KR20230172528A - 스프레이 헤드 조립체, 분배 시스템, 전극 시트 스트립 및 전극 - Google Patents

스프레이 헤드 조립체, 분배 시스템, 전극 시트 스트립 및 전극 Download PDF

Info

Publication number
KR20230172528A
KR20230172528A KR1020237039060A KR20237039060A KR20230172528A KR 20230172528 A KR20230172528 A KR 20230172528A KR 1020237039060 A KR1020237039060 A KR 1020237039060A KR 20237039060 A KR20237039060 A KR 20237039060A KR 20230172528 A KR20230172528 A KR 20230172528A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fluid
electrode sheet
electrode
slitting
lip member
Prior art date
Application number
KR1020237039060A
Other languages
English (en)
Inventor
종쾅 키우
Original Assignee
노드슨 코포레이션
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 노드슨 코포레이션 filed Critical 노드슨 코포레이션
Publication of KR20230172528A publication Critical patent/KR20230172528A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape
    • B05B1/04—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape in flat form, e.g. fan-like, sheet-like
    • B05B1/044—Slits, i.e. narrow openings defined by two straight and parallel lips; Elongated outlets for producing very wide discharges, e.g. fluid curtains
    • 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
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/02—Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface
    • 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
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • 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
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B05C11/1002—Means for controlling supply, i.e. flow or pressure, of liquid or other fluent material to the applying apparatus, e.g. valves
    • 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
    • B05C21/00—Accessories or implements for use in connection with applying liquids or other fluent materials to surfaces, not provided for in groups B05C1/00 - B05C19/00
    • 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
    • B05C5/0225—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 characterised by flow controlling means, e.g. valves, located proximate the outlet
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • 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
    • 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
    • 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
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/027—Negative electrodes
    • 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
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028—Positive electrodes
    • 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
    • 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

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

Abstract

본 발명은 노즐 조립체, 분배 시스템, 전극 시트 스트립 및 전극에 관한 것이다. 상기 노즐 조립체: 환형 몸체 부분(70)과 중앙에 댐 부재(72)를 갖도록 구성되는 립 부재(7); 및 상기 립 부재(7)에 연결되도록 구성되는 커버 플레이트(6)를 포함하며, 상기 댐 부재(72)는 상기 커버 플레이트(6)에 연결된 상기 립 부재(7)의 표면에 대하여 리세스되어 상기 커버 플레이트(6)와 상기 댐 부재(72) 사이에 저장소(721)가 형성되고, 상기 저장소(721)는 장방형 개구부(71)와 유체 연통하며; 서로 마주보는 상기 커버 플레이트(6)와 상기 립 부재(7)의 2 표면들 중 하나의 표면상에 리세스(73)가 배열되며, 상기 리세스(73)는 상기 저장소(721)와 유체 연통하여 상기 유체가 상기 리세스(73)를 통해 상기 저장소(721)로부터 스트립 형태로 유출될 수 있게 한다.

