KR20240050152A - 컬 검출 센서를 구비한 전극 건조 장치 및 이를 이용한 전극 건조 방법 - Google Patents

컬 검출 센서를 구비한 전극 건조 장치 및 이를 이용한 전극 건조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240050152A
KR20240050152A KR1020220129961A KR20220129961A KR20240050152A KR 20240050152 A KR20240050152 A KR 20240050152A KR 1020220129961 A KR1020220129961 A KR 1020220129961A KR 20220129961 A KR20220129961 A KR 20220129961A KR 20240050152 A KR20240050152 A KR 20240050152A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
drying
curl
sensor
transfer line
Prior art date
Application number
KR1020220129961A
Other languages
English (en)
Inventor
박민구
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020220129961A priority Critical patent/KR20240050152A/ko
Publication of KR20240050152A publication Critical patent/KR20240050152A/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0471—Processes of manufacture in general involving thermal treatment, e.g. firing, sintering, backing particulate active material, thermal decomposition, pyrolysis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B13/00—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
    • F26B13/06—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement with movement in a sinuous or zig-zag path
    • F26B13/08—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement with movement in a sinuous or zig-zag path using rollers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B13/00—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
    • F26B13/10—Arrangements for feeding, heating or supporting materials; Controlling movement, tension or position of materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/004—Nozzle assemblies; Air knives; Air distributors; Blow boxes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06—Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/10—Temperature; Pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • 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)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

본 발명은 전극 건조 장치 및 전극 건조 방법에 대한 것으로, 포토 센서와 레벨 센서를 병행 적용함으로써, 전극 건조 과정에서 발생되는 전극 무지부의 컬(curl)을 효과적이면서 정확하게 검출할 수 있다.

Description

컬 검출 센서를 구비한 전극 건조 장치 및 이를 이용한 전극 건조 방법{ELECTRODE DRYING APPARATUS HAVING SENSORS FOR DETECTING CURL AND ELECTRODE DRYING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 전극 건조 장치 및 이를 이용한 전극 건조 방법에 관한 것으로, 구체적으로는, 전극 무지부 영역의 컬 위치를 감지하는 포토 센서와 컬 정도를 감지하는 레벨 센서를 적용한 전극 건조 장치 및 이를 이용한 전극 건조 방법에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요의 증가로, 이차전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있다. 그 중에서도, 리튬 이차전지는 에너지 밀도와 작동전압이 높고 보존과 수명 특성이 우수하다는 점에서, 각종 모바일 기기는 물론 다양한 전자 제품들의 에너지원으로 널리 사용되고 있다.
대표적으로 전지의 형상 면에서는 얇은 두께로 휴대폰 등과 같은 제품들에 적용될 수 있는 각형 이차전지와 파우치형 이차전지에 대한 수요가 높고, 재료 면에서는 에너지 밀도, 방전 전압, 안전성이 우수한 리튬 코발트 폴리머 전지와 같은 리튬 이차전지에 대한 수요가 높다.
이차전지용 전극은 금속 박막으로 형성된 집전체 상에 전극 슬러리를 도포하여 형성한다. 상기 전극은 전극 슬러리가 도포된 유지부와 전극 슬러리가 도포되지 않은 무지부를 포함한다. 전극 슬러리가 도포된 전극은 건조로를 이용한 건조 과정을 거치게 된다. 건조로는 다양한 건조 방식이 적용될 수 있으나, 예를 들어, 열풍 건조를 통해 전극을 건조하게 된다.
그러나, 전극을 형성하는 유지부와 무지부는 연신율 등의 특성이 상이하며, 전극 슬러리 도포 여부에 따라 건조 속도도 달라진다. 이러한 차이로 인해서, 전극을 건조하는 과정에서 컬이 발생한다. 특히, 전극 측면에 위치하는 무지부 영역은, 컬 발생이 보다 많이 유발되는 경향이 있다.
종래에는 전극 건조 과정에서 컬 발생을 육안으로 확인하였다. 작업자가 육안으로 확인하는 방식은, 노동 강도를 높이게 되고, 검출 정확도도 낮다는 한계가 있다. 더불어, 전극에 컬 발생이 확인되면, 라인 가동을 중단하고 건조로 조건을 재조정하는 과정을 통해 문제를 해결하였다.
