WO2022108162A1 - 유량 분배용 가림막을 포함하는 전극 기재 건조 설비 및 방법 - Google Patents

유량 분배용 가림막을 포함하는 전극 기재 건조 설비 및 방법 Download PDF

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WO2022108162A1
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hot air
center
drying
center portion
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문영규
김경호
김동현
김영근
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Definitions

  • the present invention relates to an electrode substrate drying facility and method including a screen for distributing a flow rate of hot air.
  • the secondary battery may be used in the form of a single battery cell or in the form of a battery module in which a plurality of unit cells are electrically connected, depending on the type of external device.
  • small devices such as mobile phones can operate for a predetermined time with the output and capacity of one battery cell
  • medium or large devices such as notebook computers, portable DVDs, small PCs, electric vehicles, and hybrid electric vehicles output
  • the use of a battery module including a plurality of battery cells is required due to the problem of capacity.
  • a secondary battery is manufactured through a process of assembling a battery cell and a process of activating the battery.
  • the battery activation process is usually performed by applying the required current to the battery cell, which is a charge/discharge target, by a charging/discharging device having positive and negative contact pins.
  • 1 and 2 are profiles in which the surface temperature of an electrode substrate is measured immediately after drying after top coating and back coating, respectively, when a conventional electrode substrate drying method is applied.
  • the surface temperature of the electrode substrate is measured in the width direction (TD direction) at the time of forming the mixture layer on one surface of the electrode substrate and then drying the electrode substrate in a conventional manner.
  • the temperature of the center of the electrode substrate is about 24°C.
  • the temperature of both side parts DS and OS is about 28°C. It can be seen that the electrode substrate of FIG. 1 exhibits a difference of about 4° C. in temperature between the central portion and the side portion.
  • the surface temperature of the electrode substrate at the time of drying in a conventional manner after back coating of forming a mixture layer on one surface of the electrode substrate and drying the mixture layer on the other surface of the electrode substrate is measured in the width direction (TD direction).
  • the temperature of the center of the electrode substrate is about 40.7°C.
  • the temperature of both side parts DS and OS is 43.3°C. It can be seen that the electrode substrate of FIG. 2 shows a difference of about 3° C. in temperature between the central portion and the side portion.
  • the present invention is to solve the above problems, and to provide an electrode base drying equipment and method including a screen for distributing a hot air flow rate.
  • the present invention provides an electrode substrate drying facility.
  • the electrode substrate drying equipment according to the present invention includes a drying furnace for drying the electrode substrate transported along the transfer line; a hot air discharge unit for discharging hot air through a nozzle located at an upper portion of the drying furnace; And located on the hot air discharge line of the hot air discharge unit, it includes a screen for controlling the hot air discharged from the nozzle.
  • the shielding film is divided into a center portion and a side portion based on the width direction length of the electrode substrate, and the following condition 1 is satisfied.
  • D center means an average aperture ratio in the center region based on the width direction length of the electrode substrate
  • D side means an average opening ratio of the side portions formed on both sides of the center portion based on the width direction length of the electrode substrate.
  • the formation ratio (C:S) of the center portion (C) and the side portion (S) of the closed structure formed on both sides of the center portion is, Based on the length in the width direction, it is in the range of 15-60: 40-85.
  • the wind speed of the hot air applied to each region of the electrode substrate corresponding to the shielding film satisfies the following condition 2 .
  • WS center means the wind speed (m/s) of the hot air applied to the electrode substrate corresponding to the center region of the screen
  • WS side means the average wind speed (m/s) of the hot air applied to the electrode substrate corresponding to the side region of the shield.
  • the center portion has an open structure
  • the side portion has a closed structure
  • the center portion includes an open area and a boundary area located on both sides of the open area and formed with a plurality of through holes, and the side portion has a closed structure.
  • the center portion and the side portion each have a structure in which a plurality of through-holes are formed, and each of the through-holes formed in the center portion and the side portion satisfy condition 3 below.
  • D1 denotes an average diameter of through holes formed in the center portion
  • D2 denotes an average diameter of through holes formed in the side portion
  • the average diameter D1 of the through hole formed in the center portion is in the range of 9 to 20 mm.
  • the side portion has a structure in which the diameter of the through hole is continuously or sequentially decreased in the direction of the center portion.
  • the electrode substrate drying facility according to the present invention has an average opening ratio (D center ) of the center portion of an average of 35% or more.
  • the hot air outlet is an inlet to which the hot air is supplied; and a blowing fan for blowing the hot air supplied through the inlet.
  • the electrode substrate drying equipment according to the present invention includes a temperature sensor for measuring the surface temperature of the electrode substrate to be dried.
  • the present invention provides an electrode substrate drying method using the electrode substrate drying equipment described above.
  • the method for drying an electrode substrate according to the present invention includes drying the electrode substrate through the drying facility for the electrode substrate transferred along the transfer line.
  • the electrode substrate in the step of drying the electrode substrate, has a structure in which a mixture layer is coated on one surface of the current collector, and is performed by irradiating hot air to the surface on which the mixture layer of the current collector is coated, or the electrode substrate is a structure in which the mixture layer is coated on both sides of the current collector, and is performed by irradiating hot air to the surface coated with the mixture layer later.
  • the electrode substrate is an electrode substrate for a pouch-type secondary battery.
  • the electrode substrate drying equipment and method according to the present invention enables uniform drying in the width direction of the electrode substrate by applying a screen that distributes the hot air flow rate.
  • 1 is a profile of measuring the surface temperature of an electrode substrate immediately after drying after top coating when a conventional electrode substrate drying method is applied.
  • FIG. 2 is a profile of measuring the surface temperature of an electrode substrate immediately after drying after back coating when a conventional electrode substrate drying method is applied.
  • 3 to 5 are schematic views each showing a screen according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a profile of measuring the electrode substrate surface temperature during top coating when the electrode substrate drying method according to an embodiment of the present invention is applied.
  • 5 is a profile of measuring the electrode substrate surface temperature during back coating when the electrode substrate drying method according to an embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 6 is a profile of measuring the electrode substrate surface temperature immediately after drying after top coating in the case of applying the electrode substrate drying method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a profile of measuring the surface temperature of the electrode substrate immediately after drying after back coating in the case of applying the electrode substrate drying method according to an embodiment of the present invention.
  • “under” another part it includes not only cases where it is “directly under” another part, but also cases where another part is in between.
  • “on” may include the case of being disposed not only on the upper part but also on the lower part.
  • the present invention relates to an electrode base drying facility to which a screen for distributing a hot air flow rate is applied.