Description

스프레이 헤드 조립체, 분배 시스템, 전극 시트 스트립 및 전극
본 출원은 노즐 조립체, 분배 시스템, 전극 시트 스트립 및 전극에 관한 것이다.
전기 차량(EV)은 현재 자동차 기술에 있어서 발전 추세에 있다. 내구성은 전기 차량의 성능을 특징짓는 중요한 파라미터이다. 상기 내구성은 주로 EV 배터리의 성능에 의해 결정된다. 소위 칩 배터리와 같은 리튬-이온 배터리는 배터리 연구에 있어서 매우 중요한 추세에 있다. 일반적으로, 전기 차량용 리튬-이온 배터리, 특히 칩 배터리는 내부에 셀이 수용되는 알루미늄 케이싱을 갖는다. 복수의 리튬-이온 배터리들이 나란히 배치되어 배터리 팩을 구성한다. 리튬-이온 배터리는 가능한 한 가장 낮은 코팅 중량을 추구하면서 절연되어야 한다.
또한, 정상적인 상황하에, 리튬 배터리가 충전될 때, 리튬 이온은 양극으로부터 분리된 후 음극으로 삽입되지만; 과충전, 저온 또는 고전류와 같은 비정상적인 조건하에서, 상기 양극으로부터 분리된 리튬 이온은 음극에서 비정상적으로 삽입될 수 있다. 이 경우, 리튬 이온은 음극 표면에만 침전될 수 있다. 이는 리튬 침전으로서 알려져 있다. 리튬 침전 현상이 발생할 경우, 리튬 이온은 음극 표면상에서 상이한 형상들의 금속 리튬으로 환원되는데, 그들 중 하나는 리튬 덴드라이트(lithium dendrite)라 불리우며, 이는 리튬 침전 현상이 진행됨에 따라 나뭇가지와 같이 연속적으로 성장하며 이 공정은 비가역적으로 된다; 또한, 리튬 덴드라이트가 특정 길이로 성장하면, 양극과 음극 사이의 다이어프램을 뚫어, 셀의 내부 단락을 초래하여, 열 폭주 또는 폭발을 발생시킬 가능성이 매우 높아져 매우 위험하게 된다.
따라서, 배터리 표면상에 매우 얇은 접착 물질을 코팅할 필요가 있다. 일반적으로, 자동차 배터리의 신뢰성 향상에 매우 중요한 배터리 전극 시트상에 10 mm(폭) 초과, 20 ㎛(두께) 미만의 열 접착 물질을 균일하게 코팅할 수 있어야 한다. 핫 접착제(hot glue)가 전극 시트의 표면상에 매우 얇고 균일하게 코팅되어야 한다. 또한, 전극을 형성하기 위한 전극 세그먼트들은 일반적으로 전극 시트를 절단함으로써 형성되며, 전극 세그먼트들을 형성하기 위해 절단하기 전에 특히 전극 시트를 슬리팅하는 동안 전극 시트의 외부 엣지들도 보호되어야 한다. 이는 기존의 코팅 제품들에 대한 심각한 도전 과제임이 분명한다. 현재의 방법 및 제품들은 전극 시트상에 20 ㎛ 미만의 균일한 코팅 두께를 달성하고 또한 음극을 형성하기 위해 사용되는 캐소드 세그먼트의 전체 표면에 접착제를 도포하는 데 있어서 어려움을 갖는다.
따라서, 접착제 분배 방법뿐만 아니라 코팅 장비 또는 분배 시스템을 개선할 필요성이 있다.
본 발명의 목적은 접착제, 특히 폴리 우레탄 액상 접착제와 같은 유체를 고정밀로 도포하여 극단적으로 얇은 접착제 층을 구현할 수 있는 노즐 조립체를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은 분배 시스템, 전극 시트 스트립 및 전극도 제공한다.
본 발명에 따르면, 노즐 조립체가 제공되며: 환형 몸체 부분과 중앙에 댐 부재를 갖도록 구성되는 립 부재로서, 상기 댐 부재는 상기 몸체 부분으로 둘러싸인 장방형 공간의 하부 엣지로부터 상부 엣지를 향해 연장되어 상기 댐 부재의 상부 엣지와 상기 장방형 공간의 상부 엣지 사이에 장방형 개구부가 형성되며, 상기 댐 부재는 상기 장방형 개구부의 전체 폭을 상기 립 부재의 가로 방향으로 연장시키고, 상기 장방형 개구부는 유체를 수용하도록 구성되는, 상기 립 부재; 및 상기 립 부재에 연결되도록 구성되는 커버 플레이트를 포함하며, 상기 댐 부재는 상기 커버 플레이트에 연결된 상기 립 부재의 표면에 대하여 리세스되어 상기 커버 플레이트와 상기 댐 부재 사이에 저장소가 형성되고, 상기 저장소는 상기 장방형 개구부와 유체 연통하며, 서로 마주보는 상기 커버 플레이트와 상기 립 부재의 2 표면들 중 하나의 표면에 리세스가 제공되며, 상기 리세스는 상기 저장소와 유체 연통하여 상기 유체가 상기 리세스를 통해 상기 저장소로부터 스트립 형태로 유출될 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 방식에 있어서, 상기 리세스로부터 분배되는 유체의 두께 및 폭은 정밀하고 안정적으로 제어될 수 있으므로, 원하는 두께, 특히 극단적으로 얇은 코팅이 기판/가공물상에서 얻어질 수 있다.
바람직하게도, 상기 리세스는 상기 커버 플레이트를 향하는 상기 립 부재의 표면상에 제공된다. 결과적으로, 상기 리세스는 간단하고 효율적인 방식으로 생성될 수 있다. 또한, 바람직하게는, 상기 가로 방향으로, 상기 리세스의 폭이 상기 댐 부재의 폭보다 작거나 또는 그와 동일하여, 유체는 상기 공간으로부터 상기 리세스를 통해 스트립 형태로 균일하게 유출될 수 있다.
바람직하게도, 상기 리세스는 상기 리세스가 제공되는 표면에 대해 일정한 깊이를 가지며, 상기 리세스는 상기 리세스가 제공되는 표면에 대해 50 내지 150 ㎛만큼 리세스된다. 따라서, 상기 기판의 표면상에 극단적으로 얇은 접착층이 코팅될 수 있다.
바람직하게도, 상기 댐 부재는 상기 커버 플레이트 반대편의 상기 립 부재 측면상의 표면에 대해 리세스된다.
바람직하게도, 밀봉부의 이동을 제한하기 위해, 상기 밀봉부에 연결되는 상기 립 부재 측면의 외측 엣지상에 보스(boss)가 제공된다.
바람직하게도, 상기 커버 플레이트의 하부 표면 및/또는 상기 립 부재의 하부 표면상에 가이드 보스가 제공된다.
바람직하게도, 상기 커버 플레이트 및 상기 립 부재는 이 순서로 스크류들에 의해 함께 고정된다. 이에 의해, 단순한 조립이 실현될 수 있다.
본 발명에 따르면, 분배 시스템이 제공되며, 상기 분배 시스템은: 유체 공급 조립체; 용적 캐비티 펌프(volumetric cavity pump)의 형태를 가지며 상기 유체 공급 조립체로부터 유체를 수용하기 위해 상기 유체 공급 조립체와 유체 연통을 하도록 구성되는 계량 조립체; 및 상기 계량 조립체로부터 상기 유체를 수용하기 위해 상기 계량 조립체와 유체 연통하는 노즐 조립체를 포함하며, 상기 노즐 조립체는 상술된 노즐 조립체인 것을 특징으로 한다.
바람직하게도, 상기 유체 공급 조립체는 공급 용기를 포함한다. 상기 공급 용기는 유체 카트리지를 수용하도록 구성되거나 또는 상기 유체를 공급하기 위한 파이프와 연결되도록 구성된다.
바람직하게도, 상기 계량 조립체는 구동 기어 및 피구동 기어를 포함한다. 상기 구동 기어는 모터에 의해 구동된다.
바람직하게도, 상기 계량 조립체는: 상기 유체 공급 조립체로부터 상기 유체를 수용하기 위한 상부 플레이트 유동 통로를 갖는 상부 플레이트; 상기 노즐 조립체의 장방형 개구부와 유체 연통하는 하부 플레이트 유동 통로를 갖는 하부 플레이트; 및 상기 상부 플레이트와 상기 하부 플레이트 사이에 위치하며, 중앙에 상기 구동 기어와 상기 피구동 기어를 수용하기 위한 개구부를 갖는 기어 지지 플레이트를 포함한다.
바람직하게도, 상기 구동 기어 및 상기 피구동 기어의 각각의 기어 샤프트들이 상기 하부 플레이트의 대응하는 보어들 내로 삽입되어 상기 기어 샤프트들의 위치 결정을 제공한다.
바람직하게도, 상기 계량 조립체의 일 측면상에서 상기 구동 기어와 상기 피구동 기어 사이의 간극이 상기 상부 플레이트의 상부 플레이트 유동 통로와 유체 연통하며, 상기 계량 조립체의 다른 측면상에서 상기 구동 기어와 상기 피구동 기어 사이의 간극이 상기 하부 플레이트의 하부 플레이트 유동 통로와 유체 연통한다.
바람직하게도, 상기 기어 지지 플레이트과 상기 하부 플레이트 사이에 밀봉 부재가 제공되고, 상기 밀봉 부재는 상기 기어 지지 플레이트의 개구부를 둘러싼다.
바람직하게도, 상기 노즐 조립체의 립 부재는 상기 댐 부재의 상부 엣지가 상기 하부 플레이트 유동 통로의 출구보다 높도록 상기 하부 플레이트에 연결된다.
바람직하게도. 상기 립 부재와 상기 하부 플레이트 사이에 밀봉부가 제공되고, 상기 밀봉부는 장방형 중앙 개구부를 갖는다. 상기 중앙 개구부의 폭은 상기 장방형 개구부의 폭보다 크거나 또는 그와 같고, 상기 중앙 개구부의 높이는 상기 장방형 개구부의 상부 엣지로부터 상기 하부 플레이트의 하부 플레이트 유동 통로의 출구 하부 엣지까지의 거리보다 크거나 또는 그와 같다.
바람직하게도, 상기 하부 플레이트는 돌출부를 가지며, 상기 하부 플레이트의 하부 플레이트 유동 통로의 출구가 상기 돌출부에 제공되고, 상기 돌출부는 상기 립 부재에 연결되도록 구성된다.
본 출원은 또한 상기 분배 시스템을 사용하여 유체를 얇은 부분을 갖는 기판상에 분배하는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은 상기 분배 시스템을 사용하여 상기 기판의 얇은 부분상으로 유체를 분배하는 단계를 포함한다.
바람직하게도, 상기 기판은 배터리의 전극을 제조하기 위한 전극 시트이고, 상기 전극 시트는 두꺼운 몸체 부분과 얇은 엣지 부분을 가지며, 상기 엣지 부분은 상기 몸체 부분의 측면상에 위치하며 상기 몸체 부분과 연속되며, 상기 방법은 전극 시트 스트립을 생성하기 위해, 상기 분배 시스템을 사용하여, 상기 엣지 부분의 표면상으로 상기 유체를 분배하는 단계를 포함한다. 상기 배터리는 칩 배터리일 수 있다.
바람직하게도, 상기 방법은: 상기 전극 시트를 슬리팅 머신(slitting machine)에 공급하고, 상기 슬리팅 머신을 사용하여 슬리팅 경로를 따라 상기 엣지 부분을 슬리팅하는 단계; 및 상기 슬리팅 후, 상기 분배 시스템을 사용하여, 상기 엣지 부분의 표면 위로 상기 유체를 분배하는 단계를 포함한다.
바람직하게도, 상기 슬리팅 머신은 상기 전극 시트의 선단부로부터 특정 거리에서 슬리팅을 시작하고, 상기 전극 시트의 후단부로부터 특정 거리에서 상기 슬리팅을 종료한다.
바람직하게도, 상기 전극 시트의 엣지 부분은 상기 엣지 부분상의 슬릿의 폭이 상기 분배 시스템으로부터의 유체가 상기 슬릿을 완전히 관통할 수 있게 되도록 슬리팅된다.
바람직하게도, 상기 슬릿의 폭은 상기 엣지 부분의 두께, 상기 유체의 코팅 온도 및/또는 시트 공급 속도에 따라 결정된다.
바람직하게도, 상기 슬리팅 경로는 비선형이다.
바람직하게도, 상기 엣지 부분은 상기 슬리팅 경로를 따라 복수의 전극 이어들(ear)을 형성하도록 슬리팅된다. 상기 전극 이어들은 바람직하게는 사다리꼴 형상이다.
본 출원은 또한 배터리의 전극을 제조하기 위한 전극 시트 스트립을 제공하며, 상기 전극 시트 스트립은: 상술된 방법을 사용하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게도, 상기 전극 시트 스트립은 폭 방향을 따라 동일한 형상을 갖는 복수의 시트 세그먼트들로 절단되고, 상기 복수의 시트 세그먼트들은 상기 전극을 구성하기 위해 함께 적층된다.
본 출원은 또한 전극을 제공하며 상기 전극은 상술된 전극 시트 스트립으로부터 제조되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게도, 상기 전극은 배터리의 애노드 또는 캐소드이다.
발명의 노즐 조립체 및 분배 시스템은 예를 들어 20 ㎛ 미만의 극단적으로 얇은 접착제 두께를 구현할 수 있어, 전기 차량의 칩 배터리 표면에 대한 분사 요구 사항을 충족시킨다. 본 출원에 설명된 방법은 보호를 위해 칩 배터리의 전극 이어의 외부 엣지를 접착할 수 있다.
