 길이를 상향 조절을 통해 NP ratio 역전 리스크 등을 감소시킬 수 있다.
<제3 실시형태>
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 다이 코터의 분해 사시도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 다이 코터(30)는 슬러리를 수용하는 내부 공간을 갖는 몸체(31), 몸체(31)에 마련되어, 상기 내부 공간(34)으로 슬러리를 공급하는 공급구(35)와, 몸체(31)에 마련되어 상기 내부 공간(34)으로부터 전극 집전체를 향해 슬러리를 배출하는 토출구(36)를 포함한다. 이때, 상기 다이 코터용 심(300)은, 상기 다이 코터(30)의 내부 공간에 탈착식으로 설치되는 구조이다.
먼저, 다이 코터(30)의 몸체는 상부 다이(32) 및 하부 다이(33)를 포함하는 것으로, 상부 및 하부 다이(32, 33)는 서로 대칭되는 각뿔대의 형상을 가지며, 각뿔대 밑면에 되는 상부 및 하부 다이(32, 33)의 일면이 서로 마주보면 조립된다.
아울러, 상기 하부 다이(33)에는 외부로부터 슬러리를 공급받는 공급구(35)가 형성된다. 상기 공급구(35)를 통해 외부로부터 공급된 슬러리는 하부 다이(33) 내부에 형성된 내부 공간(34)에 저장된다.
나아가, 상기 상부 다이 및 하부 다이(32, 33) 사이에는 다이 코터용 심(300)이 게재된다. 상기 다이 코터용 심(300)의 두께만큼 상부 다이(32)와 하부 다이(33)가 서로 이격되어, 다이 코터(30)의 내부에 슬러리 토출 라인이 형성된다. 상기 공급구로부터 공급된 슬러리는 토출 라인을 따라 다이 코터 내부에서 유동하며, 토출구를 통해 외부로 토출된다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 다이 코터용 심(300)은 토출 라인을 따라 단차(340)가 형성된 제1 가이드(310), 제2 가이드(320) 및 서브 가이드(350)를 포함하여, 전극 집전체에 코팅되는 슬러리의 엣지 영역의 길이 및 형상을 제어할 수 있다. 상기 제1 및 제2 가이드(310, 320)의 설명은 전술 하였으므로, 상기 제1 및 제2 가이드(310, 320)에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
<실험예>
도 5의 다이 코터를 이용하여 양극을 제조하였다(실시예 1). 구체적으로, 다이 코터에 양극 슬러리를 공급하여 알루미늄 집전체에 슬러리를 도포하였으며, 집전체의 top면과 back 면에 슬러리를 도포하였다. 아울러, 이에 대한 비교예로, 도 6의 다이 코터용 심(10)을 포함하는 다이 코터를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 양극을 제조하였다(비교예 1).
그리고, 그 결과를 도 7과 표 1에 나타내었다.
도 7은 실시예 1과 비교예 1에서 제조한 양극의 폭에서 위치에 대한 두께를 나타낸 그래프이다. 도 7을 참조하면, 실시예 1의 경우 엣지 영역으로 갈수록 슬러리의 두께가 감소한 것을 확인할 수 있다. 특히, 실시예 1의 경우 비교예 1 대비 back 면의 사이드링(side ring) 현상이 개선된 것을 볼 수 있다.
Sliding 1st lane
(좌)		 1st lane
(우)		 2nd lane
(좌)		 2nd lane
(우)		 3rd lane
(좌)		 3rd lane
(우)		 4th lane
(좌)		 4th lane
(우)		 평균
