KR20220088885A - 전극 시트의 리튬 보충 장치 및 전극 시트의 리튬을 보충 방법 - Google Patents
전극 시트의 리튬 보충 장치 및 전극 시트의 리튬을 보충 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 출원의 실시예는 전극 시트의 리튬 보충 장치 및 전극 시트의 리튬 보충 방법을 제공한다. 전극 시트의 리튬 보충 장치는 제1 리튬 밴드 권출 기구, 전극 시트 권출 기구, 롤 프레스 기구, 제1 견인 기구, 전극 시트 권취 기구 및 제1 코팅 기구를 포함한다. 제1 리튬 밴드 권출 기구는 리튬 밴드를 설치하는데 사용되며 전극 시트 권출 기구는 전극 시트를 설치하는데 사용된다. 롤 프레스 기구는 제1 압연 롤러, 제1 클래딩 롤러 및 제2 클래딩 롤러을 포함한다. 제1 견인 기구는 리튬 밴드를 견인하여 제1 압연 롤러와 제1 클래딩 롤러 사이로 진입하도록 하는데 사용되고, 전극 시트 권취 기구는 전극 시트를 권취하는고, 전극 시트를 견인하여 제1 클래딩 롤러와 제2 클래딩 롤러 사이를 통과하도록 하는데 사용된다. 제1 코팅 기구는 리튬 밴드의 주행 방향을 따라 롤 프레스 기구의 상류에 위치하고, 제1 코팅 기구는 리튬 밴드의 표면에 코팅층을 코팅하는데 사용된다.
Description
본 출원은 2019년 11월 21일에 제출한 발명의 명칭이 "전극 시트의 리튬 보충 장치 및 전극 시트의 리튬 보충 방법"인 중국 특허 출원 제201911146508.1호의 우선권을 주장하며, 해당 출원의 모든 내용은 인용을 통해 본 출원에 통합된다.
본 출원은 전지 생산 분야에 관한 것으로, 특히, 전극 시트의 리튬 보충 장치 및 전극 시트의 리튬 보충 방법에 관한 것이다.
리튬 이온 전지는 높은 에너지 밀도, 긴 사용 수명, 친환경 무공해 등 이점으로 인해 소비형 전자 제품 및 전동 차량 분야에서 널리 사용되고 있다. 그러나 리튬 이온 전지는 첫 회 충방전 과정에서 고체전해질막(SEI film)이 형성되고, 고체전해질막은 일부 리튬을 소모하여 리튬 손실을 일으키고, 이러한 첫 회 용량의 비가역적인 손실은 직접 리튬 이온 전지의 용량의 손실을 초래한다.
배경 기술에 존재하는 문제를 감안하여, 본 출원은 전극 시트의 리튬 보충을 구현하고, 리튬 보충 공정을 단순화 하며, 리튬 밴드를 절약할 수 있는 전극 시트의 리튬 보충 장치 및 전극 시트의 리튬 보충 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 출원은 전극 시트의 리튬 보충 장치를 제공하는 바, 해당 전극 시트의 리튬 보충 장치는 제1 리튬 밴드 권출 기구, 전극 시트 권출 기구, 롤 프레스 기구, 제1 견인 기구, 전극 시트 권취 기구 및 제1 코팅 기구를 포함한다. 제1 리튬 밴드 권출 기구는 리튬 밴드를 설치하는데 사용되며 전극 시트 권출 기구는 전극 시트를 설치하는데 사용된다. 롤 프레스 기구는 제1 압연 롤러, 제1 클래딩 롤러 및 제2 클래딩 롤러을 포함한다. 제1 견인 기구는 리튬 밴드를 견인하여 제1 압연 롤러와 제1 클래딩 롤러 사이로 진입하도록 하는데 사용되고, 전극 시트 권취 기구는 전극 시트를 권취하고, 전극 시트를 견인하여 제1 클래딩 롤러와 제2 클래딩 롤러 사이를 통과하도록 하는데 사용된다. 제1 코팅 기구는 리튬 밴드의 주행 방향을 따라 롤 프레스 기구의 상류에 위치하고, 제1 코팅 기구는 리튬 밴드의 표면에 코팅층을 코팅하는데 사용된다.
본 출원은 전극 시트의 리튬 보충을 구현하고, 리튬 밴드의 압연 공정과 클래딩 공정을 통합함으로써, 보충 리튬 공정을 단순화하고, 점유 공간을 줄이며, 생산 원가를 절감할 수 있다. 리튬 밴드의 표면에 코팅층을 코팅함으로써, 리튬 밴드가 전극 시트 표면으로 원활하게 전사될 수 있도록 보장한다. 제1 견인 기구는 처음부터 리튬 밴드를 견인하여 주행하도록 할 수 있으므로, 제1 코팅 기구가 리튬 밴드의 표면에 코팅층을 코팅할 수 있도록 하여, 리튬 밴드가 압연 롤러 및 클래딩 롤러에 부착되는 것을 방지하할 수 있다. 동시에 제1 견인 기구는 코팅층이 코팅된 리튬 밴드를 제1 압연 롤러와 제1 클래딩 롤러 사이로 견인할 수 있고, 전 코스에서 리튬 밴드로 견인하는 것을 피하고, 리튬 밴드의 낭비를 방지할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 견인 기구는 견인 롤러 및 견인 벨트를 포함하고, 견인 벨트는 견인 롤러에 연결되고, 견인 벨트의 타단은 리튬 밴드에 연결된다. 견인 롤러는 리튬 밴드의 주행 방향을 따라 제1 압연 롤러의 하류에 위치한다.
본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 장치는, 견인 벨트가 견인 롤러에 연결되고, 견인 벨트의 타단이 리튬 밴드에 연결되므로, 제1 코팅 기구는 견인 롤러 부근의 리튬 밴드(L)의 단부에도 코팅층을 코팅할 수 있어, 리튬 밴드(L)에 코팅층이 코팅되지 않음으로 인한 리튬 밴드(L)의 낭비를 감소시킬 수 있다.
일부 실시형태에서, 전극 시트의 리튬 보충 장치는 윤활 기구 및 청결 기구를 더 포함하고, 윤활 기구와 청결 기구는 제1 클래딩 롤러의 외주측에 설치되고, 윤활 기구와 청결 기구는 제1 클래딩 롤러의 회전 방향을 따라 배치된다. 윤활 기구는 제1 클래딩 롤러의 롤러 표면에 윤활제를 코팅하는데 사용되고, 청결 기구는 제1 클래딩 롤러의 롤러 표면을 청결하는데 사용된다.
본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 장치에 있어서, 청결 기구는 제1 클래딩 롤러의 롤러 표면을 청결하여 전극 시트에 리튬 보충을 원활하게 하도록 하고, 윤활 기구는 제1 클래딩 롤러의 롤러 표면에 윤활제를 코팅하여, 스크레이퍼가 리튬 부스러기와 이형제를 긁어내는 난이도를 감소시키고 제1 클래딩 롤러의 롤러 표면이 긁히는 것을 방지할 수 있다. 동시에 고속 생산에서, 윤활제는 스크레이퍼가 제1 클래딩 롤러의 표면에 잔류한 리튬과의 건조 마찰로 인한 연기 및 화재 등 안전 위험을 방지할 수 있다.
일부 실시예에서, 윤활 기구는 두 개의 코팅 헤드를 포함하고, 두 개의 코팅 헤드는 제1 클래딩 롤러의 축 방향을 따라 이격되어 배치된다.
본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 장치에 있어서, 두 개의 코팅 헤드는 제1 클래딩 롤러의 표면에 윤활제를 코팅하는데 사용되며 두 개의 코팅 헤드의 코팅 영역은 리튬 밴드(L)의 폭에 대응된다.
일부 실시형태에서, 윤활 기구는 가이드 부재를 더 포함하고, 두 개의 코팅 헤드는 제1 클래딩 롤러의 축 방향에 평행되는 방향을 따라 가이드 부재에 슬라이딩 가능하게 설치된다.
본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 장치에 있어서, 두 개의 코팅 헤드는 제1 클래딩 롤러의 축 방향에 평행되는 방향을 따라 가이드 부재에 슬라이딩 가능하게 설치되어 윤활 기구가 상이한 사양의 리튬 밴드(L)의 요구 사항을 만족시키도록 하여, 우수한 범용성을 갖는다.
일부 실시형태에서, 제1 압연 롤러의 롤러 직경은 제1 클래딩 롤러의 롤러 직경보다 작다.