본 발명의 이와 같은 목적과 다른 목적 및 장점은 첨부된 도면들과 함께 다음의 설명으로부터 더욱 완전하게 드러날 것이며, 여기서 동일한 참조 부호들이 도면 전반에 걸쳐 동일하거나 유사한 부분을 나타내기 위해 사용되며:
도 1은 본 발명에 따른 노즐 조립체를 나타내는 경사 정면 분해도이다.
도 2는 본 발명에 따른 노즐 조립체를 도시한 경사 배면 분해도이다.
도 3은 본 발명에 따른 노즐 조립체를 나타내는, 도 2의 III-III 라인을 취한 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 노즐 조립체의 측면도를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 노즐 조립체의 정면도를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 노즐 조립체를 포함하는 분배 시스템을 나타내는 분해도이다.
도 7은 분배 시스템을 나타내는 단면도이다.
도 8은 분배 시스템의 일부를 나타내는 경사 정면 분해도이다.
도 9는 분배 시스템의 일부를 나타내는 경사 배면 분해도이다.
도 10은 배터리 셀의 전극 제조에 사용되는 전극 시트의 사시도이다.
도 11은 종래 기술에서 전극 시트가 슬리팅된 후 얻은 전극 시트 스트립의 사시도이다.
도 12는 새로운 슬리팅 공정에 따라 전극 시트가 슬리팅된 후 얻은 전극 시트 스트립을 나타내는 사시도이다.
도 13은 본 발명에 따른 분배 시스템과 새로운 슬리팅 공정이 결합된 작동 원리를 나타내는 개략도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다. 도면들을 설명함에 있어서, 동일하거나 대응하는 부분들에는 동일한 숫자 및 부호를 붙이고 중복 설명은 생략한다. 이하의 설명에 있어서, 방향을 나타내는 "위", "아래", "전방", "후방", "상부" 및 "하부" 등의 용어는 도면들을 설명하기 위해 사용된 것일 뿐, 본 발명에 대한 실질적인 제한을 구성하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 노즐 조립체를 나타내는 경사 정면 분해도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 노즐 조립체(60)는 주로 립 부재(7)와 커버 플레이트(6)를 포함한다. 상기 립 부재(7)는 일반적으로 장방형 플레이트 형상이고, 환형 몸체 부분(70) 및 중앙에 댐 부재(72)를 가지며, 상기 댐 부재는 상기 몸체 부분(70)으로 둘러싸인 장방형 공간의 하부 엣지로부터 상부 엣지를 향해 연장되어 상기 댐 부재(72)의 상부 엣지와 상기 장방형 공간의 상부 엣지 사이에 장방형 개구부(71)가 형성된다. 상기 댐 부재(72)는 상기 장방형 개구부(71)의 전체 폭을 상기 립 부재(7)의 가로 방향으로 연장시킨다. 상기 립 부재(7)의 가로 방향은 상기 장방형 개구부(71)의 가로 방향과 동일하다. 상기 장방형 개구부(71)는 유체를 수용하도록 구성된다. 예를 들어, 상기 장방형 개구부(71)는 유체 공급원, 상기 유체 공급원에 연결된 계량 조립체 등에 유체적으로 연결될 수 있다.
상기 커버 플레이트(6)는 상기 립 부재(7)에 연결되도록 구성된다. 상기 커버 플레이트(6)의 전면은 편평하고 후면은 상기 립 부재(7)와 연결되도록 구성된다. 상기 댐 부재(72)는 상기 커버 플레이트(6)에 연결되는 립 부재(7)의 표면, 즉 상기 전면에 대해 특정 깊이로 리세스 되어, 상기 커버 플레이트(6)와 상기 댐 부재(72) 사이에 저장소(721)가 형성되며(도 3 참조), 상기 저장소(721)는 상기 장방형 개구부(71)와 유체 연통한다. 서로 마주하는 상기 커버 플레이트(6)와 상기 립 부재(7)의 2 표면들 중 하나의 표면에는 상기 립 부재(7)의 가로 방향으로의 폭이 깊이보다 상당히 큰 리세스(73)가 제공된다. 상기 리세스(73)는 유체가 스트립 형태로 상기 리세스(73)를 통해 상기 저장소(721)로부터 유출될 수 있도록 상기 저장소(721)와 유체 연통한다. 예를 들어, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 커버 플레이트(6)와 마주하는 상기 립 부재(7)의 표면, 즉 상기 전면상에는 상기 리세스(73)가 제공되며, 상기 리세스(73)의 가로 방향으로의 폭은 상기 댐 부재(72)의 폭과 같거나 그보다 작다. 상기 립 부재(7)의 가로 방향에서, 상기 댐 부재(72)의 폭은 상기 장방형 개구부(71)의 폭과 동일하다.
상기 리세스(73)는 상기 리세스(73)가 제공되는 표면에 대해 50 ㎛ 내지 150 ㎛만큼 리세스된다. 상기 리세스(73)의 리세스된 깊이는 균일한 것이 바람직하다.
그리고, 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 댐 부재(72)는 상기 커버 플레이트(6)와 마주하는 상기 립 부재(7)의 표면, 즉 상기 전면에 대해 일정한 깊이로 리세스된다. 그러나, 상기 댐 부재(72)의 구성은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 댐 부재(72)는 상기 댐 부재(72)의 하부로부터 그의 상부를 향해 후방으로 비스듬하게 연장될 수도 있다.
도 2는 본 발명에 따른 노즐 조립체를 도시하는 경사 배면 분해도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 커버 플레이트(6)의 후면, 즉 상기 립 부재(7)에 연결되는 상기 커버 플레이트(6)의 표면은 평평한 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명에 따른 노즐 조립체를 도시하는 도 2의 III-III 라인을 취한 단면도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 바람직하게도 또는 추가적으로, 상기 댐 부재(72)는 상기 커버 플레이트(6)와 반대편 측면, 즉 상기 배면상에서 상기 립 부재(7)의 표면에 대해 리세스되어, 저장소(722)로서의 역할을 하는 공간이 상기 커버 플레이트(6) 반대편의 상기 댐 부재(72)의 측면상에 형성된다. 상기 저장소(722)의 리세스된 깊이는 0, 즉 상기 저장소(722)가 제공되지 않음을 용이하게 이해될 것이다.
상기 커버 플레이트(6) 반대편 측면상의 상기 립 부재(7)의 외부 엣지에는 밀봉 부재를 수용하고 상기 밀봉 부재의 이동을 제한하기 위한 보스(74)가 제공되는 것이 바람직하다. 상기 커버 플레이트(6)와 상기 립 부재(7)는 예를 들어 스크류에 의해 함께 고정된다.
여기서, 상기 댐 부재(72)의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 일반적으로 상기 립 부재(7)의 두께보다 작다. 상기 댐 부재(72)의 두께와 양쪽 측면상의 리세스된 깊이는 특정 코팅 요구 사항에 따라 결정될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 커버 플레이트(6)를 향하는 댐 부재(72) 측면상에서, 상기 댐 부재(72)의 하부 엣지는 상기 리세스(73)의 상부 엣지와 원활하게 연결되어 유체 물질의 흐름을 촉진한다. 상기 저장소(721)의 리세스된 깊이는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 저장소(721)의 리세스된 깊이는 상기 개구부(71)의 높이와 대략 동일하다. 상기 저장소(722)의 리세스된 깊이는 상기 개구부(71)의 높이 이하이며, 다시 말해서, 상기 저장소(722)의 깊이는 상기 개구부(71)의 상부 엣지로부터 하부 엣지까지의 거리보다 작거나 그와 같다. 상기 립 부재(7)는 상기 커버 플레이트(6)와 대략 동일한 두께를 갖는다. 상기 립 부재(7) 및 상기 커버 플레이트(6)는 대략 동일한 가로 방향 단면 외부 프로파일을 갖는다.
도 4는 본 발명에 따른 노즐 조립체의 측면도를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 커버 플레이트(6)와 상기 립 부재(7)의 코팅될 가공물에 면한 표면들, 즉 하부 표면들은 각각 가이드 보스들(65, 75)을 가질 수 있고, 조립 후, 상기 커버 플레이트(6)와 상기 립 부재(7)의 높이 등가성, 평탄도, 거칠기 등이 매우 작아, 작업 상태에서 코팅될 가공물의 표면이 긁히거나 긁히는 것을 방지할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명에 따른 노즐 조립체의 정면도를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 커버 플레이트(6)의 가이드 보스(65)의 하부 표면은 단차부(651)를 갖는다. 그러나, 상기 커버 플레이트(6) 및 상기 립 부재(7)의 하부 표면들상의 가이드 보스들은 편평할 수도 있고, 대안적으로 또는 추가적으로 단차부들을 가질 수 있으며, 상기 단차부들은 임의의 위치에 제공될 수 있으며 임의의 길이와 높이를 가질 수 있다. 상기 단차부들의 특정 크기는 실제 분사 요구 사항에 따라 결정될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 노즐 조립체를 포함하는 분배 시스템을 도시한 분해도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 분배 시스템은 유체 공급 조립체, 계량 조립체(3) 및 노즐 조립체(60)를 포함한다. 그러나, 유체 공급 조립체 및/또는 계량 조립체(3)는 반드시 필요한 것은 아니며, 상기 노즐 조립체(60)는 유체 공급원에 직접 연결될 수 있다는 사실을 이해할 수 있을 것이다. 상기 유체 공급 조립체는 공급 용기(9)를 포함한다. 상기 공급 용기(9)는 예를 들어 300 cc 접착제 탱크 내부에 다양한 사양의 유체 탱크를 수용할 수 있다. 분배에 적합한 유체 물질은 액상 접착제에 국한되지 않고 분사 공정에서의 다양한 유체 물질들이 될 수 있다. 상기 액상 접착제는 절연 액상 접착제 또는 전도성 액상 접착제일 수 있다. 일반적으로, 전도성 액상 접착제는 가공물 표면상에 코팅된 후 전기를 전도하는 전도성 물질을 함유한다. 유체 탱크를 사용하는 대신, 상기 공급 용기(9)가 호스 또는 기타 연결 파이프에 연결될 수 있다. 상기 호스 또는 기타 연결 파이프는 다른 계량 시스템 및/또는 유체 소스에 직접 연결된다. 본 발명에 있어서, 호스 연결이 사용되는 경우, 유체가 상기 계량 조립체(3) 내로 흐르기 시작하는 위치에 차단 제어 모듈이 설정되어야 한다.
상기 계량 조립체(3)는 통합된 계량 시스템이며 용적 캐비티 펌프 형태이다. 상기 용적 캐비티 펌프는 다양한 구성을 가질 수 있다. 상기 계량 조립체(3)는 상기 공급 용기(9)로부터 유체를 수용하기 위해 상기 공급 용기(9)와 유체 연통하도록 구성된다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 계량 조립체(3)는 주로 기어 세트, 즉 구동 기어(31) 및 피구동 기어(32)를 포함한다. 상기 구동 기어는 모터(1)와 같은 구동 장치에 의해 구동된다. 상기 모터(1)는 예를 들어, 서보 모터이다. 상기 구동 기어(31)와 상기 피구동 기어(32)는 유체를 이송할 수 있는 마이크로 기어 세트를 형성한다.
