WO2023132675A1 - 슬러리 이송장치 및 이를 이용한 슬러리 이송방법 - Google Patents

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WO2023132675A1
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pump
chamber
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박찬우
박민규
오우석
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Definitions

  • the present invention relates to a slurry transfer device and a slurry transfer method using the same, and more particularly, to a negative slurry transfer device for a secondary battery and a negative electrode slurry transfer method for a secondary battery using the same.
  • a secondary battery is a battery capable of converting chemical energy into electrical energy and discharging it, and conversely, when electrical energy is supplied in a discharged state, it can be stored again in the form of chemical energy, that is, charging and discharging It refers to a battery that can be repeated alternately.
  • a secondary battery is manufactured through an electrode process, an assembly process, and an activation process.
  • the negative electrode slurry mixing process of the mixing process corresponding to the first step of the electrode process the negative electrode active material, the conductive material, the binder, and the solvent are stirred to prepare a slurry form.
  • the cathode slurry prepared in this way is stored in an external tank, and the slurry in the tank is transferred to a coating device for performing a coating process through a pumping operation of a pneumatically driven pump connected to the tank.
  • a filter is disposed on the transfer line from the tank to the coating device.
  • An object of the present invention is to provide a slurry transfer device capable of preventing the quality of the slurry from deteriorating during transfer and extending a filter replacement cycle, and a slurry transfer method using the same.
  • a slurry transfer device related to an embodiment of the present invention to transfer the slurry in a tank in which the slurry is stored, a pump room through which the slurry passes, an air chamber and a pump room into which external air is introduced
  • a pump disposed to partition the air chamber and including a diaphragm provided to adjust the volume of the pump chamber, a flow control unit connected to the pump and configured to control the flow rate of air supplied to the air chamber, and the slurry discharged from the pump
  • a filter provided to pass through, a pressure sensor located between the pump and the filter, and measuring the pressure of the slurry being transported, and a flow rate controller based on the difference between the measured pressure measured by the pressure sensor and the air pressure supplied to the air chamber It includes a control unit that controls
  • control unit is provided to increase the flow rate of air introduced into the air chamber when a difference between the air pressure supplied to the air chamber and the measured pressure measured by the pressure sensor is less than a predetermined reference pressure.
  • control unit is provided to reduce the flow rate of air introduced into the air chamber when a difference between the air pressure supplied to the air chamber and the measured pressure measured by the pressure sensor is greater than a predetermined reference pressure.
  • the reference pressure may be 0.1 bar to 0.5 bar.
  • the reference pressure may be 0.5 bar.
  • control unit may control the flow control unit so that the air pressure in the air chamber is greater than the measured pressure measured by the pressure sensor.
  • the flow control unit may include a hole regulator.
  • the pump may be provided to transport the slurry in the pump chamber when the air pressure in the air chamber is greater than the pressure in the pump chamber.
  • the slurry is an anode slurry for a secondary battery
  • the filter may be provided to filter foreign substances included in the conveyed anode slurry.
  • a slurry transfer method using the slurry transfer device based on the difference between the measured pressure measured by the pressure sensor and the air pressure supplied to the air chamber, comprising the step of controlling the flow rate controller A slurry transfer method is provided.
  • the slurry transfer method may include increasing a flow rate of air introduced into the air chamber when a difference between the air pressure supplied to the air chamber and the measured pressure measured by the pressure sensor is smaller than a predetermined reference pressure.
  • the slurry transfer method may include reducing a flow rate of air introduced into the air chamber when a difference between the air pressure supplied to the air chamber and the measured pressure measured by the pressure sensor is greater than a predetermined reference pressure.
  • the reference pressure may be 0.1 bar to 0.5 bar.
  • the slurry may be an anode slurry for a secondary battery.
  • the slurry transfer device and the slurry transfer method using the slurry transfer device according to at least one embodiment of the present invention it is possible to prevent the quality of the slurry from deteriorating during transfer and to increase the filter replacement cycle.
  • FIG. 1 is a block diagram of a slurry transfer device related to an embodiment of the present invention.
  • 2 to 5 are schematic diagrams for explaining an operating state of a pump constituting a slurry transfer device.
  • FIGS. 2 to 5 are schematic diagrams for explaining an operating state of a pump 100 constituting the slurry transfer device 1 admit.
  • the slurry may be an anode slurry for a secondary battery
  • the slurry transfer device may be a slurry transfer device for a secondary battery
  • a slurry transfer device 1 related to an embodiment of the present invention includes a tank 10, a pump 100, a filter 30, a pressure sensor 40, a control unit 50, and a flow control unit. (60).
  • the slurry transfer device 1 is provided to transfer the slurry (S) in the tank 10 and the tank 10 in which the slurry (S) is stored, pump chambers 130 and 140 through which the slurry passes, Diaphragms 171 and 175 arranged to partition the air chamber 160 into which external air is introduced and the pump chambers 130 and 140 and the air chamber 160, and provided to adjust the volume of the pump chambers 130 and 140 )
  • a pump 100 comprising a.
  • the slurry transfer device 1 is connected to the pump 100, and the flow rate controller 60 for adjusting the flow rate of air supplied to the air chamber 160, the slurry discharged from the pump 100
  • a filter 30 provided to pass through and a pressure sensor 40 positioned on a transfer path between the pump 100 and the filter 30 and measuring the pressure of the slurry being transferred are included.
  • the slurry transfer device 1 includes a controller 50 that controls the flow rate controller 60 based on the difference between the measured pressure measured by the pressure sensor 40 and the air pressure supplied to the air chamber. .
  • the slurry transfer device 1 may include an air supply unit 20 for supplying air to the pump 100 through the flow control unit 60.
  • the air supply unit 20 is provided to supply air at a predetermined pressure, and the flow control unit 60 may perform a function of adjusting the flow rate and pressure of the air supplied from the air supply unit 20 .
  • the flow rate controller 60 may include a hole regulator.
  • control unit 50 is electrically connected to each of the pressure sensor and the flow control unit.
  • the measured pressure measured by the pressure sensor 40 and the air pressure adjusted while passing through the flow control unit 60 are transmitted to the control unit 50, and the control unit 50 measures the measured pressure by the pressure sensor 40.
  • the flow rate and pressure of the air passing through the flow controller 60 are adjusted. Through this, the air pressure of the air chamber 160 in the pump 100 can be adjusted.
  • the slurry transfer device 1 may include a pipe part 70 for connecting the tank 10 and the pump 100.
  • the pipe part 70 may include a first pipe 71 connecting the inlet end of the tank 10 and the pump P or 100, and a second pipe 72 connected to the discharge end of the pump 100. there is.
  • the pressure sensor 40 and the filter 30 are provided on the second pipe 72, respectively, and the second pipe 72 is in the first region upstream of the filter 30 along the slurry conveying direction ( 73) and a downstream second area 74 passing through the filter 30.