본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 장치에 있어서, 제1 압연 롤러의 롤러 직경은 제1 클래딩 롤러의 롤러 직경보다 작고, 롤러의 크고 작은 직경의 조합을 통해 상이한 직경의 압연을 구현할 수 있다. 동일한 직경의 압연에 비해 상이한 직경의 압연은 리튬 밴드(L)의 압연력을 감소시키고, 제1 클래딩 롤러와 리튬 밴드(L) 사이의 접촉 면적을 증가시켜, 리튬 밴드(L)와 제1 압연 롤러의 물림 효과 및 리튬 밴드(L)와 제1 클래딩 롤러의 물림 효과를 개선할 수 있어, 리튬 밴드(L)는 제1 클래딩 롤러의 롤러 표면에 보다 쉽게 부착된다.
일부 실시형태에서, 제1 압연 롤러의 롤러 직경과 제1 클래딩 롤러의 롤러 직경의 비는 0.5-0.99이다.
본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 장치에 있어서, 제1 압연 롤러의 롤러 직경과 제1 클래딩 롤러의 롤러 직경의 비가 0.5-0.99이므로, 리튬 밴드(L)는 제1 클래딩 롤러의 롤러 표면에 더 쉽게 부착될 수 있다.
일부 실시형태에서, 롤 프레스 기구는 제1 지지 롤러를 더 포함하고, 제1 지지 롤러는 제1 압연 롤러에 대향하여 설치되고, 제1 압연 롤러의 제1 클래딩 롤러로부터 멀어지는 일측에 위치하고, 제1 지지 롤러의 롤러 직경은 제1 압연 롤러의 롤러 직경보다 크다.
본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 장치에 있어서, 제1 지지 롤러가 제1 압연 롤러에 대향하여 설치되고, 제1 압연 롤러의 제1 클래딩 롤러로부터 멀어지는 일측에 위치하고, 제1 지지 롤러의 롤러 직경이 제1 압연 롤러의 롤러 직경보다 크므로, 장기간 사용시 제1 압연 롤러의 변형을 줄일 수 있고, 리튬 밴드(L)의 압연 두께 일관성을 향상시켜 장비의 사용 수명을 연장할 수 있다.
일부 실시형태에서, 제1 코팅 기구는 두 세트로 되어, 리튬 밴드의 두 표면에 코팅층을 각각 코팅하고, 두 세트의 제1 코팅 기구는 모두 이형제를 수용하고 있고, 두 세트의 제1 코팅 기구 중의 이형제의 표면 거칠기가 상이하다.
본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 장치에 있어서, 두 세트의 제1 코팅 기구가 리튬 밴드(L)의 두 표면에 이형제를 코팅하여 리튬 밴드(L)의 두 표면에 코팅층을 형성하고, 또한 두 세트의 제1 코팅 기구 중의 이형제의 표면 거칠기가 상이하므로, 상이한 거칠기를 통해 리튬 밴드(L)를 전극 시트로 전사한다.
일부 실시형태에서, 전극 시트의 리튬 보충 장치는 제2 리튬 밴드 권출 기구, 제2 견인 기구 및 제2 코팅 기구를 더 포함한다. 제2 리튬 밴드 권출 기구는 리튬 밴드를 설치하는데 사용된다. 롤 프레스 기구는 제2 압연 롤러를 더 포함하고, 제2 압연 롤러는 제2 클래딩 롤러에 대향하여 설치된다. 제2 견인 기구는 제2 리튬 밴드 권출 기구에 의해 제공된 리튬 밴드를 견인하여 제2 압연 롤러와 제2 클래딩 롤러 사이에 진입하도록 하는데 사용된다. 제2 코팅 기구는 제2 리튬 밴드 권출 기구에 의해 제공되는 리튬 밴드의 주행 방향을 따라 롤 프레스 기구의 상류에 위치하고, 제2 코팅 기구는 제2 리튬 밴드 권출 기구에 의해 제공되는 리튬 밴드에 표면에 코팅층을 코팅하기 위해 사용된다.
본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 장치는 전극 시트의 양면에 리튬 보충을 구현할 수 있다.
일부 실시형태에서, 제2 압연 롤러의 롤러 직경은 제2클래딩 롤러의 롤러 직경보다 작다.
본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 장치에 있어서, 제2 압연 롤러의 롤러 직경은 제2 클래딩 롤러의 롤러 직경보다 작고, 롤러의 크고 작은 직경의 조합을 통해 상이한 직경의 압연을 구현할 수 있다. 동일한 직경의 압연에 비해 상이한 직경의 압연은 리튬 밴드(L)의 압연력을 감소시키고, 제2 클래딩 롤러와 리튬 밴드(L) 사이의 접촉 면적을 증가시켜, 리튬 밴드(L)와 제2 압연 롤러의 물림 효과 및 리튬 밴드(L)와 제2 클래딩 롤러의 물림 효과를 개선할 수 있어, 리튬 밴드(L)는 제2 클래딩 롤러의 롤러 표면에 보다 쉽게 부착된다.
일부 실시형태에서, 전극 시트의 리튬 보충 장치는 적어도 한 세트의 사전 가압 롤러를 더 포함하고, 각 세트의 사전 가압 롤러는 두 개의 사전 가압 롤러를 포함하고, 리튬 밴드의 주행 방향을 따라, 적어도 한 세트의 사전 가압 롤러 중의 두 개의 사전 가압 롤러는 두 표면의 외측에 위치하고, 적어도 한 세트의 사전 가압 롤러 중의 두 개의 사전 가압 롤러는 제1 코팅 기구의 상류에 위치한다.
본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 장치에 있어서, 각 세트의 사전 가압 롤러 중의 두 개의 사전 가압 롤러는 대응되는 리튬 밴드에 대해 사전 압연을 수행하여 리튬 밴드의 두께 일관성을 개선함으로써 리튬 밴드의 표면에 이형제를 코팅하는 효과를 현저히 개선하여, 제1 코팅 기구의 코팅 헤드가 리튬 밴드를 긁어 손상을 주는 것을 방지하고, 코팅 과정에서의 리튬 밴드의 두께 일관성에 대한 높은 요구 사항의 문제를 해결한다. 리튬 밴드의 두께 일관성은 제조 원가와 관련이 있으며, 리튬 밴드의 두께 일관성 요구 사항이 낮아지면 리튬 밴드 재료의 원가를 절감할 수 있다.
일부 실시형태에서, 전극 시트의 리튬 보충 장치는 두 세트의 사전 가압 롤러를 포함하고, 리튬 밴드의 주행 방향을 따라, 각 세트의 사전 가압 롤러 중의 두 개의 사전 가압 롤러는 리튬 밴드 중 하나에 대응하는 두 표면의 외측에 위치하고, 또한, 한 세트의 사전 가압 롤러 중의 두 개의 사전 가압 롤러는 제1 코팅 기구의 상류에 위치하고, 다른 한 세트의 사전 가압 롤러 중의 두 개의 사전 가압 롤러는 제2 코팅 기구의 상류에 위치한다.
본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 장치에 있어서, 두 세트의 사전 가압 롤러 중의 각 세트의 사전 가압 롤러는 대응하는 리튬 밴드에 대해 사전 압연을 수행하여, 리튬 밴드의 두께 일관성을 개선할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 출원은 전극 시트의 리튬 보충 방법을 더 제공하는 바, 해당 방법은 리튬 밴드를 제1 리튬 밴드 권출 기구에 설치하고, 전극 시트를 전극 시트 권출 기구에 설치하는 단계; 리튬 밴드의 단부를 제1 견인 기구에 연결시키고, 제1 견인 기구에 의해 리튬 밴드를 견인하여 주행시켜 제1 코팅 기구를 통과하도록 하며, 제1 코팅 기구가 리튬 밴드의 표면에 코팅층을 코팅하는 단계; 코팅층이 코팅된 리튬 밴드가 제1 견인 기구의 견인에 의해 제1 압연 롤러와 제1 클래딩 롤러 사이에 진입하도록 하고, 제1 압연 롤러와 제1 클래딩 롤러가 회전하여 리튬 밴드를 가압하여 얇게 하고, 리튬 밴드가 제1 클래딩 롤러의 롤러 표면에 접착되고, 제1 견인 기구로부터 분리되는 단계; 전극 시트를 견인하여 제1 클래딩 롤러와 제2 클래딩 롤러 사이를 통과하도록 하고, 전극 시트 권취 기구에 연결시키는 단계; 및 제1 클래딩 롤러와 제2 클래딩 롤러가 전극 시트와 제1 클래딩 롤러의 롤러 표면에 있는 리튬 밴드를 롤 프레스하여, 리튬 밴드를 전극 시트의 표면에 클래딩되도록 하는 단계를 포함한다.
