KR20230169679A - 전극 슬러리 코팅 장치 및 이를 이용한 코팅 롤러의 세정방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 전극 슬러리 코팅 장치는, 코팅 롤러의 일측에 근접하여 설치되고, 코팅 롤러에 잔존하는 이물을 제거하는 세정부를 포함하고, 상기 세정부는, 상기 코팅 롤러의 표면과 접촉하여, 이물을 긁어내는 스크래퍼를 포함하되, 상기 코팅 롤러를 향해 세정액의 분사 및 이물의 흡입이 가능하도록 구성된 본체부; 상기 본체부의 일측에 결합되어, 상기 본체부를 코팅 롤러의 방향 및 그 반대 방향으로 전후 이동 가능하도록 구동력을 제공하는 본체부 구동부; 상기 본체부의 하방에 위치하고, 상기 코팅 롤러를 향해 고압 공기를 분사하도록 구성된 공기분사부; 및 상기 본체부, 본체부 구동부 및 공기분사부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
Description
본 발명은, 코팅 롤러의 표면에 잔류하는 이물을 자동으로 세정하는 세정부를 구비한 전극 슬러리 코팅 장치 및 이를 이용한 코틸 롤러의 세정방법에 관한 것이다.
최근, 화석 연료의 고갈에 의한 에너지원의 가격 상승, 환경 오염의 관심이 증폭되며, 친환경 대체 에너지원에 대한 요구가 미래 생활을 위한 필수 불가결한 요인이 되고 있다. 이에 원자력, 태양광, 풍력, 조력 등 다양한 전력 생산 기술들에 대한 연구가 지속되고 있으며, 이렇게 생산된 에너지를 더욱 효율적으로 사용하기 위한 전력 저장 장치 또한 지대한 관심이 이어지고 있다.
더욱이, 모바일 기기와 전지 자동차에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다. 특히, 재료 면에서는 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬 이온 전지, 리튬 이온 폴리머 전지 등과 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.
이차전지는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 개재되는 분리막이 적층된 구조의 전극 조립체를 포함하고, 이러한 전극 조립체들을 사용 목적에 따라 파우치 케이스, 원통형 캔, 및 각형 케이스 등에 수납하여 전지를 제조한다.
이러한 리튬 이차전지의 제조 공정은, 전극 집전체에 전극 활물질층을 형성하는 전극 활물질층 형성 공정을 포함한다. 전극 활물질층 형성 공정은, 전극 활물질 입자들이 바인더 용액 중에 분산된 전극 슬러리를 전극 집전체에 도포하는 코팅 단계와, 전극 집전체에 도포된 전극 슬러리를 건조시켜, 전극 슬러리 중에 존재하는 용매와 수분을 제거함으로써, 전극 집전체에 전극 활물질층을 형성하는 건조 단계를 포함한다.
도 1은 종래의 전극 슬러리 코팅 장치의 모식도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 전극 슬러리 코팅 장치는, 전극 집전체(11)를 지지하며 이송하는 코팅 롤러(20); 및 상기 코팅 롤러(20)에 의해 이송되고 있는 상기 전극 집전체(11)에 전극 슬러리를 코팅하는 코팅 다이(30); 를 포함한다.
그런데, 이러한 전극 슬러리 코팅 장치는, 미건조된 전극 슬러리 또는 전극 집전체의 공급이 중단되는 등의 다양한 사유로, 코팅 롤러의 표면에 이물(p)이 부착될 수 있고, 도 1과 같은 구조의 전극 코팅 장치는, 그 구조로 인해 코팅 롤러 표면의 오염 여부를 확인 또는 인지하기가 어렵다. 따라서 코팅 롤러의 오염을 인지하지 못한 상태에서 전극 슬러리의 코팅 공정이 진행될 수 있고, 이는 전극 시트의 찍힘 불량을 야기할 수 있다. 또한, 작업자가 수동으로 코팅 롤러를 세정하기 위해서는, 전극 슬러리 코팅 장치에, 전극 집전체의 공급을 중단하고, 코팅 롤러를 세정한 후, 전극 집전체를 다시 공급하는 과정을 거쳐야 하는데, 이러한 일련의 작업을 진행하는 데에 장시간이 소요되는 문제도 있었다.