실시예 1 Top 6.06 5.86 5.03 5.23 5.84 5.74 5.35 6.04 5.64
Back 6.75 6.55 4.18 6.02 4.97 4.88 5.67 5.98 5.63
비교예 1 Top 3.93 4.14 3.86 3.96 4.07 3.97 4.66 3.77 4.05
Back 2.39 3.48 3.09 3.39 4.19 3.29 2.38 3.18 3.17
표 1을 참조하면, 본 발명에 따른 다이 코터용 심을 적용한 다이 코터는 슬라이딩 길이를 5~6 mm 수준인 것으로 나타났다. 이는, 집전체에 도포되는 슬러리의 엣지 영역을 완만하게 도포함으로써 슬라이딩 길이가 개선된 것으로 판단된다. 한편, 표 1에서 lane(좌), lane(우)는 각각 스트라이프로 도포된 슬러리에서 좌측 엣지 영역 및 우측 엣지 영역을 의미한다.
반면, 비교예 1의 경우, 슬라이딩 길이가 2~3 mm 수준인 것으로 나타났다. 특히, 비교예 1의 top 면은 NP ratio 가 역전되는 수준으로 이는, NP Ratio 역전에 따른 두께 swelling 이 발생할 것으로 예측된다.
아울러, 양극 슬러리의 종류 및 조성을 실시예 1과 다르게 설정한 것을 제외하곤, 실시예1 과 동일한 방법으로 양극을 제조하였다. 그리고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
Sliding 1st lane
(좌)		 1st lane
(우)		 2nd lane
(좌)		 2nd lane
(우)		 3rd lane
(좌)		 3rd lane
(우)		 4th lane
(좌)		 4th lane
(우)		 평균
실시예 2 Top 6.45 5.96 5.04 5.24 5.64 4.95 5.60 5.90 5.55
Back 7.12 5.73 4.84 6.72 6.16 6.95 6.76 6.36 6.33
실시예 3 Top 5.70 5.80 6.07 5.76 5.37 4.97 5.69 5.89 5.62
Back 5.76 5.07 5.63 5.63 6.00 7.20 7.97 4.88 6.18
실시예 4 Top 5.86 6.15 4.88 6.18 4.86 5.65 4.99 7.13 5.51
Back 7.02 5.44 5.16 5.36 5.65 5.84 6.95 5.86 5.92
표 2를 참조하면, 본 발명에 따른 다이 코터용 심을 적용한 다이 코터로 양극을 제조하였을 때, 기존 슬라이딩 길이 2~3mm 수준 대비 5~6 mm 수준으로 개선된 것으로 판단된다.
즉, 전극 제조시 본 발명에 따른 다이 코터용 심을 적용함으로써, 전극 집전체에 코팅되는 슬러리의 엣지 영역의 길이 및 형상을 제어할 수 있다. 이에 따라, 슬러리의 코팅 경계면의 길이를 상향 조절을 통해 NP ratio 역전 리스크 등을 감소시킬 수 있는 것으로 판단된다.
이상, 도면과 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하였다. 그러나, 본 명세서에 기재된 도면 또는 실시예 등에 기재된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
1: 다이 코터용 심
10, 30: 다이 코터
11, 31: 몸체
12, 32: 상부 다이
13, 33: 하부 다이
14, 34: 내부 공간
15, 35: 공급구
16, 36: 토출구
100, 200, 300: 다이 코터용 심
110, 210, 310: 제1 가이드
120, 220, 320: 제2 가이드
130, 230, 330: 베이스
140, 240, 340: 단차
250, 350: 서브 가이드