  • the electrode substrate drying method according to the present invention a drying furnace for drying the electrode substrate transferred along the transfer line; a hot air discharge unit for discharging hot air through a nozzle located at an upper portion of the drying furnace; And located on the hot air discharge line of the hot air discharge unit, it includes a screen for controlling the hot air discharged from the nozzle.
  • the shielding film is divided into a center portion and a side portion based on the width direction length of the electrode substrate, and the following condition 1 is satisfied.
  • D center means an average aperture ratio in the center region based on the width direction length of the electrode substrate
  • D side is formed on both sides of the center portion based on the width direction length of the electrode substrate. It means the average opening ratio of the side part.
  • the shield according to the present invention has a structure in which the center portion is relatively open, and the side portion forms a structure in which the side portion is relatively closed.
  • the garammak is positioned on the hot air outlet line of the hot air outlet to control the flow rate of hot air reaching the electrode substrate to be dried.
  • the drying of the side portion is faster by the flow of hot air. Due to this, the drying level of the center portion and the side portion of the electrode substrate is different, which causes a decrease in adhesion between the current collector and the mixture layer or cracks on the electrode surface due to overdrying of the side portion.
  • the hot air is controlled to be concentrated toward the center portion of the electrode substrate. Through this, when the electrode substrate drying facility according to the present invention is applied, the entire area of the electrode substrate is induced to dry at a uniform speed.
  • the screen according to the present invention is located on the hot air discharge line of the hot air discharge unit, and is disposed in the width direction (TD direction, traverse direction) of the electrode substrate to be dried.
  • the screen is divided into a center portion and side portions on both sides.
  • the formation ratio (C:S) is 15 to 55: 45 to 85 range, 20 to 50: 50 to 80 range, or 20 to 40: 60 to 80 range.
  • the above formation rate takes into account the uniform drying of the electrode substrate through the distribution of hot air. When the formation rate of the side part is excessive, the drying efficiency for the electrode substrate is lowered, and when the formation ratio of the center part is excessive, the flow rate distribution effect according to the formation of the shielding film is reduced.
  • the formation ratio of the side part is the sum of the formation areas of the side part formed on both side surfaces based on the center part. In addition, the formation ratio is divided based on the length of the region in which each region is formed. For example, the total length (TD direction) of the shielding film is 1400 mm, the length of the center part is 300 mm or 500 mm, and the side part has the same length on both sides of the center part.
  • the wind speed of the hot air applied to each region of the electrode substrate corresponding to the shielding film satisfies the following condition 2 .
  • WS center means the wind speed (m/s) of the hot air applied to the electrode substrate corresponding to the center region of the shield
  • WS side is the hot air applied to the electrode substrate corresponding to the region of the side of the shield.
  • the wind speed (WS center ) of the hot air applied to the central portion of the electrode substrate is 1.5 to 10 times higher than the wind speed (WS side ) of the hot air applied to the side portion of the electrode substrate.
  • the ratio of the wind speed defined in condition 2 is in the range of 1.5 to 8, in the range of 1.5 to 4, in the range of 3 to 8, in the range of 2 to 6, or in the range of 1.8 to 5.7.
  • the wind speed (WS center ) of the hot air applied to the central portion of the electrode substrate is 0.94 m/s
  • the hot air applied to the side portion of the electrode substrate The wind speed (WS side ) is controllable at the level of 0.20 m/s.
  • the shield has a structure in which the center portion is open and the side portion is closed. Through this, the supplied hot air is induced to be supplied to the electrode substrate via the open center portion.
  • the shield in another embodiment, includes a center portion and a side portion, the center portion includes an open area and a boundary area located on both sides of the open area and formed with a plurality of through holes, and the side portion has a closed structure.
  • the center part has an open structure
  • a boundary between the center part and the side part has a structure in which a plurality of through-holes are formed.
  • the boundary is, for example, a structure in which a plurality of holes having an average diameter in the range of 5 to 15 mm are formed.
  • the shielding film has a structure in which a plurality of through-holes are formed in the center portion and the side portion, respectively, and each of the through-holes formed in the center portion and the side portion satisfies condition 3 below.
  • D1 denotes an average diameter of through holes formed in the center portion
  • D2 denotes an average diameter of through holes formed in the side portion
  • the shielding film has a structure in which a through hole is formed on the front surface, the center part has a structure with a large diameter of the through hole, and the side part has a structure with a small diameter of the through hole.
  • the average diameter D1 of the through-holes formed in the center portion is in the range of 9 to 20 mm.
  • the center portion has a structure in which a through hole having an average diameter in the range of 9 to 20 mm, 9 to 15 mm, or 10 to 12 mm is formed, and the side portion has an average diameter of 4 to 11 mm, 5 to 10.5 mm, or 6 to 10 It is a structure in which a through hole in the range of mm is formed.
  • the shielding film has a structure in which the diameter of the through-hole is continuously or sequentially decreased in the direction of the center portion of the side portion.
  • the average opening ratio (D center ) of the center portion is 35% or more on average.
  • the average aperture ratio (D center ) of the center portion is in the range of 35 to 100% on average, in the range of 50 to 99% on average, or in the range of 50 to 75%. That the average opening ratio of the center portion is 100% means that the center portion has a completely open structure.
  • the average opening ratio (D side ) of the side portion is controlled to be 10% or more lower than the average opening ratio (D center ) of the center portion.
  • the average opening ratio (D side ) of the side portion is an average of 70% or less, an average of 50% or less, an average of 5 to 70%, or an average of 15 to 50%. When the average opening ratio of the side portion is 0%, it means that the side portion has a completely closed structure.
  • the hot air outlet is an inlet to which the hot air is supplied; and a blowing fan for blowing the hot air supplied through the inlet.
  • the hot air heated from the outside is supplied through the inlet, and the supplied hot air flows toward the electrode substrate through the blowing fan.
  • the electrode substrate drying equipment includes a temperature sensor for measuring the surface temperature of the electrode substrate to be dried.
  • the temperature sensor is for checking the dry state of the electrode substrate or temperature uniformity for each region.
  • the temperature sensor may be a contact type sensor, but a non-contact type sensor is advantageous in consideration of process efficiency and the like.
  • the temperature sensor includes a case including a thermal imaging camera and/or a processing unit for calculating the surface temperature of the electrode substrate from an image photographed by the thermal imaging camera.
  • the present invention provides a method for drying an electrode substrate using the electrode drying equipment described above.
  • the electrode substrate drying method according to the present invention includes drying the electrode substrate through the drying equipment described above with respect to the electrode substrate transferred along the transfer line.
  • the electrode substrate in the step of drying the electrode substrate, has a structure in which a mixture layer is coated on one side of the current collector, that is, a top-coated structure, and hot air is applied to the surface of the current collector coated with the mixture layer.