  • the slurry S may be transported through the second pipe 72 to the electrode coating process, which is the next process.
  • the tank 10 stores the cathode slurry S prepared through the cathode mixing process.
  • the negative electrode slurry may be a slurry in which a negative electrode active material, a conductive material, a binder, and a solvent are mixed.
  • the types of the negative electrode active material, conductive material, binder, and solvent they are not particularly limited.
  • the pump 100 is a device that transfers the slurry S by performing a pressure action, and transfers the cathode slurry stored in the tank 10.
  • the pump 100 may be driven by an electrical signal.
  • the pump 100 may be a low pulsation pump.
  • the pump may be a pump with low vibration.
  • the pump may have a pulsation of 0.2 bar or less.
  • the pump 100 may be an electric double diaphragm pump, and for example, Graco's H2150E model may be used as the pump.
  • This electric double diaphragm pump is provided so that when the air pressure in the air chamber is greater than the pressure in the pump chamber, the slurry in the pump chamber is transported by a pumping action.
  • the electric double diaphragm pump is provided so that the pumping action is not performed in the pump chamber when the air pressure in the air chamber is lower than the pressure in the pump chamber. Therefore, for the pumping action, the air pressure in the air chamber is important, and the air pressure in the air chamber is configured to be adjustable through an electro-pneumatic regulator or the like.
  • the pump 100 of one embodiment may be an electric double diaphragm pump, and the pump 100 includes first and second inlets 111 and 113, first and second It includes a housing 101 having two discharge parts 121 and 123.
  • the slurry S_in flows into the housing 101 through the first and second inlets 111 and 113 .
  • the first and second inlets 111 and 113 are connected to the first pipe 71 to allow fluid movement, respectively.
  • the slurry (S-out) is discharged to the outside (second pipe) through the first and second discharge parts 121 and 123 by the pumping action inside the housing 101 .
  • the first and second discharge units 121 and 123 are connected to the second pipe 72 to enable fluid movement, respectively.
  • the pump 100 includes a first pump chamber 130, a second pump chamber 140, and an air chamber 160 respectively provided inside the housing 101.
  • the first pump chamber 130 connects the first inlet 111 and the first discharge part 121, and the second pump chamber 140 connects the second inlet 113 and the second discharge part 123. do.
  • the first and second pump chambers 130 and 140 are spaces in which the pumping action of the slurry introduced through the respective inlets is performed.
  • the pump 100 includes a first diaphragm 171 provided to partition the first pump chamber 130 and the air chamber 160, and a first diaphragm 171 provided to partition the second pump chamber 140 and the air chamber 160. 2 diaphragms 175 are included.
  • a driving unit 150 for expanding and contracting the first diaphragm 171 and the second diaphragm 175 is included.
  • the driving unit 150 is disposed in the air chamber 160.
  • the drive unit 150 changes the volume of the first pump chamber 130 and the second pump chamber 140 by interlocking and contracting the first diaphragm 171 and the second diaphragm 175, and as a result, the first Pumping action is performed alternately in the pump chamber 130 and the second pump chamber 140 .
  • the driving part 150 is connected to the motor 151 and the driving shaft of the motor 151, and the cam 152 provided to rotate together with the motor, and the first receiving groove provided at a position facing the first pump chamber 130 ( 153a), a second receiving groove 153b provided at a position facing the second pump chamber 140, and a driving plate 153 having a cam hole 153c in which a cam 152 is disposed.
  • a cam hole 153c may be positioned between the first and second receiving grooves 153a and 153b. Areas of the first and second accommodating grooves 153a and 153b facing the first and second pump chambers 130 and 140 are partially opened, and drive shafts 173 and 177 to be described later can pass through the open portions. there is.
  • the drive unit 150 is disposed to be slidably movable in the first accommodating groove 153a, and slides in the first driving shaft 173 and the second accommodating groove 153b connected to the first diaphragm 171. It is movably disposed and includes a second driving shaft 177 connected to the second diaphragm 175 .
  • a locking jaw 157 is provided in the first receiving groove 153a, and the locking jaw 157 is provided on the first driving shaft 173.
  • a holding plate 174 provided to contact the 157 is provided.
  • a locking jaw 157 is provided in the second receiving groove 153b, and the locking jaw 157 is provided on the second driving shaft 177.
  • a locking plate 178 provided to contact the 157 is provided.
  • the cam 152 rotates to make a circular motion C, and as the cam hole 153c is formed in the form of a long hole having a long axis in the vertical direction, the air chamber 160 Inside, the drive plate 153 moves in left and right directions (M: M1, M2) along an imaginary line connecting the first pump chamber 130 and the second pump chamber 140.
  • the first pump chamber 130 has a first hole 112 connected to the first inlet 111 and a second hole 122 connected to the first outlet 121 .
  • a first ball 131 disposed on the side of the first hole 112 and a first stopper 135 for closing the first hole 112 when in contact with the first ball 131
  • a second ball 133 disposed on the side of the second hole 122
  • a second stopper 137 provided to close the second hole 122 when in contact with the second ball 133.
  • Each of the stoppers 135 and 137 may have a ring shape, and each of the balls 131 and 133 is disposed to be inserted into the opening of the ring when in contact with the stoppers 135 and 137, and the ball 131 , 133) is inserted into the opening of the ring, each hole 112, 122 is converted to a closed state.
  • the slurry may flow through the ring openings of the stoppers 135 and 137 .
  • the second pump chamber 140 has a third hole 114 connected to the second inlet 113 and a fourth hole 125 connected to the second outlet 123 .
  • a third ball 141 disposed on the side of the third hole 114 and a third stopper 145 for closing the third hole 114 when in contact with the third ball 141 and a fourth ball 143 disposed on the side of the fourth hole 125 and a fourth stopper 147 provided to close the fourth hole 125 when in contact with the fourth ball 143 .
  • Each of the stoppers may have a ring shape, and each ball is disposed to be inserted into the opening of the ring when in contact with the stopper, and when the ball is inserted into the opening of the ring, each hole is switched to a closed state .
  • the first diaphragm 171 changes the volume of the first pump chamber 130
  • the second diaphragm 175 changes the volume of the second pump chamber. Change the volume of (130).
  • the first and second driving shafts 173 and 177 disposed in the respective receiving grooves 153a and 153b move, and accordingly, the first and second diaphragms 171 and 175 ) will expand and contract, respectively.
  • the first diamond The area connected to the first driving shaft 173 of the fram 171 moves in a direction away from the second pump chamber, expands and contracts so that the volume of the first pump chamber 130 decreases, and the second diaphragm 175 moves away from the second pump chamber.
  • the area connected to the driving shaft 177 moves in a direction closer to the first pump chamber, and expands and contracts so that the volume of the second pump chamber 140 increases.