따라서, 이러한 문제점들을 일거에 해소할 수 있는 새로운 건조 장치 및 건조 방법이 요구된다.
일본 특허 공개공보 제2020-087747호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 포토 센서와 레벨 센서를 병행 적용함으로써, 전극 건조 과정에서 발생되는 전극 무지부의 컬(curl)을 효과적으로 검출하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 전극 건조 장치에 관한 것으로, 센서를 통해 전극 기재의 무지부 영역에서 발생하는 컬을 효과적으로 검출할 수 있다. 하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 전극 건조 장치는, 집전체 상에 전극 슬러리가 도포된 전극 기재를 이송하는 이송 라인; 이송 라인에 의해 이송되는 전극 기재를 건조하는 건조로; 및 건조로를 거치는 전극 기재의 무지부 영역에서 컬(curl) 발생을 검출하는 센서부를 포함한다. 상기 센서부는, 예를 들어, 무지부 영역의 컬 위치를 감지하는 포토 센서; 및 무지부 영역의 컬 정도를 감지하는 레벨 센서를 포함한다.
하나의 실시예에서, 상기 건조로는 전극 기재에 열풍을 송풍하는 송풍부를 포함한다.
구체적인 실시예에서, 포토 센서는, 전극 기재의 무지부 영역에 광을 조사하는 발광부; 및 발광부에서 조사된 광을 수광하는 수광부를 포함한다. 예를 들어, 상기 포토 센서는 수광부에 수신된 광 신호에 따라 컬 발생 여부 및 컬 발생 위치를 검출한다.
또 다른 구체적인 실시예에서, 레벨 센서는, 전극 기재의 무지부와 접촉하여 주행하는 롤러; 및 상기 롤러를 지지하는 탄성 지지대를 포함한다. 예를 들어, 상기 레벨 센서는 롤러의 승강 운동에 따른 탄성 지지대의 탄성 변화량을 산출하여 컬 발생 정도를 검출한다.
하나의 실시예에서, 상기 센서부는, 전극 기재를 이송하는 이송 라인 상에 위치하되, 건조로 내 이송 라인 상에 위치하거나, 건조로 경유한 이송 라인 상에 위치한다.
또 다른 하나의 실시예에서, 상기 센서부는, 전극 기재를 이송하는 이송 라인 상에 위치하되, 포토 센서는 건조로 내 이송 라인 상에 위치하고, 레벨 센서는 건조로 경유한 이송 라인 상에 위치한다.
하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 전극 건조 장치는, 센서부에서 수신된 신호를 수신하는 제어부를 포함한다. 구체적으로, 상기 제어부는, 센서부에서 수신된 신호로부터 전극 기재의 무지부 영역에서 기준치 이상의 컬 발생이 확인되면, 건조로의 건조 조건을 제어한다.
또한, 본 발명은 앞서 설명한 전극 건조 장치를 이용한 전극 건조 방법을 제공한다. 하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 전극 건조 방법은, 집전체 상에 전극 슬러리가 도포된 전극 기재를 건조하는 단계; 포토 센서를 통해 전극 기재의 무지부 영역에 발생된 컬(curl) 위치를 검출하는 컬 감지 단계; 및 레벨 센서를 통해 컬의 발생 정도(degree of curl formation)를 검출하는 컬 검출 단계를 포함한다.
하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 전극 건조 방법은, 전극 기재를 건조하는 단계를 수행하는 동안, 컬 감지 단계; 및 컬 검출 단계를 수행한다.
또 다른 하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 전극 건조 방법은, 전극 기재를 건조하는 단계를 수행한 후에, 컬 감지 단계; 및 컬 검출 단계를 수행한다.
또 다른 하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 전극 건조 방법은, 전극 기재를 건조하는 단계를 수행하는 동안, 컬 감지 단계를 수행하고, 전극 기재를 건조하는 단계를 수행한 후에, 컬 검출 단계를 수행한다.
하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 전극 건조 방법은, 포토 센서 및 레벨 센서로부터 수신된 신호를 분석하여 전극 기재의 무지부 영역에서 기준치 이상의 컬 발생이 확인되면, 건조로의 건조 조건을 제어하는 단계를 수행한다.