  • the electrode substrate has a structure in which a mixture layer is coated on both sides of the current collector, that is, a back-coated structure, and is performed by irradiating hot air to the surface coated with the mixture layer later.
  • the electrode slurry is discharged to the other surface of the current collector that has undergone top coating and drying processes to form a coating layer.
  • the electrode substrate is an electrode substrate for a pouch-type secondary battery.
  • the pouch-type secondary battery is a lithium secondary battery.
  • the electrode substrate is a positive electrode or a negative electrode substrate.
  • the shield 100 includes a center part 110 having an open structure and both side parts 121 and 122 having a closed structure.
  • the total width of the shield 100 is 1,400 mm
  • the width of the center part 110 is 300 mm
  • the width of the side parts 121 and 122 is 550 mm, respectively.
  • the hot air discharged from the hot air discharge unit is supplied to the electrode substrate through the open center unit 110 while passing through the shielding film 100 . Accordingly, it is possible to prevent a phenomenon in which the side region is first dried in the width direction of the electrode substrate.
  • the wind speed of the hot article applied to each region of the electrode substrate corresponding to the shielding film 100 shown in FIG. 3 was measured. Specifically, in FIG. 3 , measurements were made on the surface of each region of the electrode substrate corresponding to the points indicated by (A-1) to (A-3), respectively.
  • the air volume of the supplied hot air is expressed in RPM units, and the measured wind speed by location is in m/s units.
  • the wind speed of the hot air was used by TSI's Velocicalc 9565P. The measurement results are shown in Table 1 below.
  • the wind speed at the corresponding point of the center part is 0.94 m/s, which is about 4.7 times the wind speed of 0.20 m/s at the corresponding point of the side part.
  • the shield 200 includes a center portion 210 having a partially open structure and both side portions 221 and 222 having a closed structure. It has a structure in which the boundary portions 211 and 212 in which holes are formed are formed.
  • the overall width of the shield 200 is 1,400 mm, the width of the center portion 210 is 500 mm, and the width of the side portions 221 and 222 is 450 mm, respectively.
  • the width of the fully open region is 300 mm
  • the width of the partially open boundary portions 211 and 212 in which the through hole is formed is about 100 mm, respectively.
  • the hot air discharged from the hot air discharge unit is supplied to the electrode substrate through the center unit 210 while passing through the shielding film 200 .
  • the wind speed of the hot article applied to each region of the electrode substrate corresponding to the shielding film 200 shown in FIG. 4 was measured. Specifically, in FIG. 4 , measurements were made on the surface of each region of the electrode substrate corresponding to the points indicated by (B-1) to (B-3), respectively.
  • the air volume of the supplied hot air is expressed in RPM units, and the measured wind speed by location is in m/s units.
  • the wind speed of the hot air was used by TSI's Velocicalc 9565P. The measurement results are shown in Table 2 below.
  • the wind speed at the corresponding point of the center part is 1.90 m/s, which is about 6.7 times the wind speed of 0.29 m/s at the corresponding point of the side part.
  • the results of Table 2 show that, by forming a perforated hole area on the side of the center part, the wind speed of the hot wind as a whole is increased, and the wind speed difference between the center part and the side part also increases.
  • the shielding film 300 includes a center portion in which a larger diameter through hole is formed and both side portions in which a smaller diameter through hole is formed.
  • the overall width of the mask 300 is 1,400 mm.
  • the diameter of the through hole formed at the center of the center part is 12 mm, and the diameter of the through hole formed at the end of the side part is about 6 mm.
  • the through-holes are sequentially decreased from the center of the center portion toward both side portions.
  • the wind speed of the hot product applied to each region of the electrode substrate corresponding to the screen shown in FIG. 5 was measured. Specifically, in FIG. 5 , measurements were made on the surface of each region of the electrode substrate corresponding to the points indicated by (C-1) to (C-7), respectively.
  • the air volume of the supplied hot air is expressed in RPM units, and the measured wind speed by location is in m/s units.
  • the wind speed of the hot air was used by TSI's Velocicalc 9565P. The measurement results are shown in Table 3 below.
  • (C-1) is an area in which a through hole having a diameter of 6 mm is formed
  • (C-2) is an area in which a through hole having a diameter of 7 mm is formed
  • (C-3) is an area in which a through hole having a diameter of 8 mm is formed.
  • C-4 is a region in which a through-hole having a diameter of 9 mm is formed
  • C-5) is a region in which a through-hole having a diameter of 10.5 mm is formed
  • C-6 is A region in which a through hole having a diameter of 11 mm is formed
  • C-7) is a region in which a through hole having a diameter of 12 mm is formed.
  • 6 and 7 are profiles of measuring the electrode substrate surface temperature immediately after drying after top coating and back coating, respectively, when the electrode substrate drying method according to one embodiment of the present invention is applied.
  • the surface temperature of the electrode substrate was measured in the width direction (TD direction) at the time of drying process by applying the shielding film shown in FIG. will be.
  • the average temperature of the center of the electrode substrate is 28.5°C.
  • the average temperature of the left side part DS is 29.3°C
  • the average temperature of the right side part OS is 30.2°C. It can be seen that, in the electrode substrate of FIG. 6, the temperature of the central portion and the side portion exhibits a difference of 0.8 to 1.7°C.
  • the surface temperature of the electrode substrate was measured in the width direction (TD direction) when the electrode substrate was subjected to a drying process by applying the shielding film shown in FIG. 4 after back coating.
  • the temperature of the center of the electrode substrate is about 45.1°C.
  • the average temperature of the left side part DS is 45.6°C
  • the average temperature of the right side part OS is 45.9°C. It can be seen that the temperature difference between the central portion and the side portion of the electrode substrate of FIG. 7 is 0.8° C. or less.

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Abstract

본 기술은 열풍의 유량을 분배하는 가림막을 포함하는 전극 기재 건조 설비 및 방법에 관한 것으로, 전극 기재의 폭 방향으로 균일한 건조가 가능하다.

Description

유량 분배용 가림막을 포함하는 전극 기재 건조 설비 및 방법
본 출원은 2020.11.18.자 한국 특허 출원 제10-2020-0154531호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 열풍의 유량을 분배하는 가림막을 포함하는 전극 기재 건조 설비 및 방법에 관한 것이다.
최근, 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라, 에너지원으로서 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있다.