  • the first ball 131 contacts the first stopper 135 to close the first hole 112, and the second ball 133 is separated from the second stopper 137.
  • the second hole 122 is opened.
  • the slurry A1 in the first pump chamber 130 is discharged toward the first discharge port 121 through the second hole 122 by the pumping action.
  • the third ball 141 is away from the third stopper 145 to open the third hole 114, and the fourth ball 143 contacts the fourth stopper 147
  • the fourth hole 125 is closed.
  • the slurry B1 flows into the second pump chamber 140 through the third hole 125 .
  • the slurry B2 flows into the first pump chamber 130 through the first hole 112 .
  • the third ball 141 contacts the third stopper 145 to close the third hole 114, and the fourth ball 143 is separated from the fourth stopper 147. , the fourth hole 125 is opened.
  • the slurry A2 in the second pump chamber 140 is discharged toward the second outlet 123 through the fourth hole 125 by the pumping action.
  • the drive plate 153 continuously moves in the left and right directions (M) in this way, the slurry is discharged alternately from the first pump chamber 130 and the second pump chamber 140 to the respective outlets, and the slurry transfer proceeds .
  • the first surface of the diaphragm facing the pump chamber is pressurized by the slurry pressure Ps in the pump chamber, and the second surface opposite to the first surface of the diaphragm is an air chamber. is pressurized by the air pressure (Pa) of
  • the first surface of the first diaphragm 171 facing the first pump chamber 130 is pressurized by the slurry pressure Ps in the first pump chamber 130, and the first surface of the first diaphragm 171 The second surface in the opposite direction to the surface is pressurized by the air pressure (Pa) of the air chamber (160).
  • the first surface of the second diaphragm 175 facing the second pump chamber 140 is pressurized by the slurry pressure Ps in the second pump chamber 140, and the first surface of the second diaphragm 175
  • the second surface in the opposite direction to the surface is pressurized by the air pressure (Pa) of the air chamber (160).
  • the electric double diaphragm pump is provided so that when the air pressure (Pa) in the air chamber is greater than the pressure (Ps) in the pump chamber, the slurry in the pump chamber is transported by a pumping action, and the air pressure (Pa) in the air chamber is If it is less than the pressure (Ps) of, it is provided that the pumping action is not made in the pump chamber.
  • each of the receiving grooves 153a and 153b is designed to be engaged with the locking jaw 157, and each of the driving shafts 173 and 177 are provided to move together with the movement of the driving plate 153. In this way, when the driving plate 153 moves, the respective driving shafts must be moved together so that the first and second diaphragms are stretched and contracted, and a pumping action occurs.
  • the air pressure (Pa) of the air chamber 160 is important, and the air pressure (Pa) of the air chamber 160 is the above-described flow rate. It is provided to be adjustable through the control unit 60. In addition, for slurry transfer, the air pressure (Pa) of the air chamber 160 should be maintained higher than the pressure in the pump chamber by a preset reference pressure.
  • the pump 100 is provided to transport the slurry in the pump chamber when the air pressure (Pa) in the air chamber is greater than the pressure (Ps) in the pump chamber, and the control unit 50 is the air chamber 160
  • the difference between the air pressure supplied to and the measured pressure measured by the pressure sensor 40 is less than a predetermined reference pressure
  • the flow rate of air introduced into the air chamber can be increased. That is, when the filter 30 is gradually clogged and the transfer pressure of the slurry in the second pipe 72 increases, the pressure Ps in each of the pump chambers 130 and 140 also increases.
  • control unit 60 controls the flow rate controller 60 to increase the air flow rate supplied to the air chamber 160. do.
  • reference numeral 61 denotes an air pipe 61 connecting the flow control unit 60 and the air chamber 160 .
  • control unit 50 reduces the flow rate of air introduced into the air chamber 160 when the difference between the air pressure (Pa) supplied to the air chamber 160 and the measured pressure measured by the pressure sensor is greater than a predetermined reference pressure. can make it That is, when it is determined that the difference between the air pressure (Pa) and the pressure in the pump chamber is maintained greater than the reference pressure, the controller 50 may reduce the flow rate of air introduced into the air chamber.
  • the reference pressure may be 0.1 bar to 0.5 bar, and the reference pressure may be 0.5 bar.
  • control unit 50 may control the flow control unit 60 so that the air pressure in the air chamber is greater than the measured pressure measured by the pressure sensor.
  • the air pressure in the air chamber may be a pressure adjusted by a predetermined pressure value in the flow control unit 60 .
  • the filter 40 serves to filter the conveyed cathode slurry and is disposed on the discharge side of the pump.
  • the cathode slurry transported by the pump may be transported to a next process after passing through the filter.
  • the filter 40 may filter foreign substances included in the conveyed cathode slurry, and in one example, the filter may filter foreign substances having a particle size of 50 ⁇ m to 200 ⁇ m, for example. can be filtered.
  • the pressure sensor 40 may be a pressure transmitter, and is provided to measure the pressure on the transfer line between the discharge end of the pump and the filter when the pump is driven. That is, it may be provided to measure the transfer pressure of the slurry in the first region 73 of the second pipe 72.
  • control unit may be provided to perform control with a PLC (Programmable Logic Controller) for precision operation to which an automatic pressure correction program is applied.
  • PLC Process Control Control
  • the flow rate controller 60 may adjust the flow rate of air so that the air pressure in the air chamber is maintained higher than the pressure measured by the pressure transmitter.
  • the air pressure in the air chamber is provided to be adjusted according to the flow rate of air introduced into the air chamber.
  • the air supply unit 20 may be provided to supply air within a utility installed in a secondary battery manufacturing plant.
  • the slurry transfer method related to an embodiment of the present invention includes the step of controlling the flow rate controller based on the difference between the measured pressure measured by the pressure sensor and the air pressure supplied to the air chamber include
  • the slurry transfer method may include increasing a flow rate of air introduced into the air chamber when a difference between the air pressure supplied to the air chamber and the measured pressure measured by the pressure sensor is smaller than a predetermined reference pressure.
  • the slurry transfer method may include reducing a flow rate of air introduced into the air chamber when a difference between the air pressure supplied to the air chamber and the measured pressure measured by the pressure sensor is greater than a predetermined reference pressure.
  • the reference pressure may be 0.1 bar to 0.5 bar.
  • the slurry may be an anode slurry for a secondary battery.
  • the slurry transfer device and the slurry transfer method using the slurry transfer device according to at least one embodiment of the present invention it is possible to prevent the quality of the slurry from deteriorating during transfer and increase the filter replacement cycle.