본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 방법에 있어서, 리튬 밴드(L)의 압연 공정과 클래딩 공정을 통합함으로써 리튬 보충 공정을 간단화하고, 점유 공간을 줄이며, 생산 원가를 절감한다. 제1 코팅 기구는 리튬 밴드(L)의 표면에 코팅층을 코팅하여 리튬 밴드(L)와 제1 압연 롤러(31)의 분리 난이도 및 리튬 밴드(L)와 제1 클래딩 롤러의 분리 난이도 감소시킬 수 있으므로, 리튬 밴드(L)가 전극 시트(P)의 표면으로 원활하게 전사될 수 있도록 보장한다.
일부 실시예에서, 전극 시트의 리튬 보충 방법에 있어서, 제1 압연 롤러의 선속도는 제1 클래딩 롤러의 선속도보다 작다.
본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 방법에 있어서, 제1 압연 롤러의 선속도가 제1 클래딩 롤러의 선속도보다 작으면, 상이한 속도의 압연을 구현할 수 있고, 리튬 밴드(L)의 압연력을 감소시키고, 에너지 소비를 절감하고, 장비 부하를 줄여 장비 사용 수명을 증가시킨다.
본 출원의 실시예의 기술적 해결 수단을 보다 명확하게 설명하기 위해, 아래에 본 출원의 실시예의 설명에 필요한 도면을 간단히 설명하나, 이하에서 설명되는 도면은 단지 본 출원의 일부 실시예일 뿐, 당업자라면 창조적인 노력 없이 이러한 도면을 기반으로 기타 도면을 얻을 수 있음은 자명하다.
도 1은 전극 시트의 리튬 보충 장치의 일 실시예의 개략도이다.
도 2는 도 1의 전극 시트의 리튬 보충 장치의 다른 개략도이다.
도 3은 전극 시트의 리튬 보충 장치의 리튬을 보충하는 과정의 개략도이다.
도 4는 전극 시트의 리튬 보충 장치의 윤활 기구와 청결 기구의 개략도이다.
도 5는 전극 시트의 리튬 보충 장치의 윤활 기구의 개략도이다.
도 6은 전극 시트의 리튬 보충 장치의 청결 기구의 개략도이다.
도 7은 전극 시트의 리튬 보충 장치의 다른 실시예의 개략도이다.
도 8은 도 7의 전극 시트의 리튬 보충 장치의 다른 개략도이다.
도 9는 전극 시트의 리튬 보충 장치의 리튬을 보충하는 과정의 다른 개략도이다.
도면에서, 도면은 실제 축척으로 그려진 것이 아니다.
도 1은 전극 시트의 리튬 보충 장치의 일 실시예의 개략도이다.
도 2는 도 1의 전극 시트의 리튬 보충 장치의 다른 개략도이다.
도 3은 전극 시트의 리튬 보충 장치의 리튬을 보충하는 과정의 개략도이다.
도 4는 전극 시트의 리튬 보충 장치의 윤활 기구와 청결 기구의 개략도이다.
도 5는 전극 시트의 리튬 보충 장치의 윤활 기구의 개략도이다.
도 6은 전극 시트의 리튬 보충 장치의 청결 기구의 개략도이다.
도 7은 전극 시트의 리튬 보충 장치의 다른 실시예의 개략도이다.
도 8은 도 7의 전극 시트의 리튬 보충 장치의 다른 개략도이다.
도 9는 전극 시트의 리튬 보충 장치의 리튬을 보충하는 과정의 다른 개략도이다.
도면에서, 도면은 실제 축척으로 그려진 것이 아니다.
이하, 본 출원의 실시형태에 대해 도면 및 실시예를 결합하여 더욱 상세하게 설명한다. 하기 실시예에 대한 상세한 설명과 도면은 본 출원의 원리를 예시적으로 설명하기 위해 사용되지만, 본 출원의 범위를 제한하는 데 사용되어서는 안된다. 즉, 본 출원은 설명된 실시예에 제한되는 것은 아니다.
본 출원의 설명에 있어서, 특별한 설명이 없는 한, "복수"는 두 개 이상을 의미하고, "상", "하", "좌", "우", "내부", "외부" 등 용어가 나타내는 방향 또는 위치 관계는 언급된 장치 또는 구성요소가 특정 방향을 가져야 하고 특정 방향으로 구성 및 작동되어야 함을 나타내거나 암시하는 것이 아니라, 본 출원의 설명의 편의와 설명을 간략화하기 위한 것일 뿐 이므로 본 출원을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 또한, "제1", "제2", "제3" 등 용어는 단지 설명의 목적으로만 사용되며, 상대적 중요성을 나타내거나 암시하는 것으로 해석되어서는 안된다. "수직"은 엄격한 의미의 수직이 아니라 허용 오차 범위 내에 있는 것이다. "평행"은 엄격한 의미의 평행이 아니라 허용 오차 범위 내에 있는 것이다.
하기 설명에서 나타나는 방향 용어들은 모두 도면에 도시된 방향이며, 본 출원의 구체적인 구조를 한정하는 것은 아니다. 본 출원의 설명에 있어서, 특별히 명확한 규정과 제한이 없는 한, "장착", "서로 연결", "연결"이라는 용어는 넓은 의미로 이해되어야 한다. 예를 들어, 고정된 연결일 수 있고, 탈착 가능한 연결일 수도 있고, 또는 일체형 연결일 수도 있으며, 직접적으로 서로 연결될 수도 있고, 중간 매체를 통해 간접적으로 서로 연결될 수도 있다. 당업자에게 있어서, 본 출원에서 상기 용어들의 구체적인 의미는 특정한 상황에 따라 이해될 수 있다.
본 출원의 목적, 기술적 해결 수단 및 이점을 보다 명확하게 하기 위하여, 아래 도면과 실시예를 결합하여 본 출원에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 여기에 기재된 특정 실시예는 본 출원을 설명하기 위해 사용된 것일 뿐, 본 출원을 제한하기 위한 것이 아님을 이해해야 한다.
본 출원의 설명에 있어서, 특별히 명확한 규정과 제한이 없는 한, "제1", "제2"라는 용어는 단지 설명의 목적으로만 사용되며, 상대적 중요성을 나타내거나 암시하는 것으로 해석되어서는 안된다. 용어 "복수"는 두 개 이상(두 개를 포함)을 의미한다. 특별히 명확한 규정과 설명이 없는 한, "연결"이라는 용어는 넓은 의미로 이해되어야 한다. 예를 들어, "연결"은 고정된 연결일 수 있고, 탈착 가능한 연결일 수도 있고, 또는 일체형 연결일 수도 있으며, 또는 전기적 연결, 또는 신호 연결일 수도 있다. "연결"은 직접적으로 서로 연결될 수도 있고, 중간 매체를 통해 간접적으로 서로 연결될 수도 있다. 당업자에게 있어서, 본 출원에서 상기 용어들의 구체적인 의미는 특정한 상황에 따라 이해될 수 있다.
본 명세서의 설명에 있어서, 본 출원의 실시예들에서 설명된 "상", "하" 등 방향 용어는 도면에 도시된 각도를 토대로 설명된 것으로서, 본 출원의 실시예에 대한 한정으로 해석되어서는 안됨을 이해하여야 한다. 이하, 특정 실시예와 도면을 결합하여 본 출원에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 장치는 전극 시트(P)에 리튬을 보충하여 리튬 이온 전지의 용량과 사이클 수명을 개선하는 데 사용될 수 있다. 전극 시트의 리튬 보충 공정은 주로 압연 공정과 클래딩 공정을 포함한다. 압연 공정은 리튬 밴드를 얇게 가압하여 리튬 필름을 형성하는 것이고, 클래딩 공정은 롤 프레스에 의해 전극 시트(P) 표면에 리튬 필름을 클래딩하는 것이다.
전극 시트(P)는 집전체 및 집전체의 표면에 배치된 활물질층을 포함한다. 집전체는 금속박일 수 있고, 활물질층은 흑연 또는 실리콘을 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 장치는 제1 리튬 밴드 권출 기구(1), 전극 시트 권출 기구(2), 롤 프레스 기구(3), 제1 견인 기구(4), 전극 시트 권취 기구(5) 및 제1 코팅 기구(6)를 포함한다.