이차전지는 외부기기의 종류에 따라, 단일 전지셀의 형태로 사용되기도 하고, 또는 다수의 단위전지들을 전기적으로 연결한 전지모듈의 형태로 사용되기도 한다. 예를 들면, 휴대폰과 같은 소형 디바이스는 전지셀 1개의 출력과 용량으로 소정 시간 동안 작동이 가능한 반면에, 노트북 컴퓨터, 휴대용 DVD, 소형 PC, 전기 자동차, 하이브리드 전기자동차 등과 같은 중형 또는 대형 디바이스는 출력 및 용량의 문제로 다수의 전지셀들을 포함하는 전지모듈의 사용이 요구된다.
한편, 이차전지는 전지셀을 조립하는 과정과 전지를 활성화하는 공정을 거쳐 제조된다. 이때, 전지 활성화 공정은 통상 양극, 음극 접점핀을 보유한 충방전용 장치가 충방전 대상인 전지셀에 필요 전류를 인가함으로써 이루어지게 된다
도 1 및 2는 각각 종래의 전극 기재 건조 방법을 적용한 경우에 탑 코팅 및 백 코팅 후 건조 직후 전극 기재 표면 온도를 측정한 프로파일이다.
도 1을 참조하면, 전극 기재의 일면에 합재층을 형성한 후, 종래의 방식으로 건조 과정을 거친 시점에서 전극 기재의 표면 온도를 폭 방향(TD 방향)으로 측정한 것이다. 도 1에서 전극 기재의 중심부(center)의 온도는 약 24℃ 수준이다. 이에 대해 양 사이드부(DS, OS)의 온도는 약 28℃ 수준이다. 도 1의 전극 기재는 중심부와 사이드 부의 온도가 약 4℃ 차이를 보이는 것을 알 수 있다.
또한, 도 2를 참조하면, 전극 기재의 일면에 합재층을 형성하고 건조 후 다시 전극 기재의 다른 일면에 합재층을 형성하는 백 코팅 후 종래의 방식으로 건조 과정을 거친 시점에서 전극 기재의 표면 온도를 폭 방향(TD 방향)으로 측정한 것이다. 도 2에서 전극 기재의 중심부(center)의 온도는 약 40.7℃ 수준이다. 이에 대해 양 사이드부(DS, OS)의 온도는 43.3℃ 수준이다. 도 2의 전극 기재는 중심부와 사이드 부의 온도가 약 3℃ 차이를 보이는 것을 알 수 있다.
도 1 및 2에서 확인한 바와 같이, 종래의 방식으로 전극 기재를 건조할 경우에는, 전극 기재의 폭 방향으로 최소 2℃ 이상, 최대 6℃ 수준의 온도 차이가 발생한다. 이러한 온도 차이는, 전극 기재의 사이드부 과건조로 인해 집전체와 합재층 사이의 접착력 감소 내지 전극 표면의 크랙을 유발하는 원인이 된다.
따라서, 전극 기재의 건조 과정에서, 종래의 설비를 과도하게 변경하지 않으면서도 균일한 건조가 가능한 기술에 대한 개발 필요성이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 열풍 유량을 분배하는 가림막을 포함하는 전극 기재 건조 설비 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 전극 기재 건조 설비를 제공한다. 하나의 예에서, 본 발명에 따른 전극 기재 건조 설비는, 이송 라인을 따라 이송하는 전극 기재를 건조하는 건조로; 상기 건조로의 상부에 위치하는 노즐을 통해 열풍을 배출하는 열풍 배출부; 및 상기 열풍 배출부의 열풍 배출 라인 상에 위치하되, 노즐로부터 배출되는 열풍을 제어하는 가림막을 포함한다. 또한, 상기 가림막은, 전극 기재의 폭 방향 길이를 기준으로, 센터부와 사이드부로 구분되되, 하기 조건 1을 만족한다.
[조건 1]
Dcenter > 1.3xDside
상기 조건 1에서,
Dcenter는, 전극 기재의 폭 방향 길이를 기준으로, 센터부 영역에서의 평균 개구율을 의미하고,
Dside는, 전극 기재의 폭 방향 길이를 기준으로, 센터부의 양 측면에 형성된 사이드부의 평균 개구율을 의미한다.
하나의 예에서, 본 발명에 따른 전극 기재 건조 설비에서, 센터부(C) 및 상기 센터부의 양 측면에 형성된 폐쇄된 구조의 사이드부(S)의 형성 비율(C:S)은, 전극 기재의 폭 방향 길이를 기준으로, 15~60 : 40~85 범위이다.
또 다른 하나의 예에서, 본 발명에 따른 전극 기재 건조 설비에서, 가림막에 대응되는 전극 기재의 각 영역별로 가해지는 열풍의 풍속은 하기 조건 2를 만족한다.
[조건 2]
1.5 ≤ (WScenter) / (WSside) ≤ 10
상기 조건 2에서,
WScenter는 가림막의 센터부 영역에 대응되는 전극 기재에 가해지는 열풍의 풍속(m/s)을 의미하고,
WSside는 가림막의 사이드부 영역에 대응되는 전극 기재에 가해지는 열풍의 평균 풍속(m/s)을 의미한다.
하나의 예에서, 상기 센터부는 개방된 구조이고, 사이드부는 폐쇄된 구조이다.
또 다른 하나의 예에서, 상기 센터부는, 개방 영역 및 상기 개방 영역의 양 측면에 위치하고 다수의 관통 홀이 형성된 경계 영역을 포함하고, 사이드부는 폐쇄된 구조이다.
또 다른 하나의 예에서, 상기 센터부 및 사이드부는 각각 다수의 관통 홀이 형성된 구조이고, 센터부 및 사이드부에 형성된 각 관통 홀은 하기 조건 3을 만족한다.
[조건 3]
4 ≤ D1/D2≤ 20
상기 조건 3에서, D1은 센터부에 형성된 관통 홀의 평균 직경을 의미하고, D2는 사이드부에 형성된 관통 홀의 평균 직경을 의미한다.
구체적인 예에서, 상기 센터부에 형성된 관통 홀의 평균 직경(D1)은 9 내지 20 mm 범위이다.
구체적인 예에서, 상기 사이드부에 센터부 방향으로 관통 홀의 직경이 연속적 또는 순차적으로 감소하는 구조이다.
하나의 예에서, 본 발명에 따른 이상인 전극 기재 건조 설비는, 센터부의 평균 개구율(Dcenter)이 평균 35% 이상이다.
하나의 예에서, 상기 열풍 배출부는 열풍이 공급되는 인렛; 및 상기 인렛을 통해 공급된 열풍을 송풍하는 송풍팬을 포함한다.
또 다른 하나의 예에서, 본 발명에 따른 전극 기재 건조 설비는 건조 대상이 되는 전극 기재의 표면 온도를 측정하는 온도 센서를 포함한다.