상기 건조로의 건조 조건은, 예를 들어, 건조시 송풍하는 열풍의 온도, 풍량 및 풍속 중 어느 하나 이상을 포함한다.
본 발명에 따른 전극 건조 장치 및 전극 건조 방법은, 포토 센서와 레벨 센서를 병행 적용함으로써, 전극 건조 과정에서 발생되는 전극 무지부의 컬(curl)을 효과적이면서 정확하게 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 건조 장치를 나타낸 단면 모식도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 건조 장치에서 포토 센서를 이용하여 전극 기재의 무지부에 발생된 컬을 감지하는 과정을 나타낸 모식도이다.
도 3 및 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 건조 장치에서 레벨 센서를 이용하여 전극 기재의 무지부에 발생된 컬을 검출하는 과정을 나타낸 모식도들이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 포토 센서에서, 검출 신호를 처리하는 과정을 나타낸 회로도이다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 건조 방법을 수행하는 과정을 나타낸 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 컬 발생을 검출하는 센서가 구비된 전극 건조 장치를 제공한다. 하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 전극 건조 장치는, 집전체 상에 전극 슬러리가 도포된 전극 기재를 이송하는 이송 라인; 이송 라인에 의해 이송되는 전극 기재를 건조하는 건조로; 및 건조로를 거치는 전극 기재의 무지부 영역에서 컬(curl) 발생을 검출하는 센서부를 포함한다.
하나의 예에서, 상기 센서부는, 무지부 영역의 컬 위치를 감지하는 포토 센서; 및 무지부 영역의 컬 정도를 감지하는 레벨 센서를 포함한다. 본 발명에서는, 포토 센서를 통해 컬 발생 여부 및 위치를 확인한다. 컬 발생이 확인된 지점에 대하여, 레벨 센서를 적용하여 컬 발생 정도를 구체적으로 검출하게 된다. 본 발명은 포토 센서와 레벨 센서를 함께 적용함으로써 검출 정확도를 현저히 높일 수 있다. 구체적으로는, 포토 센서를 통해 전극 기재의 무지부 영역에서 컬 발생 여부 및 컬 발생 위치를 감지한다. 이어서, 레벨 센서를 통해 컬 발생 정도를 검출하게 된다. 상기 레벨 센서는 포토 센서에 의해 감지된 컬 발생 위치에 대하여 선택적으로 컬 발생 정도를 검출하게 된다. 혹은 상기 레벨 센서는 전극 기재의 무지부 영역을 따라 주행하면서 연속적으로 컬 발생 정도를 검출하는 것도 가능하다.
본 발명은 전극 기재를 건조하는 건조로를 포함한다. 상기 건조로는 이송 라인에 의해 이송되는 전극 기재를 건조하게 된다. 건조 방식으로는, 예를 들어, 열풍 건조, 유도 가열 건조, 적외선 건조 등을 적용할 수 있다. 에서는 하나의 실시예에서, 상기 건조로는 전극 기재에 열풍을 송풍하는 송풍부를 포함한다. 상기 건조로는, 예를 들어, 상부 블록 및 하부 블록을 포함하며, 이중 어느 하나의 블록 혹은 양쪽 블록에서 형성된 송풍부를 통해 열풍을 송풍하게 된다. 상기 송풍부는 히터 및 송풍팬을 구비할 수 있으며, 열풍의 균등 분배를 위한 가림막을 더 포함할 수 있다.
하나의 실시예에서, 상기 포토 센서는, 전극 기재의 무지부 영역에 광을 조사하는 발광부; 및 발광부에서 조사된 광을 수광하는 수광부를 포함한다. 구체적인 실시예에서, 상기 포토 센서는 수광부에 수신된 광 신호에 따라 컬 발생 여부 및 컬 발생 위치를 검출한다. 예를 들어, 상기 광센서는 발광부에서 방출된 광에 수광부에 도달하는지 여부를 기준으로 컬 발생 여부를 확인할 수 있다. 전극 기재의 무지부 영역에 컬이 발생하지 않은 상태에서는, 포토 센서의 발광부와 수광부 사이에 무지부가 위치하고, 그로 인해 발광부에서 방출된 광이 수광부에 도달하지 못하게 된다. 그러나, 전극 기재의 무지부 영역에 컬이 발생하면, 전극 기재의 무지부가 위쪽 또는 아래쪽으로 휘게 된다. 그로 인해, 포토 센서의 발광부와 수광부 사이에서 무지부가 이탈하면서, 발광부에서 방출된 광이 수광부에 도달하게 된다.