제1 리튬 밴드 권출 기구(1)는 리튬 밴드(L)을 세팅하는데 사용된다. 제1 리튬 밴드 권출 기구(1)는 리튬 밴드 권출 롤러를 포함하고, 리튬 밴드(L)는 리튬 밴드 권출 롤러에 감기는 방식으로 리튬 밴드 권출 롤러에 연결될 수 있다.
전극 시트 권출 기구(2)는 전극 시트(P)를 세팅하는데 사용된다. 전극 시트 권출 기구(2)는 전극 시트 권출 롤러를 포함하고, 전극 시트(P)는 전극 시트 권출 롤러에 감기는 방식으로 전극 시트 권출 롤러에 연결될 수 있다.
전극 시트 권취 기구(5)는 전극 시트(P)를 권취하고 전극 시트(P)를 견인하는데 사용된다. 전극 시트 권취 기구(5)는 전극 시트 권취 롤러를 포함하고, 전극 시트 권취 롤러는 구동 롤러이다. 리튬 보충이 필요한 경우, 전극 시트(P)의 자유단을 전극 시트 권취 롤러에 연결할 수 있으며, 전극 시트 권취 롤러는 회전을 통해 전극 시트(P)를 주행시킨다.
롤 프레스 기구(3)는 제1 압연 롤러(31), 제1 클래딩 롤러(32) 및 제2 클래딩 롤러(33)를 포함한다. 제1 압연 롤러(31), 제1 클래딩 롤러(32) 및 제2 클래딩 롤러(33)는 모두 플랫 롤러이다. 제1 압연 롤러(31), 제1 클래딩 롤러(32) 및 제2 클래딩 롤러(33)는 수평 방향을 따라 순서대로 배열될 수 있으며, 물론, 수요에 따라 제1 압연 롤러(31), 제1 클래딩 롤러(32) 및 제2 클래딩 롤러(33)는 수직 방향으로 배열되거나 삼각형 모양으로 배열될 수도 있다. 제1 압연 롤러(31)와 제1 클래딩 롤러(32) 사이의 롤러 갭은 수요에 따라 조절될 수 있고, 제1 클래딩 롤러(32)와 제2 클래딩 롤러(33) 사이의 롤러 갭은 수요에 따라 조절될 수 있다.
제1 압연 롤러(31)와 제1 클래딩 롤러(32)는 리튬 밴드(L)의 압연에 사용될 수 있다. 리튬 보충이 필요한 경우, 리튬 밴드(L)를 제1 압연 롤러(31)와 제1 클래딩 롤러(32) 사이에 견인하여, 제1 압연 롤러(31)와 제1 클래딩 롤러(32) 사이의 롤러 압력에 의해 리튬 밴드(L)를 가압하여 얇게 할 수 있다.
제1 견인 기구(4)는 제1 압연 롤러(31)와 제1 클래딩 롤러(32) 사이로 리튬 밴드(L)를 견인하기 위해 사용된다. 전극 시트 권취 기구(5)는 제1 클래딩 롤러(32)와 제2 클래딩 롤러(33) 사이를 통과하도록 전극 시트(P)를 견인할 수 있다.
리튬 밴드(L)의 진행 방향을 따라, 제1 코팅 기구(6)는 롤 프레스 기구(3)의 상류에 위치되고, 제1 코팅 기구(6)는 리튬 밴드(L)의 표면에 코팅층을 코팅하기 위해 사용된다. 코팅층을 설치함으로써 리튬 밴드(L)의 두 표면의 거칠기가 개변될 수 있으며, 리튬 밴드(L)가 제1 압연 롤러(31)와 제1 클래딩 롤러(32)에 의해 롤 프레스 될 때 코팅층은 리튬 밴드(L)와 제1 압연 롤러(31) 사이의 접착력 및 리튬 밴드(L)와 제1 클래딩 롤러(32)사이의 접착력을 줄일 수 있으므로, 가압되어 얇게 된 리튬 밴드(L)가 작은 접착력으로 제1 클래딩 롤러(32)의 표면에 접착될 수 있어, 제1 압연 롤러(31)로부터의 리튬 밴드(L)의 분리 및 제1 클래딩 롤러(32)로부터의 리튬 밴드(L)의 분리를 용이하게 한다.
제1 견인 기구(4)는 견인 롤러(41)와 견인 벨트(42)를 포함하고, 견인 벨트(42)는 견인 롤러(41)에 연결된다. 견인 롤러(41)는 리튬 밴드(L)의 주행 방향에서 제1 압연 롤러(31)의 하류에 위치한다. 견인 롤러(41)는 구동 롤러이다. 리튬 밴드(L)을 견인하여 주행시킬 필요가 있을 때, 견인 벨트(42)를 리튬 밴드(L)에 연결한 다음 견인 롤러(41)의 회전을 통해 리튬 밴드(L)을 주행시킬 수 있다. 이로써 제1 코팅 기구(6)는 견인 롤러(41) 부근의 리튬 밴드(L)의 단부에도 코팅층을 코팅할 수 있어, 리튬 밴드(L)가 코팅층이 코팅되지 않음으로 인한 리튬 밴드(L)의 낭비를 감소시킬 수 있다.
아래, 본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 장치의 일부 실시예에서의 리튬 보충 과정을 간략하게 설명한다.
전극 시트(P)에 리튬을 보충할 필요가 있을 경우, 리튬 밴드(L)의 코일 재료를 제1 리튬 밴드 권출 기구(1)에 세트한 후, 견인 벨트(42)를 구동하여 제1 압연 롤러(31)와 제1 클래딩 롤러(32) 사이로 통과시키고, 견인 벨트(42)를 리튬 밴드(L)의 단부에 연결한다.
리튬 보충이 필요한 전극 시트(P)의 코일 재료를 전극 시트 권출 기구(2)에 세팅한 후, 전극 시트(P)를 견인하여 제1 클래딩 롤러(32)와 제2 클래딩 롤러(33) 사이로 통과시켜 전극 시트(P)의 단부를 전극 시트 권취 기구(5)에 연결한다. 전극 시트 권취 기구(5)의 전극 시트 권취 롤러가 회전하여 전극 시트(P)를 주행시킨다.
견인 롤러(41)가 회전함으로써, 리튬 밴드(L)가 견인 벨트(42)에 의해 주행된다. 리튬 밴드(L)가 제1 코팅 기구(6)를 통과할 때, 제1 코팅 기구(6)는 리튬 밴드(L)의 표면을 코팅층을 코팅한다. 그 다음, 코팅층이 코팅된 리튬 밴드(L)는 제1 견인 기구(4)에 의해 견인되어 제1 압연 롤러(31)와 제1 클래딩 롤러(32) 사이에 진입된다. 제1 압연 롤러(31)와 제1 클래딩 롤러(32) 사이의 롤러 캡은 리튬 밴드(L)의 두께보다 작기 때문에, 제1 압연 롤러(31)와 제1 클래딩 롤러(32)는 리튬 밴드(L)를 가압하여 얇게 할 수 있다. 롤러 압력의 작용하에, 리튬 밴드(L)의 양면은 각각 제1 압연 롤러(31)와 제1 클래딩 롤러(32)에 접착된다.
제1 압연 롤러(31)와 제1 클래딩 롤러(32)의 회전에 의해 리튬 벨트(L)가 제1 압연 롤러(31)로부터 분리되어 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 표면에 접착된다. 동시에, 가압되어 얇게된 리튬 밴드(L)는 견인 벨트(42)로부터 분리된다.
도 3을 참조하면, 제1 클래딩 롤러(32)의 회전에 따라 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 표면에 접착된 리튬 밴드(L)는 제1 클래딩 롤러(32)와 제2 클래딩 롤러(33) 사이에 진입된다. 제1 클래딩 롤러(32)와 제2 클래딩 롤러(33)는 전극 시트(P)와 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 표면에 접착된 리튬 밴드(L)를 롤 프레스하여, 전극 시트(P)의 표면에 리튬 밴드(L)를 클래딩하여 전극 시트(P)의 리튬 보충을 구현한다.
제1 코팅 기구(6)는 두 세트로 되어, 리튬 밴드(L)의 두 개의 표면에 코팅층을 각각 코팅한다. 두 세트의 제1 코팅 기구(6)는 모두 이형제를 수용하고 있고, 또한 두 세트의 제1 코팅 기구(6)에서의 이형제의 표면 거칠기는 상이하다. 두 세트의 제1 코팅 기구(6)는 리튬 밴드(L)의 양면에 이형제를 코팅함으로써 리튬 밴드(L)의 양면에 코팅층을 형성한다.
