WO2019035553A1 - 슬롯들의 움직임으로 전극 활물질 슬러리의 코팅 형태가 변환되는 슬롯 다이 코터 - Google Patents

슬롯들의 움직임으로 전극 활물질 슬러리의 코팅 형태가 변환되는 슬롯 다이 코터 Download PDF

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WO2019035553A1
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die
die block
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discharge port
block
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PCT/KR2018/007422
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이도현
이택수
김철우
최상훈
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주식회사 엘지화학
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    • 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
    • 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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a slot die coater in which the shape of coating of the electrode active material slurry is changed by the movement of the slots, and more particularly, to a pair of lower die blocks forming a lower slot and a pair of upper die slots
  • the present invention relates to a slot die coater having an upper die block and a slot die coater configured to be able to easily adjust an electrode active material slurry discharge position relationship between a lower slot and an upper slot by a relative movement of a lower die block and an upper die block.
  • Such secondary batteries essentially include an electrode assembly as a power generation element.
  • the electrode assembly is manufactured by coating a cathode active material slurry and an anode active material slurry on an electrode current collector made of an aluminum foil and a copper foil, respectively, and having an anode, a separator, and a cathode stacked at least once, .
  • the slurry of the cathode active material and the slurry of the anode active material must be uniformly coated on the current collector.
  • Figure 1 shows a schematic diagram of a slot die coating process.
  • the coating apparatus 10 includes a slot die coater 20 and a coating roll 40 through which an electrode active material slurry is discharged.
  • the coating apparatus 10 includes a current collector 50, Lt; / RTI >
  • the electrode active material slurry discharged from the slot die coater 20 is spread over one surface of the current collector 50 to form an electrode active material layer.
  • an electrode active material layer constituting one layer may be additionally coated on the electrode active material layer constituting one layer to form an electrode active material layer composed of two layers.
  • a slot die coater 70 including three die blocks 71, 72, and 73 is used as shown in FIG. The slot die coater 70 sequentially applies the additional electrode active material slurry on the previously applied electrode active material slurry by simultaneously discharging the electrode active material slurry through the two discharge ports 74 and 75 formed between adjacent die blocks .
  • each electrode active material layer is influenced by the discharge amount of the electrode active material slurry through the discharge ports 74, 75, and the discharge amount of the electrode active material slurry is set to a distance between the die blocks 71, 72, Therefore, in order to produce a desired thickness, it is necessary to disassemble and reassemble each of the die blocks 71, 72, 73 while performing a trial coating process several times, to adjust the interval, and to confirm the discharge amount again Is required to be repeated.
  • the conventional slot die coater 70 since the three die blocks 71, 72, and 73 are sequentially coupled to form the two discharge ports 74 and 75, any one of the discharge ports 74 , 75), it is necessary to separate all of the die blocks 71, 72, 73. Even if only one die block is separated, the positions of the remaining die blocks may be influenced, 74, and 75 are difficult to individually adjust.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a slot die coater, in which, without requiring disassembly and reassembly of all the die blocks constituting the slot die coater, And it is an object of the present invention to improve the processability by making it possible to easily adjust the difference in time of discharging the electrode active material slurry from the upper discharge port.
  • a slot die coater for coating an electrode active material slurry on an electrode current collector, the slot die coater comprising: a lower die having a lower discharge port; And an upper die disposed above the lower die and having an upper discharge port; Wherein the upper surface of the lower die and the lower surface of the upper die are in contact with each other so that at least a portion of the upper surface of the upper die forms a sliding surface and the upper and lower dies slide along the sliding surface to relatively move in the horizontal direction .
  • the upper discharge port may be located a predetermined distance behind the lower discharge port.
  • the discharge direction of the lower discharge port and the upper discharge port may be an angle of 30 to 60 degrees.
  • the lower die comprises a first die block, a second die block positioned above the first die block, and a second die block interposed between the first die block and the second die block, And a first spacer for allowing the lower discharge port to be formed between the die blocks.
  • the upper die comprises a third die block, a fourth die block positioned above the third die block, and a second die block located between the third die block and the fourth die block, And a second spacer for allowing the upper discharge port to be formed between the die blocks.
  • the first spacer has a first opening formed on one side thereof, and the second spacer has a second opening formed on one side thereof, and the first opening is communicated with the first slurry containing portion And the second opening portion can communicate with the second slurry receiving portion.
  • the second die block includes a first flat portion and a first inclined portion extending at a predetermined angle from the first flat portion
  • the third die block includes a second flat portion and a second flat portion, And a second inclined portion extending from the second flat portion at an angle parallel to the first inclined portion
  • first flat portion and the second flat portion extend in parallel to each other and face each other, and the first inclined portion and the second inclined portion may extend in parallel with each other and face each other.
  • a predetermined stepped portion may be formed between the first opening side end portion of the first flat portion and the second opening side end portion of the second flat portion.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of using a slot die coater according to the prior art.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the shape of a slot die coater according to a conventional technique used in a multilayer coating material coating process.
  • FIG 3 is a vertical sectional view showing a slot die coater according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing a slot die coater according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a case where a positional difference is generated in a horizontal direction between a pair of discharge ports due to relative movement between a lower die and an upper die in a slot die coater according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a vertical sectional view showing a slot die coater according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which the respective die blocks constituting the slot die coater shown in FIG. 6 are mutually disassembled.
  • FIG. 8 is a view showing that the active material layer is formed of two layers by the slot die coater according to the present invention.
  • FIG. 3 is a vertical sectional view showing a slot die coater according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is an exploded perspective view illustrating a slot die coater according to an embodiment of the present invention.
  • a slot die coater 100 includes a lower die 110 having a lower discharge port 110A and an upper die (not shown) having an upper discharge port 120A. 120).
  • the lower die 110 includes a first die block 111, a second die block 112, and a first spacer 113.
  • the first die block 111 is a block located at the bottom of the blocks constituting the slot die coater 100 according to an embodiment of the present invention and has a surface facing the second die block 112 And has an inclined shape to form an angle of approximately 30 to 60 degrees with respect to the ground.
  • the first die block 111 includes a first slurry receiving portion G1 formed in a groove shape having a predetermined depth on a surface facing the second die block 112. [ Although not shown in the drawing, the first slurry receiving portion G1 is connected to the active material slurry supply chamber provided outside and receives the first active material slurry continuously. Although not shown, the first slurry receiving portion G1 may include a slurry supply port communicated with the slurry supply chamber.