또 다른 하나의 실시예에서, 상기 레벨 센서는, 전극 기재의 무지부와 접촉하여 주행하는 롤러; 및 상기 롤러를 지지하는 탄성 지지대를 포함한다. 예를 들어, 상기 탄성 지지대는 스프링으로 형성된다. 구체적으로, 상기 탄성 지지대의 상부쪽 말단은 고정되고, 하부쪽 말단에는 롤러가 형성된 구조이다. 상기 롤러는 전극 기재의 무지부와 접촉하여 주행하는 다양한 형태를 포괄하며, 가이드 롤러 또는 볼 캐스터 등을 포괄한다.
구체적으로는, 상기 레벨 센서는 롤러의 승강 운동에 따른 탄성 지지대의 탄성 변화량을 산출하여 컬 발생 정도를 검출한다. 레벨 센서가 전극 기재의 무지부 상을 주행하게 되고, 컬 발생 부위에서는 상승 및 하강 운동을 하게 된다. 롤러의 승강 운동은 탄성 지지태의 탄성 변화량으로 치환된다. 탄성 지지대의 탄성 변화량을 산출함으로써, 컬 발생 정도를 검출할 수 있다.
상기 센서부는 전극 기재를 이송하는 이송 라인 상에 위치한다. 구체적으로, 상기 센서부는 건조로 내에 위치하거나 혹은 건조로 후단에 위치하는 것도 가능하다. 하나의 실시예에서, 상기 센서부는, 전극 기재를 이송하는 이송 라인 상에 위치하되, 건조로 내 이송 라인 상에 위치하거나, 건조로 경유한 이송 라인 상에 위치한다.
또 다른 하나의 실시예에서, 센서부는, 전극 기재를 이송하는 이송 라인 상에 위치하되, 포토 센서는 건조로 내 이송 라인 상에 위치하고, 레벨 센서는 건조로 경유한 이송 라인 상에 위치한다. 상기 포토 센서를 통해 건조 과정에서 컬 발생 여부를 확인하고 그 위치를 특정한다. 더불어, 상기 레벨 센서는 건조로 후단에 위치하며, 건조 과정을 거친 전극 기재에 대해서 컬의 발생 정도를 검출한다. 레벨 센서를 건조로 이후에 배치함으로써, 건조로 내부 온도로 인한 측정 오차 또는 냉각시 변형 등의 변수를 반영한 정확한 검출이 가능하다.
하나의 실시예에서, 본 발명은 센서부에서 수신된 신호를 수신하는 제어부를 포함한다. 상기 제어부는, 센서부에서 수신된 신호로부터 전극 기재의 무지부 영역에서 기준치 이상의 컬 발생이 확인되면, 건조로의 건조 조건을 제어한다. 제어부는 센서부에서 신호를 수신하게 되고, 이를 분석하여 미리 정해진 기준치 이상의 컬이 발생되는지 여부를 확인한다. 상기 제어부에서 기준치 이상의 컬 발생이 확인되면, 건조로의 건조 조건을 제어한다. 이때 제어되는 건조 조건은 건조로 내부의 다양한 요인들을 포함하며, 예를 들어, 열풍의 온도, 풍량 및 풍속 중 어느 하나 이상을 포함한다. 즉, 과도한 컬 발생이 확인되면, 열풍의 온도를 낮추거나 풍량 등을 줄이게 된다.
또한, 본 발명은 앞서 설명한 전극 건조 장치를 이용한 전극 건조 방법을 제공한다. 하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 전극 건조 방법은, 집전체 상에 전극 슬러리가 도포된 전극 기재를 건조하는 단계; 포토 센서를 통해 전극 기재의 무지부 영역에 발생된 컬(curl) 위치를 검출하는 컬 감지 단계; 및 레벨 센서를 통해 컬의 발생 정도(degree of curl)를 검출하는 컬 검출 단계를 포함한다.