두 세트의 제1 코팅 기구(6)에 상이한 이형제를 설치함으로써, 리튬 밴드(L)와 제1 압연 롤러(31) 사이의 접착력을 리튬 밴드(L)와 제1 클래딩 롤러(32) 사이의 접착력보다 작게 할 수 있다. 따라서, 제1 압연 롤러(31)와 제1 클래딩 롤러(32)의 회전에 따라 리튬 밴드(L)는 제1 압연 롤러(31)로부터 분리되어 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 표면에 접착된다.
제1 압연 롤러(31)와 제1 클래딩 롤러(32)가 리튬 밴드(L)를 롤 프레스할 때, 리튬 밴드(L)는 실제로 눌리워서 여러 부분으로 끊어지지만 여전히 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 표면에 접착되어 있다. 리튬 밴드(L)가 눌리워서 끊어지면 견인 벨트(42)와 리튬 밴드(L) 사이의 연결이 실효되므로 견인 벨트(42)가 자동으로 떨어져 리튬 밴드(L)와 전극 시트(P)의 클래딩 과정을 방해하지 않는다.
제1 클래딩 롤러(32)와 제2 클래딩 롤러(33)의 롤 프레스 하에서, 가압되어 얇아진 리튬 밴드(L)는 전극 시트(P)에 부착되게 된다. 이형제가 리튬 밴드(L)와 제1 클래딩 롤러(32) 사이의 접착력을 감소시킬 수 있으므로 리튬 밴드(L)와 전극 시트(P) 사이의 접착력은 리튬 밴드(L)와 제1 클래딩 롤러(32) 사이의 접착력보다 크게 된다. 전극 시트(P)가 제1 클래딩 롤러(32)와 제2 클래딩 롤러(33) 사이를 통과하면 전극 시트(P)의 작용에 의해 리튬 밴드(L)가 제1 클래딩 롤러(32)로부터 박리된다.
본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 장치는 리튬 밴드(L)의 압연 공정과 클래딩 공정을 통합함으로써 리튬 보충 공정을 간단화하고, 점유 공간을 줄이며, 생산 원가를 절감한다. 제1 코팅 기구(6)는 리튬 밴드(L)의 표면에 코팅층을 코팅하여 리튬 밴드(L)와 제1 압연 롤러(31)의 분리 난이도 및 리튬 밴드(L)와 제1 클래딩 롤러(32)의 분리 난이도를 감소시킬 수 있으므로, 리튬 밴드(L)가 전극 시트(P)의 표면으로 원활하게 전사될 수 있도록 보장한다.
제1 견인 기구(4)를 설치하지 않으면, 리튬 밴드(L)를 제1 압연 롤러(31)와 제1 클래딩 롤러(32) 사이에 수동으로 당겨야 하며, 제1 압연 롤러(31)와 제1 클래딩 롤러(32)로 리튬 밴드(L)를 당겨 주행시켜야 한다. 이러면, 제1 코팅 기구(6)는 리튬 밴드(L)의 첫머리 부분에 대해 코팅층을 코팅할 수 없어, 리튬 밴드(L)의 첫머리 부분이 제1 클래딩 롤러(32) 또는 제1 압연 롤러(31)의 표면에 부착되게 된다. 이때 리튬 밴드(L)의 첫머리 부분이 전극 시트(P)의 표면으로 전사될 수 없어 리튬 밴드(L)의 낭비가 발생함과 동시에 제1 클래딩 롤러(32)와 제1 압연 롤러(31)의 롤러 표면의 평탄도가 저하되어 리튬 밴드(L) 의 후속 압연에 영향을 준다.
하지만 본 출원에 있어서는, 제1 견인 기구(4)가 초기에 리튬 밴드(L)를 견인하여 주행시킬 수 있으므로, 제1 코팅 기구(6)가 리튬 밴드(L)의 표면에 코팅층을 코팅하도록 하여, 리튬 밴드(L)가 제1 압연 롤러(31)와 제1 클래딩 롤러(32)에 부착되는 것을 방지하고, 리튬 밴드(L)가 낭비되는 것을 방지할 수 있다.
제1 코팅 기구(6)는 전사 코팅, 압출 코팅 또는 스크린 인쇄 코팅 중에서 한 가지 코팅 방법을 채택할 수 있다. 제1 코팅 기구(6)의 코팅 헤드와 리튬 밴드(L) 사이의 간격을 조정할 수 있으므로, 더 나아가 리튬 밴드(L) 상의 코팅층의 두께를 제어할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 장치는 두 개의 사전 가압 롤러(12)를 더 포함한다. 두 개의 사전 가압 롤러(12)는 리튬 밴드(L)의 주행 방향에 따라 제1 코팅 기구(6)의 상류에 위치된다. 리튬 밴드(L)는 먼저 두 개의 사전 가압 롤러(12) 사이를 통과한 다음, 제1 코팅 기구(6)를 통과한다. 두 개의 사전 가압 롤러(12)는 리튬 밴드(L)를 사전 압연하여 리튬 밴드(L)의 두께 일관성을 향상시킴으로써 리튬 밴드(L)의 표면에 이형제를 코팅하는 효과를 현저히 개선하여, 제1 코팅 기구(6)의 코팅 헤드가 리튬 밴드(L)을 긁어 손상을 주는 것을 방지하고, 코팅 과정에서의 리튬 밴드(L)의 두께 일관성에 대한 높은 요구 사항의 문제를 해결한다. 리튬 밴드(L)의 두께 일관성은 제조 원가와 관련이 있으며, 리튬 밴드(L)의 두께 일관성 요구 사항이 낮아지면 리튬 밴드(L) 재료의 원가를 절감할 수 있다.
사전 가압 롤러(12)의 롤 프레스 작용 하에서, 리튬 밴드(L)의 압축량은 10%-20%이고, 즉 리튬 밴드(L)는 사전 가압 롤러(12)를 통과한 후 리튬 밴드(L)의 두께가 10%-20% 감소된다. 리튬 밴드(L)의 압축량이 적기 때문에 사전 가압 롤러(12)에 쉽게 부착되지 않으므로 두 개의 사전 가압 롤러(12)는 제1 코팅 기구(6)의 상류에 배치할 수 있다.
본 출원에 있어서, 제1 압연 롤러(31)의 롤러 직경은 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 직경보다 작다. 롤러의 크고 작은 직경의 조합을 통해 상이한 직경의 압연을 구현할 수 있다. 동일한 직경의 압연에 비해 상이한 직경의 압연은 리튬 밴드(L)의 압연력을 감소시키고, 제1 클래딩 롤러(32)와 리튬 밴드(L) 사이의 접촉 면적을 증가시켜, 리튬 밴드(L)와 제1 압연 롤러(31)의 물림 효과 및 리튬 밴드(L)와 제1 클래딩 롤러(32)의 물림 효과를 개선할 수 있어, 리튬 밴드(L)는 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 표면에 보다 쉽게 접착될 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 직경이 증가함에 따라, 리튬 밴드(L)가 압연될 때 리튬 밴드(L)와 제1 클래딩 롤러(32) 사이의 접촉 아크 길이를 증가할 수 있어, 리튬 밴드(L)가 고속에서 쉽게 미끄러지지 않는다.
일부 실시예에 있어서, 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 직경이 증가함에 따라, 클래딩 과정에서, 리튬 밴드(L)와 전극 시트(P) 사이의 접촉 면적 및 접촉 아크 길이를 증가할 수 있으므로, 리튬 밴드(L)와 전극 시트(P) 사이의 접착효과를 향상시킬 수 있다.
제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 직경과 제1 압연 롤러(31)의 롤러 직경의 비는 0.5-0.99이다. 제1 압연 롤러(31)의 직경은 100mm-200mm이고, 제1 클래딩 롤러(32)의 직경은 200mm-400mm이고, 제2 클래딩 롤러(33)의 직경은 200mm-400mm이다.
리튬 밴드(L)의 압연 과정에서, 제1 압연 롤러(31)의 선속도는 제1 클래딩 롤러(32)의 선속도보다 작다. 이에 따라, 상이한 속도의 압연을 구현할 수 있고, 리튬 밴드(L)의 압연력을 감소시킬 수 있다.