또한, 본 발명은 앞서 설명한 전극 기재 건조 설비를 이용한 전극 기재 건조 방법을 제공한다. 하나의 예에서, 본 발명에 따른 전극 기재 건조 방법은, 이송 라인을 따라 이송하는 전극 기재에 대하여, 상기 건조 설비를 통해 전극 기재를 건조하는 단계를 포함한다.
구체적인 예에서, 상기 전극 기재를 건조하는 단계에서는, 상기 전극 기재는 집전체의 일면에 합재층이 코팅된 구조이고, 집전체의 합재층이 코팅된 면으로 열풍을 조사하여 수행하거나, 상기 전극 기재는 집전체의 양면에 합재층이 코팅된 구조이고, 나중에 합재층이 코팅된 면으로 열풍을 조사하여 수행한다.
구체적인 예에서, 상기 전극 기재는 파우치형 이차전지용 전극 기재이다.
본 발명에 따른 전극 기재 건조 설비 및 방법은, 열풍 유량을 분배하는 가림막을 적용함으로써, 전극 기재의 폭 방향으로 균일한 건조가 가능하다.
도 1은 종래의 전극 기재 건조 방법을 적용한 경우에 탑 코팅 후 건조 직후 전극 기재 표면 온도를 측정한 프로파일이다.
도 2는 종래의 전극 기재 건조 방법을 적용한 경우에 백 코팅 후 건조 직후 전극 기재 표면 온도를 측정한 프로파일이다.
도 3 내지 5는 각각 본 발명의 하나의 실시예에 따른 가림막을 도시한 모식도들이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 기재 건조 방법을 적용한 경우에 탑 코팅 시 전극 기재 표면 온도를 측정한 프로파일이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 기재 건조 방법을 적용한 경우에 백 코팅 시 전극 기재 표면 온도를 측정한 프로파일이다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 기재 건조 방법을 적용한 경우에 탑 코팅 후 건조 직후 전극 기재 표면 온도를 측정한 프로파일이다.
도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 기재 건조 방법을 적용한 경우에 백 코팅 후 건조 직후 전극 기재 표면 온도를 측정한 프로파일이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은 열풍 유량을 분배하는 가림막이 적용된 전극 기재 건조 설비에 관한 것이다. 하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 전극 기재 건조 방법은, 이송 라인을 따라 이송하는 전극 기재를 건조하는 건조로; 상기 건조로의 상부에 위치하는 노즐을 통해 열풍을 배출하는 열풍 배출부; 및 상기 열풍 배출부의 열풍 배출 라인 상에 위치하되, 노즐로부터 배출되는 열풍을 제어하는 가림막을 포함한다. 또한, 상기 가림막은, 전극 기재의 폭 방향 길이를 기준으로, 센터부와 사이드부로 구분되되, 하기 조건 1을 만족한다.
[조건 1]
Dcenter > 1.3xDside
상기 조건 1에서, Dcenter는, 전극 기재의 폭 방향 길이를 기준으로, 센터부 영역에서의 평균 개구율을 의미하고, Dside는, 전극 기재의 폭 방향 길이를 기준으로, 센터부의 양 측면에 형성된 사이드부의 평균 개구율을 의미한다.
본 발명에 따른 가림막은 센터부는 상대적으로 개방된 구조이고, 사이드부는 상대적으로 폐쇄된 구조를 형성한다. 상기 가람막을 열풍 배출부의 열풍 배출 라인 상에 위치시켜 건조 대상이 되는 전극 기재에 도달하는 열풍의 유량을 제어하게 된다. 통상적으로 건조로를 이용하여 전극 기재를 건조하는 과정에서, 열풍의 흐름에 의해 사이드부의 건조가 더 빠르게 진행된다. 이로 인해 전극 기재의 센터부와 사이드부의 건조 수준이 차이나게 되고, 이는 사이드부의 과건조로 인해 집전체와 합재층 사이의 접착력 감소 내지 전극 표면의 크랙이 유발된다. 본 발명에서는, 앞서 설명한 가림막을 적용함으로써, 열풍이 전극 기재의 센터부 쪽으로 집중되도록 제어한다. 이를 통해, 본 발명에 따른 전극 기재 건조 설비를 적용하면, 전극 기재 전체 영역이 균일한 속도로 건조되도록 유도하게 된다.
본 발명에 따른 가림막은 열풍 배출부의 열풍 배출 라인 상에 위치하되, 건조 대상이 되는 전극 기재의 폭 방향(TD 방향, Traverse Direction)으로 배치된다. 상기 가림막은 센터부와 양측 사이드부로 구분된다. 하나의 실시예에서, 센터부(C) 및 상기 센터부의 양 측면에 형성된 폐쇄된 구조의 사이드부(S)의 형성 비율(C:S)은, 전극 기재의 폭 방향 길이를 기준으로, 15~60 : 40~85 범위이다. 구체적으로, 상기 형성 비율(C:S)는, 15~55 : 45~85 범위, 20~50 : 50~80 범위 또는 20~40 : 60~80 범위이다. 상기 형성 비율은 열풍의 분배를 통해 전극 기재의 균등한 건조를 고려한 것이다. 사이드부의 형성 비율이 과도하면 전극 기재에 대한 건조 효율이 저하되고, 센터부의 형성 비율이 과도하면 가림막 형성에 따른 유량 분배 효과가 저감된다.
상기 사이드부의 형성 비율은, 센터부를 기준으로 양 측면에 형성된 사이드부의 형성 영역을 합산한 것이다. 또한, 상기 형성 비율은 각 영역이 형성된 영역의 길이를 기준으로 구분한 것이다. 예를 들어, 상기 가림막의 전체 길이(TD 방향)는 1400 mm이고, 상기 센터부의 형성 길이는 300 mm 또는 500 mm이고, 사이드부는 상기 센터부의 양 측면에 동등 길이로 형성된 구조이다.
하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 전극 기재 건조 설비에서, 상기 가림막에 대응되는 전극 기재의 각 영역별로 가해지는 열풍의 풍속은 하기 조건 2를 만족한다.
[조건 2]
1.5 ≤ (WScenter) / (WSside) ≤ 10
상기 조건 2에서, WScenter는 가림막의 센터부 영역에 대응되는 전극 기재에 가해지는 열풍의 풍속(m/s)을 의미하고, WSside는 가림막의 사이드부 영역에 대응되는 전극 기재에 가해지는 열풍의 평균 풍속(m/s)을 의미한다.