전극 기재가 이송 라인, 예를 들어, 컨베이어 벨트를 따라 이동하면서, 건조로를 통과하게 된다. 상기 전극 기재는 전극 슬러리가 도포된 유지부와 전극 슬러리가 도포되지 않은 무지부를 포함한다. 유지부와 비교하여, 전극 슬러리가 도포되지 않은 무지부는 상대적으로 높은 연신율을 가진다. 이러한 연신율 차이는 컬 발생의 원인이 된다. 또한, 건조로 내 열풍은, 전극 기재의 측면에 위치하는 무지부 영역의 컬 발생을 촉진하는 원인이 된다. 본 발명은 컬 감지 단계 및 컬 검출 단계를 통해, 전극 기재의 무지부 영역에 발생된 컬의 위치와 정도를 정밀 측정할 수 있다.
하나의 실시예에서, 본 발명은, 상기 전극 기재를 건조하는 단계를 수행하는 동안, 컬 감지 단계; 및 컬 검출 단계를 수행한다. 즉, 전극 기재를 건조하는 동안, 포토 센서를 이용한 컬 감지 단계, 및 레벨 센서를 이용한 컬 검출 단계를 수행한다. 건조로 내에 포토 센서와 레벨 센서를 구비함으로써, 공간을 절약하고 공정 효율을 높일 수 있다.
또 다른 하나의 실시예에서, 본 발명은, 전극 기재를 건조하는 단계를 수행한 후에, 컬 감지 단계; 및 컬 검출 단계를 수행한다. 즉, 전극 기재 건조 이후에, 포토 센서를 통해 전극 기재의 무지부 영역에 발생된 컬 위치를 검출하는 컬 감지 단계를 수행한다. 그런 다음, 레벨 센서를 통해 컬의 발생 정도(degree of curl)를 검출하는 컬 검출 단계를 수행한다. 건조 이후에 컬 감지 단계 및 컬 검출 단계를 수행함으로써, 건조로 내 온도 및 냉각 시 변형으로 인한 변수를 줄이고 검사 정확도를 높일 수 있다.
또 다른 하나의 실시예에서, 본 발명은, 전극 기재를 건조하는 단계를 수행하는 동안 컬 감지 단계를 수행하고, 전극 기재를 건조하는 단계를 수행한 후에 컬 검출 단계를 수행한다. 이 경우는, 건조로 내에 포토 센서를 배치하여 컬 발생 여부 및 위치를 확인하게 된다. 그런 다음, 건조로를 빠져 나온 전극 기재에 대하여, 레벨 센서를 통해 컬 발생 정도를 정밀 측정하게 된다.
하나의 실시예에서, 본 발명은 포토 센서 및 레벨 센서로부터 수신된 신호를 분석하여 전극 기재의 무지부 영역에서 기준치 이상의 컬 발생이 확인되면, 건조로의 건조 조건을 제어하는 단계를 포함한다. 미리 정해진 기준치 이상의 컬 발생이 확인되면 건조로의 건조 조건을 제어함으로써, 추가적인 컬 발생을 방지할 수 있다. 건조로의 건조 조건은, 예를 들어, 건조시 송풍하는 열풍의 온도, 풍량 및 풍속 중 어느 하나 이상을 포함한다.
이하에서는, 본 발명에 따른 전극 건조 장치 내지 전극 건조 방법의 다양한 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.
(제1 실시 형태)
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 건조 장치를 나타낸 단면 모식도이다. 또한, 도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 건조 장치에서 포토 센서를 이용하여 전극 기재의 무지부에 발생된 컬을 감지하는 과정을 나타낸 모식도이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 건조 장치는, 집전체 상에 전극 슬러리가 도포된 전극 기재(110)가 컨베이어 라인을 이송된다. 상기 컨베이어 라인은 전극 기재(110)를 이송하는 이송 라인을 형성하게 되고, 가이드 롤러(131, 132, 133)를 통해 라인이 이동하는 구조이다. 전극 기재(110)가 주행 방향(MD)을 따라 이송되면서 건조로(120)를 통과하게 된다. 전극 기재(110)가 건조로(120)를 통과하는 동안, 전극 기재(110)의 무지부 영역에서 컬 발생이 유발될 수 있다. 건조로(120)는 상부 블록과 하부 블록을 구성되며, 상부 및 하부 블록에서 열풍을 분사하여 전극 기재(110)를 건조하게 된다. 건조로(120) 내에 발광부(201)와 수광부(202)를 포함하는 포토 센서가 구비된다. 발광부(201)는 건조로(120)의 상부 블록 내에 위치하고, 수광부(202)는 건조로(120)의 하부 블록 내에 위치한다. 상기 포토 센서는, 발광부(201)에서 방출된 광이 수광부(202)에 도달하는지 여부를 기준으로 컬 발생을 확인한다.