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Abstract

본 발명은 슬러리가 저장된 탱크; 탱크 내 슬러리를 이송시키도록 마련되며, 슬러리가 통과하는 펌프실, 외부 공기가 유입되는 공기실 및 펌프실과 공기실을 구획하도록 배치되고 펌프실의 체적을 조절하도록 마련된 다이아프램을 포함하는 펌프; 펌프에 연결되며, 상기 공기실로 공급되는 공기의 유량을 조절하기 위한 유량 조절부; 펌프로부터 토출된 슬러리가 통과하도록 마련된 필터; 상기 펌프와 필터 사이에 위치되며, 이송 중인 슬러리의 압력을 측정하기 위한 압력 센서; 및 상기 압력센서에서 측정되는 측정 압력 및 공기실로 공급되는 공기 압력의 차이에 기초하여, 유량 조절부를 제어하는 제어부를 포함하는 슬러리 이송 장치 및 이를 이용한 슬러리 이송 방법에 관한 것이다.

Description

슬러리 이송장치 및 이를 이용한 슬러리 이송방법
본 발명은 슬러리 이송장치 및 이를 이용한 슬러리 이송방법에 관한 것으로, 특히 이차전지용 음극 슬러리 이송장치 및 이를 이용한 이차전지용 음극 슬러리 이송방법에 관한 것이다.
본 출원은 2022년 01월 06일자 한국 특허 출원 제10-2022-0001881호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
일반적으로, 이차전지란 화학 에너지를 전기 에너지로 변환시켜 방출할 수 있고, 역으로 방전된 상태에서 전기 에너지를 공급하면 이를 다시 화학 에너지의 형태로 다시 저장할 수 있는 전지로서, 즉, 충전과 방전을 교대로 반복할 수 있는 전지를 말한다.
이차전지는 전극 공정, 조립 공정 및 활성화 공정을 거쳐 제조된다. 이때, 전극 공정의 첫 단계에 해당하는 혼합 공정 중 음극 슬러리 혼합 공정에서는 음극 활물질, 도전재, 결착재 및 용제가 교반되어, 슬러리(Slurry) 형태로 제조된다.
이렇게 제조된 음극 슬러리는 외부의 탱크에 저장되고, 상기 탱크와 연결된 공압 구동 펌프의 펌핑 작동을 통해 탱크 내 슬러리는 코팅 공정을 수행하기 위한 코팅 장치로 이송된다. 또한, 탱크에서 코팅 장치로 이송되는 이송라인 상에는 필터가 배치된다.
이때, 음극 슬러리의 이송을 위하여 공압 구동 펌프가 작동하는 과정에서, 필터가 막히는 현상이 발생하게 된다.
필터가 막히기 되면 이송라인 상의 배관 압력이 증가하게 되고, 그 결과 맥동으로 인해 음극 슬러리의 품질이 저하되며, 연속 생산이 어려운 문제가 발생되었다.
따라서, 이송 과정에서 음극 슬러리의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 연속적인 이송이 가능한 이차전지용 음극 슬러리 이송장치가 요구되고 있다.
본 발명은 이송 중 슬러리의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 필터 교체 주기를 늘릴 수 있는 슬러리 이송장치 및 이를 이용한 슬러리 이송방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예와 관련된 슬러리 이송장치는 슬러리가 저장된 탱크, 탱크 내 슬러리를 이송시키도록 마련되며, 슬러리가 통과하는 펌프실, 외부 공기가 유입되는 공기실 및 펌프실과 공기실을 구획하도록 배치되고, 펌프실의 체적을 조절하도록 마련된 다이아프램을 포함하는 펌프, 펌프에 연결되며, 상기 공기실로 공급되는 공기의 유량을 조절하기 위한 유량 조절부, 펌프로부터 토출된 슬러리가 통과하도록 마련된 필터, 상기 펌프와 필터 사이에 위치되며, 이송 중인 슬러리의 압력을 측정하기 위한 압력 센서 및 상기 압력센서에서 측정되는 측정 압력 및 공기실로 공급되는 공기 압력의 차이에 기초하여, 유량 조절부를 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 상기 제어부는 공기실로 공급되는 공기압력과 상기 압력센서에서 측정되는 측정 압력의 차이가 소정 기준 압력 보다 작으면, 상기 공기실로 유입되는 공기의 유량을 증가시키도록 마련된다.
또한, 상기 제어부는 공기실로 공급되는 공기압력과 상기 압력센서에서 측정되는 측정 압력의 차이가 소정 기준 압력 보다 크면, 상기 공기실로 유입되는 공기의 유량을 감소시키도록 마련된다.
또한, 상기 기준 압력은 0.1 bar 내지 0.5 bar일 수 있다.
또한, 상기 기준압력은 0.5 bar일 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 공기실의 공기 압력이 압력센서에서 측정된 측정압력보다 크도록 유량 조절부를 제어할 수 있다.
또한, 상기 유량 조절부는 정공 레귤레이터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 펌프는 공기실의 공기 압력이 펌프실의 압력보다 클 때, 펌프실 내 슬러리가 이송되도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 슬러리는 이차전지용 음극 슬러리이며, 상기 필터는 상기 이송되는 음극 슬러리에 포함되는 이물을 필터링하도록 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상기 슬러리 이송 장치를 이용한 슬러리 이송 방법으로서, 압력센서에서 측정되는 측정 압력 및 공기실로 공급되는 공기 압력의 차이에 기초하여, 유량 조절부를 제어하는 단계를 포함하는 슬러리 이송 방법이 제공된다.
또한, 상기 슬러리 이송 방법은 공기실로 공급되는 공기압력과 상기 압력센서에서 측정되는 측정 압력의 차이가 소정 기준 압력 보다 작으면, 상기 공기실로 유입되는 공기의 유량을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 슬러리 이송 방법은 공기실로 공급되는 공기압력과 상기 압력센서에서 측정되는 측정 압력의 차이가 소정 기준 압력 보다 크면, 상기 공기실로 유입되는 공기의 유량을 감소시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기준 압력은 0.1 bar 내지 0.5 bar일 수 있다.
또한, 상기 슬러리는 이차전지용 음극 슬러리일 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 적어도 일 실시예와 관련된 슬러리 이송장치 및 이를 이용한 슬러리 이송방법에 따르면, 이송 중 슬러리의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 필터 교체 주기를 늘릴 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 슬러리 이송장치의 구성도이다.
도 2 내지 도 5는 슬러리 이송장치를 구성하는 펌프의 일 작동상태를 설명하기 위한 개략도들이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬러리 이송장치 및 이를 이용한 슬러리 이송방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 슬러리 이송장치(1)의 구성도이고, 도 2 내지 도 5는 슬러리 이송장치(1)를 구성하는 펌프(100)의 일 작동상태를 설명하기 위한 개략도들이다.
본 문서에서, 슬러리는 이차전지용 음극 슬러리일 수 있고, 슬러리 이송장치는 이차 전지용 슬러리 이송장치일 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예와 관련된 슬러리 이송 장치(1)는 탱크(10), 펌프(100), 필터(30), 압력 센서(40), 제어부(50) 및 유량 조절부(60)를 포함한다.