따라서, 단시간 내에 코팅 롤러의 세정 작업을 완료하면서도, 코팅 롤러의 세정을 위한 일련의 공정들을 자동으로 수행할 수 있는 전극 슬러리 코팅 장치에 대한 기술 개발이 필요한 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전극 슬러리 코팅 장치에 있어서, 코팅 롤러의 표면 오염을 방지하기 위해, 코팅 롤러를 세정하는 세정부를 포함한 전극 슬러리 코팅 장치 및 이를 이용한 코팅 롤러의 세정방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 전극 슬러리 코팅 장치는, 전극 집전체를 지지하며 이송하는 코팅 롤러; 및 상기 코팅 롤러에 의해 이송되고 있는 상기 전극 집전체에 전극 슬러리를 코팅하는 코팅 다이;를 포함하는 전극 슬러리 코팅 장치로서, 상기 코팅 롤러의 일측에 근접하여 설치되고, 코팅 롤러에 잔존하는 이물을 제거하는 세정부를 포함하고, 상기 세정부는, 상기 코팅 롤러의 표면과 접촉하여, 이물을 긁어내는 스크래퍼를 포함하되, 상기 코팅 롤러를 향해 세정액의 분사 및 이물의 흡입이 가능하도록 구성된 본체부; 상기 본체부의 일측에 결합되어, 상기 본체부를 코팅 롤러의 방향 및 그 반대 방향으로 전후 이동 가능하도록 구동력을 제공하는 본체부 구동부; 상기 본체부의 하방에 위치하고, 상기 코팅 롤러를 향해 고압 공기를 분사하도록 구성된 공기분사부; 및 상기 본체부, 본체부 구동부 및 공기분사부의 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 세정부는, 전극 집전체와 접촉하지 않는 코팅 롤러의 일측에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 본체부는, 상기 코팅 롤러를 향해 세정액을 분사하는 세정액 분사 노즐을 포함하는 세정액 분사부; 상기 코팅 롤러의 표면과 접촉하여 이물을 긁어내는 적어도 하나 이상의 스크래퍼; 상기 코팅 롤러로부터 탈리된 이물을 흡입하도록 구성된 이물 흡입부; 및 상기 세정액 분사부의 적어도 일부 및 상기 이물 흡입부의 적어도 일부를 내부 공간에 수용하는 본체부 하우징을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 본체부 하우징은, 상기 세정액 분사 노즐의 대응되는 위치에 형성되고, 세정액 분사 노즐로부터 분출된 세정액을, 상기 본체부 하우징의 외부로 통과시키는 세정액 분사구: 및 상기 코팅 롤러로부터 탈리된 이물을 상기 본체부 하우징의 내부로 유입하는 이물 흡입구를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 이물 흡입구는, 상기 세정액 분사구의 하방에 형성되어 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 세정부는, 상기 이물 흡입부에 진공을 인가하여, 이물을 상기 이물 흡입부의 내부로 흡입하는 진공 펌프를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 코팅 롤러가 집전체를 100m 내지 300m 코팅할 때마다, 상기 본체부를 상기 코팅 롤러의 방향으로 전진시켜 코팅 롤러를 세정하도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅 장치에 있어서, 상기 제어부는, 하기 제 1 단계 내지 제 4 단계가 순차적으로 수행되도록, 상기 세정액 분사부, 상기 본체부 구동부 및 상기 공기분사부의 동작을 제어할 수 있다.
상기 본체부 구동부가, 상기 본체부를 코팅 롤러의 방향으로 전진 이동시키는 제 1 단계;
상기 세정액 분사부가 코팅 롤러를 향해 세정액을 분사하고, 상기 스크래퍼가 회전 운동하는 상기 코팅 롤러의 표면과 접촉함으로써, 상기 코팅 롤러로부터 이물을 탈리시키는 제 2 단계;
상기 이물 흡입부가 이물을 흡입하는 제 3 단계; 및
상기 공기분사부가 상기 코팅 롤러를 향해 고압의 공기를 분사함으로써, 잔여 세정액을 건조하는 제 4 단계.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 전극 슬러리 코팅 장치는, 상기 본체부 하우징이 고정 결합되는 제 1 지지부재를 더 포함하고, 상기 본체부 하우징은, 상기 제 1 지지부재에 대하여 틸팅(tilting) 가능한 구조일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 전극 슬러리 코팅 장치는, 상기 공기분사부가 결합 고정되는 제 2 지지부재를 더 포함하고, 상기 공기분사부는, 상기 제 2 지지부재에 대하여 틸팅(tilting) 가능한 구조일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 스크래퍼는 상기 코팅 롤러의 축으로 갈수록 테이퍼 형태로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 공기분사부는, 상기 코팅 롤러의 회전 방향을 따라, 최하류에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 세정액 분사부는, 상기 본체부 하우징의 내측 상부에 위치하고, 상기 스크래퍼와 근접하여, 코팅 롤러의 회전 방향을 따라, 스크래퍼의 상류측을 향해 세정액을 분사하도록 구성된 세정액 분사 노즐; 및 상기 본체부 하우징의 내부에 위치하며, 세정액을 저장하는 세정액 저장부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 이물 흡입부는, 상기 본체부 하우징의 내부 공간 중, 상기 세정액 분사부의 하방에 위치할 수 있다.
본 발명에 따른 전극 코팅 롤러의 세정방법은, 전술한 전극 슬러리 코팅 장치를 이용하며, 상기 본체부가 상기 코팅 롤러의 방향으로 전진 이동하는 본체부 전진 과정; 상기 본체부가 전진 이동한 상태에서, 상기 코팅 롤러를 향해 세정액을 분사하는 세정액 분사 과정; 상기 스크래퍼가, 코팅 롤러의 표면에 존재하는 이물을 긁어내어 제거하는 제 1 이물 제거 과정; 상기 본체부가 이물을 흡입하는 제 2 이물 제거 과정; 상기 공기분사부가, 코팅 롤러를 향해 고압의 공기를 분사하여 코팅 롤러의 표면에 잔류하는 이물을 건조시키는 건조 과정; 및 상기 세정부가 원위치로 복귀하는 세정부 복귀 과정을 포함할 수 있다.