  • the first active material slurry When the first active material slurry is filled in the first slurry receiving portion G1 in accordance with the supply of the first active material slurry by the active material slurry supply chamber, the first active material slurry is supplied to the first die block 111, the first spacer 113 ) And the second die block 112, which are sequentially connected to each other.
  • the second die block 112 is disposed on the first die block 111 and is coupled to the first die block 111 through the first spacer 113, , And the surface facing the first die block 111 is inclined so as to form an angle of about 30 to 60 degrees with respect to the paper surface. That is, the opposing faces of the first die block 111 and the second die block 112 are inclined to form an angle of about 30 to 60 degrees with respect to the ground.
  • the upper surface of the second die block 112 facing the upper die 120 is divided into two regions.
  • the upper surface of the second die block 112 includes a first flat portion 112a positioned relatively close to the lower discharge port 110A and a first inclined portion 112b extending from the first flat portion 112a, .
  • the first flat portion 112a extends in a direction parallel to the ground plane (XZ plane), and the first slope portion 112b forms an angle of about 30 to 60 degrees with the first flat portion 112a, Lt; / RTI >
  • the second die block 112 can be matched with the upper die 120, whose upper surface has a planar surface parallel to the ground surface and an inclined surface inclined relative to the ground surface, and has a correspondingly shaped lower surface.
  • the first die block 111 and the second die block 112 may be made of a metal material and the first die block 111 and the second die block 112 may be fixed to each other by bolting, .
  • the first spacer 113 is interposed between the first die block 111 and the second die block 112 to form a gap between the first die block 111 and the second die block 112, Thereby forming a space through which the first active material slurry supplied from the first slurry receiving portion G1 can be discharged.
  • the first spacer 113 has a first opening 113a formed on one side thereof so that the first spacer 113 is connected to the first die block 111 and the second die block 112 Only one side of the edge region of the opposed surface of the semiconductor substrate 1 is interposed.
  • the first die block 111 and the second die block 112 are spaced from each other in a region where the first openings 113a are formed and communicate with the first slurry containing portion G1, (110A).
  • the first spacers 113 are formed in a gap between the first die block 111 and the second die block 112 so as not to leak the first active material slurry except for the region where the lower discharge port 110A is formed It is preferable that it is made of a material having elasticity capable of securing the sealing property.
  • the upper die 120 includes a third die block 121, a fourth die block 122, and a second spacer 123.
  • the third die block 121 is a block located on the upper side of the lower die 110 described above and has a shape corresponding to the upper face of the second die block 112 so that its lower face can be matched with the upper face of the second die block 112.
  • the third die block 121 is divided into two regions, which are the lower surface facing the lower die 110.
  • the lower surface of the third die block 121 includes a second flat portion 121a positioned relatively close to the upper discharge port 110A and a second inclined portion 121b extending from the second flat portion 121a. .
  • the second flat portion 121a extends in a direction parallel to the ground plane (XZ plane), and the second slope portion 121b forms an angle of about 30 to 60 degrees with the second flat portion 121a, Lt; / RTI >
  • the third die block 121 has an upper surface of the lower die 110 having a flat surface parallel to the ground surface and a sloped surface inclined with respect to the ground surface, and having an upper surface of the corresponding shape, May be aligned with the top surface of block 112.
  • the third die block 121 includes a second slurry receiving portion G2 formed in a groove shape having a predetermined depth on a surface facing the fourth die block 122.
  • the second slurry containing portion G2 is connected to the active material slurry supply chamber installed outside, and the second active material slurry is continuously supplied.
  • the second slurry receiving portion G2 may have a slurry supply port communicating with the slurry supply chamber.
  • the second active material slurry When the second active material slurry is filled in the second slurry containing portion G2 in accordance with the supply of the second active material slurry by the active material slurry supply chamber, the second active material slurry is supplied to the third die block 121 and the fourth die block 122 and the upper discharge port 120A.
  • the fourth die block 122 is disposed on the third die block 121 and is coupled to the third die block 121 so that the upper discharge port 120A communicates with the second slurry receiving portion G2, .
  • the third die block 121 and the fourth die block 122 may be made of a metal material and the third die block 121 and the fourth die block 122 may be fixed to each other .
  • the second spacer 123 is interposed between the third die block 121 and the fourth die block 122 to form a gap between the third die block 121 and the fourth die block 122, Thereby forming a space through which the second active material slurry supplied from the second slurry containing portion G1 can be discharged.
  • the second spacer 123 has a second opening 123a formed on one side thereof so that the second spacer 123 is connected to the third die block 121 and the fourth die block 122 Only one side of the edge region of the opposed surface of the substrate 1 is interposed.
  • the third die block 121 and the fourth die block 122 are spaced apart from each other in a region where the second openings 123a are formed and communicate with the second slurry containing portion G2, (120A).
  • the second spacers 123 are formed in a gap between the third die block 121 and the fourth die block 122 so as not to leak the second active material slurry except for the region where the upper discharge port 120A is formed It is preferable that it is made of a material having elasticity so as to ensure the sealing property.
  • the first active material slurry and the second active material slurry may be composed of the same active material slurry or different active material slurries. Whether the first active material slurry and the second active material slurry are identical or not may be determined by forming the two active material layers on the electrode current collector such that the same active material having the same constituent components are to be formed on different layers, Can be determined depending on whether another active material having a component is to be formed in different layers.
  • FIG. 5 is a sectional view of a slot die coater 100 according to an embodiment of the present invention in which a positional difference is generated in a horizontal direction between a pair of ejection openings due to relative movement between a lower die 110 and an upper die 120 Fig.
  • the slot die coater 100 has two discharge ports 110A and 120A, and two active materials Layer.
  • the two discharge ports 110A and 120A may be spaced apart from each other along the horizontal direction for smooth coating of the electrode active material slurry.
  • a separate device for adjusting the shape of the slot die coater 100 may be used, or a relative movement of the lower die 110 and the upper die 120 may be made manually by the operator You can.
  • the upper die 120 may be moved in the horizontal direction by a predetermined distance D to the rear opposite to the discharging direction of the active material slurry while the lower die 110 remains stationary, 110A and the upper discharge port 120A.