구체적으로, 상기 슬러리 이송장치(1)는 슬러리(S)가 저장된 탱크(10), 및 탱크(10) 내 슬러리(S)를 이송시키도록 마련되며, 슬러리가 통과하는 펌프실(130, 140), 외부 공기가 유입되는 공기실(160) 및 펌프실(130, 140)과 공기실(160)을 구획하도록 배치되고, 펌프실(130, 140)의 체적을 조절하도록 마련된 다이아프램(diaphragm)(171, 175)을 포함하는 펌프(100)를 포함한다.
또한, 상기 슬러리 이송장치(1)는 펌프(100)에 연결되며, 상기 공기실(160)로 공급되는 공기의 유량을 조절하기 위한 유량 조절부(60), 펌프(100)로부터 토출된 슬러리가 통과하도록 마련된 필터(30) 및 상기 펌프(100)와 필터(30) 사이의 이송 경로 상에 위치되며, 이송 중인 슬러리의 압력을 측정하기 위한 압력 센서(40)를 포함한다.
또한, 상기 슬러리 이송장치(1)는 상기 압력센서(40)에서 측정되는 측정 압력 및 공기실로 공급되는 공기 압력의 차이에 기초하여, 유량 조절부(60)를 제어하는 제어부(50)를 포함한다.
또한, 슬러리 이송장치(1)는 유량조절부(60)를 통해 펌프(100)로 공기를 공급하기 위한 공기 공급부(20)를 포함할 수 있다. 공기 공급부(20)는 소정 압력의 공기를 공급하도록 마련되고, 상기 유량조절부(60)는 공기 공급부(20)로부터 공급되는 공기의 유량 및 압력을 조절하는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기 유량 조절부(60)는 정공 레귤레이터를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제어부(50)는 상기 압력 센서 및 상기 유량 조절부 각각과 전기적으로 연결된다. 압력센서(40)에서 측정된 측정압력 및 유량 조절부(60)를 통과하며 조정된 공기 압력이 상기 제어부(50)로 전송되고, 상기 제어부(50)는 상기 압력센서(40)에서 측정되는 측정 압력 및 공기실(160)로 공급되는 공기 압력의 차이에 기초하여, 유량 조절부(60)를 통과하는 공기의 유량 및 압력을 조절하게 된다. 이를 통해 펌프(100) 내 공기실(160)의 공기 압력을 조절할 수 있다.
또한, 슬러리 이송장치(1)는 탱크(10) 및 펌프(100)를 연결하기 위한 배관부(70)를 포함할 수 있다. 상기 배관부(70)는 탱크(10) 및 펌프(P, 100)의 유입 단부를 연결하는 제1 배관(71), 펌프(100)의 토출 단부와 연결된 제2 배관(72)을 포함할 수 있다.
또한, 제2 배관(72) 상에 압력센서(40) 및 필터(30)가 각각 마련되며, 제2 배관(72)은 슬러리의 이송방향을 따라 필터(30)의 상류 측의 제1 영역(73) 및 필터(30)를 통과한 하류 측의 제2 영역(74)으로 구분될 수 있다. 전술한 바와 같이, 제2 배관(72)을 통해 차기 공정인 전극 코팅 공정으로 슬러리(S)가 이송될 수 있다.
상기 탱크(10)는 음극 혼합 공정을 거쳐 제조된 음극 슬러리(S)를 저장한다. 예를 들어, 상기 음극 슬러리는 음극 활물질, 도전재, 결착재 및 용제가 혼합된 슬러리일 수 있다. 이때, 상기 음극 활물질, 도전재, 결착재 및 용제의 종류로는 당업계에 알려진 종류를 모두 사용할 수 있으므로, 특별히 제한되는 것은 아니다.
상기 펌프(100)는 압력작용을 수행하여 슬러리(S)를 이송시키는 장치로서, 상기 탱크(10)에 저장된 음극 슬러리를 이송시킨다.
일 실시예로, 상기 펌프(100)는 전기 신호에 의해 구동될 수 있다. 또한, 상기 펌프(100)는 저맥동 펌프일 수 있다. 구체적으로, 상기 펌프는 진동이 적은 펌프일 수 있다. 예를 들어, 상기 펌프는 맥동이 0.2 bar 이하일 수 있다. 상기 저맥동 펌프를 사용함으로써, 필터 교체 주기를 늘릴 수 있게 된다.
또한, 상기 펌프(100)는 전기식 이중 다이아프램 펌프일 수 있고, 예를 들어, 상기 펌프로는 Graco 사의 H2150E 모델이 사용될 수도 있다. 이러한 전기식 이중 다이아프램 펌프는 공기실의 공기 압력이 펌프실의 압력보다 클 때, 펌프실 내 슬러리가 펌핑 작용에 의해 이송되도록 마련된다. 이와는 다르게, 전기식 이중 다이아프램 펌프는 공기실의 공기 압력이 펌프실의 압력보다 작을 경우, 펌프실 내에서 펌핑 작용이 이루어지지 않게 마련된다. 따라서, 펌핑 작용을 위해서는, 공기실의 공기 압력이 중요하며, 공기실의 공기압력은 전공 레귤레이터 등을 통해 조절 가능하게 구성된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 일 실시태양의 펌프(100)는 전기식 이중 다이아프램 펌프일 수 있고, 상기 펌프(100)는 제1 및 제2 유입부(111, 113), 제1 및 제2 토출부(121, 123)를 갖는 하우징(101)을 포함한다. 상기 제1 및 제2 유입부(111, 113)를 통해 슬러리(S_in)가 하우징(101) 내부로 유입된다. 상기 제1 및 제2 유입부(111, 113)는 제1 배관(71)과 각각 유체 이동 가능하게 연결된다.
하우징(101) 내부의 펌핑 작용에 의해 슬러리(S-out)는 제1 및 제2 토출부(121, 123)를 통해 외부(제2 배관)로 토출된다. 제1 및 제2 토출부(121, 123)는 제2 배관(72)과 각각 유체 이동 가능하게 연결된다.
상기 펌프(100)는 하우징(101) 내부에 각각 마련된 제1 펌프실(130), 제2 펌프실(140) 및 공기실(160)을 포함한다.
제1 펌프실(130)은 제1 유입부(111)와 제1 토출부(121)를 연결하며, 제2 펌프실(140)은 제2 유입부(113)와 제2 토출부(123)를 연결한다. 제1 및 제2 펌프실(130, 140)은 각각의 유입구를 통해 유입된 슬러리의 펌핑 작용이 이루어지는 공간이다.