제1 압연 롤러(31)의 롤러 직경이 작기 때문에 압연 과정에서 제1 압연 롤러(31)는 쉽게 변형되어, 압연의 두께 일관성이 저하된다. 선택적으로, 본 출원의 롤 프레스 기구(3)는 제1 지지 롤러(34)를 더 포함하고, 제1 지지 롤러(34)는 제1 압연 롤러(31)에 대향하여 설치되고, 제1 압연 롤러(31)의 제1 클래딩 롤러(32)로부터 멀어지는 일측에 위치한다. 제1 지지 롤러(34)의 롤러 직경은 제1 압연 롤러(31)의 롤러 직경보다 크다.
제1지지 롤러(34)와 제1압연 롤러(31)가 서로 접촉하고 또한 상대적으로 회전하므로 장기간 사용시 제1 압연 롤러(31)의 변형을 줄일 수 있고, 리튬 밴드(L)의 압연 두께 일관성을 향상시켜 장비의 사용 수명을 연장할 수 있다.
리튬 밴드(L)가 전극 시트(P)에 클래딩된 후, 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 표면에는 리튬 부스러기 및 이형제가 남아 있을 수 있으므로, 제때에 제거하지 않으면 리튬 밴드(L)의 압연 및 클래딩에 영향을 주게 된다.
따라서, 본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 장치는 청결 기구(8)를 더 포함하고, 청결 기구(8)는 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 표면을 청결하게 하기 위해 사용된다. 구체적으로, 청결 기구(8)는 스크레이퍼(81), 청소 부재(82) 및 먼지 흡입 부재(83)를 포함한다. 스크레이퍼(81)의 블레이드는 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 표면에 접촉된다. 제1 클래딩 롤러(32)가 회전함에 따라 스크레이퍼(81)는 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 표면에 잔류하는 리튬 부스러기 및 이형제를 긁어낸다. 도 6을 참조하면, 먼지 흡입 부재(83)는 스크레이퍼(81)의 측면에 위치하여 부압에 의해 긁힌 리튬 부스러기 및 이형제를 흡수할 수 있다. 청소 부재(82)는 제1 클래딩 롤러(32)의 회전 방향에 따라 스크레이퍼(81)의 하류에 위치하며, 청소 부재(82)는 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 표면에 접촉되어 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 표면을 더 청소한다. 청소 부재(82)는 브러시일 수 있다.
청결 기구(8)가 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 표면을 청결하게 하기 편리하도록 하기 위해, 본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 장치는 윤활 기구(7)를 더 포함하고, 윤활 기구(7)는 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 표면에 윤활제를 코팅하는데 사용된다. 윤활 기구(7)와 청결 기구(8)는 제1 클래딩 롤러(32)의 회전 방향에 따라 배열된다. 윤활제는 스크레이퍼(81)가 리튬 부스러기 및 이형제를 긁어내는 난이도를 감소시키고, 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 표면이 긁히는 것을 방지할 수 있다. 동시에 고속 생산에서, 윤활제는 스크레이퍼(81)가 제1 클래딩 롤러(32)의 표면에 잔류한 리튬과의 건조 마찰로 인한 연기 및 화재 등 안전 위험을 방지할 수 있다.
리튬 밴드(L)의 압연 과정에서, 리튬 밴드(L)는 그 폭 방향을 따라 연신된다. 그러나 리튬 밴드(L)의 연신 영역에는 이형제가 부족하여 폭 방향을 따른 리튬 밴드(L)의 가장자리가 전극 시트(P)의 표면으로 쉽게 전사되지 않고, 제1 클래딩 롤러(32)의 표면에 직접 접착되게 된다. 잔류 영역과 제1 클래딩 롤러(32) 사이의 접착력이 높아, 스크레이퍼(81)로 직접 긁으면 제1 클래딩 롤러(32)가 손상되기 쉽다.
따라서, 도 5를 참조하면, 본 출원의 윤활 기구(7)는 두 개의 코팅 헤드(71)를 포함하고, 두 개의 코팅 헤드(71)는 제1 클래딩 롤러(32)의 축 방향을 따라 이격되어 배치된다. 두 개의 코팅 헤드(71)는 제1 클래딩 롤러(32)의 표면에 윤활제를 코팅하기 위해 사용되며, 각 코팅 헤드(71)의 코팅 영역은 리튬 밴드(L)의 가장자리 영역에 해당한다. 이때, 윤활제는 스크레이퍼(81)가 리튬 부스러기 및 이형제를 긁어내는 난이도를 감소시키고, 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 표면이 긁히는 것을 방지할 수 있다. 각 코팅 헤드(7)의 코팅 폭은 조정될 수 있으며, 조정 범위는 1mm-10mm일 수 있다.
윤활 기구(7)는 가이드 부재(72)를 더 포함하고, 두 개의 코팅 헤드(71)는 제1 클래딩 롤러(32)의 축 방향에 평행되는 방향으로 가이드 부재(72)에 슬라이딩 가능하게 설치된다. 리튬 밴드(L)의 폭 사양이 변경되는 경우, 가이드 부재(72)를 따라 두 개의 코팅 헤드(71) 사이의 거리를 조절하기만 하면 된다. 즉, 본 출원의 윤활 기구(7)는 상이한 사양의 리튬 밴드(L)의 요구 사항을 만족시켜, 우수한 범용성을 갖는다.
본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 장치는 제1 압연 롤러(31)를 청결하게 하기 위한 청결 기구(8)가 더 설치되어 있다. 리튬 밴드(L)의 양면의 이형제가 다르기 때문에 제1 압연 롤러(31)에는 리튬 부스러기가 거의 남지 않고, 리튬 부스러기가 남아 있다 하더라도 제1 압연 롤러(31)와의 접착력이 작다. 따라서, 청결 기구(8)의 스크레이퍼(81) 및 청소 부재(82)는 제1 압연 롤러(31)를 잘 청소할 수 있으므로, 제1 압연 롤러(31)를 윤활하기 위한 윤활 기구(7)를 설치할 필요가 없다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 전극 시트의 리튬 보충 장치는 제2 리튬 밴드 권출 기구(9), 제2 견인 기구(10) 및 제2 코팅 기구(11)를 더 포함한다.
제2 리튬 밴드 권출 기구(9)는 리튬 밴드(L)를 세팅하는데 사용된다. 제2 리튬 밴드 권출 기구(9)는 리튬 밴드 권출 롤러를 포함하고, 리튬 밴드(L)는 리튬 밴드 권출 롤러에 감기는 방식으로 리튬 밴드 권출 롤러에 연결될 수 있다.
롤 프레스 기구(3)는 제2 압연 롤러(35)를 더 포함하고, 제2 압연 롤러(35)는 제2 클래딩 롤러(33)에 대향하여 설치된다. 제2 견인 기구(10)는 제2 리튬 밴드 권출 기구(9)에 의해 제공되는 리튬 밴드(L)를 제2 압연 롤러(35)와 제2 클래딩 롤러(33) 사이로 끌어당기기 위해 사용된다. 제2 리튬 밴드 권출 기구(9)에 의해 제공되는 리튬 밴드(L)의 주행 방향을 따라, 제2 코팅 기구(11)는 롤 프레스 기구(3)의 상류에 위치하고, 제2 코팅 기구(11)는 제2 리튬 밴드 권출 기구에 의해 제공되는 리튬 밴드(L)의 표면에 코팅층을 코팅한다.
제2 견인 기구(10)는 제1 견인 기구(4)와 동일할 수 있다. 구체적으로, 제2 견인 기구(10)는 견인 롤러(41)와 견인 벨트(42)를 포함하고, 견인 벨트(42)는 견인 롤러(41)에 연결된다.
제2 압연 롤러(35)와 제2 클래딩 롤러(33)는 리튬 밴드(L)의 압연에 사용될 수 있다. 리튬 보충이 필요한 경우, 리튬 밴드(L)를 제2 압연 롤러(35)와 제2 클래딩 롤러(33) 사이로 견인하여, 제2 압연 롤러(35)와 제2 클래딩 롤러(35) 사이의 롤러 압력에 의해 리튬 밴드(L)를 가압하여 얇게 할 수 있다.
제2 코팅 기구(11)는 두 세트로 되어, 리튬 밴드(L)의 두 표면에 코팅층을 각각 코팅한다. 두 세트의 제2 코팅 기구(11)는 모두 이형제를 수용하고 있고, 또한 두 세트의 제2 코팅 기구(11) 중의 이형제의 표면 거칠기는 상이하다. 두 세트의 제2 코팅 기구(11)는 리튬 밴드(L)의 양면에 이형제를 코팅함으로써 리튬 밴드(L)의 양면에 코팅층을 형성한다.