  • the width D of the step formed as described above can be determined within a range of approximately several micrometers to several millimeters and can be determined according to the thickness of the electrode active material layer formed on the electrode current collector.
  • the width D of the step becomes larger, and thereby the electrode active material formed by the first active material slurry discharged through the lower discharge port 110A An operation of forming another electrode active material layer on the layer can be performed smoothly.
  • the electrode active material slurry discharged from the upper discharge port 110B is blocked on the stepped surface There is no possibility of flowing into the lower discharge port 110A, and a more smooth multi-layer active material coating process can be performed.
  • the upper surface of the lower die 110 and the lower surface of the upper die 120 are separated from the flat portions 112a and 121a and the flat portions 112a and 121a, And inclined portions 112b and 121b which are inclined at this angle and have mutually mated shapes.
  • first inclined portion 112b and the second inclined portion 121b serve as stoppers between the lower die 110 and the upper die 120, 110A in the forward direction.
  • the slot die coater 100 includes the first active material slurry A1 discharged from the lower discharge port 110A formed in the lower die 110, And the second active material slurry A2 discharged from the upper discharge port 120A formed on the upper die 120 are sequentially coated on the electrode current collector E as two layers.
  • the slot die coater 100 has a configuration in which the upper discharge port 120A is positioned further rearward than the lower discharge port 110A by the relative sliding movement of the lower die 110 and the upper die 120 .
  • the width of the step formed between the discharge ports 120A and 120B may be adjusted in consideration of the thickness of the slot die coater 100 to which the second active material slurry A2 is applied.
  • FIG. 1 a slot die coater 200 according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
  • FIG. 1 is a diagrammatic representation of a slot die coater 200 according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a vertical sectional view showing a slot die coater 200 according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which each die block constituting the slot die coater 200 shown in FIG. Fig.
  • a slot die coater 200 includes a lower die 210 having a lower discharge port 210A and an upper die (not shown) having an upper discharge port 220A. 220).
  • the lower die 210 includes a first die block 211, a second die block 212 and a first spacer (not shown), and the first die block 211 includes a first slurry receiving portion G3, Respectively.
  • the upper die 220 includes a third die block 221, a fourth die block 222 and a second spacer (not shown), and the third die block 221 includes a second slurry receiving portion G4 .
  • the slot die coater 200 according to another embodiment of the present invention is different from the slot die coater 100 according to the embodiment of the present invention described above in that the second die block 212 and the third die block 221 And other components are substantially the same as those of the slot die coater 100 according to an embodiment of the present invention. Therefore, in describing the slot die coater 200 according to another embodiment of the present invention, a description overlapping with the previous embodiment will be omitted, and only differences will be mainly described.
  • the upper surface facing the upper die 220 is divided into two regions. That is, the upper surface of the second die block 212 includes a first inclined portion 212a positioned relatively close to the lower discharge port 210A and a first flat portion 212b extended from the first inclined portion 212a. .
  • the first flat portion 212b extends in a direction parallel to the plane of the XZ plane and the first inclined portion 212a forms an angle of about 30 to 60 degrees with the first flat portion 212b, And has an oblique inclined shape.
  • the second die block 212 can be matched to the upper die 220, whose upper surface has a planar surface parallel to the ground surface and an inclined surface inclined relative to the ground surface and has a correspondingly shaped lower surface.
  • the third die block 221 is a block located on the upper portion of the lower die 210.
  • the lower die has a shape corresponding to the upper surface of the second die block 212.
  • the third die block 221 is divided into two regions, which are the lower surface facing the lower die 210.
  • the lower surface of the third die block 221 includes a second inclined portion 221a positioned relatively close to the upper discharge port 220A and a second flat portion 221b extending from the second inclined portion 221a. .
  • the second flat portion 221b extends in a direction parallel to the ground plane (XZ plane), and the second slope portion 221a forms an angle of about 30 to 60 degrees with the second flat portion 221b.
  • the third die block 221 has a flat surface parallel to the ground surface and an inclined surface inclined with respect to the ground surface, and the upper surface of the lower die 210 having the upper surface of the corresponding shape, Can be matched to the top surface of die block 212.
  • the first inclined portion 212a and the second inclined portion 221a function as stoppers between the lower discharge port 210A and the upper discharge port 220A in a state where the lower die 210 and the upper die 220 are aligned, It is possible to prevent a phenomenon that the vehicle is advanced further forward than the vehicle.
  • the lower die and the upper die which are each formed of two die blocks, have discharge ports independently of each other, and the lower die and the upper die Even if relative movement is performed, the shape of the lower discharge port and the shape of the upper discharge port is not affected.
  • the slot die coater according to the present invention when the relative position between the lower discharge port and the upper discharge port needs to be changed according to the thickness of the electrode active material layer coated on the electrode current collector, It is not necessary to disassemble and reassemble each die block as in the conventional slot die coater, and the processability can be greatly improved.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터는, 전극 집전체 상에 전극 활물질 슬러리를 코팅시키는 슬롯 다이 코터로서, 하부 토출구를 구비하는 하부 다이; 및 상기 하부 다이의 상부에 배치되며 상부 토출구를 구비하는 상부 다이; 를 포함하며, 상기 하부 다이의 상면과 상기 상부 다이의 하면은 적어도 일부가 슬라이딩 면을 형성하도록 서로 접하며, 상기 상부 다이와 하부 다이는 어느 일 측이 상기 슬라이딩 면을 따라 슬라이딩 되어 수평 방향으로 상대적인 이동이 가능하도록 설치된다.

Description

슬롯들의 움직임으로 전극 활물질 슬러리의 코팅 형태가 변환되는 슬롯 다이 코터
본 발명은, 슬롯들이 움직임으로 전극 활물질 슬러리의 코팅 형태가 변환되는 슬롯 다이 코터에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는, 하부 슬롯을 형성하는 한 쌍의 하부 다이 블록과 상부 슬롯을 형성하는 한 쌍의 상부 다이 블록을 구비하여 하부 다이 블록과 상부 다이 블록의 상대적인 움직임에 의해 하부 슬롯과 상부 슬롯의 전극 활물질 슬러리 토출 위치 관계를 간단하게 조정할 수 있도록 구성된 슬롯 다이 코터에 관한 것이다.