본 발명에서는 앞서 설명한 가림막을 적용함으로써, 전극 기재의 중앙 부위에 가해지는 열풍의 풍속(WScenter)이 전극 기재의 사이드부에 가해지는 열풍의 풍속(WSside) 보다 1.5 내지 10 배 높도록 제어하게 된다. 구체적으로, 상기 조건 2에서 정의되는 풍속의 비율은, 1.5 내지 8 범위, 1.5 내지 4 범위, 3 내지 8 범위, 2 내지 6 범위, 또는 1.8 내지 5.7 범위이다. 예를 들어, 열풍 배출부에서 1,000 rpm 조건에서 열풍이 배출되는 경우, 전극 기재의 중앙 부위에 가해지는 열풍의 풍속(WScenter)은 0.94 m/s이고, 전극 기재의 사이드부에 가해지는 열풍의 풍속(WSside)은 0.20 m/s 수준으로 제어 가능하다.
하나의 실시예에서, 상기 가림막은 센터부는 개방된 구조이고, 사이드부는 폐쇄된 구조이다. 이를 통해, 공급된 열풍은 개방된 센터부를 경유하여 전극 기재에 공급되도록 유도하게 된다.
또 다른 하나의 실시예에서, 상기 가림막은 센터부 및 사이드부를 포함하되, 센터부는 개방 영역 및 상기 개방 영역의 양 측면에 위치하고 다수의 관통 홀이 형성된 경계 영역을 포함하고, 사이드부는 폐쇄된 구조이다. 이는 상기 센터부는 개방된 구조이되, 센터부와 사이드부 사이의 경계는 다수의 관통 홀이 형성된 영역이 형성된 구조이다. 상기 경계는, 예를 들어, 평균 직경 5 내지 15 mm 범위이 홀이 다수에 형성된 구조이다.
또 다른 하나의 실시예에서, 상기 가림막은, 센터부 및 사이드부는 각각 다수의 관통 홀이 형성된 구조이고, 센터부 및 사이드부에 형성된 각 관통 홀은 하기 조건 3을 만족한다.
[조건 3]
4 ≤ D1/D2≤ 20
상기 조건 3에서, D1은 센터부에 형성된 관통 홀의 평균 직경을 의미하고, D2는 사이드부에 형성된 관통 홀의 평균 직경을 의미한다.
이러한 가림막은 전면에 관통 홀이 형성된 구조이되, 센터부 쪽은 관통 홀의 직경이 큰 구조이고, 사이드부 쪽은 관통 홀의 직경이 작은 구조이다. 구체적인 실시예에서, 센터부에 형성된 관통 홀의 평균 직경(D1)은 9 내지 20 mm 범위이다. 예를 들어, 센터부는 평균 직경이 9 내지 20 mm, 9 내지 15 mm 또는 10 내지 12 mm 범위의 관통 홀이 형성된 구조이고, 사이드부는 평균 직경이 4 내지 11 mm, 5 내지 10.5 mm 또는 6 내지 10 mm 범위의 관통 홀이 형성된 구조이다.
또 다른 구체적인 실시예에서, 상기 가림막은 사이드부에 센터부 방향으로 관통 홀의 직경이 연속적 또는 순차적으로 감소하는 구조이다. 이를 통해, 공급된 열풍이 가림막을 경유하면서 센터부로는 다량의 열풍이 투과되고, 사이드부는 상대적으로 소량의 열풍이 투과되도록 유도하게 된다. 더불어, 가림막 형성에 다른 센터부와 사이드부 사이에 열풍 유량이 급격히 변화되는 것을 방지할 수 있다.
하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 전극 기재 건조 설비는, 센터부의 평균 개구율(Dcenter)이 평균 35% 이상이다. 구체적으로, 상기 센터부의 평균 개구율(Dcenter)은 평균 35 내지 100% 범위, 평균 50 내지 99% 범위, 또는 50 내지 75% 범위이다. 센터부의 평균 개구율이 100% 라는 것은, 센터부가 완전히 개방된 구조인 경우를 의미한다. 나아가, 사이드부의 평균 개구율(Dside)은 센터부의 평균 개구율(Dcenter) 보다 10% 이상 낮게 제어한다. 구체적으로, 상기 사이드부의 평균 개구율(Dside)은 평균 70% 이하, 평균 50% 이하, 평균 5 내지 70% 범위, 또는 평균 15 내지 50% 범위이다. 사이드부의 평균 개구율이 0% 라는 것은, 사이드부가 완전히 폐쇄된 구조인 경우를 의미한다.
하나의 실시예에서, 상기 열풍 배출부는 열풍이 공급되는 인렛; 및 상기 인렛을 통해 공급된 열풍을 송풍하는 송풍팬을 포함한다. 외부에서 가열된 열풍이 인렛을 통해 공급되고, 공급된 열풍은 송풍팬을 통해 전극 기재 쪽으로 유동하게 된다.
또 다른 하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 전극 기재 건조 설비는, 건조 대상이 되는 전극 기재의 표면 온도를 측정하는 온도 센서를 포함한다. 상기 온도 센서는 전극 기재의 건조 상태 내지 영역별 온도 균일성 등을 확인하기 위한 것이다. 상기 온도 센서는 접촉식 센서도 가능하나, 공정 효율 등을 고려하여 비접촉식 센서가 유리하다. 예를 들어, 상기 온도 센서는 열화상 카메라 및/또는 상기 열화상 카메라로 촬영된 이미지로부터 전극 기재의 표면 온도를 산출하는 처리부를 포함하는 경우도 포함한다.
또한, 본 발명은 앞서 설명한 전극 건조 설비를 이용한 전극 기재 건조 방법을 제공한다. 하나의 실시예에서, 본 발명에 따른 전극 기재 건조 방법은, 이송 라인을 따라 이송하는 전극 기재에 대하여, 앞서 설명한 건조 설비를 통해 전극 기재를 건조하는 단계를 포함한다.
하나의 실시예에서, 상기 전극 기재를 건조하는 단계에서는, 상기 전극 기재는 집전체의 일면에 합재층이 코팅된 구조, 즉 탑 코팅된 구조이고, 집전체의 합재층이 코팅된 면으로 열풍을 조사하여 수행한다. 혹은, 상기 전극 기재는 집전체의 양면에 합재층이 코팅된 구조, 즉 백 코팅된 구조이고, 나중에 합재층이 코팅된 면으로 열풍을 조사하여 수행한다. 예를 들어, 상기 전극 기재가 백 코팅된 구조인 경우는, 탑 코팅 및 건조 과정을 거친 집전체의 타면에 전극 슬러리가 토출되어 코팅층을 형성한 경우일 수 있다.