도 2는 포토 센서를 측면에서 도시한 모식도이다. 포토 센서(200)는 위쪽에 위치한 발광부(201)와 아래쪽에 위치한 수광부(202)를 포함한다. 상기 발광부(201)와 수광부(202) 사이에 전극 기재(110)의 무지부가 위치하게 되면, 발광부(201)에서 방출된 광이 상기 무지부에 의해 차폐되면서 수광부(202)에 도달하지 못하게 된다. 이에 반해, 전극 기재(110)의 무지부에 컬이 발생하면, 상기 무지부가 위쪽으로 휘게 되면서 발광부(201)와 수광부(202) 사이에서 이탈하게 된다. 컬 발생으로 인해 상기 무지부가 발광부(201)와 수광부(202) 사이에서 이탈하게 되면, 발광부(201)에서 방출된 광이 상기 무지부에 의해 차폐되면서 수광부(202)에 도달하게 되고, 이를 통해 컬 발생을 감지하게 된다.
전극 기재(110)가 포토 센서(200)를 경유한 이후에 레벨 센서를 통해 컬 발생 정도를 검출한다.
(제2 실시 형태)
도 3 및 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 건조 장치에서 레벨 센서를 이용하여 전극 기재의 무지부에 발생된 컬을 검출하는 과정을 나타낸 모식도들이다. 구체적으로, 도 3 및 4에 기재된 레벨 센서는 건조로 내에 위치하되, 포토 센서 보다 하류측에 배치된다.
전극 기재(110)는, 폭 방향 단면을 기준으로, 전극 슬러리가 도포된 유지부(111)와 전극 슬러리가 도포되지 않은 무지부(112)를 포함한다. 레벨 센서(300)는 전극 기재(110)의 무지부(112)와 접촉하여 주행하는 주행 롤러(301)와 상기 주행 롤러(301)를 지지하는 탄성 지지대(303)를 포함한다. 또한, 상기 주행 롤러(301)와 탄성 지지대(303) 사이에는 레버(302)가 위치한다. 탄성 지지대(303)의 위쪽 단부는 천정에 고정된 구조이고, 탄성 지지대(303)의 아래쪽 단부에는 측벽에 고정된 레버(302)가 위치한다. 상기 레버(302)는 주행 롤러(301)의 가동 여부를 결정한다.
도 3은 전극 기재(110)의 무지부(112)에 컬이 발생되지 않은 상태이다. 레벨 센서(300)의 주행 롤러(301)는 상기 무지부(112)와 접촉한 상태에서 주행하게 된다. 또한, 이 상태에서는 탄성 지지대(303)에 탄성 변화량을 "0"으로 산출하고, 컬이 발생되지 않은 것으로 판단한다.
도 4는 전극 기재(110)의 무지부(112)에 컬이 발생된 상태이다. 무지부 컬 형성(113) 영역은 위쪽을 휜 상태임을 알 수 있다. 레벨 센서(300)의 주행 롤러(301)는 상승되고, 그만큼 탄성 지지대(303)에 탄성 변화량이 산출된다. 산출된 탄성 변화량은 컬 발생 정도로 검출된다.
(제3 실시 형태)
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 포토 센서에서, 검출 신호를 처리하는 과정을 나타낸 회로도이다. 도 5를 참조하면, 정상 상태는 "Vcc = 0"으로 산출되며, 전극 기재의 무지부 영역에 컬이 발생되지 않은 상태를 의미한다. 이에 대해, 비정상 상태는 "Vcc > 0"으로 산출되며, 전극 기재의 무지부 영역에 컬이 발생된 상태를 의미한다.