또한, 상기 펌프(100)는 제1 펌프실(130)과 공기실(160)을 구획하도록 마련된 제1 다이아프램(171), 및 제2 펌프실(140)과 공기실(160)을 구획하도록 마련된 제2 다이아프램(175)을 포함한다.
또한, 상기 제1 다이아프램(171) 및 제2 다이아프램(175)을 신축시키기 위한 구동부(150)를 포함한다. 상기 구동부(150)는 공기실(160) 내에 배치된다. 상기 구동부(150)는 제1 다이아프램(171) 및 제2 다이아프램(175)을 연동하여 신축시킴으로써, 제1 펌프실(130)과 제2 펌프실(140)의 체적을 변경하고, 그 결과 제1 펌프실(130)과 제2 펌프실(140)에서 교대로 펌핑 작용이 이루어진다.
상기 구동부(150)는 모터(151), 모터(151)의 구동축에 연결되며, 모터와 함께 회전하도록 마련된 캠(152), 및 제1 펌프실(130)과 마주하는 위치에 마련된 제1 수용홈(153a), 제2 펌프실(140)과 마주하는 위치에 마련된 제2 수용홈(153b) 및 캠(152)이 배치되는 캠 홀(153c)를 갖는 구동 플레이트(153)를 포함한다. 제1 및 제2 수용홈(153a, 153b) 사이에 캠 홀(153c)이 위치할 수 있다. 제1 및 제2 수용홈(153a, 153b)은 각각 제1 및 제2 펌프실(130, 140)과 마주하는 영역이 일부 개방되며, 개방된 부분으로 후술할 구동축(173, 177)이 통과될 수 있다.
또한, 구동부(150)는 제1 수용홈(153a) 내에서 슬라이드 이동 가능하게 배치되며, 제1 다이아프램(171)과 연결된 된 제1 구동축(173) 및 제2 수용홈(153b) 내에서 슬라이드 이동 가능하게 배치되며, 제2 다이아프램(175)과 연결된 제2 구동축(177)을 포함한다.
또한, 제1 구동축(173)이 제1 수용홈(153a) 외부로 이탈하지 않도록, 제1 수용홈(153a)에는 걸림턱(157)가 마련되고, 제1 구동축(173)에는 상기 걸림턱(157)에 접촉되도록 마련된 걸림판(174)이 마련된다. 또한, 제2 구동축(177)이 제2 수용홈(153b) 외부로 이탈하지 않도록, 제2 수용홈(153b)에는 걸림턱(157)가 마련되고, 제2 구동축(177)에는 상기 걸림턱(157)에 접촉되도록 마련된 걸림판(178)이 마련된다.
이러한 구조에서, 모터(151)가 회전하면, 캠(152)은 원운동(C)을 하도록 회전되며, 캠홀(153c)이 상하방향으로 장축을 갖는 장공 형태로 형성됨에 따라, 공기실(160) 내에서 구동 플레이트(153)는 제1 펌프실(130)과 제2 펌프실(140)을 연결하는 가상의 라인을 따라 좌우 방향(M: M1, M2)으로 이동하게 된다.
또한, 제1 펌프실(130)은 제1 유입구(111)와 연결된 제1 홀(112) 및 제1 토출구(121)와 연결된 제2 홀(122)을 갖는다. 제1 펌프실(130) 내에는 제1 홀(112) 측에 배치된 제1 볼(131), 제1 볼(131)과 접촉 시, 제1 홀(112)을 닫기 위한 제1 스토퍼(135), 제2 홀(122) 측에 배치된 제2 볼(133), 및 제2 볼(133)과 접촉 시, 제2 홀(122)이 닫히도록 마련된 제2 스토퍼(137)를 포함한다. 상기 각각의 스토퍼(135, 137)는 링 형태를 가질 수 있고, 각각의 볼(131, 133)은 스토퍼(135, 137)와 접촉 시, 링의 개구에 삽입될 수 있도록 배치되며, 볼(131, 133)이 링의 개구에 삽입 시, 각각의 홀(112, 122)은 닫힘 상태로 전환된다. 또한, 볼(131, 133)이 스토퍼로부터 떨어지면, 스토퍼(135, 137)의 링 개구를 통해 슬러리가 유동될 수 있다.
또한, 제2 펌프실(140)은 제2 유입구(113)와 연결된 제3 홀(114) 및 제2 토출구(123)와 연결된 제4 홀(125)을 갖는다. 제2 펌프실(140) 내에는 제3 홀(114) 측에 배치된 제3 볼(141), 제3 볼(141)과 접촉 시, 제3 홀(114)을 닫기 위한 제3 스토퍼(145) 및 제4 홀(125) 측에 배치된 제4 볼(143), 제4 볼(143)과 접촉 시, 제4 홀(125)이 닫히도록 마련된 제4 스토퍼(147)를 포함한다. 상기 각각의 스토퍼는 링 형태를 가질 수 있고, 각각의 볼은 스토퍼와 접촉 시, 링의 개구에 삽입될 수 있도록 배치되며, 볼이 링의 개구에 삽입 시, 각각의 홀을 닫힘 상태로 전환된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 구동 플레이트(153)의 좌우 이동에 따라 제1 다이아프램(171)은 제1 펌프실(130)의 체적을 변화시키고, 제2 다이아프램(175)은 제2 펌프실(130)의 체적을 변화시킨다.
구동 플레이트(153)의 이동에 따라 각각의 수용홈(153a, 153b) 내에 배치된 제1 및 제2 구동축(173, 177)이 이동하게 되고, 이에 따라 제1 및 제2 다이아프램(171, 175)이 각각 신축하게 된다.
도 2 및 도 4를 참조하면, 구동부(150)가 작동하여, 공기실(160) 내 구동 플레이트(153)가 제1 펌프실(130)에 가까워지는 방향(M1)으로 이동하게 되면, 제1 다이아프램(171)은 제1 구동축(173)과 연결된 영역이 제2 펌프실에서 멀어지는 방향으로 이동하게 되고, 제1 펌프실(130)의 체적이 감소하도록 신축되며, 제2 다이아프램(175)은 제2 구동축(177)과 연결된 영역이 제1 펌프실과 가까워지는 방향으로 이동하게 되고, 제2 펌프실(140)의 체적이 증가하도록 신축된다. 이때, 제1 펌프실(130)에서, 제1 볼(131)은 제1 스토퍼(135)에 접촉하여 제1 홀(112)을 닫고, 제2 볼(133)은 제2 스토퍼(137)로부터 떨어져, 제2 홀(122)을 개방시킨다. 제1 펌프실(130) 내 슬러리(A1)는 펌핑 작용에 의해, 제2 홀(122)을 통해 제1 토출구(121) 측으로 토출된다. 또한, 제2 펌프실(140)에서, 제3 볼(141)은 제3 스토퍼(145)로부터 떨어져 제3 홀(114)을 개방시키고, 제4 볼(143)은 제4 스토퍼(147)에 접촉하여, 제4 홀(125)을 닫는다. 이때, 제3 홀(125)을 통해 슬러리(B1)가 제2 펌프실(140) 내부로 유입된다.