구체적인 하나의 실시예에서, 상기 전극 기재는 파우치형 이차전지용 전극 기재이다. 예를 들어, 상기 파우치형 이차전지는 리튬 이차전지이다. 또한, 상기 전극 기재는 양극 또는 음극 기재이다.
이하, 도면 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 본 명세서에 기재된 도면에 기재된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
[제1 실시 형태]
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 가림막을 도시한 모식도들이다. 도 3을 참조하면, 가림막(100)은 개방된 구조의 센터부(110)와 폐쇄된 구조의 양쪽 사이드부(121, 122)를 포함한다. 가림막(100)의 전체 폭은 1,400 mm이고, 센터부(110)의 폭은 300 mm, 그리고 양측 사이드부(121, 122)의 폭은 각각 550 mm 수준이다. 열풍 배출부에서 배출된 열풍은, 상기 가림막(100)을 경유하면서, 개방된 센터부(110)를 통해 전극 기재로 공급된다. 따라서, 전극 기재의 폭 방향으로 사이드 영역이 먼저 건조되는 현상을 방지할 수 있다.
도 3에 도시된 가림막(100)에 대응되는 전극 기재의 각 영역별로 가해지는 열품의 풍속을 측정하였다. 구체적으로, 도 3에서, 각각 (A-1) 내지 (A-3)로 표시된 지점에 대응되는 전극 기재의 각 영역의 표면에서 측정하였다. 공급되는 열풍의 풍량은 RPM 단위로 표시하였고, 측정된 위치별 풍속은 m/s 단위이다. 열풍의 풍속은 TSI 사의 Velocicalc 9565P 제품을 사용하였다. 측정 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
풍량(RPM) 측정 위치별 풍속(m/s)
(A-1) (A-2) (A-3)
550 0.40 1.00 0.20
1,000 0.94 2.54 0.20
1,500 1.12 3.80 0.20
표 1을 참조하면, 1,000 RPM 조건에서, 센터부 대응지점의 풍속은 0.94 m/s이고, 이는 사이드부 대응지점의 풍속 0.20 m/s의 약 4.7 배 수준이다.
[제2 실시 형태]
도 4는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 가림막을 도시한 모식도들이다. 도 4를 참조하면, 가림막(200)은 부분 개방된 구조의 센터부(210)와 폐쇄된 구조의 양쪽 사이드부(221, 222)를 포함하되, 센터부(210)의 양측 측면에는 다수의 관통 홀이 형성된 경계부(211, 212)가 형성된 구조이다. 가림막(200)의 전체 폭은 1,400 mm이고, 센터부(210)의 폭은 500 mm, 그리고 양측 사이드부(221, 222)의 폭은 각각 450 mm 수준이다. 또한, 센터부(210)는 완전 개방된 영역의 폭이 300 mm이고, 관통 홀이 형성된 부분 개방된 경계부(211, 212)의 폭이 각각 100 mm 수준이다. 열풍 배출부에서 배출된 열풍은, 상기 가림막(200)을 경유하면서, 센터부(210)를 통해 전극 기재로 공급된다.
도 4에 도시된 가림막(200)에 대응되는 전극 기재의 각 영역별로 가해지는 열품의 풍속을 측정하였다. 구체적으로, 도 4에서, 각각 (B-1) 내지 (B-3)로 표시된 지점에 대응되는 전극 기재의 각 영역의 표면에서 측정하였다. 공급되는 열풍의 풍량은 RPM 단위로 표시하였고, 측정된 위치별 풍속은 m/s 단위이다. 열풍의 풍속은 TSI 사의 Velocicalc 9565P 제품을 사용하였다. 측정 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
풍량(RPM) 측정 위치별 풍속(m/s)
(B-1) (B-2) (B-3)
550 1.13 0.59 0.20
1,000 1.90 0.66 0.29
1,500 3.10 1.10 0.63
표 2를 참조하면, 1,000 RPM 조건에서, 센터부 대응지점의 풍속은 1.90 m/s이고, 이는 사이드부 대응지점의 풍속 0.29 m/s의 약 6.7 배 수준이다. 표 2의 결과는 표 1의 결과와 대비하면, 센터부 측면에 타공 홀 영역을 형성함으로써, 전체적으로 열풍의 풍속이 증가하였고, 센터부와 사이드부 사이의 풍속 차이도 증가하는 것을 알 수 있다.
[제3 실시 형태]
도 5는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 가림막을 도시한 모식도들이다. 도 5를 참조하면, 가림막(300)은 보다 큰 직경의 관통 홀이 형성된 센터부와 보다 작은 직경의 관통 홀이 형성된 양쪽 사이드부를 포함한다. 가림막(300)의 전체 폭은 1,400 mm이다. 센터부 중앙에 형성된 관통 홀의 직경은 12 mm이고, 사이드부 끝단에 형성된 관통 홀의 직경은 6 mm 수준이다. 도 5에서는, 센터부의 중앙에서부터 양쪽 사이드부 방향으로 관통 홀이 순차적으로 감소되도록 형성된다.
도 5에 도시된 가림막에 대응되는 전극 기재의 각 영역별로 가해지는 열품의 풍속을 측정하였다. 구체적으로, 도 5에서, 각각 (C-1) 내지 (C-7)으로 표시된 지점에 대응되는 전극 기재의 각 영역의 표면에서 측정하였다. 공급되는 열풍의 풍량은 RPM 단위로 표시하였고, 측정된 위치별 풍속은 m/s 단위이다. 열풍의 풍속은 TSI 사의 Velocicalc 9565P 제품을 사용하였다. 측정 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
풍량(RPM) 측정 위치별 풍속(m/s)
(C-1) (C-2) (C-3) (C-4) (C-5) (C-6) (C-7)
550 0.30 0.36 0.33 0.46 0.48 0.52 0.57
1,000 0.73 0.83 1.06 1.20 0.84 1.32 1.60
표 3에서, (C-1)은 직경이 6 mm인 관통 홀이 형성된 영역이고, (C-2)는 직경이 7 mm인 관통 홀이 형성된 영역이고, (C-3)는 직경이 8 mm인 관통 홀이 형성된 영역이고, (C-4)는 직경이 9 mm인 관통 홀이 형성된 영역이고, (C-5)는 직경이 10.5 mm인 관통 홀이 형성된 영역이고, (C-6)는 직경이 11 mm인 관통 홀이 형성된 영역이고, (C-7)은 직경이 12 mm인 관통 홀이 형성된 영역이다.
표 3을 참조하면, 1,000 RPM 조건에서, 사이드부 대응지점(C-1)에서 센터부 대응지점 (C-7) 방향으로 풍속이 순차적으로 증가함을 알 수 있다. 다만, (C-5) 지점에서 풍속이 다소 감소하나, 이는 건조로 내부의 와류 등의 영향인 것을 판단된다.