(제4 실시 형태)
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 건조 방법을 수행하는 과정을 나타낸 순서도이다.
이송 라인을 따라 이송하는 전극 기재에 대하여, 포토 센서를 이용하여 컬 발생 여부 및 위치를 확인하게 된다. 이 경우, 발광부에서 방출될 광이 수광부에 수신되는지 여부를 기준으로, 컬 발생 여부 및 위치를 확인하게 된다. 구체적으로는 도 5에 도시된 회로도를 기준으로, "Vcc = 0"인 경우에는, 정상 상태로 판정하고, 컬이 발생되지 않은 것으로 판단한다. 이에 대해, "Vcc = 0"이 아닌 경우에는, 비정상 상태로 판정하고, 컬이 발생된 것으로 판단하고, 해당 위치를 감지하게 된다.
포토 센서를 통해 컬 발생이 확인되면, 감지된 컬 발생 위치에 대하여 레벨 센서를 통해 추가 검사를 수행한다. 레벨 센서에서 스프링 변위(x)가 검출되면, 이를 탄성력으로 연산하게 된다. 연산된 탄성력을 기반으로 컬 정도를 판단하고, 그에 대응하여 건조 조건을 변경하게 된다. 예를 들어, 과도한 컬 발생이 확인되면, 댐퍼 위치를 변경하고 열풍 팬의 속도(RPM)을 줄이게 된다.
이상 도면을 통해 본 발명에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 범주가 이에 한정되는 것은 아니다.
100: 건조로
110: 전극 기재
111: 유지부
112: 무지부
113: 무지부 컬 형성
120: 건조로
131, 132, 133: 가이드 롤러
200: 포토 센서
201: 발광부
202: 수광부
300: 레벨 센서
301: 주행 롤러
302: 레버
303: 탄성 지지대

Claims (15)

  1. 집전체 상에 전극 슬러리가 도포된 전극 기재를 이송하는 이송 라인;
    이송 라인에 의해 이송되는 전극 기재를 건조하는 건조로; 및
    건조로를 거치는 전극 기재의 무지부 영역에서 컬(curl) 발생을 검출하는 센서부를 포함하고,
    상기 센서부는,
    무지부 영역의 컬 위치를 감지하는 포토 센서; 및
    무지부 영역의 컬 정도를 감지하는 레벨 센서를 포함하는 전극 건조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 건조로는 전극 기재에 열풍을 송풍하는 송풍부를 포함하는 전극 건조 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    포토 센서는,
    전극 기재의 무지부 영역에 광을 조사하는 발광부; 및
    발광부에서 조사된 광을 수광하는 수광부를 포함하는 전극 건조 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 포토 센서는 수광부에 수신된 광 신호에 따라 컬 발생 여부 및 컬 발생 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 전극 건조 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    레벨 센서는,
    전극 기재의 무지부와 접촉하여 주행하는 롤러; 및
    상기 롤러를 지지하는 탄성 지지대를 포함하는 전극 건조 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 레벨 센서는 롤러의 승강 운동에 따른 탄성 지지대의 탄성 변화량을 산출하여 컬 발생 정도를 검출하는 것을 특징으로 하는 전극 건조 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    센서부는, 전극 기재를 이송하는 이송 라인 상에 위치하되,
    건조로 내 이송 라인 상에 위치하거나,
    건조로 경유한 이송 라인 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 전극 건조 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    센서부는, 전극 기재를 이송하는 이송 라인 상에 위치하되,
    포토 센서는 건조로 내 이송 라인 상에 위치하고,
    레벨 센서는 건조로 경유한 이송 라인 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 전극 건조 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    센서부에서 수신된 신호를 수신하는 제어부를 더 포함하며,
    상기 제어부는,
    센서부에서 수신된 신호로부터 전극 기재의 무지부 영역에서 기준치 이상의 컬 발생이 확인되면, 건조로의 건조 조건을 제어하는 전극 건조 장치.