본 발명의 전극 슬러리 코팅 장치 및 이를 이용한 코팅 롤러의 세정방법은, 코팅 롤러의 일측에 설치된 세정부를 포함하고 있어, 상기 세정부가 코팅 롤러의 표면을 세정하므로, 코팅 롤러 표면의 오염으로 인해, 찍힘 불량과 같은 문제를 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 전극 슬러리 코팅 장치 및 이를 이용한 코팅 롤러의 세정방법은, 전극 슬러리의 코팅 공정을 중단하지 않고서도, 코팅 롤러를 세정할 수 있으므로, 전극 코팅 공정의 생산성이 향상되는 이점도 있다.
도 1은 종래의 전극 슬러리 코팅 장치의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅 장치의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정부의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이물 흡입부의 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 세정부 본체부의 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정부 본체부의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크래퍼를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅 장치의 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정부의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이물 흡입부의 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 세정부 본체부의 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정부 본체부의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크래퍼를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예에 기재된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 잇는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 슬러리 코팅 장치를 개략적으로 나타낸 모식도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 세정부의 정면도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 전극 슬러리 코팅 장치(1000)는, 전극 집전체(11)를 지지하며 이송하는 코팅 롤러(100); 및 상기 코팅 롤러에 의해 이송되고 있는 상기 전극 집전체(11)에 전극 슬러리(12)를 코팅하는 코팅 다이(200); 및 상기 코팅 롤러(100)의 일측에 근접하여 설치되고, 코팅 롤러에 잔존하는 이물을 제거하는 세정부(300)를 포함한다.
이러한 세정부(300)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 전극 집전체와 접촉하지 않은 코팅 롤러의 일측에 이격되어 배치되어 있을 수 있다. 세정부가 상기 위치에 배치됨에 따라서, 코팅 롤러가 전극 집전체를 이송하는 작업 중에도, 코팅 롤러를 세정할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 세정부(300)는, 상기 코팅 롤러(100)의 표면과 접촉하여, 이물을 긁어내는 스크래퍼(313)를 포함하되, 상기 코팅 롤러를 향해 세정액의 분사 및 이물의 흡입이 가능하도록 구성된 본체부(310); 상기 본체부(310)의 일측에 결합되어, 상기 본체부(310)를 코팅 롤러(100)의 방향 및 그 반대 방향으로 전후 이동 가능하도록 구동력을 제공하는 본체부 구동부(320); 상기 본체부(310)의 하방에 위치하고, 상기 코팅 롤러(100)를 향해 고압 공기를 분사하도록 구성된 공기분사부(330); 및 상기 본체부, 본체부 구동부 및 공기분사부의 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다.
상기 본체부(310)는, 코팅 롤러의 표면에 세정액을 분사하고, 코팅 롤러의 표면에 접촉하여 이물을 긁어내 이물을 물리적으로 제거하며, 이물을 포함하는 폐세정액을 수거하도록 구성되어 있다.
상기 본체부 구동부(320)는, 상기 본체부(310)가 상기 세정액의 분사, 이물의 제거 및 폐세정액 수거와 같은 일련의 공정을 시작하기 전에, 상기 본체부(310)를 코팅 롤러(100)의 방향으로 전진시키고, 세정 작업을 완료한 후에는, 본체부(310)를 원래의 위치로 복귀하도록, 상기 본체부(310)에 구동력을 제공한다. 이러한 본체부 구동부의 구체적 예로는, 가압력의 크기에 의해 본체부(310)의 이동 변위를 조절할 수 있는 가압실린더일 수 있다. 이러한 본체부 구동부(320)는, 상기 본체부의 일측에 결합되어 있는 구조일 수 있으며, 상기 제어부는 일정한 시간적 간격마다 본체부 구동부를 작동시켜 본체부를 코팅 롤러의 방향으로 이동시킨 후, 상기 일련의 세정 공정을 마친 후에, 다시 본체부 구동부를 작동시켜 상기 본체부를 원래의 위치로 복귀하도록 제어할 수 있다.
상기 공기분사부(330)는, 코팅 롤러의 표면에, 고압의 공기를 분사하여, 코팅 롤러의 표면에 잔류하는 세정액을 건조시키는 기능을 한다. 하나의 구체적 예에서 상기 공기분사부는 에어나이프일 수 있다.
상기 제어부(미도시)는, 세정부(300)가 미리 설정된 시간적 간격마다 코팅 롤러를 세정하는 일련의 공정들을 순차적으로 수행할 수 있도록, 세정부(300)를 구성하는 본체부(310), 본체부 구동부(320), 공기분사부(330) 등의 제반 부속 구성요소들의 동작을 제어한다.
상기한 구조를 가지는 본 발명의 전극 슬러리 코팅 장치(1000)는, 상기 제어부에 의해 설정된 시간적 간격마다, 코팅 롤러를 세정하도록 구성된 세정부(300)를 포함하고 있어, 자동적으로 코팅 롤러를 세정할 수 있음에 따라, 코팅 롤러의 오염을 육안으로 확인할 필요가 없고, 코팅 롤러의 표면 오염으로 인한 전극 시트의 불량을 방지할 수 있다.