[제4 실시 형태]
도 6 및 7은 각각 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전극 기재 건조 방법을 적용한 경우에 탑 코팅 및 백 코팅 후 건조 직후 전극 기재 표면 온도를 측정한 프로파일이다.
도 6을 참조하면, 전극 기재의 일면에 합재층을 형성하는 탑 코팅 후, 도 4에 도시된 가림막을 적용하여 건조 과정을 거친 시점에서 전극 기재의 표면 온도를 폭 방향(TD 방향)으로 측정한 것이다. 도 6에서 전극 기재의 중심부(center)의 평균 온도는 28.5℃ 수준이다. 이에 대해 좌측 사이드부(DS)의 평균 온도는 29.3℃이고, 우측 사이드부(OS)의 평균 온도는 30.2℃이다. 도 6의 전극 기재는 중심부와 사이드 부의 온도가 0.8~1.7℃ 차이를 보이는 것을 알 수 있다.
또한, 도 7을 참조하면, 전극 기재에 백 코팅 후, 도 4에 도시된 가림막을 적용하여 건조 과정을 거친 시점에서 전극 기재의 표면 온도를 폭 방향(TD 방향)으로 측정한 것이다. 도 7에서 전극 기재의 중심부(center)의 온도는 약 45.1℃이다. 이에 대해 좌측 사이드부(DS)의 평균 온도는 45.6℃이고, 우측 사이드부(OS)의 평균 온도는 45.9℃이다. 도 7의 전극 기재는 중심부와 사이드 부의 온도 차이는 0.8℃ 이하임을 알 수 있다.
도 6 및 7을 통해, 본 발명에 따른 건조 방식을 적용하면, 전극 기재의 폭 방향 온도가 매우 균등한 수준으로 제어됨을 알 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
[부호의 설명]
100, 200, 300: 가림막
110, 210: 센터부
211, 212: 경계부
121, 131, 221, 222: 사이드부
(A-1), (A-2), (A-3), (B-1), (B-2), (B-3), (C-1), (C-2), (C-3), (C-4), (C-5), (C-6), (C-7): 열풍 속도 측정 지점

Claims (14)

  1. 이송 라인을 따라 이송하는 전극 기재를 건조하는 건조로;
    상기 건조로의 상부에 위치하는 노즐을 통해 열풍을 배출하는 열풍 배출부; 및
    상기 열풍 배출부의 열풍 배출 라인 상에 위치하되, 노즐로부터 배출되는 열풍을 제어하는 가림막을 포함하고,
    상기 가림막은, 전극 기재의 폭 방향 길이를 기준으로, 센터부와 사이드부로 구분되되, 하기 조건 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 전극 기재 건조 설비:
    [조건 1]
    Dcenter > 1.3xDside
    상기 조건 1에서,
    Dcenter는, 전극 기재의 폭 방향 길이를 기준으로, 센터부 영역에서의 평균 개구율을 의미하고,
    Dside는, 전극 기재의 폭 방향 길이를 기준으로, 센터부의 양 측면에 형성된 사이드부의 평균 개구율을 의미한다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    센터부(C) 및 상기 센터부의 양 측면에 형성된 폐쇄된 구조의 사이드부(S)의 형성 비율(C:S)은, 전극 기재의 폭 방향 길이를 기준으로, 15~60 : 40~85 범위인 전극 기재 건조 설비.
  3. 제 1 항에 있어서,
    가림막에 대응되는 전극 기재의 각 영역별로 가해지는 열풍의 풍속은 하기 조건 2를 만족하는 전극 기재 건조 설비:
    [조건 2]
    1.5 ≤(WScenter) / (WSside) ≤ 10
    상기 조건 2에서,
    WScenter는 가림막의 센터부 영역에 대응되는 전극 기재에 가해지는 열풍의 풍속(m/s)을 의미하고,
    WSside는 가림막의 사이드부 영역에 대응되는 전극 기재에 가해지는 열풍의 평균 풍속(m/s)을 의미한다.
  4. 제 1 항에 있어서,
    센터부는 개방된 구조이고, 사이드부는 폐쇄된 구조인 전극 기재 건조 설비.
  5. 제 1 항에 있어서,
    센터부는, 개방 영역 및 상기 개방 영역의 양 측면에 위치하고 다수의 관통 홀이 형성된 경계 영역을 포함하고,
    사이드부는 폐쇄된 구조인 전극 기재 건조 설비.
  6. 제 1 항에 있어서,
    센터부 및 사이드부는 각각 다수의 관통 홀이 형성된 구조이고,
    센터부 및 사이드부에 형성된 각 관통 홀은 하기 조건 3을 만족하는 전극 기재 건조 설비:
    [조건 3]
    4 ≤ D1/D2 ≤ 20
    상기 조건 3에서,
    D1은 센터부에 형성된 관통 홀의 평균 직경을 의미하고,
    D2는 사이드부에 형성된 관통 홀의 평균 직경을 의미한다.
  7. 제 6 항에 있어서,
    센터부에 형성된 관통 홀의 평균 직경(D1)은 9 내지 20 mm 범위인 전극 기재 건조 설비.
  8. 제 6 항에 있어서,
    사이드부에 센터부 방향으로 관통 홀의 직경이 연속적 또는 순차적으로 감소하는 구조인 전극 기재 건조 설비.
  9. 제 1 항에 있어서,
    센터부의 평균 개구율(Dcenter)이 평균 35% 이상인 전극 기재 건조 설비.
  10. 제 1 항에 있어서,
    열풍 배출부는 열풍이 공급되는 인렛; 및 상기 인렛을 통해 공급된 열풍을 송풍하는 송풍팬을 포함하는 전극 기재 건조 설비.
  11. 제 1 항에 있어서,
    건조 대상이 되는 전극 기재의 표면 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하는 전극 기재 건조 설비.
  12. 이송 라인을 따라 이송하는 전극 기재에 대하여, 제 1 항에 따른 건조 설비를 통해 전극 기재를 건조하는 단계를 포함하는 전극 기재 건조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    전극 기재를 건조하는 단계에서는,
    상기 전극 기재는 집전체의 일면에 합재층이 코팅된 구조이고, 집전체의 합재층이 코팅된 면으로 열풍을 조사하여 수행하거나,
    상기 전극 기재는 집전체의 양면에 합재층이 코팅된 구조이고, 나중에 합재층이 코팅된 면으로 열풍을 조사하여 수행하는 전극 기재 건조 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 전극 기재는 파우치형 이차전지용 전극 기재인 전극 기재 건조 방법.
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