이후, 도 3 및 도 4를 참조하면, 공기실(160) 내 구동 플레이트(153)가 제2 펌프실(140)에 가까워지는 방향(M2)으로 이동하게 되면, 제1 다이아프램(171)은 제1 구동축(173)과 연결된 영역이 제2 펌프실과 가까워지는 방향으로 이동하게 되고, 제1 펌프실(130)의 체적이 증가하도록 신축되며, 제2 다이아프램(175)은 제2 구동축(177)과 연결된 영역이 제1 펌프실에서 멀어지는 방향으로 이동하게 되고, 제2 펌프실(140)의 체적이 감소하도록 신축된다. 이때, 제1 펌프실(130)에서, 제1 볼(131)은 제1 스토퍼(135)로부터 떨어져, 제1 홀(112)을 개방시키고, 제2 볼(133)은 제2 스토퍼(137)에 접촉하여, 제2 홀(122)을 닫는다. 이때, 제1 홀(112)을 통해 슬러리(B2)가 제1 펌프실(130) 내부로 유입된다. 또한, 제2 펌프실(140)에서, 제3 볼(141)은 제3 스토퍼(145)에 접촉하여 제3 홀(114)을 닫고, 제4 볼(143)은 제4 스토퍼(147)로부터 떨어져, 제4 홀(125)을 개방시킨다. 제2 펌프실(140) 내 슬러리(A2)는 펌핑 작용에 의해, 제4 홀(125)을 통해 제2 토출구(123) 측으로 토출된다.
이와 같이 구동 플레이트(153)가 좌우방향(M)으로 연속하여 이동됨에 따라 제1 펌프실(130) 및 제2 펌프실(140)에서 교대로 슬러리가 각각의 토출구 측으로 토출되며, 슬러리의 이송이 진행된다.
한편, 도 4 및 도 5를 참조하면, 펌프실과 마주하는 다이아프램의 제1 면은 펌프실 내 슬러리 압력(Ps)에 의해 가압되고, 다이아프램의 제1 면의 반대방향의 제2 면은 공기실의 공기압력(Pa)에 의해 가압된다.
즉, 제1 펌프실(130)과 마주하는 제1 다이아프램(171)의 제1 면은 제1 펌프실(130) 내 슬러리 압력(Ps)에 의해 가압되고, 제1 다이아프램(171)의 제1 면의 반대방향의 제2 면은 공기실(160)의 공기압력(Pa)에 의해 가압된다. 마찬가지로, 제2 펌프실(140)과 마주하는 제2 다이아프램(175)의 제1 면은 제2 펌프실(140) 내 슬러리 압력(Ps)에 의해 가압되고, 제2 다이아프램(175)의 제1 면의 반대방향의 제2 면은 공기실(160)의 공기압력(Pa)에 의해 가압된다.
이때, 전기식 이중 다이아프램 펌프는 공기실의 공기 압력(Pa)이 펌프실의 압력(Ps)보다 클 때, 펌프실 내 슬러리가 펌핑 작용에 의해 이송되도록 마련되고, 공기실의 공기 압력(Pa)이 펌프실의 압력(Ps)보다 작을 경우, 펌프실 내에서 펌핑 작용이 이루어지지 않게 마련된다.
도 4와 같이, 공기실의 공기압력(Pa)이 제1 및 제2 펌프실의 압력보다 클 경우, 제1 및 제2 다이아프램과 각각 연결된 구동축(173, 177)의 걸림판(174, 178)이 각각의 수용홈(153a, 153b)의 걸림턱(157)에 맞물리도록 설계되며, 구동 플레이트(153)의 이동에 따라 각각의 구동축(173, 177)이 함께 이동하도록 마련된다. 이와 같이, 구동 플레이트(153)가 이동 시, 각각의 구동축이 함께 이동되어야 제1 및 제2 다이아프램의 신축 동작이 이루어지며, 펌핑 작용이 발생한다.
도 5를 참조하면, 공기실의 공기압력(Pa)이 제1 및 제2 펌프실의 압력보다 작을 경우, 제1 및 제2 다이아프램(171, 175)과 각각 연결된 구동축(173, 177)의 걸림판(174, 178)이 각각의 수용홈의 걸림턱(157)에 맞물리지 못하고, 걸림판(174, 178)이 수용홈 내부에 위치하게 설계된다. 이러한 경우, 구동 플레이트(153)가 좌우방향으로 이동할 때, 각각의 구동축(173, 177)은 함께 이동하지 않으며, 제1 및 제2 다이아프램의 신축 동작이 이루어지지 않아, 펌핑 작용이 일어나지 않게 된다.
따라서, 제1 및 제2 펌프실(130, 140)에서 펌핑 작용이 일어나기 위해서는, 공기실(160)의 공기 압력(Pa)이 중요하며, 공기실(160)의 공기압력(Pa)은 전술한 유량 조절부(60)를 통해 조절 가능하게 마련된다. 또한, 슬러리 이송을 위해서는 공기실(160)의 공기압력(Pa)이 펌프실 내 압력보다 미리 설정된 기준압력만큼 크게 유지되어야 한다.
전술한 바와 같이, 상기 펌프(100)는 공기실의 공기 압력(Pa)이 펌프실의 압력(Ps)보다 클 때, 펌프실 내 슬러리가 이송되도록 마련되며, 상기 제어부(50)는 공기실(160)로 공급되는 공기압력과 상기 압력센서(40)에서 측정되는 측정 압력의 차이가 소정 기준 압력 보다 작으면, 상기 공기실로 유입되는 공기의 유량을 증가시킬 수 있다. 즉, 필터(30)가 점차 막히게 되어, 제2 배관(72) 내 슬러리의 이송압력이 높아지게 되면, 각각의 펌프실(130, 140)의 압력(Ps)도 함께 증가하게 된다. 그 결과, 공기실(160)로 공급되는 공기압력과 펌프실의 압력 차이가 작아지게 되므로, 제어부는 유량 조절부(60)를 제어하여, 공기실(160)로 공급되는 공기 유량을 증가시키도록 마련된다. 공기 유량을 증가시킴에 따라 공기실의 압력이 증가하게 되고, 다시 공기실(160)로 공급되는 공기압력과 펌프실의 압력 차이가 미리 설정한 기준압력만큼 유지될 수 있다. 한편, 미설명 부호 61은 유량 조절부(60)와 공기실(160)을 연결하는 공기 배관(61)을 의미한다.