본 출원은 2017년 08월 17일 자로 출원된 한국 특허출원번호 제10-2017-0104380호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
또한, 본 출원은 2018년 06월 28일자로 출원된 한국 특허출원번호 제10-2018-0074840호에 대한 우선권주장출원으로서, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 인용에 의해 본 출원에 원용된다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 이러한 이차전지는 발전 요소인 전극 조립체를 필수적으로 포함하고 있다.
전극 조립체는, 양극, 분리막 및 음극이 적어도 1회 이상 적층된 형태를 가지며, 양극과 음극은 각각 알루미늄 호일과 구리 호일로 이루어진 전극 집전체에 양극 활물질 슬러리 및 음극 활물질 슬러리가 도포 및 건조되어 제조된다.
이차전지의 충방전 특성을 균일하게 하기 위해서는, 이러한 양극 활물질 슬러리 및 음극 활물질 슬러리가 집전체에 고르게 코팅되어야 하는데, 이를 위해 통상적으로 슬롯 다이 코팅 공정이 수행된다.
도 1에는 슬롯 다이 코팅 공정에 대한 모식도가 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 코팅 장치(10)는, 전극 활물질 슬러리가 토출되는 슬롯 다이 코터(20) 및 코팅 롤(40)을 포함하여 구성되며, 코팅 롤(40)을 회전시키면서 집전체(50)를 코팅시킨다.
슬롯 다이 코터(20)에서 토출된 전극 활물질 슬러리는 집전체(50)의 일 면에 넓게 도포되어 전극 활물질 층을 형성한다.
경우에 따라서는, 하나의 층을 이루는 전극 활물질 층 상에 또 하나의 층을 이루는 전극 활물질 층이 추가적으로 도포되어 두 개의 층으로 이루어진 전극 활물질 층이 형성될 수도 있다. 이처럼 두 개의 층으로 이루어진 전극 활물질 층을 형성하기 위해서는, 도 2에 도시된 바와 같이 세 개의 다이 블록들(71, 72, 73)을 포함하는 슬롯 다이 코터(70)가 이용된다. 슬롯 다이 코터(70)는, 서로 이웃하는 다이 블록들 사이에 형성된 두 개의 토출구(74, 75)를 통해 전극 활물질 슬러리를 동시에 토출함으로써 먼저 도포된 전극 활물질 슬러리 상에 추가적인 전극 활물질 슬러리를 연속적으로 도포시킬 수 있다.
다만, 이러한 슬롯 다이 코터(70)를 이용하는 공정은, 서로 다른 토출구(74, 75)로부터 동시에 토출되는 전극 활물질 슬러리를 이용하여야 하기 때문에, 소망하는 두께로 각 전극 활물질 층을 형성하는 것이 상당히 까다로운 면이 있다.
일반적으로, 각 전극 활물질 층의 두께는 토출구(74, 75)를 통한 전극 활물질 슬러리의 토출량에 의해 영향을 받으며, 이러한 전극 활물질 슬러리의 토출량은 각각의 다이 블록(71, 72, 73) 간의 간격에 크게 영향을 받기 때문에, 소망하는 두께를 만들어내기 위해서는 시험적으로 수 차례 코팅 공정을 수행하면서 각 다이 블록(71, 72, 73)을 분해 후 재조립 하여 간격을 조정하고, 토출량을 다시 확인하는 작업을 반복할 것이 요구된다.
그러나, 종래의 슬롯 다이 코터(70)는, 세 개의 다이 블록들(71, 72, 73)이 두 개의 토출구(74, 75)를 형성하도록 상호 순차적으로 결합되어 있기 때문에, 어느 하나의 토출구(74, 75)의 간격을 조정하기 위해서는 모든 다이 블록들(71, 72, 73)의 분리가 필요할 수 있고, 하나의 다이 블록만을 분리하더라도 나머지 다이 블록들의 위치에 영향을 미칠 수 있으므로, 두 개의 토출구(74, 75)를 개별적으로 조정하기 어려운 문제가 있다.
더욱이, 다이 블록의 분리 및 재조립을 반복하고, 여러 차례 시험 코팅을 수행하는 것은 공정 시간의 지연을 발생시키고, 또한 재료인 전극 활물질 슬러리의 소모량을 늘리게 되어 공정 전반의 효율을 크게 저하시키는 원인이 될 수 있으며, 다른 한 편으로는 반복되는 분해와 조립으로 인해 슬롯 다이 코터의 수명에도 악영향을 미칠 수 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 개선된 구조를 갖는 슬롯 다이 코터의 개발이 절실히 요구되는 실정이다.
본 발명은, 상술한 문제점을 고려하여 창안된 것으로서, 슬롯 다이 코터를 구성하는 각각의 다이 블록들을 모두 분해 및 재조립 할 필요 없이, 상하부에 위치하는 한 쌍의 슬롯 다이의 상대적인 움직임만으로 하부 토출구와 상부 토출구에서 전극 활물질 슬러리를 토출하는 시간의 차이를 용이하게 조절 가능하도록 함으로써 공정성을 향상시키는 것을 일 목적으로 한다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래에 기재된 발명의 설명으로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터는, 전극 집전체 상에 전극 활물질 슬러리를 코팅시키는 슬롯 다이 코터로서, 하부 토출구를 구비하는 하부 다이; 및 상기 하부 다이의 상부에 배치되며 상부 토출구를 구비하는 상부 다이; 를 포함하며, 상기 하부 다이의 상면과 상기 상부 다이의 하면은 적어도 일부가 슬라이딩 면을 형성하도록 서로 접하며, 상기 상부 다이와 하부 다이는 어느 일측이 상기 슬라이딩 면을 따라 슬라이딩 되어 수평 방향으로 상대적인 이동이 가능하도록 설치된다.
일 측면에 따르면, 상기 상부 토출구는 상기 하부 토출구보다 소정 거리만큼 후방에 위치할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 상기 하부 토출구와 상부 토출구의 토출 방향은 30도 내지 60도의 각도를 이룰 수 있다.