도 3을 참조하면, 하나의 구체적 예에서, 상기 본체부는(310)는, 상기 코팅 롤러(100)를 향해 세정액을 분사하도록 구성된 세정액 분사 노즐(318)을 포함하는 세정액 분사부(311); 상기 코팅 롤러의 표면에 잔류하는 이물을 흡입하도록 구성된 이물 흡입부(312); 상기 코팅의 표면과 접촉하여 이물을 긁어내는 적어도 하나 이상의 스크래퍼(313); 및 상기 세정액 분사부(311)의 적어도 일부 및 상기 이물 흡입부(312)의 적어도 일부를 내부 공간에 수용하는 본체부 하우징(314)을 포함할 수 있다.
상기 본체부 하우징(314)은, 세정액 분사부(311)의 적어도 일부 및 이물 흡입부(312)의 적어도 일부를 수용할 수 있는 충분한 체적의 내부 공간을 구비하고 있으며, 이들을 내부에 수용하여 외부 오염이나 충격으로부터 이들을 보호하는 역할을 한다.
상기 세정액 분사부(311)는, 코팅 롤러의 표면을 향해 세정액을 분사하도록 구성되어 있다. 하나의 구체적 예에서, 세정액 분사부(311)는, 세정액을 저장하는 세정액 저장부(319aa), 세정액 펌프(미도시), 세정액 배관(319b) 및 세정액 분사 노즐(318)을 포함할 수 있다. 상기 세정액 배관(319b)은, 상기 세정액 저장부(319a) 및 세정액 분사 노즐(318)과 연결되어 있어, 세정액 저장부(319a)에 저장된 세정액이 세정액 분사 노즐(318)로 분사될 수 있다. 또한, 상기 상기 세정액 펌프는 펌프 작동을 위한 모터가 연결될 수 있다.
코팅 롤러(100)의 회전에 의해, 이물질이 부착되어 있는 코팅 롤러의 부위가 상기 세정부에 근접하게 되면, 세정액 분사부(311)는 코팅 롤러에 세정액을 분사하기 위하여, 상기 모터 및 세정액 펌프를 작동시켜 세정액 저장부와 연결된 세정액 배관을 통해, 세정액을 펌핑하여 세정액 분사 노즐을 통하여, 코팅 롤러의 표면에 세정액을 고르게 분사한다.
상기 세정액은 원활하게 이물질 등을 제거할 수 있는 것이라면 그 종류에 제한은 없다. 예를 들어 상기 세정액은 물, 디메틸 카보네이트, 디메틸 포름아미드, N-메틸 포름아미드, 술폴란(테트라히드로티오펜-1,1-디옥사이드), 3-메틸술폴란, N-부틸 술폰, 디메틸 설폭사이드, 피로리디논(HEP), 디메틸피페리돈(DMPD), N-메틸 피롤리디논(NMP), N-메틸 아세트아미드, 디메틸 아세트아미드(DMAc), 디메틸포름아미드(DMF), 디에틸아세트아마이드(DEAc) 디프로필아세트 아마이드(DPAc), 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 에틸렌글리콜, 테트라클로로에틸렌, 프로필렌글리콜, 톨루엔, 트르펜틴, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 페트롤 에테르, 아세톤, 크레졸 및 글리세롤 등이 사용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 하나의 구체적 예에서, 상기 세정액 분사부(311)는, 상기 본체부 하우징(314)의 내측 상부에 위치하고, 상기 스크래퍼(313)와 근접하여, 코팅 롤러의 회전 방향을 따라, 스크래퍼(313)의 상류측을 향해 세정액을 분사하도록 구성된 세정액 분사 노즐(318); 및 상기 본체부 하우징(314)의 내부에 위치하며, 세정액을 저장하는 세정액 저장부(319a)를 포함할 수 있다. 그리고, 세정액 저장부(319a)에 저장된 세정액을 세정액 분사 노즐(318)로 이송시키기 위한, 세정액 이송 배관(319b)을 더 포함할 수 있다. 세정액 저장부(319a), 세정액 이송 배관(319b) 및 세정액 분사 노즐(318)을 포함하는 세정액 분사부(311)는, 상기 본체부 하우징(314)의 내부 공간 중 상부에, 배치되고, 세정액 분사부(311)의 하방에는, 이물 흡입부(312)가 배치되어 있을 수 있다. 이러한 구조는, 세정액 분사부(311)로부터 분사된 세정액이, 코팅 롤러의 회전 방향을 따라 이물 흡입부(312)에 흡입되기 용이하게 할 수 있다.
상기 이물 흡입부(312)는, 상기 스크래퍼(313) 및 세정액에 의해 코팅 롤러로부터 분리된 이물을 수거하기 위한 것으로, 이물을 수거하는 과정에서, 코팅 롤러에 분사되었던 세정액도 함께 흡입할 수 있도록 구성될 수 있다. 도 4를 참조하면, 이물 흡입부(312)는, 코팅 롤러로부터 분리된 이물이, 이물 흡입부 내로 유입되는 흡입 배관(312a), 상기 흡입 배관(312a)과 연통되어 흡입 배관을 통해 유입된 이물 및 폐세정액을 수용할 수 있는 이물 수거함(312b) 및 상기 이물 수거함(312b)에 수용된 이물 및 이물을 본체부 하우징(314)의 외부로 배출하기 위한 이물 배출 배관(312c)을 포함하고 있다. 상기 상기 이물 수거함(312b)은, 상기 이물 흡입 배관(312a)의 내측 하방에 위치하고, 상기 이물 흡입 배관(312a)은 내측을 향해 하방을 향해 기울어져 있어, 이물 흡입 배관(312a)에 유입된 이물 및 이물은 중력에 의해 자연스럽게 이물 수거함(312b)으로 이동할 수 있다.
상기 이물 흡입부(312)가, 이물을 수거하기 위하여, 본 발명의 세정부(300)는, 코팅 롤러로부터 탈리된 이물 및 폐세정액을 상기 이물 흡입부의 내부로 흡입하도록, 이물 흡입부에 진공을 인가하는 진공 펌프(350)를 더 포함할 수 있다. 진공 펌프(350)가 이물 흡입부(312; 312a, 312b, 312c)에 진공을 인가하게 되면, 이물 흡입부(312)의 내부와 외부의 압력 차이에 의해, 코팅 롤러로부터 탈리된 이물 및 폐세정액이 이물 흡입부(312)의 내부로 유입되어 이물 흡입 배관(312a)을 통해 이물 수거함(312b)으로 이동할 수 있게 된다.
한편, 도 3 및 도 5를 참조하면, 세정액을 분사하는 세정액 분사 노즐(318) 및 이물 수거부(312: 312a, 312b, 312c)가 본체부 하우징(314)의 내부에 위치함에 따라, 세정액을 본체부 하우징의 외부로 통과시키고, 이물을 본체부 하우징의 내부로 유입하기 위해서, 본체부 하우징(314)은, 상기 세정액 분사 노즐(318)의 대응되는 위치에 형성되고, 세정액 분사 노즐(318)로부터 분출된 세정액을, 상기 본체부 하우징(314)의 외부로 통과시키는 세정액 분사구(315): 및 상기 코팅 롤러로부터 탈리된 이물을 상기 본체부 하우징(314)의 내부로 유입하는 이물 흡입구(317)를 구비할 수 있다.
상기 이물 흡입구(317)는, 상기 세정액 분사구(315)의 하방에 형성되어 있을 수 있으며, 이러한 구조는, 세정액 분사부(311)로부터 분사된 세정액이, 코팅 롤러의 회전 방향을 따라 이물 흡입부(312)에 흡입되기 용이하게 할 수 있다.
상기 스크래퍼(313)는, 코팅 롤러의 표면에 접촉하여, 코팅 롤러가 회전함에 따라, 코팅 롤러의 표면에 부착된 이물을 긁어내어, 코팅 롤러로부터 이물을 탈리하도록 하는 세정 부재이다. 이러한 스크래퍼(313)는, 코팅 롤러로부터 이물을 탈리시킬 수 있다면, 그 구조나 개수가 제한되지 아니한다.
상기 스크래퍼(313)는, 일측 단부가 상기 본체부 하우징의 내측으로 삽입 가능하도록, 상기 본체부 하우징(314)의 내부 공간에는, 스크래퍼(313)를 수용할 수 있는 내부 공간을 구비할 수 있다. 이러한 스크래퍼(313)는, 본체부 하우징(314)에 결합 고정된 구조일 수도 있고, 본체부 하우징(314) 내부에 형성된 스크래퍼 삽입 공간 내에서 이동이 가능한 구조일 수도 있다. 도 3은 스크래퍼(313)가 본체부 하우징(314)에 결합 고정된 구조의 실시 형태를 도시하고 있으며, 이러한 경우, 스크래퍼의 일측 단부는, 본체부 하우징 내부에 삽입 및 고정되어 있고, 스크래퍼의 타측 단부는, 본체부 하우징의 외부로 연장되어 돌출된 구조일 수 있다. 상기 스프래퍼는, 이물질을 효과적으로 긁어내면서도, 스크래퍼의 접촉에 의해 코팅 롤러 표면에 스크래치가 발생하는 것을 방지하기 위해, 상기 스크래퍼는 상기 코팅 롤러의 축으로 갈수록 테이퍼 형태로 이루어질 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예예 따른 스크래퍼(313)를 개략적으로 나타낸 모식도이다. 도 7을 참조하면, 본체부 하우징(314)의 내부에는, 스크래퍼가 수용될 수 있기에 충분한 내부 공간(S)을 구비하고 있을 수 있다. 스크래퍼(313)는, 코팅 롤러(100)의 표면과 접촉한 상태에서, 코팅 롤러의 표면에 부착된 이물질을 긁어낼 수 있도록 선단부가 형성되어 있는, 스크래핑 패드(313a), 상기 스크래핑 패드(313a)를 전후 방향으로 왕복 이동시키는 경로를 제공하는 무빙 레일(313b); 상기 스크래핑 패드(313a)를 고정하는 패드 홀더(313c) 및 상기 패드 홀더(313c)를 상기 무빙 레일(313b)을 따라 이동하게 하는 이동 부재(313d)를 포함할 수 있다. 이러한 구조의 스크래퍼는, 본체부 하우징(314) 내부에 형성된 스크래퍼 삽입 공간 내에서 화살표 방향으로 이동이 가능하게 된다.
상기 스크래핑 패드(313a)는 상기 세정액 분사부(311)의 하방에 위치하여, 코팅 롤러(100)의 표면에 부착된 이물질을 긁어냄으로써 부피가 큰 이물질을 기계적으로 제거하고, 이물질을 작은 크기로 분산시킨다. 코팅 롤러(100) 표면의 이물질을 효과적으로 제거하기 위하여 스크래핑 패드(313c)의 폭은, 코팅 롤러(100)의 길이와 일치하는 것이 바람직하다. 상기와 같이 스크래핑 패드(313a)가 이물질을 긁어내면 부피가 큰 이물질들은 스크래핑 패드(313a)에 의해 코팅 롤러(100)의 표면에서 떨어져 나간다.
또한 상기 스크래핑 패드는, 이물질을 효과적으로 긁어내면서도, 스크래핑 패드의 접촉에 의해 코팅 롤러 표면에 스크래치가 발생하는 것을 방지하기 위해, 상기 스크래퍼는 상기 코팅 롤러의 축으로 갈수록 테이퍼 형태로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 전극 슬러리 코팅 장치(1000)는, 상기 세정액 분사부(311), 이물 수거부(312) 및 스크래퍼(313)를 포함하는, 본체부(310)가, 세정액의 분사 각도를 정밀하게 설정할 수 있도록, 상기 본체부 하우징(314)이 틸팅(tilting) 가능한 구조로 결합되는 제 1 지지부재(360)를 더 포함할 수 있다.
상기 공기분사부(330)는, 상기 스크래퍼(313)에 의해, 코팅 롤러 표면의 이물 제거 시, 코팅 롤러의 표면에 공기를 고압으로 분사하여, 코팅 롤러에 묻은 폐세정액을 제거해 준다. 공기분사부(330)는, 코팅 롤러의 회전 방향을 따라, 최하류에 배치될 수 있다. 이에 따라 공기분사부(330)는, 최종적으로 코팅 롤러의 표면에 잔존하는 폐세정액의 건조 작업을 마무리할 수 있다.
본 발명의 전극 슬러리 코팅 장치(1000)는, 상기 공기분사부(330)가 결합 고정되는 제 2 지지부재를 더 포함할 수 있고, 상기 공기분사부는, 상기 제 2 지지부재에 대하여 틸팅(tilting) 가능하게 결합되어, 공기분사부에서 분사하는 공기의 분사 각도를 정밀하게 조절할 수 있다.
상기 제어부는, 세정액 분사부(311), 이물 흡입부(312) 및 스크래퍼(313)를 포함하는 본체부(310), 상기 본체부 구동부(320), 공기분사부(330) 및 진공 펌프(350)의 동작을 제어하여, 본체부의 이동, 세정액의 분사, 스크래퍼에 의한 이물의 기계적 제거, 이물 흡입부에 의한 이물 수거, 공기분사부에 의한 폐세정액 건조의 일련의 세정 작업을 자동적으로 수행할 수 있도록 제어한다. 코팅 롤러의 세정 작업이 자동적으로 수행될 수 있으므로, 코팅 롤러의 표면에 이물이 존재하는지 여부를 확인하기 어려운 경우, 편리한 이점이 있다.
하나의 구체적 예에서, 상기 제어부는, 상기 코팅 롤러가 집전체를 100m 내지 300m 코팅할 때마다, 바람직하게는 150m 내지 250m 코팅할 때마다, 상기 본체부를 상기 코팅 롤러의 방향으로 전진시켜 코팅 롤러를 세정하도록 제어할 수 있다. 상기 코팅 거리가 100m 미만일 경우 스크래퍼가 지나치게 코팅 롤러와 자주 접촉하게 되어 스크래퍼의 마모가 심해질 수 있으며, 코팅 거리가 300m를 초과할 경우 세정 빈도가 감소하여 이물질 제거 효과가 감소할 수 있다.
구체적으로는, 전극 슬러리의 코팅 공정이 진행되는 동안, 세정부(300)의 제어부는, 하기 제 1 단계 내지 제 4 단계가 순차적으로 수행되도록, 상기 세정액 분사부, 상기 본체부 구동부 및 상기 공기분사부의 동작을 제어한다.
상기 본체부 구동부가, 상기 본체부를 코팅 롤러의 방향으로 전진 이동시키는 제 1 단계;
상기 세정액 분사부가 코팅 롤러를 향해 세정액을 분사하고, 상기 스크래퍼가 회전 운동하는 상기 코팅 롤러의 표면과 접촉함으로써, 상기 코팅 롤러로부터 이물을 탈리시키는 제 2 단계;
진공 인가된 상기 이물 흡입부가, 이물을 흡입하는 제 3 단계; 및
상기 공기분사부가 상기 코팅 롤러를 향해 고압의 공기를 분사함으로써, 잔여 세정액을 건조하는 제 4 단계.
상기 제 1 단계는, 코팅 롤러의 이물 제거 작업을 개시하기 위하여, 제어부가 본체부 구동부(320)를 작동시켜, 본체부(310)를 코팅 롤러(100)에 근접한 위치로 과정을 포함한다.
본 발명의 전극 코팅 롤러 세정방법을 상세히 설명한다.
본 발명에 따른, 전극 코팅 롤러의 세정방법은, 전술한 전극 슬러리 코팅 장치를 이용하고, 상기 본체부가 상기 코팅 롤러의 방향으로 전진 이동하는 본체부 전진 과정; 상기 본체부가 전진 이동한 상태에서, 상기 코팅 롤러를 향해 세정액을 분사하는 세정액 분사 과정; 상기 스크래퍼가, 코팅 롤러의 표면에 존재하는 이물을 긁어내어 제거하는 제 1 이물 제거 과정; 상기 본체부가 이물을 흡입하는 제 2 이물 제거 과정; 및 상기 공기분사부가, 코팅 롤러를 향해 고압의 공기를 분사하여 코팅 롤러의 표면에 잔류하는 이물을 건조시키는 건조 과정; 및 상기 세정부가 원위치로 복귀하는 세정부 복귀 과정을 포함한다.
상기 일련의 과정들은, 코팅 롤러가 집전체를 100m~300m 코팅할 때마다, 반복적으로 수행되어, 작업자가 코팅 롤러의 표면에 이물이 존재하는지 여부를 확인할 필요 없이, 코팅 롤러의 세정작업이 자동적으로 수행되는 결과, 본 발명의 코팅 롤러 세정방법은, 전극 시트의 찍힘 불량를 방지하는 효과가 있다.
1000: 전극 슬러리 코팅 장치
100: 코팅 롤러
200: 코팅 다이
300: 세정부
310: 본체부
311: 세정액 분사부
312: 이물 흡입부
313: 스크래퍼
314: 본체부 하우징
315: 세정액 분사구
317: 폐세정액 흡입구
318: 세정액 분사 노즐
319a: 세정액 저장부
319b: 세정액 배관
320: 본체부 구동부
330: 공기분사부
340: 폐세정액 이송 배관
350: 진공 펌프
360: 제1지지부재
370: 제2지지부재
100: 코팅 롤러
200: 코팅 다이
300: 세정부
310: 본체부
311: 세정액 분사부
312: 이물 흡입부
313: 스크래퍼
314: 본체부 하우징
315: 세정액 분사구
317: 폐세정액 흡입구
318: 세정액 분사 노즐
319a: 세정액 저장부
319b: 세정액 배관
320: 본체부 구동부
330: 공기분사부
340: 폐세정액 이송 배관
350: 진공 펌프
360: 제1지지부재
370: 제2지지부재
Claims (15)
- 전극 집전체를 지지하며 이송하는 코팅 롤러; 및 상기 코팅 롤러에 의해 이송되고 있는 상기 전극 집전체에 전극 슬러리를 코팅하는 코팅 다이;를 포함하는 전극 슬러리 코팅 장치에 있어서,
상기 코팅 롤러의 일측에 근접하여 설치되고, 코팅 롤러에 잔존하는 이물을 제거하는 세정부를 포함하고,
상기 세정부는,
상기 코팅 롤러의 표면과 접촉하여, 이물을 긁어내는 스크래퍼를 포함하되, 상기 코팅 롤러를 향해 세정액의 분사 및 이물의 흡입이 가능하도록 구성된 본체부;
상기 본체부의 일측에 결합되어, 상기 본체부를 코팅 롤러의 방향 및 그 반대 방향으로 전후 이동 가능하도록 구동력을 제공하는 본체부 구동부;
상기 본체부의 하방에 위치하고, 상기 코팅 롤러를 향해 고압 공기를 분사하도록 구성된 공기분사부; 및
상기 본체부, 본체부 구동부 및 공기분사부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는, 전극 슬러리 코팅 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 세정부는,
전극 집전체와 접촉하지 않는 코팅 롤러의 일측에 배치되는 전극 슬러리 코팅 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 본체부는,
상기 코팅 롤러를 향해 세정액을 분사하는 세정액 분사 노즐을 포함하는 세정액 분사부;
상기 코팅 롤러의 표면과 접촉하여 이물을 긁어내는 적어도 하나 이상의 스크래퍼;
상기 코팅 롤러로부터 탈리된 이물을 흡입하도록 구성된 이물 흡입부; 및
상기 세정액 분사부의 적어도 일부 및 상기 이물 흡입부의 적어도 일부를 내부 공간에 수용하는 본체부 하우징을 포함하는 전극 슬러리 코팅 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 본체부 하우징은,
상기 세정액 분사 노즐의 대응되는 위치에 형성되고, 세정액 분사 노즐로부터 분출된 세정액을, 상기 본체부 하우징의 외부로 통과시키는 세정액 분사구: 및
상기 코팅 롤러로부터 탈리된 이물을 상기 본체부 하우징의 내부로 유입하는 이물 흡입구를 구비하는 전극 슬러리 코팅 장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 이물 흡입구는, 상기 세정액 분사구의 하방에 형성된 전극 슬러리 코팅 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 세정부는,
상기 이물 흡입부에 진공을 인가하여, 이물을 상기 이물 흡입부의 내부로 흡입하는 진공 펌프를 더 포함하는 전극 슬러리 코팅 장치.
- 제 2 항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 코팅 롤러가 집전체를 100m 내지 300m 코팅할 때마다, 상기 본체부를 상기 코팅 롤러의 방향으로 전진시켜 코팅 롤러를 세정하도록 제어하는 전극 슬러리 코팅 장치.