상기 계량 조립체(3)는 또한: 상기 공급 용기(9)로부터 유체를 수용하기 위한 상부 플레이트 유동 통로를 갖는 상부 플레이트(2); 상기 노즐 조립체(60), 예를 들어 상기 노즐 조립체(60)의 장방형 개구부(71)와 유체 연통하는 하부 플레이트 유동 통로를 갖는 하부 플레이트(5); 및 상기 상부 플레이트(2)와 상기 하부 플레이트(5) 사이에 위치하는 기어 지지 플레이트(4)를 포함한다. 상기 기어 지지 플레이트(4)는 중앙부에 상기 구동 기어(31) 및 상기 피구동 기어(32)를 수용하는 개구부가 형성된다. 즉, 상기 구동 기어(31)와 상기 피구동 기어(32)로 구성된 상기 마이크로 기어 세트는 상기 기어 지지 플레이트(4)에 배치되어 내부 계량 펌프를 구성한다.
상기 계량 조립체(3) 일 측면상에서의 상기 구동 기어(31)와 피구동 기어(32) 사이의 간극은 상기 상부 플레이트(2)의 상부 플레이트 유동 통로와 유체연통되며, 상기 계량 조립체(3)의 다른 측면상에서의 상기 구동 기어(31)와 피구동 기어(32) 사이의 간극은 상기 하부 플레이트(5)의 하부 플레이트 유동 통로와 유체 연통한다. 따라서, 유체는 상기 기어 세트를 통해 상기 상부 플레이트(2)로부터 상기 하부 플레이트(5)로 흐를 수 있다.
바람직하게는, 상기 기어 지지 플레이트(4)와 상기 하부 플레이트(5) 사이에는 밀봉부가 제공되고, 상기 밀봉부는 상기 기어 지지 플레이트(4)의 개구부를 둘러싼다. 상기 노즐 조립체(60)의 립 부재(7)는 상기 댐 부재(72)의 상부 엣지가 상기 하부 플레이트 유동 통로의 출구보다 높도록 상기 하부 플레이트(5)에 부착된다.
따라서, 상기 계량 펌프를 사용하면, 핫 접착제와 같은 유체가 상기 노즐 조립체에 정확하고 적절하게 전달될 수 있다. 구체적으로, 상기 계량 펌프의 내부 공간, 즉 상기 계량 조립체(3)는 상기 공급 용기(9)와 유체 연통되어, 상기 공급 용기(9)로부터 유체 물질을 수용할 수 있다. 노즐 조립체(60)는 상기 계량 조립체(3)로부터 유체 물질을 수용할 수 있도록 상기 계량 조립체(3)와 연통한다. 상기 유체 물질은 상기 유체 공급 조립체, 구체적으로 상기 공급 용기(9), 상기 계량 조립체(3), 상기 립 부재(7)의 개구부(71)를 순차적으로 통과할 수 있으며, 그런 다음 상기 립 부재(7)와 상기 커버 플레이트(6) 사이의 리세스(73)를 통해 정확한 양이 상기 노즐 조립체 밖으로 흘러나온다.
상기 공급 용기(9)는 다양한 방식으로 상기 계량 조립체(3)와 함께 고정 및 유체 연통될 수 있다. 바람직하게는, 상기 공급 용기(9)는 상기 계량 조립체(3)의 상부 플레이트(2)상에 직접 배열되고 상기 상부 플레이트(2)의 상부 플레이트 유동 통로와 유체 연통한다. 상기 계량 조립체(3)를 구동하기 위한 모터(1)와 같은 구동 장치 및 상기 공급 용기(9)는 상기 상부 플레이트(2)상에 나란히 배열된다. 상기 공급 용기(9)로부터의 유체 물질은 상기 상부 플레이트(2)의 상부 플레이트 유동 통로를 통해 상기 계량 조립체(3) 내로 흐른다.
상기 계량 조립체(3)의 구동 기어(31)의 기어 샤프트(33) 및 피구동 기어(32)의 기어 샤프트(34)(도 8 및 도 9 참조)는 상기 기어 지지 플레이트(4)를 관통한 다음, 양쪽 단부들에서 상기 상부 플레이트(2)와 하부 플레이트(5) 내로 삽입된다. 상기 모터(1) 및 상기 기어 세트는 각각 상기 상부 플레이트(2)의 반대편 측면들상에 배열된다. 상기 구동 기어(31)의 기어 샤프트(33)은 상기 상부 플레이트(2)에 제공된 관통 구멍을 통해 상기 모터(1)의 출력 샤프트(도시되지 않음)와 구동 연결된다. 상기 피구동 기어(32)의 기어 샤프트(34) 양쪽 단부들은 각각 상기 상부 플레이트(2)에 제공된 구멍과 상기 하부 플레이트(5)에 제공된 구멍 내로 삽입된다. 따라서, 상기 피구동 기어(32)의 기어 샤프트(34)는 한편으로 상기 피구동 기어(32)를 지지하고, 다른 한편으로는 상기 기어 세트의 위치 결정을 실현한다. 상기 기어 지지 플레이트(4) 및 상기 하부 플레이트(5)는 바람직하게는 스크류들에 의해 함께 고정된다.
상기 분배 시스템은 또한 상기 분배 시스템의 작동을 제어하기 위한 제어 조립체(11)를 포함한다. 상기 제어 조립체(11)는 상기 공급 용기(9)의 하우징에 고정될 수 있으며, 예를 들어 상기 모터(1) 반대편의 상기 공급 용기(9)의 측면상에서 상기 공급 용기(9)에 고정 방식으로 연결될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 분배 시스템을 도시한 단면도이다. 도 7은 상기 분배 시스템 내부의 유체 물질의 유동 경로를 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 공급 용기(9)로부터의 유체 물질은 상기 공급 용기(9)의 출구를 통해 상기 계량 조립체(3)의 상부 플레이트(2)의 상부 플레이트 유동 통로 내로 흐른다. 상기 상부 플레이트(2)는 예를 들어 내부적으로 수직 유동 통로(21), 수평 유동 통로(22) 및 수직 유동 통로(23)를 순차적으로 포함하며, 이들 유동 통로들은 순차적으로 유체 연통하며, 요약하면 상기 상부 플레이트 유동 통로에 대응한다. 상기 공급 용기(9)로부터의 유체 물질은 상기 상부 플레이트(2)의 수직 유동 통로(21)로 진입한 후, 상기 수평 유동 통로(22)와 상기 수직 유동 통로(23)를 통해 흐른다. 상기 상부 플레이트(2)의 수직 유동 통로(23)로부터의 유체 물질은 상기 계량 조립체(3)의 입력측 간극으로 진입한 후, 상기 기어 쌍, 즉 상기 구동 기어(31)와 상기 피구동 기어(32)에 의해 구동되는 상기 계량 조립체(3)의 출력측 간극 내로 진입한다. 상기 계량 조립체(3)의 출력측 간극으로부터의 유체 물질은 상기 계량 조립체(3)의 하부 플레이트(5)의 하부 플레이트 유동 통로 내로, 특히 먼저 상기 하부 플레이트(5)의 수직 유동 통로(52) 내로 흐른 다음 상기 하부 플레이트(5)의 수평 유동 통로(53) 내로 흐른다. 상기 하부 플레이트(5)의 수평 유동 통로(53)로부터의 유체 물질은 상기 노즐 조립체(60)의 립 부재(7) 중앙에 있는 상기 댐 부재(72)(도 3 참조)와 상기 립 부재(7)의 환형 몸체 부분(70) 사이의 개구부(71)를 통해 유동한 다음, 상기 가공물 또는 기판의 표면 위로 분배되기 위해 상기 립 부재(7)와 상기 커버 플레이트(6) 사이의 리세스(73) 또는 슬롯으로부터 흘러나온다.
도 8은 본 발명에 따른 분배 시스템의 일부를 도시하는 경사진 정면 분해도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 노즐 조립체(60)는 상기 계량 조립체(3)와 유체 연통한다. 상기 계량 조립체(3)의 기어 세트의 출력측 간극은 상기 하부 플레이트(5)의 수직 유동 통로(52)의 입구와 정렬되어, 상기 계량 조립체(3)의 기어 세트로부터의 유체 물질은 상기 하부 플레이트(5)의 하부 플레이트 유동 통로 내로 흐를 수 있다. 상기 하부 플레이트(5)는 실질적으로 장방형 플레이트일 수 있으며, 이 경우 상기 하부 플레이트(5)의 수직 유동 통로(52) 및 수평 유동 통로(53) 모두는 상기 장방형 하부 플레이트(5)의 몸체 내부에 형성된다. 그러나, 상기 하부 플레이트(5)는 상기 하부 표면(56)으로부터 돌출되는 돌출부(54)를 가질 수 있다. 수직 유동 통로(52)는 상기 하부 플레이트(5)의 상부 표면(55)으로부터 상기 돌출부 내로 하향 연장되며, 수평 유동 통로(53)는 상기 수직 유동 통로(52)와 유체 연통될 수 있도록 상기 돌출부(54)에 제공될 수 있다(도 7에 도시됨). 이와 같은 돌출부(54)로 인해, 상기 하부 플레이트(5)의 전체 두께를 적절하게 감소될 수 있고, 따라서 상기 하부 플레이트(5)의 중량이 감소될 수 있다. 상기 돌출부(54)는 접합면(541), 바람직하게는 평면형 표면을 갖는다. 상기 수평 유동 통로(53)의 출구는 상기 돌출부(54), 구체적으로는 상기 접합면(541)상에 배치된다. 상기 계량 조립체(3)의 하부 플레이트(5)의 접합면(541)은 상기 노즐 조립체)60)의 립 부재(7)의 대응하는 표면에 연결되기에 적합하다. 상기 수직 유동 통로(52) 및 수평 유동 통로(53)는 다양한 단면 형상, 예를 들어 원형 단면 형상을 가질 수 있다. 바람직하게는, 상기 수평 유동 통로(53)는 편평한 마우스 형상의 단면, 즉 슬롯 형상의 단면을 가질 수 있다. 상기 하부 플레이트(5)의 하부 플레이트 유동 통로는 상기 수직 유동 통로(52) 및 수평 유동 통로(53)에 한정되지 않으며, 다른 형태의 유동 통로를 가질 수도 있다. 예를 들어, 상기 수직 유동 통로(52)와 상기 수평 유동 통로(53) 사이에 다른 유동 통로가 제공될 수도 있다.
상기 하부 플레이트(5)는 상부 표면(55)상에 밀봉 홈(51)을 갖는 것이 바람직하다. 상기 밀봉 홈(51)에 대응하는 밀봉 홈은 상기 기어 지지 플레이트(4)의 하부 표면상에 위치한다. 상기 밀봉 홈(51)과 이에 대응하는 밀봉 홈은 밀봉 부재가 배치되는 수용 공간을 형성한다. 상기 밀봉 부재는 상기 계량 조립체(3)의 내부 공간을 둘러싸서 유체 기밀성을 달성한다.
상기 노즐 조립체(60)의 립 부재(7)는 상기 댐 부재(72)의 상부 엣지가 상기 수평 유동 통로(53)의 출구보다 높도록 상기 계량 조립체(3)의 하부 플레이트(5)에 직접 연결될 수 있으며, 상기 개구부(71)는 상기 수평 유동 통로(53)의 출구와 유체 연통한다. 상기 개구부(71)는, 상기 커버 플레이트(6) 반대편 립 부재(7)의 측면상에 또는 상기 하부 플레이트(5)와 마주하는 상기 립 부재(7)의 측면상에 위치하는, 상기 립 부재(7)의 저장소(722)를 통해 상기 수평 유동 통로(53)와 유체 연통한다(도 3 참조), 상기 개구부(71)와 상기 수평 유동 통로(53)의 출구 사이의 유체 연통에 대한 다양한 구성들이 고려된다. 상기 커버 플레이트(6)는 상기 하부 플레이트(5) 반대편 립 부재(7)의 측면상에서 상기 립 부재(7)에 연결된다.
바람직하게는, 상기 립 부재(7)와 상기 하부 플레이트(5) 사이에 밀봉부(8)가 제공된다. 상기 밀봉 부재(8)가 제공되는 경우, 상기 저장소(722)의 깊이는 0일 수 있다. 상기 밀봉부(8)는 실질적으로 장방형 형상의 중앙 개구부(81)를 갖는다. 상기 중앙 개구부(81) 및 상기 장방형 개구부(71)의 주요 치수는 서로 다르다. 구체적으로, 상기 중앙 개구부(81)의 폭은 상기 장방형 개구부(71)의 폭보다 크거나 그와 같고, 상기 중앙 개구부(81)의 높이는 상기 장방형 개구부(71)의 상부 엣지와 상기 하부 플레이트(5)의 수평 유동 통로(53) 출구의 하부 엣지 사이의 거리보다 크거나 그와 같다. 상기 립 부재(7)와 상기 커버 플레이트(6) 모두는 스크류들에 의해 상기 밀봉부(8)를 통해 상기 하부 플레이트(5)에 고정될 수 있다. 바람직하게는, 상기 스크류들은 상기 커버 플레이트(6)의 일 측면으로부터 순차적으로 상기 커버 플레이트(6), 상기 립 부재(7), 상기 밀봉부(8) 및 상기 하부 플레이트(5)상의 대응하는 스크류 구멍들을 통과하며, 이에 의해 이들 구성 요소들을 함께 연결 및 고정시킨다.