바람직하게, 상기 하부 다이는, 제1 다이 블록, 상기 제1 다이 블록의 상부에 위치하는 제2 다이 블록 및 상기 제1 다이 블록과 제2 다이 블록 사이에 개재되어 상기 제1 다이 블록과 제2 다이 블록 사이에 상기 하부 토출구가 형성되도록 하는 제1 스페이서를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 상부 다이는, 제3 다이 블록, 상기 제3 다이 블록의 상부에 위치하는 제4 다이 블록 및 상기 제3 다이 블록과 제4 다이 블록 사이에 개재되어 상기 제3 다이 블록과 제4 다이 블록 사이에 상기 상부 토출구가 형성되도록 하는 제2 스페이서를 포함할 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 제1 다이 블록은 제1 전극 활물질 슬러리를 수용하는 제1 슬러리 수용부를 구비하고, 상기 제3 다이 블록은 제2 전극 활물질 슬러리를 수용하는 제2 슬러리 수용부를 구비할 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 스페이서는 그 일 측에 형성된 제1 개방부를 구비하고, 상기 제2 스페이서는 그 일 측에 형성된 제2 개방부를 구비하며, 상기 제1 개방부는 상기 제1 슬러리 수용부와 연통되고, 상기 제2 개방부는 상기 제2 슬러리 수용부와 연통될 수 있다.
또 다른 측면에 따르면, 상기 제2 다이 블록은, 제1 평탄부 및 상기 제1 평탄부로부터 소정의 각도로 연장되는 제1 경사부를 구비하고, 상기 제3 다이 블록은, 제2 평탄부 및 상기 제2 평탄부로부터 상기 제1 경사부와 평행한 각도로 연장되는 제2 경사부를 구비할 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 평탄부와 제2 평탄부는 서로 나란한 방향으로 연장되어 상호 대면 접촉하며, 상기 제1 경사부와 제2 경사부는 서로 나란한 방향으로 연장되어 상호 대면 접촉할 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 평탄부의 상기 제1 개방구 측 단부와 상기 제2 평탄부의 상기 제2 개방구 측 단부 사이에는 소정의 단차가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 슬롯 다이 코터를 구성하는 각각의 다이 블록들을 모두 분해 및 재조립 할 필요 없이, 상하부에 위치하는 한 쌍의 슬롯 다이의 상대적인 움직임만으로 하부 토출구와 상부 토출구에서 전극 활물질 슬러리를 토출하는 시간의 차이를 용이하게 조절 가능하게 되며, 이로 인해 다층 활물질 코팅 공정의 공정성이 향상될 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은, 종래 기술에 따른 슬롯 다이 코터의 이용 예를 도시한 모식도이다.
도 2는, 다층 활물질 코팅 공정에 사용되는 종래 기술에 따른 슬롯 다이 코터의 형태를 나타내는 단면도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터를 나타내는 수직 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터를 나타내는 분해 사시도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터에 있어서, 하부 다이와 상부 다이 간의 상대적인 이동에 의해 한 쌍의 토출구 간에 수평 방향을 따라 위치 차이가 발생된 경우를 나타내는 도면이다.
도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬롯 다이 코터를 나타내는 수직 단면도이다.
도 7은, 도 6에 도시된 슬롯 다이 코터를 이루는 각각의 다이 블록들이 상호 분해된 모습을 나타내는 단면도이다.
도 8은, 본 발명에 따른 슬롯 다이 코터에 의해 활물질 층이 2개의 층으로 형성된 것을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 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 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터(100)의 구조를 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터를 나타내는 수직 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터(100)는, 하부 토출구(110A)를 구비하는 하부 다이(110) 및 상부 토출구(120A)를 구비하는 상부 다이(120)를 포함한다.
상기 하부 다이(110)는, 제1 다이 블록(111), 제2 다이 블록(112) 및 제1 스페이서(113)를 포함한다.
상기 제1 다이 블록(111)은, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터(100)를 구성하는 블록들 중 가장 하부에 위치하는 블록으로서, 제2 다이 블록(112)과 마주보는 면이 지면에 대해 대략 30도 내지 60도의 각도를 이루도록 경사진 형태를 갖는다.
또한, 상기 제1 다이 블록(111)은, 제2 다이 블록(112)과 마주보는 면에 소정의 깊이를 갖는 홈 형태로 형성된 제1 슬러리 수용부(G1)를 구비한다. 도면에 도시되어 있지는 않으나, 이러한 제1 슬러리 수용부(G1)는 외부에 설치된 활물질 슬러리 공급 챔버와 연결되어 제1 활물질 슬러리를 연속적으로 공급받게 된다. 도시하지 않았지만, 상기 제1 슬러리 수용부(G1)는 슬러리 공급 챔버와 연통된 슬러리 공급 포트를 구비할 수 있다.
상기 활물질 슬러리 공급 챔버에 의한 제1 활물질 슬러리 공급에 따라 제1 슬러리 수용부(G1) 내에 제1 활물질 슬러리가 가득 차게 되면, 제1 활물질 슬러리는 제1 다이 블록(111), 제1 스페이서(113) 및 제2 다이 블록(112)의 순차적인 결합에 의해 형성되는 하부 토출구(110A)를 통해 외부로 토출된다.
상기 제2 다이 블록(112)은, 제1 다이 블록(111)의 상부에 배치되어 제1 스페이서(113)를 통해 제1 다이 블록(111)과 결합되며, 제1 다이 블록(111)과 마찬가지로, 제1 다이 블록(111)과 마주보는 면이 지면에 대해 대략 30도 내지 60도의 각도를 이루도록 경사진 형태를 갖는다. 즉, 상기 제1 다이 블록(111)과 제2 다이 블록(112) 각각의 대향면은 모두 지면에 대해 대략 30도 내지 60도의 각도를 이루도록 경사진 형태를 갖는다.
또한, 상기 제2 다이 블록(112)은, 상부 다이(120)와 대면하게 되는 상면이 두 개의 영역으로 나누어진다. 즉, 상기 제2 다이 블록(112)의 상면은, 상대적으로 하부 토출구(110A)에 가깝게 위치하는 제1 평탄부(112a) 및 제 1평탄부(112a)로부터 연장되는 제1 경사부(112b)를 포함한다.
상기 제1 평탄부(112a)는 지면(X-Z 평면)과 나란한 방향으로 연장되며, 제1 경사부(112b)는 이러한 제1 평탄부(112a)와 대략 30도 내지 60도의 각도를 이루며 하부로 비스듬하게 경사진 형태를 갖는다.
이처럼, 제2 다이 블록(112)은, 그 상면이 지면과 나란한 평탄면 및 지면에 대해 경사진 경사면을 구비하며, 이와 대응되는 형상의 하면을 갖는 상부 다이(120)와 정합될 수 있다.