- 제 7 항에 있어서, 상기 제어부는,
하기 제 1 단계 내지 제 4 단계가 순차적으로 수행되도록, 상기 세정액 분사부, 상기 본체부 구동부 및 상기 공기분사부의 동작을 제어하는 전극 슬러리 코팅 장치;
상기 본체부 구동부가, 상기 본체부를 코팅 롤러의 방향으로 전진 이동시키는 제 1 단계;
상기 세정액 분사부가 코팅 롤러를 향해 세정액을 분사하고, 상기 스크래퍼가 회전 운동하는 상기 코팅 롤러의 표면과 접촉함으로써, 상기 코팅 롤러로부터 이물을 탈리시키는 제 2 단계;
상기 이물 흡입부가 이물을 흡입하는 제 3 단계; 및
상기 공기분사부가 상기 코팅 롤러를 향해 고압의 공기를 분사함으로써, 잔여 세정액을 건조하는 제 4 단계.
- 제 2 항에 있어서, 상기 전극 슬러리 코팅 장치는, 상기 본체부 하우징이 고정 결합되는 제 1 지지부재를 더 포함하고,
상기 본체부 하우징은, 상기 제 1 지지부재에 대하여 틸팅(tilting) 가능한 구조인 전극 슬러리 코팅 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 전극 슬러리 코팅 장치는, 상기 공기분사부가 결합 고정되는 제 2 지지부재를 더 포함하고,
상기 공기분사부는, 상기 제 2 지지부재에 대하여 틸팅(tilting) 가능한 구조인 전극 슬러리 코팅 장치.
- 제 1 항에서 있어서, 상기 스크래퍼는 상기 코팅 롤러의 축으로 갈수록 테이퍼 형태로 이루어진 전극 슬러리 코팅 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 공기분사부는, 상기 코팅 롤러의 회전 방향을 따라, 최하류에 배치되는 전극 슬러리 코팅 장치.
- 제 3 항에 있어서, 상기 세정액 분사부는,
상기 본체부 하우징의 내측 상부에 위치하고, 상기 스크래퍼와 근접하여, 코팅 롤러의 회전 방향을 따라, 스크래퍼의 상류측을 향해 세정액을 분사하도록 구성된 세정액 분사 노즐; 및
상기 본체부 하우징의 내부에 위치하며, 세정액을 저장하는 세정액 저장부를 포함하는 전극 슬러리 코팅 장치.
- 제 3 항에 있어서, 이물 흡입부는,
상기 본체부 하우징의 내부 공간 중, 상기 세정액 분사부의 하방에 위치하는 전극 슬러리 코팅 장치.
- 제 1 항에 따른 전극 슬러리 코팅 장치를 이용한 전극 코팅 롤러의 세정방법으로서,
상기 본체부가 상기 코팅 롤러의 방향으로 전진 이동하는 본체부 전진 과정;
상기 본체부가 전진 이동한 상태에서, 상기 코팅 롤러를 향해 세정액을 분사하는 세정액 분사 과정;
상기 스크래퍼가, 코팅 롤러의 표면에 존재하는 이물을 긁어내어 제거하는 제 1 이물 제거 과정;
상기 본체부가 이물을 흡입하는 제 2 이물 제거 과정; 및
상기 공기분사부가, 코팅 롤러를 향해 고압의 공기를 분사하여 코팅 롤러의 표면에 잔류하는 이물을 건조시키는 건조 과정; 및
상기 세정부가 원위치로 복귀하는 세정부 복귀 과정을 포함하는 전극 코팅 롤러의 세정방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220070118A KR20230169679A (ko) | 2022-06-09 | 2022-06-09 | 전극 슬러리 코팅 장치 및 이를 이용한 코팅 롤러의 세정방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220070118A KR20230169679A (ko) | 2022-06-09 | 2022-06-09 | 전극 슬러리 코팅 장치 및 이를 이용한 코팅 롤러의 세정방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230169679A true KR20230169679A (ko) | 2023-12-18 |
Family
ID=89309260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220070118A KR20230169679A (ko) | 2022-06-09 | 2022-06-09 | 전극 슬러리 코팅 장치 및 이를 이용한 코팅 롤러의 세정방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230169679A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117548280A (zh) * | 2024-01-11 | 2024-02-13 | 江苏大翔科技有限公司 | 一种空气净化器滤网材料的涂覆加工设备 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180050243A (ko) | 2016-11-04 | 2018-05-14 | 주식회사 엘지화학 | 전극 활물질 슬러리 코팅 장치 및 방법 |
-
2022
- 2022-06-09 KR KR1020220070118A patent/KR20230169679A/ko unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180050243A (ko) | 2016-11-04 | 2018-05-14 | 주식회사 엘지화학 | 전극 활물질 슬러리 코팅 장치 및 방법 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117548280A (zh) * | 2024-01-11 | 2024-02-13 | 江苏大翔科技有限公司 | 一种空气净化器滤网材料的涂覆加工设备 |
| CN117548280B (zh) * | 2024-01-11 | 2024-03-19 | 江苏大翔科技有限公司 | 一种空气净化器滤网材料的涂覆加工设备 |
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