작동 상태에서, 상기 하부 플레이트(5)의 수평 유동 통로(53)로부터의 액상 접착제와 같은 유체는 먼저 상기 댐 부재(72)의 후방 측면에 도달하고 상기 후방 측면에 의해 차단된다. 그런 다음, 상기 액상 접착제는 상기 댐 부재(72)의 후방 측면을 따라 상승하고, 상기 액상 접착제가 상기 댐 부재(72)의 상부 엣지로 상승함에 따라, 상기 액상 접착제는 상기 개구부(71)를 통해 상기 커버 플레이트(6)와 상기 립 부재(7) 사이의 공간 내로, 즉 상기 저장소(721)로 상기 댐 부재(72)의 상부 엣지 위를 통과하기 시작하며, 최종적으로 상기 리세스(73)를 통해 상기 노즐 조립체 외부로 흐른다. 상기 유체 물질의 유동 경로는 일반적으로 도 8에서 화살표로 표시된다.
도 9는 분배 시스템의 일부의 경사 후방 분해도를 도시한다. 상기 립 부재(7)는 상기 밀봉부(8)와 평면 접촉할 수 있다. 대안적으로 또는 바람직하게는, 상기 커버 플레이트(6)의 반대편 측면, 즉 상기 밀봉부(8)에 연결된 측면상의 상기 립 부재(7) 표면의 외부 엣지에는 보스(74)가 제공되며, 이에 의해 상기 밀봉부(8)를 수용하기 위한 리세스를 형성할 수 있다. 상기 보스(74)는 상기 밀봉부(8)의 이동을 제한한다. 상기 보스의 높이는 상기 밀봉부(8)가 압축된 후 상기 보스(74)와 상기 하부 플레이트(5)의 접합 표면(541) 사이의 간섭을 피하기 위해 상기 밀봉 부재(8) 두께의 약 60% 이하인 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 저장소(722)의 하부 엣지는 상기 하부 플레이트(5)의 수평 유동 통로(53) 출구의 하부 엣지와 정렬되거나 이와 동일한 높이를 갖는다.
상기 분배 시스템의 다양한 구성 요소들은 동일한 재료로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 각각의 구성 요소는 알루미늄 합금으로 제조될 수 있다. 또한, 상기 구성 요소들에 경량화 구멍들을 제공하여 시스템의 전체 중량을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 분배 시스템의 조립체가 아래에 설명된다. 분배 시스템은 복수의 서브시스템들로 구분될 수 있으며, 상기 분배 시스템은 이와 같은 서브시스템들을 조립함으로써 구성된다. 먼저, 상기 립 부재(7)와 상기 커버 플레이트(6)는 스크류들로 함께 고정되어 노즐 조립체(60), 즉 제1 서브시스템을 형성하고; 상기 기어 세트, 상기 기어 지지 플레이트(4), 상기 하부 플레이트(5) 및 상부 플레이트(2)가 함께 고정되어 상기 계량 조립체(3), 즉 제2 서브시스템을 형성하고; 상기 공급 용기(9)를 포함하는 유체 공급 조립체가 조립되어 제3 서브시스템을 형성하고; 상기 제1 내지 제3 서브시스템 그룹들이 함께 조립되고; 상기 모터(1)와 같은 구동 장치가 상기 계량 조립체(3)상에 조립되어, 전체 분배 시스템을 형성한다. 위의 조립 단계들은 고정되지 아니하고 적절한 방식으로 자유롭게 변경될 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 분배 시스템의 작동 원리가 아래에 설명된다.
상기 제어 조립체(11)가 시작 명령을 내리고 상기 분배 시스템이 개시되면, 상기 유체 탱크 또는 호스로부터 흐르는 유체는 상기 유체 공급 조립체의 공급 용기(9)로 진입한다. 액상 접착제와 같은 유체는 상기 계량 조립체(3)의 상부 플레이트(2)의 유동 통로로 진입한 다음, 상기 기어 세트의 입구측 간극으로 진입한다. 상기 모터(1)에 의해 구동되는 유체는 상기 계량 조립체(3)의 기어 세트에 의해 상기 기어 세트의 출구측 간극 내로 공급되어 상기 하부 플레이트(5)로 진입한다. 상기 하부 플레이트(5)로부터 흘르는 액상 접착제는 상기 밀봉부를 통과하고, 상기 립 부재(7)의 댐 부재(72)에 의해 차단되어 상승하게 된다. 그런 다음, 상기 유체는 상기 댐 부재(72)를 지나 상기 개구부(71)를 통해 상기 커버 플레이트(6)와 상기 립 부재(7) 사이의 저장소(721) 내로 통과하고, 최종적으로 배터리와 같은 가공물이나 기판의 표면 위로 분배하기 위한 슬롯 형태로 상기 리세스(73)를 통해 상기 노즐 조립체를 빠져나간다. 따라서, 상기 분배 시스템은 슬릿 노즐 또는 노즐 스크레이퍼를 사용하여 극단적으로 얇은 액상 접착제를 목표 기판상에 미리 결정된 폭으로 분배한다. 본 발명의 분배 시스템은 독특하게 설계된 슬롯 분사 조립체 또는 노즐 조립체를 통합한 밴드 어플리케이터(band applicator)로서 지칭될 수도 있다.
유체 유동 경로 및 작동 원리의 관점에서 볼 때, 본 발명의 노즐 조립체 및/또는 분배 시스템의 설계 아이디어는 이전 설계의 슬릿 코팅 노즐과는 명백히 다르다. 발명의 분배 시스템은 정밀 계량 펌프와 슬롯 노즐을 통합하여 고정밀 코팅 성능을 실현하고 다양한 핫 액상 접착제 공급을 제공하며, 다양한 유형의 액상 접착제 패턴을 제공하고, 또한 친숙한 인간-기계 인터페이스 상호 작용, 안정적이고 내구성이 뛰어난 예비 부품, 및 용이한 유지 관리를 제공한다. 또한, 본 발명의 분배 시스템은 자동화된 생산 라인의 고속 생산 라인을 지원한다.
본 발명의 분배 시스템은 칩 배터리의 표면, 칩 배터리의 전극 제조에 사용되는 전극 시트 등을 코팅하는데 적합하다. 상기 칩 배터리는 바람직하게는 전기 차량에 전력을 공급하기 위한 배터리이다. 전기 차량의 전력 배터리는 일반적으로 리튬-이온 배터리의 형태를 취한다. 일반적으로, 리튬-이온 배터리의 캐소드는 알루미늄 시트로 제조되며, 애노드는 구리 시트로 제조된다.
도 10은 배터리 셀의 전극을 제조하기 위해 사용되는 전극 시트의 사시도이다. 전기 차량용 전력 배터리는 일반적으로 시트형 배터리 셀을 여러 장 적층하여 형성된다. 각각의 단위 셀의 캐소드 및 애노드와 같은 전극은 전극 시트를 세그먼트들로 절단하고 상기 절단 시트의 세그먼트들을 함께 적층함으로서 형성된다. 도 10에 도시된 바와 같이, 배터리 셀의 전극을 제조하기 위한 전극 시트(10)는 긴 스트립 형상을 가지며, 일반적으로 릴에 권취되어 시트 릴(sheet reel)을 형성한다. 상기 전극 시트(10)는 두꺼운 몸체 부분(101) 및 얇은 엣지 부분(102)을 갖는다. 상기 엣지 부분(102)은 예를 들어 수십 마이크로미터의 두께를 갖는다. 상기 엣지 부분(102)은 상기 몸체 부분(101) 폭 방향의 일 측면상에 위치한다. 상기 몸체 부분(101)과 상기 엣지 부분(102)의 연결부에는 상부 및 하부 측면들상에 각각 단차부(103)가 형성된다. 상기 몸체 부분(101) 및 상기 엣지 부분(102)은 각각 장방형 단면을 갖는다. 상기 몸체 부분(101)은 일반적으로 부식을 방지하기 위해 그의 표면이 이미 코팅되어 있다. 상기 엣지 부분(102)은 일반적으로 추가적인 슬리팅을 용이하게 하기 위해 노출되거나 테이프 처리되어 있다.
도 11은 종래 기술에서 전극 시트를 슬리팅한 후 얻은 전극 시트 스트립의 사시도이다. 배터리 셀의 전극 제조를 위한 전극 이어(electrode ear)를 갖는 전극 세그먼트를 형성하기 위해, 도 10에 도시된 전극 시트(10)가 일반적으로 슬리팅 머신에 의해 슬리팅된다. 구동 롤러에 의해 구동되는 상기 전극 시트(10)는 슬리팅 머신(slitting machine)을 통과하며, 슬리팅 머신은 전극 시트(10)에 대한 슬리팅, 예를 들어 레이저 슬리팅을 수행한다. 슬리팅 경로는 전극 시트(10)의 길이 방향을 따라 상기 전극 시트(10)의 엣지 부분(102)상에 형성되며, 상기 슬리팅 경로는 일반적으로 직선이 아니다. 예를 들어, 상기 엣지 부분(102)상에는 복수의 이어들(1021)이 규칙적인 간격으로 형성된다. 상기 복수의 이어들(1021)은 상기 엣지 부분(102)의 일부, 즉 절개부(1022, 도 12 참조)를 슬리팅함으로써 형성된다. 슬리팅 후, 생성된 전극 시트 스트립(10')은 상기 시트 스트립의 폭 방향의 절개 라인(L)을 따라 절단되어 복수의 시트 세그먼트들을 형성한다. 그런 다음 다중 시트 세그먼트들은 함께 적층되어 칩 배터리의 전극을 형성한다.
상기 종래 기술에 있어서는, 상술된 바와 같이, 슬리팅 전에, 몸체 부분(101)이 코팅제로 도포되고, 엣지 부분(102)이 접착 테이프층으로 붙여져, 전극 시트(10) 전체를 보호하였다. 슬리팅한 후, 유발된 이어는 부분적으로 노출된 채로 유지되며, 예를 들어 적어도 상기 이어들(1021)의 외부 엣지가 노출되고, 이 상태에서 배터리 셀의 전극들이 형성된다. 작동 조건에서, 상기 전극은 전해질에 직접 침지된다. 이로 인해, 생산된 배터리는 누전되어 화재를 유발시킬 수 있다. 이는 큰 보안적 위험을 초래한다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는, 상기 전극 시트의 전체 표면, 특히 이어들을 포함하는 엣지들을 코팅할 필요가 있으며, 또한 낮은 코팅 질량비에 대한 요구를 고려하여 매우 얇은 코팅층을 갖는 전극 시트의 표면을 코팅할 필요가 있다. 예를 들어, 전극 재료와 전도성 바인더를 혼합한 새로운 전도성 접착제가 생산되었다. 상기 접착제는 상기 전극 시트 엣지상에 매우 얇은 층으로 코팅되어 전극이 전기를 전도하는 동안 보호 기능을 제공한다. 코팅이나 프라이머의 두께는 엄격하게 제어되어야 한다. 상기 두께는 30 ㎛ 미만, 바람직하게는 20 ㎛ 미만이 되도록 제어되어야 한다. 본 발명에 따른 노즐 조립체 및 이를 포함하는 분배 시스템은 노즐 조립체의 리세스(73)가 극단적으로 작은 리세스 깊이를 갖도록 하여 극단적으로 얇은 유체층을 분배함으로써 상술된 문제좀들을 해결할 수 있다.
특히, 발명에 따른 분배 시스템을 이용하여 얇은 부분을 갖는 기판상에 유체를 분배하는 방법이 제공된다. 본 방법은 상기 분배 시스템을 이용하여 기판의 얇은 부분상에 유체를 분배하는 단계를 포함한다. 이에 의해, 상기 얇은 부분상에 극단적으로 얇은(20 ㎛ 미만) 유체층이 얻어진다. 상기 기판은 예를 들어 칩 배터리의 전극을 생성하기 위해 사용되는 시트 재료일 수 있다.
도 12는 새로운 절단 공정에 따라 슬리팅된 후에 얻어진 전극 시트 스트립을 도시한 사시도이다. 상술된 바와 같이, 종래 기술에 있어서는, 캐소드 시트 또는 이노드 시트로서의 전극 시트(10)가 슬리팅 머신(slitting machine)으로 보내져, 상기 전극 시트는 다양한 크기의 전극들, 즉 전극 시트 스트립(10')에 적합한 좁은 스트립들로 슬리팅된다. 구체적으로, 배터리 전극 제조용 전극 시트 세그먼트들을 준비할 때, 먼저 긴 전극 시트(10)의 엣지 부분(102)을 슬리팅하여 상기 엣지 재료, 즉 절개부(1022)를 완전히 제거함으로써 전극 이어들(1021)을 갖는 전극 시트 스트립(10')을 얻을 필요가 있으며, 다음에, 적어도 하나의 전극 이어(1021)를 포함하는 전극 시트 스트립(10')의 영역을 가로 방향으로 절단하여 동일한 크기의 복수의 시트 세그먼트들을 얻는다. 종래 기술에 있어서는, 상기 전극 시트(10)의 엣지 부분(102)이 극단적으로 얇은 두께를 가지며, 상기 전극 시트가 슬리팅될 때, 상기 엣지 부분(102)은 일반적으로 노출되거나 또는 상기 전극 시트(10)의 코팅 영역, 즉 상기 몸체 부분(101)과 블랭크(blank) 영역, 즉 상기 엣지 부분(102) 사이에 흰색의 평탄한 접착테이프가 도포되었으며, 이에 의해 형성된 전극은 적어도 부분적으로 노출된다. 이는 배터리에 특정 안전 위험을 초래한다.