Claims (11)

  1. 전극 집전체 상에 슬러리를 도포하는 다이 코터에 적용되는 다이 코터용 심에 있어서,
    일측 단부로부터 분기되어 연장되는 구조의 제1 및 제2 가이드; 및
    제1 및 제2 가이드의 타측 단부를 서로 연결하는 베이스를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 가이드는, 슬러리의 토출 라인을 따라 단차가 형성된 구조를 갖는 다이 코터용 심.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제1 및 제2 가이드는, 전체 두께에 대하여 3/10 내지 6/10 지점에 단차가 형성된 구조인 다이 코터용 심.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제1 및 제2가이드에서, 단차가 형성되지 않은 영역의 평균 두께는 1 내지 2mm 범위이며, 단차 형성된 영역의 평균 두께는 0.4 내지 0.9mm 범위인 다이 코터용 심.
  4. 제 1 항에 있어서,
    제1 및 제2 가이드 사이에 위치하여, 토출 라인을 분기하는 하나 이상의 서브 가이드를 포함하는 구조인 다이 코터용 심.
  5. 제 4 항에 있어서,
    서브 가이드는, 슬러리의 토출 라인을 따라 단차가 형성된 구조인 다이 코터용 심.
  6. 제 5 항에 있어서,
    서브 가이드는, 전체 높이에 대하여 3/10 내지 6/10 지점에 단차가 형성된 구조인 다이 코터용 심.
  7. 제 5 항에 있어서,
    서브 가이드는, 단차가 형성되지 않은 영역의 평균 두께는 1 내지 2mm 범위이며, 단차가 형성된 영역의 평균 두께는 0.4 내지 0.9mm 범위인 다이 코터용 심.
  8. 제 1 항에 따른 다이 코터용 심을 포함하는 다이 코터.
  9. 제 8 항에 있어서,
    다이 코터는, 슬러리를 수용하는 내부 공간을 갖는 몸체, 몸체에 마련되어, 상기 내부 공간으로 슬러리를 공급하는 공급구와, 몸체에 마련되어 상기 내부 공간으로부터 전극 집전체를 향해 슬러리를 배출하는 배출구를 포함하며,
    상기 다이 코터용 심은, 상기 다이 코터의 내부 공간에 탈착식으로 설치되는 구조인 다이 코터.
  10. 양극 집전체 상에 양극 슬러리가 도포된 구조의 양극;
    음극 집전체 상에 음극 슬러리가 도포된 구조의 음극; 및
    양극과 음극 사이에 개재된 분리막을 포함하며,
    상기 양극 슬러리는, 폭 방향 단면을 기준으로, 중심부와 엣지부의 두께 차이는 10% 이상이고,
    상기 음극 슬러리는, 폭 방향 단면을 기준으로 중심부와 엣지부의 두께 차이는 5% 이하인 구조를 갖는 리튬 이차전지.
  11. 제 10 항에 있어서,
    양극 슬러리는, 폭 방향 단면을 기준으로 중심부 대비 엣지부의 두께는 80 내지 90% 범위이고,
    음극 슬러리는, 폭 방향 단면을 기준으로 중심부 대비 엣지부의 두께는 95 내지 105% 범위인 리튬 이차전지.
KR1020200145292A 2020-11-03 2020-11-03 다이 코터용 심, 이를 포함하는 다이 코터 및 이를 이용하여 제조된 양극을 포함하는 리튬 이차전지 KR20220059744A (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200145292A KR20220059744A (ko) 2020-11-03 2020-11-03 다이 코터용 심, 이를 포함하는 다이 코터 및 이를 이용하여 제조된 양극을 포함하는 리튬 이차전지
CN202180022605.9A CN115298849A (zh) 2020-11-03 2021-10-14 用于模头涂布机的垫片、包括该垫片的模头涂布机以及包括使用模头涂布机制造的阴极的锂二次电池
PCT/KR2021/014271 WO2022097950A1 (ko) 2020-11-03 2021-10-14 다이 코터용 심, 이를 포함하는 다이 코터 및 이를 이용하여 제조된 양극을 포함하는 리튬 이차전지
US17/913,343 US20230149968A1 (en) 2020-11-03 2021-10-14 Shim for Die Coater, Die Coater Comprising Same, and Lithium Secondary Battery Comprising Cathode Manufactured Using Same
EP21889415.2A EP4106038A1 (en) 2020-11-03 2021-10-14 Shim for die coater, die coater comprising same, and lithium secondary battery comprising cathode manufactured using same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200145292A KR20220059744A (ko) 2020-11-03 2020-11-03 다이 코터용 심, 이를 포함하는 다이 코터 및 이를 이용하여 제조된 양극을 포함하는 리튬 이차전지

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220059744A true KR20220059744A (ko) 2022-05-10

Family

ID=81457171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200145292A KR20220059744A (ko) 2020-11-03 2020-11-03 다이 코터용 심, 이를 포함하는 다이 코터 및 이를 이용하여 제조된 양극을 포함하는 리튬 이차전지

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230149968A1 (ko)
EP (1) EP4106038A1 (ko)
KR (1) KR20220059744A (ko)
CN (1) CN115298849A (ko)
WO (1) WO2022097950A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115970988B (zh) * 2022-12-15 2024-02-09 苏州擎动动力科技有限公司 一种涂布装置和系统