한편, 상기 제1 다이 블록(111) 및 제2 다이 블록(112)은, 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 제1 다이 블록(111)과 제2 다이 블록(112)은 볼팅 결합 등에 의해 상호 간에 체결될 수 있다.
상기 제1 스페이서(113)는, 제1 다이 블록(111)과 제2 다이 블록(112) 사이에 개재되어 제1 다이 블록(111)과 제2 다이 블록(112) 사이에 간극을 형성하며, 이로써 제1 슬러리 수용부(G1)로부터 공급되는 제1 활물질 슬러리가 토출될 수 있는 공간을 형성한다.
이러한 제1 스페이서(113)는, 그 일 측에 형성된 제1 개방부(113a)를 구비하며, 이로써 제1 스페이서(113)는, 제1 다이 블록(111)과 제2 다이 블록(112) 각각의 대향면의 테두리 영역 중 일 측을 제외한 나머지 부분에만 개재된다. 또한, 상기 제1 다이 블록(111)과 제2 다이 블록(112)은, 제1 개방부(113a)가 형성된 영역에서 상호 이격되어 제1 슬러리 수용부(G1)와 연통되는 공간, 즉 하부 토출구(110A)를 형성하게 된다.
상기 제1 스페이서(113)는, 하부 토출구(110A)가 형성되는 영역을 제외하고는, 제1 다이 블록(111)과 제2 다이 블록(112) 사이의 틈새로 제1 활물질 슬러리가 누출되지 않도록 하는 가스켓으로서 기능하는 것이기 때문에, 밀봉성을 확보할 수 있는 탄성을 갖는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 상부 다이(120)는, 제3 다이 블록(121), 제4 다이 블록(122) 및 제2 스페이서(123)를 포함한다.
상기 제3 다이 블록(121)은, 앞서 설명한 하부 다이(110)의 상부에 위치하는 블록으로서, 그 하면이 제2 다이 블록(112)의 상면과 정합될 수 있도록 대응되는 형상을 갖는다.
즉, 상기 제3 다이 블록(121)은, 하부 다이(110)와 대면하게 되는 하면이 두 개의 영역으로 나누어진다. 즉, 상기 제3 다이 블록(121)의 하면은, 상대적으로 상부 토출구(110A)에 가깝게 위치하는 제2 평탄부(121a) 및 제2 평탄부(121a)로부터 연장되는 제2 경사부(121b)를 포함한다.
상기 제2 평탄부(121a)는 지면(X-Z 평면)과 나란한 방향으로 연장되며, 제2 경사부(121b)는 이러한 제2 평탄부(121a)와 대략 30도 내지 60도의 각도를 이루며 하부로 비스듬하게 경사진 형태를 갖는다.
이처럼, 제3 다이 블록(121)은, 그 하면이 지면과 나란한 평탄면 및 지면에 대해 경사진 경사면을 구비하며, 이와 대응되는 형상의 상면을 갖는 하부 다이(110)의 상면, 즉 제2 다이 블록(112)의 상면과 정합될 수 있다.
또한, 상기 제3 다이 블록(121)은, 제4 다이 블록(122)과 마주보는 면에 소정의 깊이를 갖는 홈 형태로 형성된 제2 슬러리 수용부(G2)를 구비한다. 도면에 도시되어 있지는 않으나, 이러한 제2 슬러리 수용부(G2)는 외부에 설치된 활물질 슬러리 공급 챔버와 연결되어 제2 활물질 슬러리를 연속적으로 공급받게 된다. 도시하지는 않았지만, 상기 제2 슬러리 수용부(G2)는 슬러리 공급 챔버와 연통된 슬러리 공급 포트를 구비할 수 있다.
상기 활물질 슬러리 공급 챔버에 의한 제2 활물질 슬러리 공급에 따라 제2 슬러리 수용부(G2) 내에 제2 활물질 슬러리가 가득 차게 되면, 제2 활물질 슬러리는 제3 다이 블록(121)과 제4 다이 블록(122)의 결합에 의해 형성되는 상부 토출구(120A)를 통해 외부로 토출된다.
상기 제4 다이 블록(122)은, 제3 다이 블록(121)의 상부에 배치되어 제3 다이 블록(121)과 결합되며, 이로써 제2 슬러리 수용부(G2)와 연통되는 상부 토출구(120A)를 형성하게 된다.
한편, 상기 제3 다이 블록(121) 및 제4 다이 블록(122)은, 금속 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 제3 다이 블록(121)과 제4 다이 블록(122)은 볼팅 결합 등에 의해 상호 간에 체결될 수 있다.
상기 제2 스페이서(123)는, 제3 다이 블록(121)과 제4 다이 블록(122) 사이에 개재되어 제3 다이 블록(121)과 제4 다이 블록(122) 사이에 간극을 형성하며, 이로써 제2 슬러리 수용부(G1)로부터 공급되는 제2 활물질 슬러리가 토출될 수 있는 공간을 형성한다.
이러한 제2 스페이서(123)는, 그 일 측에 형성된 제2 개방부(123a)를 구비하며, 이로써 제2 스페이서(123)는, 제3 다이 블록(121)과 제4 다이 블록(122) 각각의 대향면의 테두리 영역 중 일 측을 제외한 나머지 영역에만 개재된다. 또한, 상기 제3 다이 블록(121)과 제4 다이 블록(122)은, 제2 개방부(123a)가 형성된 영역에서 상호 이격되어 제2 슬러리 수용부(G2)와 연통되는 공간, 즉 상부 토출구(120A)를 형성하게 된다.
상기 제2 스페이서(123)는, 상부 토출구(120A)가 형성되는 영역을 제외하고는, 제3 다이 블록(121)과 제4 다이 블록(122) 사이의 틈새로 제2 활물질 슬러리가 누출되지 않도록 하는 가스켓으로서 기능하는 것이기 때문에, 밀봉성을 확보할 수 있도록 탄성을 갖는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 있어서, 제1 활물질 슬러리와 제2 활물질 슬러리는 그 구성성분이 동일한 활물질 슬러리일 수도 있고, 그 구성성분이 서로 다른 활물질 슬러리일 수도 있다. 상기 제1 활물질 슬러리와 제2 활물질 슬러리의 동일성 유무는, 전극 집전체상에 2개의 활물질 층을 형성함에 있어서, 서로 동일한 구성성분을 갖는 동일한 활물질을 서로 다른 층에 형성하고자 하는지, 아니면 서로 다른 구성성분을 갖는 다른 활물질을 서로 다른 층에 형성하고자 하는지에 따라서 결정될 수 있는 것이다.