두 세트의 제2 코팅 기구(11)에 서로 다른 거칠기의 이형제를 설치함으로써, 리튬 밴드(L)와 제2 압연 롤러(35) 사이의 접착력을 리튬 밴드(L)와 제2 클래딩 롤러(33) 사이의 접착력보다 작게 할 수 있다. 따라서, 제2 압연 롤러(35)와 제2 클래딩 롤러(33)의 회전에 따라 리튬 밴드(L)는 제2 압연 롤러(35)로부터 분리되어 제2 클래딩 롤러(33)의 롤러 표면에 접착된다.
제1 클래딩 롤러(32)에 부착된 리튬 밴드(L)와 제2 클래딩 롤러(33)에 부착된 리튬 밴드(L)는 전극 시트(P)의 양면에 각각 클래딩되어 전극 시트(P)의 양면에 리튬을 보충한다.
제2 견인 기구(10)는 초기에 리튬 밴드(L)를 견인하여 주행시킬 수 있으므로, 제2 코팅 기구(11)는 리튬 밴드(L)의 표면에 코팅층을 코팅하여 리튬 밴드(L)가 제2 압연 롤러(35)와 제2 클래딩 롤러(33)에 부착되는 것을 방지하고, 리튬 밴드(L)가 낭비되는 것을 방지할 수 있다.
제2 코팅 기구(11)와 제1 코팅 기구(6)는 동일한 기구일 수 있다.
본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 장치는 제2 코팅 기구(11)의 상류에 두 개의 사전 가압 롤러(12)를 더 설치하여, 제2 리튬 밴드 권출 기구(9)에 의해 제공된 리튬 밴드(L)를 롤 프레스하여, 리튬 밴드(L) 두께 일관성을 개선할 수 있다.
제2 압연 롤러(35)의 롤러 직경은 제2 클래딩 롤러(33)의 롤러 직경보다 작으므로 상이한 직경의 압연을 구현하여, 리튬 밴드(L)의 압연력을 감소시킨다. 리튬 밴드(L)의 압연 과정에서, 제2 압연 롤러(35)의 선속도가 제2 클래딩 롤러(33)의 선속도보다 작으므로, 상이한 속도의 압연을 구현하고, 리튬 밴드(L)의 압연력을 감소시킨다.
본 출원의 롤 프레스 기구(3)는 제2 지지 롤러(36)를 더 포함하고, 제2 지지 롤러(36)는 제2 압연 롤러(35)에 대향하여 설치되고, 제2 압연 롤러(35)의 제2 클래딩 롤러(33)로부터 멀어지는 일측에 위치한다. 제2 지지 롤러(36)의 롤러 직경은 제2 압연 롤러(35)의 롤러 직경보다 크다. 제2 지지 롤러(36)는 장기간 사용시 제2 압연 롤러(35)의 변형을 줄일 수 있고, 리튬 밴드(L)의 압연 두께 일관성을 향상시켜 장비의 사용 수명을 연장할 수 있다.
본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 장치는 제2 클래딩 롤러(33)를 윤활하기 위한 윤활 기구(7) 및 제2 클래딩 롤러(33)를 청결하게 하기 위한 청결 기구(8)를 더 설치할 수 있다. 여기서, 제2 클래딩 롤러(33)를 윤활하기 위한 윤활 기구(7)는 제1 클래딩 롤러(32)를 윤활하기 위한 윤활 기구(7)와 동일하고, 제2 클래딩 롤러(33)를 청결하게 하기 위한 청결 기구(8)는 제1 클래딩 롤러(32)를 청결하게 하기 위한 청결 기구(8)와 동일하다.
본 출원은 전극 시트의 리튬 보충 방법을 더 제공한다. 전극 시트의 리튬 보충 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다.
리튬 밴드(L)를 제1 리튬 밴드 권출 기구(1)에 설치하고, 전극 시트(P)를 전극 시트 권출 기구(2)에 설치하는 단계;
리튬 밴드(L)의 단부를 제1 견인 기구(4)에 연결시키고, 제1 견인 기구(4)에 의해 리튬 밴드(L)를 견인하여 주행시켜 제1 코팅 기구(6)를 통과하도록 하며, 제1 코팅 기구(6)가 리튬 밴드(L)의 표면에 코팅층을 코팅하는 단계;
코팅층이 코팅된 리튬 밴드(L)가 제1 견인 기구(4)의 견인에 의해 제1 압연 롤러(31)와 제1 클래딩 롤러(32) 사이에 진입하도록 하고, 제1 압연 롤러(31)와 제1 클래딩 롤러(32)가 회전하여 리튬 밴드(L)를 가압하여 얇게 하고, 리튬 밴드(L)가 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 표면에 접착되고, 제1 견인 기구(4)로부터 분리되는 단계;
전극 시트(P)를 견인하여 제1 클래딩 롤러(32)와 제2 클래딩 롤러(33) 사이를 통과하도록 하고, 전극 시트 권취 기구(5)에 연결하는 단계; 및
제1 클래딩 롤러(32)와 제2 클래딩 롤러(33)가 전극 시트(P)와 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 표면에 있는 리튬 밴드(L)를 롤 프레스하여, 리튬 밴드(L)가 전극 시트(P)의 표면에 클래딩되도록 하는 단계.
본 출원의 전극 시트의 리튬 보충 방법은 리튬 밴드(L)의 압연 공정과 클래딩 공정을 통합함으로써, 리튬 보충 공정을 단순화하고, 점유 공간을 줄이며, 생산 원가를 절감한다. 제1 코팅 기구(6)는 리튬 밴드(L)의 표면에 코팅층을 코팅하여, 리튬 밴드(L)와 제1 압연 롤러(31)의 분리 난이도 및 리튬 밴드(L)와 제1 클래딩 롤러(32)의 분리 난이도를 감소시켜, 리튬 밴드(L)가 전극 시트(P)의 표면으로 원활하게 전사될 수 있도록 보장한다.
제1 견인 기구(4)는 처음부터 리튬 밴드(L)를 견인하여 주행하도록 할 수 있으므로, 제1 코팅 기구(6)가 리튬 밴드(L)의 표면에 코팅층을 코팅할 수 있도록 하여, 리튬 밴드(L)가 제1 압연 롤러(31) 및 제1 클래딩 롤러(32)에 부착되는 것을 방지하고, 리튬 밴드(L)의 낭비를 방지할 수 있다.
전극 시트의 리튬 보충 방법에 있어서, 제1 압연 롤러(31)의 선속도가 제1 클래딩 롤러(32)의 선속도보다 작으므로, 상이한 속도의 압연을 구현하고, 리튬 밴드(L)의 압연력을 감소시키고, 에너지 소비를 절감하고, 장비 부하를 줄여 장비 사용 수명을 증가시킨다.
본 출원은 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 출원의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 개선을 수행할 수 있고 또한 등가물로 그 중의 부재를 교체할 수 있다. 특히, 구조적 충돌이 없는 한, 각 실시예에 언급된 각 기술적 특징은 모두 임의의 방식으로 조합될 수 있다. 본 출원은 본 명세서에 개시된 특정 실시예에 한정되지 않고, 특허청구범위 내에 속하는 모든 기술적 해결 수단을 포함한다.