그러나, 본 발명에 따른 분배 시스템을 사용하면, 슬리팅 후 엣지 부분(102)에 매우 얇은 유체층을 분배하여 매우 얇은 코팅부를 형성할 수 있다. 상기 코팅부의 두께는 일반적으로 20 ㎛ 미만이다. 극단적으로 얇은 코팅부로 인해, 상기 엣지 부분을 보호하면서 코팅 질량을 작게 유지된다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 전극 이어(1021)는 사다리꼴형이고, 슬리팅 후 상기 엣지 부분(102)의 외부 엣지(또는 슬리팅 경로)는 직선이 아니다. 따라서, 만약 상기 엣지 부분(102)의 표면과 같은 슬리팅 후의 상기 전극 시트의 표면이 액상 접착제와 같은 유체로 직접 코팅되는 경우는, 상기 노즐 엣지의 폭이 일정하게 유지되기 때문에, 상기 액상 접착제는 전극 시트를 공급하기 위한 공급 롤러에 확실하게 달라붙게 될 것이며, 따라서 상기 슬리팅 머신이 오염된다. 또한, 기존의 트러프 분배기(trough dispenser)에 의해 분사되는 접착제 층은 두껍기 때문에, 접착제를 분배하여 전극 시트 스트립의 슬롯형 외부 엣지들을 직접 감싸는 것이 불가능하게 된다.
따라서, 최종 전극을 형성하기 위해 상기 전극 시트 스트립(10')이 시트 세그먼트들로 추가로 절단되기 전에, 상기 전극 시트 스트립(10')의 외부 엣지를 접착제로 밀봉할 필요가 있다. 즉, 상기 전극 시트 스트립(10')의 전극 이어들도 또한 상기 시트 세그먼트들을 형성하기 전에 충분히 보호될 필요가 있다. 만약 상기 전극 시트 스트립의 슬롯형 외부 엣지가 직접 접착되는 경우, 상기 외부 엣지는 너무 얇기 때문에 전체 코너를 따라 직접 효과적으로 접착할 수 없게 된다.
그러나, 본 발명에서는 완전히 새로운 유형의 시트 슬리팅 및 사이징(sizing) 엣지 밀봉 공정이 제공되며, 여기서 유체 분배 단계는 전극 시트가 슬리팅된 후 즉시 수행된다. 구체적으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 상기 전극 시트(10)가 슬리팅될 때, 상기 전극 시트의 엣지 재료, 즉 상기 절개부(1022)는가 완전히 제거되지 않는다. 반대로, 슬리팅할 때, 상기 슬리팅 머신은 상기 전극 시트의 선단부(104)로부터 특정 거리에서 슬리팅을 시작한다. 또한, 상기 슬리팅 머신은 상기 전극 시트의 후단부(105)로부터 특정 거리에서 슬리팅을 종료한다. 즉, 슬릿 경로는 상기 전극 시트(10)의 전체 길이에 걸쳐 연장되지는 않는다. 상술된 슬리팅 공정을 통해, 슬리팅 시 상기 전극 시트로부터 제거될 엣지 재료, 즉 상기 절개부(1022)는 슬리팅 동안 제거되지 않으며, 이로써 상기 시트 몸체와 절개부를 포함하는 일체형 전극 시트 스트립(10')을 형성한다. 상기 시트 몸체는 적어도 몸체 부분(101)과 이어들(1021)을 포함한다. 종래 기술에서는, 전극 시트의 절개부는 전극 시트 몸체로부터 직접 박리되었다. 대조적으로, 본 새로운 공정에서는, 비록 연속적인 슬릿(1023)(도 13 참조)이 상기 전극 시트(10)상에서 공급 방향을 향해 절단되지만, 슬리팅되거나 또는 상기 분배 시스템으로 이송된 후의 상기 전극 시트 스트립(10')은 제거될 절개부(1022)를 포함하는 일체형으로 유지된다.
도 13은 본 발명에 따른 분배 시스템과 새로운 슬리팅 공정이 결합된 작동 원리를 나타내는 개략도이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 슬리팅 후 얻어진 전극 시트 스트립(10')은 여전히 상기 엣지 재료, 즉 절개부(1022)와 시트 본체를 포함하는 일체형 부품이며, 본 발명에 따른 노즐 조립체(60) 아래로 공급된다. 그 후, 상기 분배 시스템은 시트의 상기 엣지 부분(102)상에도 액상 접착제와 같은 유체를 분사한다. 시트의 실제 크기에 따라, 가장 적합한 크기의 슬릿 패턴이 선택될 수 있다. 상기 엣지 부분(102)이 액상 접착제와 같은 유체로 코팅되어 있는 한, 상기 엣지 부분(102)상의 슬릿(1023)에는 얇은 유체층이 존재할 것이다. 상기 노즐 조립체(60)는 상기 기판 표면, 즉 상기 전극 시트 스트립(10')의 엣지 부분(102)의 표면에 매우 근접해 있어, 상기 엣지 부분(102)상의 유체를 어느 정도 긁어낸다. 동시에, 유체의 중력으로 인해, 유체는 상기 슬릿(1023) 내로 낙하하여 상기 슬릿(1023)을 관통할 가능성이 있다. 이와 같은 반응으로 인해, 유체는 점진적으로 상기 슬릿(1023)의 반대편 측면들을 둘러싸게 될 것이다. 또한, 슬리팅 후 얻어진 상기 전극 시트 스트립(10')이 단면 코팅 후 공급 롤러상에서 역방향으로 공급되면, 상기 전극 시트 스트립(10')의 다른 표면도 동일한 코팅 처리를 받을 수 있다. 마지막으로, 추가적인 분리 공정이 진행됨에 따라, 쓸모없고 좁은 트림(trim), 즉 상기 절개부(1022)는 상기 시트의 몸체로부터 박리된다. 따라서, 슬리팅 후 얻어진 상기 전극 시트 스트립(10')의 외부 절단 엣지도 또한 유체에 의해 완전히 감싸진다. 상기 외부 절단 엣지들은 상기 이어들(1021)의 외부 엣지들과 상기 이어들(1021) 사이의 외부 엣지들을 포함한다. 따라서, 슬리팅 후 얻어진 상기 전극 시트 스트립(10')의 전극 이어들(1021)의 완전한 코팅 보호가 달성된다.
기존의 슬리팅 공정은 레이저를 직접 이용하여 전극 시트를 전극 이어 형태로 연속적으로 절단하는 방식이다. 본 발명에 따르면, 새로운 전극 이어 슬리팅 및 코팅 공정, 특히 새로운 배터리 셀 제조 기술을 제공할 수 있는 엣지 밀봉 공정이 제공되며, 이는 전기 차량 배터리 밀도의 에너지를 증가시키고 안전 위험을 감소시킬 수 있다. 본 출원에서 설명하는 기술은 슬리팅 공정에서 분배 노즐/헤드와 같은 분배 시스템을 추가하는 것이다. 새로운 공정 요구 사항에 따라, 전극 이어의 시트 표면상에 전도성 접착제와 같은 매우 얇은 특수 접착제를 실현할 뿐만 아니라 슬리팅 후 얻은 전극 시트 스트립의 외부 엣지도 코팅과 같은 엣지 밀봉에 의해 보호된다.
본 발명의 해결책에 있어서, 전극 재료와 전도성 접착제가 혼합된 새로운 접착제가 특정 방식으로 형성된다. 상기 접착제는 전기를 전도하며 상기 전극 시트 표면상에 매우 얇은 층으로 코팅된다. 발명의 분배 시스템과 노즐 조립체를 사용함으로써, 코팅 두께는 20 내지 30 ㎛에서 또는 훨씬 더 얇게 제어될 수 있다. 결과적으로, 상기 전극 이더들을 효과적으로 보호하면서 낮은 코팅 품질이 달성된다.
도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 슬리팅 후 얻은 상기 전극 시트 스트립의 외부 측면의 극단적으로 얇은 엣지상에 접착제와 같은 유체가 직접 코팅되는 것을 피하기 위해, 연속적인 전극 시트 슬리팅 및 코팅 공정을 미세하게 조정된다. 일 실시예에 따르면, 상기 시트는 상기 시트의 슬리팅 공정 후에도 여전히 전체적으로 잔류한다. 그런 다음, 액상 접착제와 같은 유체가 상기 노즐의 엣지에 의해 상기 엣지 부분(102)의 표면을 긁어 그 위에 코팅되고, 상기 슬릿(1023) 내에 압착된다. 그런 다음, 상기 시트의 다른 측면상에서도 동일한 코팅 처리가 수행된다. 마지막으로, 유체는 상기 슬릿들(1023)을 관통할 수 있고, 이에 의해 상기 전극 시트 스트립 외부의 전체 좁은 엣지를 완전히 밀봉할 수 있다.
상기 시트의 슬릿(1023) 크기는 최상의 엣지 밀봉 효과를 얻기 위해 실제 요구에 따라 최적화될 수 있다. 예를 들어, 상기 슬릿(1023)의 크기는 상기 엣지 부분의 두께, 상기 유체의 코팅 온도, 상기 시트 공급 속도 등에 따라 결정될 수 있다. 상기 분배 시스템은 상기 슬리팅 머신상에 직접 장착되거나 또는 시트의 전진 방향으로 상기 슬리팅 머신 전면에 별도로 장착될 수 있다. 이에 따라, 상기 시트는 슬리팅 후 측면들뿐만 아니라 상기 표면상의 코팅에 영향을 받을 수 있다. 이는, 기존의 코팅 방법과는 전혀 다른, 리튬-이온 배터리의 전극 시트의 전극 이어의 외측 엣지를 코팅하기 위한 새로운 코팅 방법을 제공한다.
대안적으로, 본 발명에 따른 노즐 조립체 및/또는 분배 시스템은 도 11에 도시된 전극 시트 스트립상에 직접 코팅 처리하기 위해 사용될 수 있다. 이 경우, 공급 롤러의 오염을 최대한 방지하기 위해 접착제 출력과 코팅 속도를 엄격하게 제어할 필요가 있다.
또한, 시트의 몸체 부분(101)과 엣지 부분(102) 사이의 단차부(103)에서, 상기 단차부의 표면을 보호하기 위해 별도의 코팅 공정을 실시할 수도 있다. 따라서, 접착 테이프의 사용이 회피된다. 또한, 상기 노즐 조립체의 노즐 엣지의 폭이 선택 및 일정하게 유지될 수 있어서, 유체가 기판 위로 분배될 때, 코팅 폭은 일정하게 유지될 수 있으며, 상기 노즐 조립체의 리세스(73)의 리세스 깊이를 설정/선택함으로써, 30 ㎛ 미만, 바람직하게는 20 ㎛의 접착제 두께를 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 전극 시트 제조 공정의 개선과 결합된 밴드형 코팅 분배 시스템이 얻어지며, 이는 시트 전극들의 제조에 사용되는 전극 시트에 30 ㎛ 미만, 바람직하게는 20 ㎛ 미만의 극단적으로 얇은 접착층을 정확하고 일관되게 도포할 뿐만 아니라 상기 시트의 외부 엣지를 완전히 밀봉하는 최상의 장비 및 기술 솔루션을 제공할 것이다.
본 발명은 또한 전극 시트 스트립에 관한 것이다. 상기 전극 시트 스트립은 상술된 새로운 슬리팅 및 엣지 밀봉 공정을 통해 얻어진다. 본 발명은 또한 복수의 전극 세그먼트들을 포함하는 칩 배터리의 전극에 관한 것이며, 상기 전극 세그먼트들은 상기 공정에 따라 얻어진 전극 시트 스트립으로부터 제조된다. 복수의 전극 세그먼트들은 함께 적층되어 전극을 형성한다. 본 발명은 또한 상기 방법에 따라 얻어진 전극 세그먼트들을 적층함으로써 얻어진 전극을 포함하는 칩 배터리에 관한 것이다. 이와 같은 배터리가 장착된 전기 차량의 성능과 안전성은 크게 향상될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예들이 상세히 설명되었다. 첨부된 청구범위에 의해 한정되는 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명에 대한 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있을 것으로 예상된다.
1 모터
2 상부 플레이트
21 수직 유동 통로
22 수평 유동 통로
23 수직 유동 통로
3 계량 조립체
31 구동 기어
32 피구동 기어
4 기어 지지 플레이트
5 하부 플레이트
51 밀봉 홈
52 수직 유동 통로
53 수평 유동 통로
54 돌출부
541 접합면
6 커버 플레이트
65 가이드 보스
651 단계
7 립 부재
70 몸체 부분
71 장방형 개구부
72 댐 부재
721 저장소
722 저장소
73 리세스
74 보스
75 가이드 보스
8 밀봉 부재
81 중앙 개구부
9 공급 용기
10 전극 시트
101 몸체 부분
102 엣지 부분
1021 이어
1022 절개부
1023 슬릿
103 단차부
10' 전극 시트 스트립
11 제어 조립체

Claims (30)

  1. 노즐 조립체(60)에 있어서,
    환형 몸체 부분(70)과 중앙에 댐 부재(72)를 갖도록 구성되는 립 부재(7)로서, 상기 댐 부재(72)는 상기 몸체 부분(70)으로 둘러싸인 장방형 공간의 하부 엣지로부터 상부 엣지를 향해 연장되어 상기 댐 부재(72)의 상부 엣지와 상기 장방형 공간의 상부 엣지 사이에 장방형 개구부(71)가 형성되며, 상기 댐 부재(72)는 상기 장방형 개구부(71)의 전체 폭을 상기 립 부재(7)의 가로 방향으로 연장시키고, 상기 장방형 개구부(71)는 유체를 수용하도록 구성되는, 상기 립 부재(7); 및
    상기 립 부재(7)에 연결되도록 구성되는 커버 플레이트(6)를 포함하며,
    상기 댐 부재(72)는 상기 커버 플레이트(6)에 연결된 상기 립 부재(7)의 표면에 대하여 리세스되어 상기 커버 플레이트(6)와 상기 댐 부재(72) 사이에 저장소(721)가 형성되고, 상기 저장소(721)는 상기 장방형 개구부(71)와 유체 연통하며,
    서로 마주보는 상기 커버 플레이트(6)와 상기 립 부재(7)의 2 표면들 중 하나의 표면에 리세스(73)가 제공되며, 상기 리세스(73)는 상기 저장소(721)와 유체 연통하여 상기 유체가 상기 리세스(73)를 통해 상기 저장소(721)로부터 스트립 형태로 유출될 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 노즐 조립체.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 리세스(73)는 상기 커버 플레이트(6)를 향하는 상기 립 부재(7)의 표면상에 제공되고, 상기 가로 방향으로, 상기 리세스(73)의 폭이 상기 댐 부재(72)의 폭보다 작거나 또는 그와 동일한 것을 특징으로 하는 노즐 조립체.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 리세스(73)는 상기 리세스(73)가 제공되는 표면에 대해 50 내지 150 ㎛만큼 리세스되는 것을 특징으로 하는 노즐 조립체.
  4. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 댐 부재(72)는 상기 커버 플레이트(6) 반대편의 상기 립 부재(7) 측면상의 표면에 대해 리세스되는 것을 특징으로 하는 노즐 조립체.
  5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 밀봉부를 수용하기 위해 상기 커버 플레이트(6) 반대편의 상기 립 부재(7) 측면의 외측 엣지상에 보스(boss; 74)가 제공되는 것을 특징으로 노즐 조립체.
  6. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 커버 플레이트(6)의 하부 표면 및/또는 상기 립 부재(7)의 하부 표면상에 가이드 보스가 제공되는 것을 특징으로 하는 노즐 조립체.
  7. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 커버 플레이트(6) 및 상기 립 부재(7)는 스크류들에 의해 함께 고정되는 것을 특징으로 하는 노즐 조립체.
  8. 분배 시스템에 있어서,
    유체 공급 조립체;
    용적 캐비티 펌프의 형태를 가지며 상기 유체 공급 조립체로부터 유체를 수용하기 위해 상기 유체 공급 조립체와 유체 연통을 하도록 구성되는 계량 조립체(3); 및
    상기 계량 조립체(3)로부터 상기 유체를 수용하기 위해 상기 계량 조립체(3)와 유체 연통하는 노즐 조립체를 포함하며,
    상기 노즐 조립체는 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 따른 노즐 조립체(60)인 것을 특징으로 하는 분배 시스템.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 유체 공급 조립체는 유체 카트리지를 수용하도록 구성되거나 또는 상기 유체를 공급하기 위한 파이프와 연결되도록 구성되는 공급 용기(9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분배 시스템.
  10. 제8 항 또는 제9 항에 있어서, 상기 계량 조립체(3)는 구동 기어(31) 및 피구동 기어(32)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분배 시스템.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 계량 조립체(3)는:
    상기 유체 공급 조립체로부터 상기 유체를 수용하기 위한 상부 플레이트 유동 통로를 갖는 상부 플레이트(2);
    상기 노즐 조립체(60)의 장방형 개구부(71)와 유체 연통하는 하부 플레이트 유동 통로를 갖는 하부 플레이트(5); 및
    상기 상부 플레이트(2)와 상기 하부 플레이트(5) 사이에 위치하며, 중앙에 상기 구동 기어(31)와 상기 피구동 기어(32)를 수용하기 위한 개구부를 갖는 기어 지지 플레이트(4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분배 시스템.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 구동 기어(31) 및 상기 피구동 기어(32)의 각각의 기어 샤프트들이 상기 하부 플레이트(5)의 대응하는 보어들 내로 삽입되어 상기 기어 샤프트들의 위치 결정을 제공하는 것을 특징으로 하는 분배 시스템.
  13. 제11 항에 있어서, 상기 계량 조립체(3)의 일 측면상에서 상기 구동 기어(31)와 상기 피구동 기어(32) 사이의 간극이 상기 상부 플레이트(2)의 상부 플레이트 유동 통로와 유체 연통하며, 상기 계량 조립체(3)의 다른 측면상에서 상기 구동 기어(31)와 상기 피구동 기어(32) 사이의 간극이 상기 하부 플레이트(5)의 하부 플레이트 유동 통로와 유체 연통하는 것을 특징으로 하는 분배 시스템.
  14. 제11 항에 있어서, 상기 기어 지지 플레이트(4)과 상기 하부 플레이트(5) 사이에 밀봉 부재가 제공되고, 상기 밀봉 부재는 상기 기어 지지 플레이트(4)의 개구부를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 분배 시스템.
  15. 제11 항에 있어서, 상기 노즐 조립체(60)의 립 부재(7)는 상기 댐 부재(72)의 상부 엣지가 상기 하부 플레이트 유동 통로의 출구보다 높도록 상기 하부 플레이트(5)에 연결되는 것을 특징으로 하는 분배 시스템.
  16. 제11 항에 있어서, 상기 립 부재(7)와 상기 하부 플레이트(5) 사이에 밀봉부(8)가 제공되고, 상기 밀봉부는 장방형 중앙 개구부(81)를 갖는 것을 특징으로 하는 분배 시스템.
  17. 제16 항에 있어서, 상기 중앙 개구부(81)의 폭은 상기 장방형 개구부(71)의 폭보다 크거나 또는 그와 같고, 상기 중앙 개구부(81)의 높이는 상기 장방형 개구부(71)의 상부 엣지로부터 상기 하부 플레이트(5)의 하부 플레이트 유동 통로의 출구 하부 엣지까지의 거리보다 크거나 또는 그와 같은 것을 특징으로 하는 분배 시스템.
  18. 제11 항에 있어서, 상기 하부 플레이트(5)는 돌출부(54)를 가지며, 상기 하부 플레이트(5)의 하부 플레이트 유동 통로의 출구가 상기 돌출부에 제공되고, 상기 돌출부는 상기 립 부재(7)에 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 분배 시스템.
  19. 제8 항에 따른 분배 시스템을 사용하여 유체를 기판상에 분배하는 방법으로서, 상기 기판은 얇은 부분을 갖는, 상기 방법에 있어서,
    상기 분배 시스템을 사용하여 상기 기판의 얇은 부분상으로 유체를 분배하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제19 항에 있어서, 상기 기판은 셀의 전극을 제조하기 위한 전극 시트(10)이고, 상기 전극 시트는 두꺼운 몸체 부분(101)과 얇은 엣지 부분(102)을 가지며, 상기 엣지 부분(102)은 상기 몸체 부분의 측면상에 위치하며 상기 몸체 부분과 연속되며, 상기 방법은:
    전극 시트 스트립(10')을 생성하기 위해, 상기 분배 시스템을 사용하여, 상기 엣지 부분(102)의 표면상으로 상기 유체를 분배하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제20 항에 있어서, 상기 방법은:
    상기 전극 시트(10)를 슬리팅 머신(slitting machine)에 공급하고, 상기 슬리팅 머신을 사용하여 슬리팅 경로를 따라 상기 엣지 부분(102)을 슬리팅하는 단계; 및
    상기 슬리팅 후, 상기 전극 시트 스트립(10')을 생성하기 위해, 상기 분배 시스템을 사용하여, 상기 엣지 부분(102)의 표면 위로 상기 유체를 분배하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제21 항에 있어서, 상기 슬리팅 머신은 상기 전극 시트의 선단부(104)로부터 특정 거리에서 슬리팅을 시작하고, 상기 전극 시트의 후단부(105)로부터 특정 거리에서 상기 슬리팅을 종료하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제22 항에 있어서, 상기 전극 시트(10)의 엣지 부분(102)은 상기 엣지 부분(102)상의 슬릿(1023)의 폭이 상기 분배 시스템으로부터의 유체가 상기 슬릿(1023)을 완전히 관통할 수 있게 되도록 슬리팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제23 항에 있어서, 상기 슬릿(1023)의 폭은 상기 엣지 부분의 두께, 상기 유체의 코팅 온도 또는 시트 공급 속도에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제21 항 내지 제23 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬리팅 경로는 비선형인 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제25 항에 있어서, 상기 엣지 부분(102)은 상기 슬리팅 경로를 따라 복수의 전극 이어들(ear; 1021)을 형성하도록 슬리팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 셀의 전극을 제조하기 위한 전극 시트 스트립에 있어서,
    상기 전극 시트 스트립(10')은 제20 항 내지 제26 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 전극 시트 스트립.
  28. 제27 항에 있어서, 상기 전극 시트 스트립은 폭 방향을 따라 동일한 형상을 갖는 복수의 시트 세그먼트들로 절단되고, 상기 복수의 시트 세그먼트들은 상기 전극을 구성하기 위해 함께 적층되는 것을 특징으로 하는 전극 시트 스트립.
  29. 전극에 있어서,
    제27 항에 따른 전극 시트 스트립(10')으로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 전극.
  30. 제29 항에 있어서, 상기 전극은 셀의 애노드 또는 캐소드인 것을 특징으로 하는 전극.
KR1020237039060A 2021-04-16 2022-04-15 스프레이 헤드 조립체, 분배 시스템, 전극 시트 스트립 및 전극 KR20230172528A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202120793551.3U CN215695356U (zh) 2021-04-16 2021-04-16 喷头组件、分配系统、电极片材条带以及电极
CN202120793551.3 2021-04-16
PCT/CN2022/087132 WO2022218418A1 (zh) 2021-04-16 2022-04-15 喷头组件、分配系统、电极片材条带以及电极