이와는 다르게, 상기 제어부(50)는 공기실(160)로 공급되는 공기압력(Pa)과 상기 압력센서에서 측정되는 측정 압력의 차이가 소정 기준 압력 보다 크면, 상기 공기실로 유입되는 공기의 유량을 감소시킬 수 있다. 즉, 공기압력(Pa) 및 펌프실 내 압력의 차이가 기준압력 보다 크게 유지된다고 판단되는 경우, 상기 제어부(50)는 공기실로 유입되는 공기의 유량을 감소시킬 수 있다.
상기 기준 압력은 0.1 bar 내지 0.5 bar일 수 있고, 상기 기준압력은 0.5 bar일 수 있다.
또한, 상기 제어부(50)는, 공기실의 공기 압력이 압력센서에서 측정된 측정압력보다 크도록 유량 조절부(60)를 제어할 수 있다. 공기실이 공기 압력이라 함은 유량 조절부(60)에서 미리 결정된 압력 값만큼 조정된 압력일 수 있다.
상기 필터(40)는 이송되는 음극 슬러리를 필터링하는 기능을 수행하며, 상기 펌프의 토출 측에 배치된다. 상기 펌프에 의해 이송된 음극 슬러리는 상기 필터를 통과한 후 차기 공정으로 이송될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 필터(40)는 상기 이송되는 음극 슬러리에 포함되는 이물을 필터링할 수 있으며, 하나의 예시에서, 상기 필터는, 예를 들어, 입자 사이즈가 50 ㎛ 내지 200 ㎛인 이물을 필터링할 수 있다.
상기 압력 센서(40)는 압력 트랜스미터일 수 있고, 상기 펌프 구동 시 펌프의 토출 단부 및 필터 사이의 이송 라인 상의 압력을 측정하도록 마련된다. 즉, 제2 배관(72)의 제1 영역(73) 내 슬러리의 이송 압력을 측정하도록 마련될 수 있다.
또한, 상기 제어부는 압력 자동 보정 프로그램이 적용된 동작 정밀 제어용 PLC(Programmable Logic Controller)로 제어를 수행하도록 마련될 수 있다.
이를 통해, 상기 유량 조절부(60)는 상기 압력 트랜스미터에서 측정된 압력 보다 공기실 내 공기 압력이 높게 유지되도록 공기의 유량을 조절할 수 있다. 상기 공기실 내 공기 압력은 공기실 내로 유입되는 공기 유량에 따라 조절되도록 마련된다.
또한, 상기 공기 공급부(20)는 이차전지 제조공장에 설치된 유틸리티 내 공기를 공급하도록 마련될 수 있다.
또한, 상기와 같은 구조를 갖는 이차전지용 음극 슬러리 이송장치를 이용한 이차전지용 음극 슬러리 이송 방법을 설명한다.
상기 슬러리 이송 장치를 이용한 슬러리 이송 방법으로서, 본 발명의 일 실시예와 관련된 슬러리 이송 방법은 압력센서에서 측정되는 측정 압력 및 공기실로 공급되는 공기 압력의 차이에 기초하여, 유량 조절부를 제어하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 슬러리 이송 방법은 공기실로 공급되는 공기압력과 상기 압력센서에서 측정되는 측정 압력의 차이가 소정 기준 압력 보다 작으면, 상기 공기실로 유입되는 공기의 유량을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 슬러리 이송 방법은 공기실로 공급되는 공기압력과 상기 압력센서에서 측정되는 측정 압력의 차이가 소정 기준 압력 보다 크면, 상기 공기실로 유입되는 공기의 유량을 감소시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기준 압력은 0.1 bar 내지 0.5 bar일 수 있다.
또한, 상기 슬러리는 이차전지용 음극 슬러리일 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명의 적어도 일 실시예와 관련된 슬러리 이송장치 및 이를 이용한 슬러리 이송방법에 따르면, 이송 중 슬러리의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 필터 교체 주기를 늘릴 수 있다.

Claims (14)

  1. 슬러리가 저장된 탱크;
    탱크 내 슬러리를 이송시키도록 마련되며, 슬러리가 통과하는 펌프실, 외부 공기가 유입되는 공기실 및 펌프실과 공기실을 구획하도록 배치되고, 펌프실의 체적을 조절하도록 마련된 다이아프램을 포함하는 펌프;
    펌프에 연결되며, 상기 공기실로 공급되는 공기의 유량을 조절하기 위한 유량 조절부;
    펌프로부터 토출된 슬러리가 통과하도록 마련된 필터;
    상기 펌프와 필터 사이에 위치되며, 이송 중인 슬러리의 압력을 측정하기 위한 압력 센서; 및
    상기 압력센서에서 측정되는 측정 압력 및 공기실로 공급되는 공기 압력의 차이에 기초하여, 유량 조절부를 제어하는 제어부를 포함하는 슬러리 이송 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 공기실로 공급되는 공기압력과 상기 압력센서에서 측정되는 측정 압력의 차이가 소정 기준 압력 보다 작으면, 상기 공기실로 유입되는 공기의 유량을 증가시키는 슬러리 이송 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 공기실로 공급되는 공기압력과 상기 압력센서에서 측정되는 측정 압력의 차이가 소정 기준 압력 보다 크면, 상기 공기실로 유입되는 공기의 유량을 감소시키는 슬러리 이송 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 기준 압력은 0.1 bar 내지 0.5 bar인 슬러리 이송 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 기준압력은 0.5 bar인 음극 슬러리 이송 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는, 공기실의 공기 압력이 압력센서에서 측정된 측정압력보다 크도록 유량 조절부를 제어하는 슬러리 이송 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 유량 조절부는 정공 레귤레이터를 포함하는 슬러리 이송 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 펌프는 공기실의 공기 압력이 펌프실의 압력보다 클 때, 펌프실 내 슬러리가 이송되도록 마련된 슬러리 이송 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 슬러리는 이차전지용 음극 슬러리인, 슬러리 이송 장치.
  10. 제 1 항에 따른 슬러리 이송 장치를 이용한 슬러리 이송 방법으로서,
    압력센서에서 측정되는 측정 압력 및 공기실로 공급되는 공기 압력의 차이에 기초하여, 유량 조절부를 제어하는 단계를 포함하는 슬러리 이송 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    공기실로 공급되는 공기압력과 상기 압력센서에서 측정되는 측정 압력의 차이가 소정 기준 압력 보다 작으면, 상기 공기실로 유입되는 공기의 유량을 증가시키는 단계를 포함하는 슬러리 이송 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    공기실로 공급되는 공기압력과 상기 압력센서에서 측정되는 측정 압력의 차이가 소정 기준 압력 보다 크면, 상기 공기실로 유입되는 공기의 유량을 감소시키는 단계를 포함하는 슬러이 이송 방법.
  13. 제 11 항에
    상기 기준 압력은 0.1 bar 내지 0.5 bar인 슬러리 이송 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 슬러리는 이차전지용 음극 슬러리인 슬러리 이송 방법.
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