다음은, 도 5를 참조하여, 하부 다이와 상부 다이 간의 상대적인 이동에 대해서 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터(100)에 있어서, 하부 다이(110)와 상부 다이(120) 간의 상대적인 이동에 의해 한 쌍의 토출구 간에 수평 방향을 따라 위치 차이가 발생된 경우를 나타내는 도면이다.
앞서 참조하였던 도 3 및 도 4와 함께 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터(100)는, 두 개의 토출구(110A, 120A)를 가져 전극 집전체 상에 두 개의 활물질 층이 형성되도록 하는 것으로서, 이러한 두 개의 토출구(110A, 120A)는 전극 활물질 슬러리의 원활한 코팅을 위해 수평 방향을 따라 서로 이격되어 전후로 배치될 수 있다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 슬롯 다이 코터(100)의 형태를 조정하기 위한 별도의 장치를 이용하거나, 작업자가 수작업을 통해 하부 다이(110) 및 상부 다이(120)의 상대적인 이동을 만들어낼 수 있다.
예를 들어, 상기 하부 다이(110)는 움직이지 않고 그대로 둔 상태로, 상부 다이(120)를 수평방향을 따라 활물질 슬러리의 토출 방향과 반대인 후방으로 일정 거리(D)만큼 이동시켜 하부 토출구(110A)와 상부 토출구(120A) 사이에 단차를 형성할 수 있다.
이와 같이 형성된 단차의 폭(D)은 대략 수마이크로미터 내지 수 밀리미터의 범위 내에서 결정될 수 있으며, 이는 전극 집전체 상에 형성되는 전극 활물질 층의 두께에 따라 결정될 수 있다.
즉, 전극 집전체 상에 형성될 전극 활물질 층의 두께가 두꺼울수록 단차의 폭(D)은 그 수치가 커지게 되고, 이로써 하부 토출구(110A)를 통해 토출된 제1 활물질 슬러리에 의해 형성된 전극 활물질 층 상에 또 다른 전극 활물질 층을 형성하는 작업이 원활하게 수행될 수 있다.
또한, 이와 같이, 하부 토출구(110A)와 상부 토출구(110B)가 서로 수평 방향을 따라 상호 이격된 위치에 배치됨에 따라, 상부 토출구(110B)에서 토출된 전극 활물질 슬러리가 단차를 이루는 면에 가로막혀 하부 토출구(110A)쪽으로 유입될 우려가 없게 되어 더욱 원활한 다층 활물질 코팅 공정이 진행될 수 있다.
한편, 도 3 내지 도 5를 함께 참조하면, 하부 다이(110)의 상면과 상부 다이(120)의 하면 각각은, 지면에 나란한 평탄부(112a, 121a)와 평탄부(112a, 121a)로부터 소정이 각도로 기울어져 연장된 경사부(112b, 121b)를 구비하며, 상호 정합되는 형태를 갖는다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터(100)는, 도 5에 도시된 바와 같이 상부 토출구(120A)가 하부 토출구(110A)보다 더 후방에 위치하는 상태에서 도 3에 도시된 바와 같이 상부 토출구(120A)와 하부 토출구(110A)가 나란히 위치하는 상태로 형태가 변환되는 경우에 있어서, 상부 토출구(120A)가 하부 토출구(110A)보다 더 전방으로 이동하는 것을 방지할 수 있다.
즉, 상기 제1 경사부(112b)와 제2 경사부(121b)는 상호간에 스토퍼로 작용하여 하부 다이(110)와 상부 다이(120)가 정합된 상태에서 상부 토출구(120A)가 하부 토출구(110A)보다 더 전방으로 전진하는 현상을 방지할 수 있는 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터(100)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 하부 다이(110)에 형성된 하부 토출구(110A)에서 토출되는 제1 활물질 슬러리(A1) 및 상부 다이(120)에 형성된 상부 토출구(120A)에서 토출되는 제2 활물질 슬러리(A2)가 순차적으로 전극 집전체(E) 상에 2개의 층을 이루며 코팅되도록 한다.
또한, 상기 슬롯 다이 코터(100)는, 하부 다이(110)와 상부 다이(120)의 상대적인 슬라이딩 운동에 의해 상부 토출구(120A)가 하부 토출구(110A)보다 상대적으로 더 후방에 위치하는 형태를 가질 수 있다. 상기 슬롯 다이 코터(100)는, 제2 활물질 슬러리(A2)가 도포되는 두께를 고려하여 각 토출구(120A, 120B) 사이에 형성되는 단차의 폭이 조절될 수 있다.
다음은, 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬롯 다이 코터(200)를 설명하기로 한다.
도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬롯 다이 코터(200)를 나타내는 수직 단면도이고, 도 7은, 도 6에 도시된 슬롯 다이 코터(200)를 이루는 각각의 다이 블록들이 상호 분해된 모습을 나타내는 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬롯 다이 코터(200)는, 하부 토출구(210A)를 구비하는 하부 다이(210) 및 상부 토출구(220A)를 구비하는 상부 다이(220)를 포함한다.
상기 하부 다이(210)는 제1 다이 블록(211), 제2 다이 블록(212) 및 제1 스페이서(미도시)를 포함하며, 제1 다이 블록(211)은 제1 슬러리 수용부(G3)를 구비한다.
상기 상부 다이(220)는, 제3 다이 블록(221), 제4 다이 블록(222) 및 제2 스페이서(미도시)를 포함하며, 제3 다이 블록(221)은 제2 슬러리 수용부(G4)를 구비한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 슬롯 다이 코터(200)는, 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터(100)와 비교하여, 제2 다이 블록(212) 및 제3 다이 블록(221)의 일부 형상에 있어서 차이가 있을 뿐, 그 밖의 구성요소들은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터(100)의 구성요소들과 실질적으로 동일하다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬롯 다이 코터(200)를 설명함에 있어서, 앞선 실시예에서와 중복되는 설명은 생략하기로 하며, 차이점이 있는 부분에 대해서만 중점적으로 설명하기로 한다.