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230172528A true KR20230172528A (ko) 2023-12-22

Family

ID=80029312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237039060A KR20230172528A (ko) 2021-04-16 2022-04-15 스프레이 헤드 조립체, 분배 시스템, 전극 시트 스트립 및 전극

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240207883A1 (ko)
EP (1) EP4324570A1 (ko)
JP (1) JP2024514206A (ko)
KR (1) KR20230172528A (ko)
CN (1) CN215695356U (ko)
WO (1) WO2022218418A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN215695356U (zh) * 2021-04-16 2022-02-01 诺信公司 喷头组件、分配系统、电极片材条带以及电极
CN118477793B (zh) * 2024-07-16 2024-09-20 常州市英达新材料有限公司 一种用于pvc石塑地板生产的涂胶设备及方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6296463B1 (en) * 1998-04-20 2001-10-02 Nordson Corporation Segmented metering die for hot melt adhesives or other polymer melts
US6171089B1 (en) * 1998-05-12 2001-01-09 Parker-Hannifin Corporation External gear pump with drive gear seal
DE10232984A1 (de) * 2002-07-19 2004-02-05 Steag Hamatech Ag Düsenanordnung zum Aufbringen einer Flüssigkeit auf ein Substrat
CN108855657B (zh) * 2017-05-12 2021-08-13 诺信公司 喷嘴和包括它的涂胶系统
US12083552B2 (en) * 2018-11-21 2024-09-10 Nordson Corporation Adhesive dispenser with slotted nozzle assembly
CN109817875A (zh) * 2019-03-01 2019-05-28 湖北锂诺新能源科技有限公司 楔形多孔的轻量化电芯及其制备方法
TWI828873B (zh) * 2019-03-28 2024-01-11 日商尼康股份有限公司 塗布裝置、以及噴頭單元
CN111342053A (zh) * 2020-03-02 2020-06-26 太仓中科赛诺新能源科技有限公司 一种柔性一体化电极片及其制备方法与应用
CN215141578U (zh) * 2021-04-09 2021-12-14 诺信公司 喷头组件和包括它的涂胶系统
CN215695356U (zh) * 2021-04-16 2022-02-01 诺信公司 喷头组件、分配系统、电极片材条带以及电极

Also Published As

Publication number Publication date
US20240207883A1 (en) 2024-06-27
WO2022218418A1 (zh) 2022-10-20
EP4324570A1 (en) 2024-02-21
CN215695356U (zh) 2022-02-01
JP2024514206A (ja) 2024-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20230172528A (ko) 스프레이 헤드 조립체, 분배 시스템, 전극 시트 스트립 및 전극
US11850627B2 (en) Coating die, coating device, coating method, and method for manufacturing secondary cell
US11764345B2 (en) Coating apparatus
JP2007066744A (ja) 塗工装置および電極の製造方法
US20150053133A1 (en) Member for slot die coater, movable member for slot die coater, and slot die coater including the members to produce electrode
EP3355385B1 (en) Electrode coating apparatus
KR20120040669A (ko) 도포 장치
EP4016710A1 (en) Battery module and method for manufacturing battery cell assembly
JP2014147857A (ja) ダイコータ装置
CN116060251B (zh) 涂布装置、涂布系统以及涂布方法
CN111570218A (zh) 一种焊印的保护方法
CN215141578U (zh) 喷头组件和包括它的涂胶系统
KR20170093343A (ko) 주 토출 부재 및 보조 토출 부재를 포함하고 있는 전극 슬러리 코팅 장치 및 이를 사용하여 코팅하는 방법
WO2020255559A1 (ja) 間欠バルブおよび間欠塗工装置
KR101754443B1 (ko) 이차전지용 슬리팅장치
KR20220090299A (ko) 이차전지용 리드탭 가공 장치
EP1755847B1 (en) Manufacturing method and a jig for use in the manufacturing method
JP2021163665A (ja) 二次電池及び二次電池製造方法
CN219631846U (zh) 涂胶设备以及电池生产系统
JP2017006867A (ja) グラビア塗工装置
CN220479237U (zh) 喷嘴组件和包括它的涂布系统
CN219723506U (zh) 涂布模头和涂布装置
WO2022185661A1 (ja) 電池用極板の製造装置
CN218742837U (zh) 用于电池极片涂布机的胶层喷涂装置及电池极片涂布机
EP4336612A2 (en) Method of manufacturing battery