  10. 집전체 상에 전극 슬러리가 도포된 전극 기재를 건조하는 단계;
    포토 센서를 통해 전극 기재의 무지부 영역에 발생된 컬(curl) 위치를 검출하는 컬 감지 단계; 및
    레벨 센서를 통해 컬의 발생 정도(degree of curl)를 검출하는 컬 검출 단계를 포함하는 전극 건조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    전극 기재를 건조하는 단계를 수행하는 동안,
    컬 감지 단계; 및 컬 검출 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 전극 건조 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    전극 기재를 건조하는 단계를 수행한 후에,
    컬 감지 단계; 및 컬 검출 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 전극 건조 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    전극 기재를 건조하는 단계를 수행하는 동안, 컬 감지 단계를 수행하고,
    전극 기재를 건조하는 단계를 수행한 후에, 컬 검출 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 전극 건조 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    포토 센서 및 레벨 센서로부터 수신된 신호를 분석하여 전극 기재의 무지부 영역에서 기준치 이상의 컬 발생이 확인되면,
    건조로의 건조 조건을 제어하는 단계를 더 포함하는 전극 건조 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    건조로의 건조 조건은,
    건조시 송풍하는 열풍의 온도, 풍량 및 풍속 중 어느 하나 이상을 포함하는 전극 건조 방법.
KR1020220129961A 2022-10-11 2022-10-11 컬 검출 센서를 구비한 전극 건조 장치 및 이를 이용한 전극 건조 방법 KR20240050152A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220129961A KR20240050152A (ko) 2022-10-11 2022-10-11 컬 검출 센서를 구비한 전극 건조 장치 및 이를 이용한 전극 건조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220129961A KR20240050152A (ko) 2022-10-11 2022-10-11 컬 검출 센서를 구비한 전극 건조 장치 및 이를 이용한 전극 건조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240050152A true KR20240050152A (ko) 2024-04-18

Family

ID=90844522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220129961A KR20240050152A (ko) 2022-10-11 2022-10-11 컬 검출 센서를 구비한 전극 건조 장치 및 이를 이용한 전극 건조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20240050152A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020087747A (ja) 2018-11-27 2020-06-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 両面塗布装置及び両面塗布方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020087747A (ja) 2018-11-27 2020-06-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 両面塗布装置及び両面塗布方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102206057B1 (ko) 무지부의 가열을 위한 가열 유닛을 구비하는 전극 압연 장치 및 이를 포함하는 전극 제조 시스템
KR102341464B1 (ko) 전극시트 커팅장치 및 커팅방법
KR101387840B1 (ko) 도포 시공막의 폭의 검사 방법 및 상기 검사 방법에 사용하는 검사 장치
US8351054B2 (en) Apparatus detecting a position of a functional layer on an electrode
JP2002050557A (ja) 判別方法及び処理装置
US20190361340A1 (en) Semiconductor imprint device and operating method of semiconductor imprint device
JP2016065649A (ja) 乾燥装置、塗工膜形成装置、および乾燥方法
KR20180125721A (ko) 이차전지 전극 건조오븐 제어 자동화 시스템
KR20240050152A (ko) 컬 검출 센서를 구비한 전극 건조 장치 및 이를 이용한 전극 건조 방법
JP2019163903A (ja) 乾燥装置、塗工膜形成装置、および乾燥方法
JP6423267B2 (ja) 水平型両面塗工装置
EP4376113A1 (en) Device for manufacturing electrode
JP2014523971A (ja) 焼結機における焼成完了点を調整する方法及び調整器
CN117208520A (zh) 上料装置及上料装置控制方法
KR102090043B1 (ko) 코팅층 건조 제어 시스템
JP2013084383A (ja) 電池用電極の製造方法及び製造装置
KR102481359B1 (ko) 이차전지 전극 제조 시스템 및 방법
JP2011033266A (ja) 風速測定装置、焼結機および風速測定方法
US6749888B2 (en) Method and apparatus for determining the profile of a coating layer
JP2009117109A (ja) 電極製造装置
JP5837672B2 (ja) 電池用電極の製造装置
JP2009250514A (ja) 加熱装置およびその制御方法
CN110232385A (zh) 极片隔膜袋热封质检方法、电子设备及存储介质
JP7515938B2 (ja) 電極シートの熱皺シミュレーション装置及びこれを用いたシミュレーション方法
CN109155392B (zh) 具有划痕测试仪的二次电池用电极制备系统