상기 제2 다이 블록(212)은, 상부 다이(220)와 대면하게 되는 상면이 두 개의 영역으로 나누어진다. 즉, 상기 제2 다이 블록(212)의 상면은, 상대적으로 하부 토출구(210A)에 가깝게 위치하는 제1 경사부(212a) 및 제1 경사부(212a)로부터 연장되는 제1 평탄부(212b)를 포함한다.
상기 제1 평탄부(212b)는, 지면(X-Z 평면)과 나란한 방향으로 연장되며, 제1 경사부(212a)는 이러한 제1 평탄부(212b)와 대략 30도 내지 60도의 각도를 이루며 상부로 비스듬하게 경사진 형태를 갖는다.
이처럼, 제2 다이 블록(212)은, 그 상면이 지면과 나란한 평탄면 및 지면에 대해 경사진 경사면을 구비하며, 이와 대응되는 형상의 하면을 갖는 상부 다이(220)와 정합될 수 있다.
상기 제3 다이 블록(221)은, 앞서 설명한 하부 다이(210)의 상부에 위치하는 블록으로서, 그 하면이 제2 다이 블록(212)의 상면과 정합될 수 있도록 대응되는 형상을 갖는다.
즉, 상기 제3 다이 블록(221)은, 하부 다이(210)와 대면하게 되는 하면이 두 개의 영역으로 나누어진다. 즉, 상기 제3 다이 블록(221)의 하면은, 상대적으로 상부 토출구(220A)에 가깝게 위치하는 제2 경사부(221a) 및 제2 경사부(221a)로부터 연장되는 제2 평탄부(221b)를 포함한다.
상기 제2 평탄부(221b)는 지면(X-Z 평면)과 나란한 방향으로 연장되며, 제2 경사부(221a)는 이러한 제2 평탄부(221b)와 대략 30도 내지 60도의 각도를 이루며 상부로 비스듬하게 경사진 형태를 갖는다.
이처럼, 상기 제3 다이 블록(221)은, 그 하면이 지면과 나란한 평탄면 및 지면에 대해 경사진 경사면을 구비하며, 이와 대응되는 형상의 상면을 갖는 하부 다이(210)의 상면, 즉 제2 다이 블록(212)의 상면과 정합될 수 있다.
상기 제1 경사부(212a)와 제2 경사부(221a)는 상호간에 스토퍼로 작용하여 하부 다이(210)와 상부 다이(220)가 정합된 상태에서 상부 토출구(220A)가 하부 토출구(210A)보다 더 전방으로 전진하는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 슬롯 다이 코터(100, 200)는, 각각 두 개의 다이 블록으로 구성된 하부 다이와 상부 다이가 서로 독립적으로 토출구를 구비하며, 하부 다이와 상부 다이가 수평 방향을 따라 상대적인 이동을 하더라도, 하부 토출구와 상부 토출구의 형상에는 영향을 미치지 않는 구조를 갖는다.
따라서, 본 발명에 따른 슬롯 다이 코터는, 전극 집전체에 코팅되는 전극 활물질 층의 두께에 따라 하부 토출구와 상부 토출구 간의 상대적인 위치에 변경이 필요한 경우에 있어서, 하부 다이 및/또는 상부 다이의 슬라이딩 이동에 의해 간단하게 조정이 가능하며, 종래의 슬롯 다이 코터와 같이 각각의 다이 블록을 분해 및 재조립할 필요가 없게 되어 공정성이 크게 향상될 수 있다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (9)

  1. 전극 집전체 상에 전극 활물질 슬러리를 코팅시키는 슬롯 다이 코터로서,
    하부 토출구를 구비하는 하부 다이; 및
    상기 하부 다이의 상부에 배치되며 상부 토출구를 구비하는 상부 다이;
    를 포함하며,
    상기 하부 다이의 상면과 상기 상부 다이의 하면은 적어도 일부가 슬라이딩 면을 형성하도록 서로 접하며, 상기 상부 다이와 하부 다이는 어느 일 측이 상기 슬라이딩 면을 따라 슬라이딩 되어 수평방향으로 상대적인 이동이 가능하도록 설치되는 슬롯 다이 코터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 토출구는 상기 하부 토출구보다 소정 거리만큼 후방에 위치하는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하부 토출구와 상부 토출구의 토출 방향은 30도 내지 60도의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하부 다이는, 제1 다이 블록, 상기 제1 다이 블록의 상부에 위치하는 제2 다이 블록 및 상기 제1 다이 블록과 제2 다이 블록 사이에 개재되어 상기 제1 다이 블록과 제2 다이 블록 사이에 상기 하부 토출구가 형성되도록 하는 제1 스페이서를 포함하고,
    상기 상부 다이는, 제3 다이 블록, 상기 제3 다이 블록의 상부에 위치하는 제4 다이 블록 및 상기 제3 다이 블록과 제4 다이 블록 사이에 개재되어 상기 제3 다이 블록과 제4 다이 블록 사이에 상기 상부 토출구가 형성되도록 하는 제2 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 다이 블록은 제1 전극 활물질 슬러리를 수용하는 제1 슬러리 수용부를 구비하고,
    상기 제3 다이 블록은 제2 전극 활물질 슬러리를 수용하는 제2 슬러리 수용부를 구비하는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 스페이서는 그 일 측에 형성된 제1 개방부를 구비하고, 상기 제2 스페이서는 그 일 측에 형성된 제2 개방부를 구비하며,
    상기 제1 개방부는 상기 제1 슬러리 수용부와 연통되고, 상기 제2 개방부는 상기 제2 슬러리 수용부와 연통되는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제2 다이 블록은, 제1 평탄부 및 상기 제1 평탄부로부터 소정의 각도로 연장되는 제1 경사부를 구비하고,
    상기 제3 다이 블록은, 제2 평탄부 및 상기 제2 평탄부로부터 소정의 각도로 연장되는 제2 경사부를 구비하는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 평탄부와 제2 평탄부는 서로 나란한 방향으로 연장되어 상호 대면 접촉하며, 상기 제1 경사부와 제2 경사부는 서로 나란한 방향으로 연장되어 상호 대면 접촉하는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 평탄부의 상기 제1 개방부 측 단부와 상기 제2 평탄부의 상기 제2 개방부 측 단부 사이에는 소정의 단차가 형성되는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터.
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