Claims (15)
- 전극 시트의 리튬 보충 장치에 있어서,
제1 리튬 밴드 권출 기구(1), 전극 시트 권출 기구(2), 롤 프레스 기구(3), 제1 견인 기구(4), 전극 시트 권취 기구(5) 및 제1 코팅 기구(6)를 포함하고,
상기 제1 리튬 밴드 권출 기구(1)는 리튬 밴드(L)를 설치하는데 사용되며, 상기 전극 시트 권출 기구(2)는 전극 시트(P)를 설치하는데 사용되고,
상기 롤 프레스 기구(3)는 제1 압연 롤러(31), 제1 클래딩 롤러(32) 및 제2 클래딩 롤러(33)를 포함하고,
상기 제1 견인 기구(4)는 상기 리튬 밴드(L)를 견인하여 상기 제1 압연 롤러(31)와 상기 제1 클래딩 롤러(32) 사이로 진입하도록 하는데 사용되고, 상기 전극 시트 권취 기구(5)는 상기 전극 시트(P)를 권취하고, 또한, 상기 전극 시트(P)를 견인하여 상기 제1 클래딩 롤러(32)와 제2 클래딩 롤러(33) 사이를 통과하도록 하는데 사용되며,
상기 제1 코팅 기구(6)는 상기 리튬 밴드(L)의 주행 방향을 따라 상기 롤 프레스 기구(3)의 상류에 위치하고, 상기 제1 코팅 기구(6)는 상기 리튬 밴드(L)의 표면에 코팅층을 코팅하는데 사용되는,
전극 시트의 리튬 보충 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 견인 기구(4)는 견인 롤러(41) 및 견인 벨트(42)를 포함하고, 상기 견인 벨트(42)의 일단은 상기 견인 롤러(41)에 연결되고, 상기 견인 벨트(42)의 타단은 상기 리튬 밴드(L)에 연결되며;
상기 견인 롤러(41)는 상기 리튬 밴드(L)의 주행 방향을 따라 상기 제1 압연 롤러(31)의 하류에 위치하는,
전극 시트의 리튬 보충 장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전극 시트의 리튬 보충 장치는 윤활 기구(7) 및 청결 기구(8)를 더 포함하고, 상기 윤활 기구(7)와 상기 청결 기구(8)는 상기 제1 클래딩 롤러(32)의 외주측에 설치되고, 상기 윤활 기구(7)와 상기 청결 기구(8)는 상기 제1 클래딩 롤러(32)의 회전 방향을 따라 배치되며,
상기 윤활 기구(7)는 상기 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 표면에 윤활제를 코팅하는데 사용되고, 상기 청결 기구(8)는 상기 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 표면을 청결하는데 사용되는,
전극 시트의 리튬 보충 장치. - 제3항에 있어서,
상기 윤활 기구(7)는 두 개의 코팅 헤드(71)를 포함하고, 상기 두 개의 코팅 헤드(71)는 상기 제1 클래딩 롤러(32)의 축 방향을 따라 이격되어 배치되는,
전극 시트의 리튬 보충 장치. - 제4항에 있어서,
상기 윤활 기구(7)는 가이드 부재(72)를 더 포함하고, 상기 두 개의 코팅 헤드(71)는 상기 제1 클래딩 롤러(32)의 축 방향에 평행되는 방향을 따라 상기 가이드 부재(72)에 슬라이딩 가능하게 설치되는,
전극 시트의 리튬 보충 장치. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 압연 롤러(31)의 롤러 직경은 상기 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 직경보다 작은,
전극 시트의 리튬 보충 장치. - 제6항에 있어서,
상기 제1 압연 롤러(31)의 롤러 직경과 상기 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 직경의 비는 0.5-0.99인,
전극 시트의 리튬 보충 장치. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 롤 프레스 기구(3)는 제1 지지 롤러(34)를 더 포함하고, 상기 제1 지지 롤러(34)는 상기 제1 압연 롤러(31)에 대향하여 설치되고, 상기 제1 압연 롤러(31)의 상기 제1 클래딩 롤러(32)로부터 멀어지는 일측에 위치하며,
상기 제1 지지 롤러(34)의 롤러 직경이 상기 제1 압연 롤러(31)의 롤러 직경보다 큰,
전극 시트의 리튬 보충 장치. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 코팅 기구(6)는 두 세트로 되어 있고, 상기 리튬 밴드(L)의 두 표면에 코팅층을 각각 코팅하며,
두 세트의 상기 제1 코팅 기구(6)는 모두 이형제를 수용하고 있고, 두 세트의 상기 제1 코팅 기구(6) 중의 이형제의 표면 거칠기가 상이한,
전극 시트의 리튬 보충 장치. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전극 시트의 리튬 보충 장치는 제2 리튬 밴드 권출 기구(9), 제2 견인 기구(10) 및 제2 코팅 기구(11)를 더 포함하고,
상기 제2 리튬 밴드 권출 기구(9)는 리튬 밴드(L)를 설치하는데 사용되고,
상기 롤 프레스 기구(3)는 제2 압연 롤러(35)를 더 포함하며, 상기 제2 압연 롤러(35)는 상기 제2 클래딩 롤러(33)에 대향하여 설치되고,
상기 제2 견인 기구(10)는 상기 제2 리튬 밴드 권출 기구(9)에 의해 제공되는 리튬 밴드(L)를 견인하여 상기 제2 압연 롤러(35)와 상기 제2 클래딩 롤러(33) 사이에 진입하도록 하는데 사용되며,
상기 제2 코팅 기구(11)는 상기 제2 리튬 밴드 권출 기구(9)에 의해 제공되는 리튬 밴드(L)의 주행 방향을 따라 상기 롤 프레스 기구(3)의 상류에 위치하고, 상기 제2 코팅 기구(11)는 상기 제2 리튬 밴드 권출 기구(9)에 의해 제공되는 리튬 밴드(L)의 표면에 코팅층을 코팅하기 위해 사용되는,
전극 시트의 리튬 보충 장치. - 제10항에 있어서,
상기 제2 압연 롤러(35)의 롤러 직경이 상기 제2 클래딩 롤러(33)의 롤러 직경보다 작은,
전극 시트의 리튬 보충 장치. - 제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 전극 시트의 리튬 보충 장치는 적어도 한 세트의 사전 가압 롤러(12)를 더 포함하고, 각 세트의 상기 사전 가압 롤러(12)는 두 개의 사전 가압 롤러(12)를 포함하며,
상기 리튬 밴드(L)의 주행 방향을 따라, 상기 적어도 한 세트의 사전 가압 롤러(12) 중의 두 개의 사전 가압 롤러(12)는 상기 리튬 밴드(L)의 두 표면의 외측에 위치하고, 상기 적어도 한 세트의 사전 가압 롤러(12) 중의 두 개의 사전 가압 롤러(12)는 제1 코팅 기구(6)의 상류에 위치하는,
전극 시트의 리튬 보충 장치. - 제12항에 있어서,
상기 전극 시트의 리튬 보충 장치는 두 세트의 사전 가압 롤러(12)를 포함하고,
상기 리튬 밴드(L)의 주행 방향을 따라, 각 세트의 상기 사전 가압 롤러(12) 중의 두 개의 사전 가압 롤러(12)는 상기 리튬 밴드(L) 중 하나에 대응하는 두 표면의 외측에 위치하고, 또한, 한 세트의 상기 사전 가압 롤러(12) 중의 두 개의 사전 가압 롤러(12)는 제1 코팅 기구(6)의 상류에 위치하고, 다른 한 세트의 상기 사전 가압 롤러(12) 중의 두 개의 사전 가압 롤러(12)는 제2 코팅 기구(11)의 상류에 위치하는,
전극 시트의 리튬 보충 장치. - 전극 시트의 리튬 보충 방법에 있어서,
리튬 밴드(L)를 제1 리튬 밴드 권출 기구(1)에 설치하고, 전극 시트(P)를 전극 시트 권출 기구(2)에 설치하는 단계;
상기 리튬 밴드(L)의 단부를 제1 견인 기구(4)에 연결시키고, 상기 제1 견인 기구(4)에 의해 리튬 밴드(L)를 견인하여 주행시켜 제1 코팅 기구(6)를 통과하도록 하며, 상기 제1 코팅 기구(6)가 리튬 밴드(L)의 표면에 코팅층을 코팅하는 단계;
코팅층이 코팅된 상기 리튬 밴드(L)가 상기 제1 견인 기구(4)의 견인에 의해 제1 압연 롤러(31)와 제1 클래딩 롤러(32) 사이에 진입하도록 하고, 제1 압연 롤러(31)와 제1 클래딩 롤러(32)가 회전하여 리튬 밴드(L)를 가압하여 얇게 하며, 상기 리튬 밴드(L)가 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 표면에 접착되고, 제1 견인 기구(4)로부터 분리되는 단계;
상기 전극 시트(P)를 견인하여 상기 제1 클래딩 롤러(32)와 제2 클래딩 롤러(33) 사이를 통과하도록 하고, 상기 전극 시트 권취 기구(5)에 연결시키는 단계; 및
상기 제1 클래딩 롤러(32)와 제2 클래딩 롤러(33)가 상기 전극 시트(P)와 제1 클래딩 롤러(32)의 롤러 표면에 있는 리튬 밴드(L)를 롤 프레스하여, 상기 리튬 밴드(L)를 상기 전극 시트(P)의 표면에 클래딩되도록 하는 단계를 포함하는,
전극 시트의 리튬 보충 방법. - 제14항에 있어서,
제1 압연 롤러(31)의 선속도가 제1 클래딩 롤러(32)의 선속도보다 작은,
전극 시트의 리튬 보충 방법.
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