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101801422B1 (ko) 2013-10-18 2017-11-24 주식회사 엘지화학 전극 생산용 슬롯 다이 코터

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006255643A (ja) * 2005-03-18 2006-09-28 Hitachi Chem Co Ltd 塗工機及びそれを用いた塗工方法
JP2015136675A (ja) * 2014-01-24 2015-07-30 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 塗工装置、塗工装置の組み立て方法、および二次電池用電極の製造方法
KR101841346B1 (ko) * 2016-06-01 2018-03-22 고려대학교 산학협력단 비뉴튼성 코팅액의 균일 분포를 위한 슬롯 다이 내의 심 및 이를 포함하는 슬롯 다이 코터
KR102227310B1 (ko) * 2017-08-23 2021-03-15 주식회사 엘지화학 전극 제조용 슬롯 다이
KR20200145292A (ko) 2019-06-21 2020-12-30 탱커펀드주식회사 협업 필터링 기반의 사용자 선호도 예측 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체
CN211726368U (zh) * 2019-11-29 2020-10-23 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种边缘削薄的涂布模头垫片
KR20210083512A (ko) * 2019-12-27 2021-07-07 주식회사 엘지에너지솔루션 코팅 균일성이 우수한 전극 슬러리 토출용 코팅 심 및 이를 포함하는 코팅 다이

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101801422B1 (ko) 2013-10-18 2017-11-24 주식회사 엘지화학 전극 생산용 슬롯 다이 코터

Also Published As

Publication number Publication date
EP4106038A1 (en) 2022-12-21
US20230149968A1 (en) 2023-05-18
CN115298849A (zh) 2022-11-04
WO2022097950A1 (ko) 2022-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9203110B2 (en) Polymer battery and related method
US8323822B2 (en) Power storage device with different electrolyte layers in stack
JP7442541B2 (ja) コーティングの均一性に優れた電極スラリー吐出用のコーティングシム及びそれを含むコーティングダイ
CN107534116B (zh) 用于电化学装置的分隔膜的制备方法和制备设备
KR20150057481A (ko) 리튬 전지용 세퍼레이터, 이를 포함하는 리튬 전지, 및 상기 리튬 전지의 제조방법
KR20110058657A (ko) 전극 조립체 제조용 구조체 및 이로부터 제조되는 스택-폴딩형 전극 조립체
KR102124105B1 (ko) 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지
EP2330658A1 (en) Battery separator and method for producing same, and lithium ion secondary battery and method for producing same
KR20210058415A (ko) 서로 다른 입경의 활물질을 포함하는 이중층 구조의 합제층을 포함하는 이차전지용 전극 및 이의 제조방법
KR20220059744A (ko) 다이 코터용 심, 이를 포함하는 다이 코터 및 이를 이용하여 제조된 양극을 포함하는 리튬 이차전지
KR102250201B1 (ko) 리튬 이차전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
KR20200113737A (ko) 가요성이 우수한 전극조립체 및 이의 제조방법
KR20210021729A (ko) 그래핀을 포함하는 2차원소재 코팅 조성물과 이를 이용한 이차전지 분리막 및 그 제조방법
US20180226661A1 (en) Plate structure for a fuel cell
KR20110045640A (ko) 리튬이온 이차전지
EP4148815A1 (en) Dual slot die coater and electrode active material slurry coating method using same
US20230178852A1 (en) Method for manufacturing separator and separator obtained thereby
KR102639173B1 (ko) 에너지 저장장치
KR101831484B1 (ko) 변형 방지 테이프가 부착된 전극 조립체 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
KR20220010688A (ko) 전고체 전지 및 이의 제조방법
CN220420828U (zh) 电池
KR20210152315A (ko) 표면 레벨이 상이한 가압 블록을 이용한 전극 조립체 라미네이션 장치 및 방법
EP4318864A1 (en) Jig device for charging and discharging secondary battery
KR101442856B1 (ko) 전해액 젖음성이 향상된 대면적 이차 전지
KR20210059918A (ko) 버퍼층을 포함하는 이차전지용 전극 및 이의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination