WO2023277285A1 - 코팅층 두께 조절이 용이한 코팅장치 및 코팅방법 - Google Patents

코팅층 두께 조절이 용이한 코팅장치 및 코팅방법 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a separator or current collector coating device and coating method for a secondary battery, and more particularly, to a separator or current collector coating device for a secondary battery capable of realizing an ultra-thin coating thickness by adjusting the thickness of the coating layer by adjusting the height of the coating solution layer, and It is about the coating method.
  • an electrode assembly in which the positive electrode and the negative electrode are alternately stacked is prepared, and then a battery case made of a can or pouch having a predetermined size and shape is placed in the battery case. It is assembled by inserting the electrode assembly and finally injecting the electrolyte. Electrolyte is permeated between the anode, cathode, and separator by capillary force.
  • an electrode assembly interposed inside the battery must be completely impregnated with an electrolyte solution. If the electrode assembly is incompletely impregnated with the electrolyte, the reaction between the electrodes is not smooth, the resistance increases, and the output characteristics and capacity of the battery rapidly drop. As a result, battery performance may deteriorate and lifespan may be shortened, and the battery may overheat or explode due to high internal resistance.
  • the electrolyte is often hydrophilic. Because of these differences, considerable time is required and demanding process conditions are required to increase the impregnability of the electrolyte into the electrode and the separator.
  • the thermal stability of the separator is weak, and if the thickness of the coating layer is too thick, the thermal stability is increased. can make it
  • a method of coating a ceramic material on a separator substrate to improve the impregnation of an electrolyte into the separator is used.
  • the formation of the coating layer contributes to the improvement of thermal stability and mechanical properties of the separator, but from the viewpoint of the battery characteristics of the secondary battery, it acts as resistance and has a problem in that the battery characteristics deteriorate as the thickness of the ceramic coating layer increases.
  • Patent Document 1 discloses a coating device for coating a coating solution on a flexible substrate 11, and specifically, a first coating unit 12 for coating a first coating solution on a flexible substrate by a dip coating method.
  • a second coating unit 13 disposed at the rear of the first coating unit and coating the second coating solution on the flexible substrate by a gravure method, and a second coating unit at the rear of the second coating unit to dry the coated flexible substrate Shiki disclosed the configuration of the drying unit 14 and the guide roll 15.
  • Patent Document 1 relates to a coating device and coating method in which the second coating unit 13 presses the flexible substrate and additionally coats the flexible substrate with a coating solution more uniformly and thickly. The effect on the battery characteristics of the battery is not recognized.
  • Patent Document 1 Republic of Korea Patent Registration No. 10-1653347
  • the present invention is to solve the above problems, and the purpose of the present invention is to provide a coating device and coating method for a separator that can stably form a coating layer with an ultra-thin film thickness without changing the operating conditions of the existing coating process.
  • a coating device for continuously forming a coating layer on the surface of the base film 100 for achieving this object includes a water tank 210 positioned on a moving path of the base film 100; a water tank partition 220 positioned vertically inside the water tank 210 to divide the inner space of the water tank 210 into two zones: a first water tank part 211 and a second water tank part 212; a roller unit 300 continuously transporting the substrate film 100; and a heating unit 400 located outside the water tank 210, and the water tank partition 220 may be spaced apart from the inner bottom surface of the water tank 210 by a predetermined distance.
  • the first water tank part 211 and the second water tank part 212 contain a polar solution 120, and the second water tank part 212 further contains a non-polar coating solution 110.
  • the coating solution 110 located in the second water tank part 212 is located on top of the polar solution 120, and horizontal movement to the first water tank part 211 is restricted by the water tank partition 220, The coating solution 110 may be applied to the surface of the base film 100 continuously passing through the first water tank 211 and the second water tank 212 .
  • the roller part 300 includes an outer roller part and an inner roller part, the outer roller part includes a pair of outer guide rollers disposed apart in parallel, and the inner roller part includes a pair of inner guide rollers disposed apart in parallel
  • the pair of inner guide rollers may be spaced apart from the inner bottom surface of the water tank 210 by a predetermined distance.
  • the separation distance between the water tank partition 220 and the inner bottom surface of the water tank 210 may be greater than the distance between the lowermost side of the inner guide roller and the inner bottom surface of the water tank 210 .
  • the pair of inner guide rollers constituting the inner roller unit may be spaced apart from each other by a predetermined distance on both sides of the vertically positioned water tank partition 220 .
  • the pair of outer guide rollers constituting the outer roller portion may be positioned outside the water tub 210 to correspond to the pair of inner guide rollers constituting the inner roller portion.
  • the substrate film 100 is vertically positioned between the inner guide roller located in the second water tank part 212 and the outer guide roller located outside the upper end of the second water tank part 212 corresponding to the inner guide roller.
  • the inner guide roller and the outer guide roller may be disposed.
  • the heating unit 400 may include a gas processing unit that dries the base film 100 coated with the coating layer and processes gaseous substances volatilized during the drying process.
  • the present invention includes the steps of (s1) injecting a polar solution 120 into the water tank 210 using the coating device according to the above; (s2) injecting the coating solution 110 into the upper layer of the polar solution 120 accommodated in the second water tank 212; (S3) While passing the base film 100 supplied under the support of the outer guide roller and the inner guide roller through the first tank part 211 and the second tank part 212 in order, the coating solution 110 is applied to the base film coating the surface of (100); and (s4) drying the base film 100 coated with the coating solution 110 at the rear end of the second water tank 212.
  • the thickness of the coating layer coated on the base film 100 may be controlled to 1 ⁇ m or less by adjusting the height of the layer of the coating solution 110 injected into the second water tank 212 .
  • the thickness of the coating layer coated on the base film 100 may be controlled to 1 ⁇ m or less by adjusting the speed at which the base film 100 passes.
  • the second coating step is performed by repeating the steps (s3) and (s4) to form a coating layer.
  • the coating solution of step (s3) of the second coating step may form a multi-layered coating layer.
  • the present invention can also be provided with possible combinations that can combine the means for solving the above problems.
  • the coating apparatus according to the present invention has an effect capable of realizing an ultra-thin coating thickness without changing the standard operating conditions.
  • the process for forming the coating layer on the base film is simple and there is no need to perform additional complicated processes, it has advantageous advantages in terms of production process and manufacturing cost.
  • Forming a coating layer on the substrate film to have an ultra-thin thickness there is an effect of improving the battery characteristics of the secondary battery.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a coating apparatus according to a conventional method.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a coating apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a coating apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a coating apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • the coating apparatus according to the first embodiment of the present invention is described, and is configured to include a coating unit 200, a guide roller unit 300, and a heating unit 400.
  • the coating unit 200 includes a water tank 210 forming an accommodation space capable of accommodating a solution therein, and a water tank located within the accommodation space to separate the accommodation space. It includes a partition 220.
  • the water tank partition 220 has a plate shape and is located inside the water tank 210 to divide the receiving space of the water tank 210 into two parts: a first water tank part 211 and a second water tank part 212.
  • the first water tank part 211 is a region adjacent to an unwire (not shown) to which the base film 100 is supplied
  • the second water tank part 212 is a rewire on which the base film 100 coated with a coating layer is wound. (not shown) and the adjacent area.
  • the lower side of the water tank partition 220 and the inner bottom surface (not shown) of the water tank 210 may be spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • the separation distance between the lower side of the water tank partition 220 and the inner bottom surface of the water tank 210 may be 0.1 m to 1.0 m, specifically 0.1 m to 0.5 m, and more specifically 0.1 m. m to 0.2 m. This is advantageous in minimizing the size of the coating apparatus while the base film 100 described later stably passes between the lower side of the water tank partition 220 and the inner bottom surface of the water tank 210.
  • one or more guide rollers for guiding a moving path of the base film 100 described below may be included.
  • it may include an outer guide roller positioned outside the tub 210 and an inner guide roller positioned in the inner accommodating space of the tub 210 .
  • the external guide roller may include an external first guide roller 310 and an external second guide roller 320 .
  • the outer first guide roller 310 is located between an unwinder (not shown) supplying the base film 100 and the water tank 210, and the base film 100 supplied from the unwinder is moved through the water tank 210. It is transferred to the inner guide rollers 330 and 340, which will be described later, located in the inner accommodation space of.
  • the outer second guide roller 320 is positioned facing the first outer guide roller 310 with the water tank 210 therebetween, and the substrate film coming out through the inner guide rollers 330 and 340 inside the water tank 210. (100) is supplied to the rear end rewinder (not shown).
  • An inner guide roller may be located in the inner accommodating space of the water tank 210 .
  • the inner guide roller includes a first inner guide roller 330 and a second inner guide roller 340, which are a pair of inner guide rollers arranged in parallel and spaced apart horizontally by a predetermined distance.
  • the inner first guide roller 33 and the inner second guide roller 340 may be spaced apart from the inner sea surface of the water tank 210 by a predetermined distance from both sides of the water tank partition 220 by a predetermined distance. .
  • the substrate film 100 supplied with the rotation of the first outer guide roller 310 passes through the bottom surface of the first inner guide roller 330 and is transferred to the second inner guide roller 340 that rotates.
  • the base film 100 positioned between the outer first guide roller 310 and the inner first guide roller 330 and the base film positioned between the outer second guide roller 320 and the inner second guide roller 340 may be positioned vertically, may be positioned by making a predetermined angle.
  • the base film 100 located between the outer second guide roller 320 and the inner second guide roller 340 may be positioned vertically, which means that the coating solution described below is applied to both sides of the base film 100. It is advantageous to uniformly coat with the same thickness.
  • the substrate film 100 positioned between the outer second guide roller 320 and the inner second guide roller 340 is shown to be positioned vertically, but the outer second guide roller 320 and the inner second guide roller 340 may be spaced apart by a predetermined distance so that the substrate film 100 located therebetween forms a predetermined angle with the ground. In this case, uniform coating layers having different thicknesses may be formed on both sides of the base film 100 .
  • the heating unit 400 will be described in detail.
  • the substrate film 210 on which the coating layer is formed and transported through the inner second guide roller 340 located inside the water tank 210 may be dried while passing through the heating unit 400 .
  • the base film 100 coated with the coating layer 101 in the heating unit 400 may be dried at a temperature of 40 °C to 100 °C.
  • the heating unit 400 may be located between the inner second guide roller 340 and the outer second guide roller 320 .
  • the heating unit 400 is for drying the coating layer coated on the base film 210, and sprays high-temperature hot air to the coating layer coated on both sides of the base film 100 to dry it.
  • a gas purification unit may be provided to prevent secondary contamination by gas components generated during the hot air and drying process.
  • the heating unit 400 can be a UV curing device and can stably and efficiently dry the base film 100 coated with the coating layer, it is obvious that the type is not particularly limited.
  • the substrate film 100 may be a separation film substrate.
  • the separator substrate can electrically insulate the negative electrode and the positive electrode of a secondary battery to prevent a short circuit and provide a movement path for lithium ions, and can be used without particular limitation as long as it can be used for a separator of a secondary battery.
  • the base film may be a polyolefin-based separator commonly used in the art, and for example, high-density polyethylene, low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, ultra-high molecular weight polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, and polybutylene terephthalate.
  • phthalate polyester, polyacetal, polyamide, polycarbonate, polyimide, polyetheretherketone, polyethersulfone, polyphenyleneoxide, polyphenylenesulfidro, polyethylenenaphthalene, and a base film formed by mixing two or more selected from the group consisting of polyphenylene oxide, polyethylenenaphthalene, and mixtures thereof, but is not particularly limited thereto.
  • a base film 100 a thin film or nonwoven fabric in the form of a film may be used alone or in combination thereof.
  • the thickness of the separator substrate may be 5 to 50 ⁇ m.
  • the thickness of the base film is not particularly limited to the above-mentioned range, but if it is excessively thinner than the above-mentioned lower limit, mechanical properties may deteriorate and the separator may be easily damaged during use of the battery.
  • the pore size and porosity present in the substrate film are also not particularly limited, but may be 0.01 ⁇ m to 50 ⁇ m and 10% to 95%, respectively.
  • the base film 100 may be an electrode current collector.
  • the electrode current collector may be a positive electrode current collector or a negative electrode current collector of a secondary battery.
  • the cathode current collector is generally made to have a thickness of 3 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • the cathode current collector is not particularly limited as long as it does not cause chemical change in the battery and has high conductivity.
  • the positive electrode current collector may have fine irregularities on its surface to increase the adhesiveness of the positive electrode active material, and may have various forms such as a film, sheet, foil, net, porous material, foam, or nonwoven fabric.
  • the anode current collector is generally made to have a thickness of 3 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • the anode current collector is not particularly limited as long as it does not cause chemical change in the battery and has high conductivity.
  • copper, stainless steel, aluminum, nickel, titanium, fired carbon, copper or stainless steel A surface treated with carbon, nickel, titanium, silver, or the like, an aluminum-cadmium alloy, or the like may be used.
  • fine irregularities may be formed on the surface to enhance the bonding strength of the negative electrode active material, and may be used in various forms such as films, sheets, foils, nets, porous bodies, foams, and nonwoven fabrics.
  • the polar solution 120 may be water.
  • the polar solution 120 is accommodated inside the water tank 210, and is accommodated in the first water tank part 211 and the second water tank part 212, and the inner first guide roller 330 and the inner second guide roller 340 is located inside the solution 120.
  • a part of the vertically disposed water tank partition 220 is located inside the polar solution 120.
  • the second water tank part 212 partitioned by the water tank partition 220 may contain a coating solution 110 which is a non-polar solution.
  • the coating solution 110 is included in the second tank part 212, and the coating solution 110 is not included in the first tank part 211.
  • the movement of the coating solution 110 located in the second water tank part 212 is blocked by the water tank partition 220 and does not flow into the first water tank part 211 .
  • the coating solution 110 forms a non-polar solution layer floating on top of the polar solution 120 and the polar solution 120 in a state of separation.
  • the coating solution 110 is applied to the surface of the base film 100 to form the coating layer 101 .
  • the thickness of the coating layer 101 may be adjusted by the height of the coating solution 110 accommodated in the second water tank 212 and/or the transfer speed of the base film 100 .
  • the coating layer 101 may have a thickness of 4 ⁇ m or less, and in particular, 1 ⁇ m or less.
  • the coating solution 110 is a non-polar solution and may include a non-polar solvent such as methyl ethyl ketone (MEK), toluene, or pentane.
  • MEK methyl ethyl ketone
  • pentane pentane
  • the coating solution 110 may be formed together with the non-polar solvent by including a binder such as Acrylate or PVdF and a fluorine-based nonionic surfactant as additives.
  • a binder such as Acrylate or PVdF
  • a fluorine-based nonionic surfactant as additives.
  • the binder may constitute the coating layer of the separator together with the inorganic material, and may maintain the bond between the inorganic particles and improve the adhesion between the electrode and the separator.
  • the type of such a binder is not particularly limited as long as it does not chemically change the separator coating layer, and examples include polyolefins such as polyethylene and polypropylene; fluorine-containing resins such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene; fluorine-containing rubbers such as vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymers and ethylene-tetrafluoroethylene copolymers; styrene-butadiene copolymers and hydrides thereof; (meth)acrylic acid ester copolymers such as methacrylic acid ester copolymers, acrylonitrile acrylic acid ester copolymers, and styrene acrylic acid ester copolymers; rubbers such as ethylene propylene rubber; polyvinyl acetate; The melting point or resin with a glass transition temperature of 180°C or higher; polycarbonate; polyacetal; and
  • the binder may include a PVdF-based binder capable of phase separation, and the content of the PVdF-based binder may be 80% by weight or more based on the total weight of the binder. If the content of the PVdF-based binder is less than 80% by weight, it is not preferable because it is difficult to increase the porosity of the inorganic coating layer to a desired level.
  • the PVdF-based binder may be at least one selected from the group consisting of PVdF and PVdF copolymers. More specifically, PVdF copolymers may have a PVdF monomer content of 92 mol% or more based on the total moles of monomers constituting the copolymer, and phase separation occurs when the PVdF monomer content is less than 92 mol% This decrease makes it difficult to increase the porosity of the inorganic coating layer to a desired level.
  • the inorganic particles are not particularly limited as long as they are electrochemically stable.
  • the inorganic particles are not particularly limited as long as oxidation or/and reduction reactions do not occur within the operating voltage range of the electrochemical device to which they are applied.
  • the inorganic material is BaTiO 3 , Pb(Zr,Ti)O 3 (PZT), Pb 1 -xLa x Zr 1-y Ti y O 3 (PLZT) (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1), PB(Mg 3 Nb 2/3 )O 3 -PbTiO 3 (PMN-PT), hafnia(H f O 2 ), SrTiO 3 , SnO s , CeO 2 , MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO 2 , Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , TiO 2 , SiC, (LiAlTiP) x O y series glass (0 ⁇ x ⁇ 4, 0 ⁇ y ⁇ 13), lithium germanium thiophosphate (Li x Ge y P z S w , 0 ⁇ x ⁇ 4, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ z ⁇ 1, 0 ⁇ w ⁇ 5), lithium nitride
  • the coating solution 110 according to the present invention may include an additive, and the additive may be a fluorine-based nonionic surfactant.
  • the fluorine-based nonionic surfactants for example, fluoroalkylethylene oxide adducts, fluoroalkenylethylene oxide adducts, fluoroalkylpropylene oxide adducts, fluoroalkenylpropylene oxide adducts, perfluoroalkylethylene oxide adducts, perfluoroalkenylethylene oxide adducts, and the like.
  • the coating solution 120 may include a primer material.
  • the primer serves to increase the adhesion of the cathode active material to the metal substrate while maximally suppressing the increase in internal resistance.
  • the conductive material and the polymer material may be included in a weight ratio of 1:10 to 10:1. If the content of the conductive material is too small, the operation characteristics of the battery deteriorate due to an increase in internal resistance, and if the content of the polymer material is too small, desired adhesive strength cannot be provided. Thus, an appropriate selection can be made within the above range.
  • the conductive material may be, for example, one or more particles selected from the group consisting of graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, summer black, carbon fiber, and fluorinated carbon. It is not necessarily limited only to these. Among them, carbon black is particularly preferred.
  • the particle diameter of the conductive material is preferably 10 to 100 nm.
  • polymer material examples include polyimide-based copolymers, acrylate-based copolymers, polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose (CMC), starch, hydroxypropylcellulose, and regenerated cellulose.
  • CMC carboxymethylcellulose
  • regenerated cellulose At least one selected from the group consisting of rose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPDM, styrene-butylene rubber and fluororubber It can be mentioned, but it is not necessarily limited only to these. Among them, polyimide-based copolymers are particularly preferred.
  • the coating apparatus accommodates the polar solution 120 and the non-polar coating solution 110 in the water tank 210 partitioned by the water tank partition 220, so that the base film 100 ) is applied to the surface of the coating solution 110, and the base film 100 coated with the coating layer is dried by the heating unit 400 to form the coating layer 101 on the surface of the base film 100.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a coating apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • the second embodiment of the present invention is the same as the first embodiment described with reference to FIG. 2, except that the coating device according to the first embodiment is continuously arranged to coat the coating solution in multiple layers. Only the technical configuration for forming the multilayer coating layer will be described.
  • the coating device according to the second embodiment of the present invention may be configured by continuously disposing the coating device according to the first embodiment.
  • the substrate film 1100 supplied to the external first guide roller 1310 passes through the inside of the water tank 1210, the first coating solution 1110 is applied to the surface of the substrate film 1100, and then the heating unit 1400 dried to form a base film 1100 coated with the first coating layer 1101, and supplied to the second external first guide roller 2310 located in the second water tank 2210 at the rear end.
  • the substrate film 1100 coated with the first coating layer 1101 supplied to the second outer first guide roller 2310 passes through the inside of the second water tank 2210 while the second coating solution 2110 is applied to the first coating layer. (1101) is applied to the surface. Then, it is dried in the heating unit 2400 to finally form the base film 1101 coated with the first coating layer 1101 and the second coating layer 2101 .
  • first coating solution 1110 and the second coating solution 2110 may include non-polar materials of the same component or may include non-polar materials of different components.

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Abstract

본원발명은 초박막 코팅 두께 구현이 가능한 코팅장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기재막(100)의 이동경로 상에 위치하는 수조(210); 상기 수조(210)의 내부에 수직으로 위치하여, 상기 수조(210)의 내부공간을 제1수조부(211)와 제2수조부(212) 두개의 구역으로 구획하는 수조칸막이(220); 상기 기재막(100)을 연속적으로 이송하는 롤러부(300); 및 상기 수조(210)의 외부에 위치하는 히팅부(400);를 포함하고, 상기 수조칸막이(220)는 상기 수조(210) 내부 바닥면과 소정거리만큼 이격되어 위치하며, 연속적으로 기재막(100)의 표면에 코팅층을 형성하는 코팅장치에 관한 것이다.

Description

코팅층 두께 조절이 용이한 코팅장치 및 코팅방법
본 출원은 2021년 6월30일자 한국 특허 출원 제2021- 0085734호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본원발명은 이차전지용 분리막 또는 집전체 코팅장치 및 코팅방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코팅용액층의 높이 조절을 통하여 코팅층 두께를 조절하여 초박막 코팅 두께 구현이 가능한 이차전지용 분리막 또는 집전체 코팅장치 및 코팅방법에 관한 것이다.
스마트폰, 패드, 노트북 등 휴대용 전자기기에 대한 수요가 증가함에 따라 이들의 에너지원인 이차전지의 수요 또한 급격히 증가하고 있다. 그 중 높은 에너지 밀도와 전지 수명이 긴 리튬 이차전지가 가장 널리 사용된다.
리튬 이차전지는 양극 및 음극 사이에 분리막을 개재한 후 상기 양극 및 음극을 교대로 적층한 전극조립체를 제조한 후, 일정 크기 및 모양의 캔(can) 또는 파우치(pouch)로 이루어진 전지 케이스에 상기 전극조립체를 삽입하고, 최종적으로 전해액을 주입하는 방식으로 조립된다. 전해액은 모세관 힘(capillary force)에 의해 양극, 음극 및 분리막 사이로 스며든다.
리튬 이차전지가 고용량 및 고에너지 밀도를 가지면서 긴 수명을 유지하기 위해서는 전지 내부에 개재된 전극조립체가 전해액에 완전히 함침되어야 한다. 전극조립체가 전해액에 불완전하게 함침되면, 전극간의 반응이 원활하지 못하며 저항이 높아지고 출력특성 및 전지의 용량이 급격히 떨어진다. 결국 전지 성능이 저하되고 수명이 단축되는 것은 물론, 높은 내부 저항으로 전지가 과열되거나 폭발할 수 있다.
양극, 음극 및 분리막 모두 소수성인 경우가 많지만, 전해액은 친수성인 경우가 많다. 이러한 차이점 때문에 전해액의 전극 및 분리막에 대한 함침성을 높이기 위해 상당한 시간이 필요하고 까다로운 공정 조건이 요구된다.
다공성 기재 위에 형성되는 코팅층의 두께가 너무 얇을 경우에는 분리막의 열적 안전성이 취약하고, 코팅층의 두께 너무 두꺼울 경우에는 열적 안전성은 높아지지만, 리튬이차전지에 적용하는 경우 저항이 증가하여 전지의 성능을 저하시킬 수 있다.
기존의 이차전지용 분리막 대부분은 소수성인 특성을 지니고 있기 때문에 세라믹 물질을 분리막 기재상에 코팅하여 전해액이 분리막에 대한 함침성을 향상시키는 방법을 사용하고 있다. 상기와 같이 코팅층 형성은 분리막의 열적 안전성 및 기계적 특성 향상에 기여하지만, 이차전지의 전지특성 관점에서는 저항으로 작용하여 세라믹 코팅층의 두께가 증가함에 따라 전지특성이 떨어지는 문제점도 지니고 있다
특허문헌 1은 유연기판(11)에 코팅용 용액을 코팅하는 코팅장치를 개시하였고, 구체적으로 유연기판에 제1 코팅용 용액을 딥 코팅(dip coating) 방식으로 코팅하는 제1 코팅유닛(12), 제1 코팅 유닛의 후단에 배치되고, 상기 유연기판에 제2 코팅용 용액을 그라비아 방식으로 코팅하는 제2 코팅유닛(13), 및 상기 제2 코팅유닛 후단에 배치되어 코팅된 유연기판을 건조시키는 건조유닛(14) 및 가이드 롤(15 구성을 개시하였다.
특허문헌 1은 제2 코팅유닛(13)이 유연기판을 압착하고 추가로 코팅하여 유연기판에 코팅용 용액을 한층 더 균일하고 두껍게 코팅하는 코팅장치 및 코팅방법에 관한 것으로, 코팅층이 두꺼워져 이차전지의 전지특성에 미치는 영향에 대해서는 인식하지 못하고 있다.
따라서, 본원발명에서는 중요한 문제로 인식하고 있는 균일하면서 얇은 코팅층을 형성할 수 있는 구조가 간단하고 코팅이 용이한 이차전지 분리막 코팅장치 및 코팅방법에 대한 기술은 아직까지 제시되지 않았다.
(선행기술문헌)
(특허문헌 1) 대한민국 등록특허공보 제10-1653347호
본원발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 기존의 코팅공정의 운전 조건에 대한 변경을 하지 않고, 안정적으로 초박막 두께의 코팅층을 형성할 수 있고 분리막의 코팅장치 및 코팅방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본원발명에 따른 연속적으로 기재막(100)의 표면에 코팅층을 형성하는 코팅장치는, 기재막(100)의 이동경로 상에 위치하는 수조(210); 상기 수조(210)의 내부에 수직으로 위치하여, 상기 수조(210)의 내부공간을 제1수조부(211)와 제2수조부(212) 두개의 구역으로 구획하는 수조칸막이(220); 상기 기재막(100)을 연속적으로 이송하는 롤러부(300); 및 상기 수조(210)의 외부에 위치하는 히팅부(400);를 포함하고, 상기 수조칸막이(220)는 상기 수조(210) 내부 바닥면과 소정거리만큼 이격되어 위치할 수 있다.
상기 제1수조부(211) 및 상기 제2수조부(212)에는 극성용액(120)을 포함하고, 상기 제2수조부(212)에는 비극성의 코팅용액(110)이 추가로 포함되며, 상기 제2수조부(212)에 위치하는 코팅용액(110)은 상기 극성용액(120)의 상단에 위치하고, 상기 수조칸막이(220)에 의해 제1수조부(211)로의 수평이동이 제한되며, 상기 제1수조부(211) 및 제2수조부(212)를 연속적으로 통과하는 기재막(100)의 표면에 상기 코팅용액(110)을 도포할 수 있다.
상기 롤러부(300)는 외부롤러부 및 내부롤러부를 포함하고, 상기 외부롤러부는 평행 이격되어 배치되는 한쌍의 외부가이드롤러를 포함하고, 상기 내부롤러부는 평행 이격되어 배치되는 한쌍의 내부가이드롤러를 포함하며, 상기 한쌍의 내부가이드롤러는 상기 수조(210)의 내부 바닥면과 소정거리만큼 이격되어 위치할 수 있다.
상기 수조칸막이(220)와 상기 수조(210) 내부 바닥면 사이의 이격거리는 상기 내부가이드롤러의 최하단변과 상기 수조(210) 내부 바닥면 사이의 이격거리보다 클 수 있다.
상기 내부롤러부를 구성하는 상기 한쌍의 내부가이드롤러는 상기 수직으로 위치하는 수조칸막이(220)의 양측으로 소정거리만큼 이격되면서 위치할 수 있다.
상기 외부롤러부를 구성하는 한쌍의 외부가이드롤러는 상기 내부롤러부를 구성하는 한쌍의 내부가이드롤러와 대응되게 상기 수조(210)의 외부에 위치할 수 있다.
상기 제2수조부(212)에 위치하는 내부가이드롤러와 상기 내부가이드롤러와 대응되는 상기 제2수조부(212)의 상단 외부에 위치하는 외부가이드롤러 사이에서 기재막(100)을 수직으로 위치시킬 수 있는 상기 내부가이드롤러와 상기 외부가이드롤러가 배치될 수 있다.
상기 히팅부(400)는 코팅층이 코팅된 기재막(100)을 건조시키고, 상기 건조과정에서 휘발되는 가스물질들을 처리하는 가스 처리부를 포함할 수 있다.
본원발명은 상기 따른 코팅장치를 이용하는 (s1) 수조(210)에 극성용액(120)을 주입하는 단계; (s2) 제2수조부(212)에 수용된 극성용액(120)의 상부층에 코팅용액(110)을 주입하는 단계; (s3) 외부가이드롤러 및 내부가이드롤러의 지지하에 공급되는 기재막(100)을 제1수조부(211) 및 제2수조부(212)의 순서로 통과시키면서 상기 코팅용액(110)을 기재막(100)의 표면에 코팅시키는 단계; 및 (s4)제2수조부(212)의 후단에서 코팅용액(110)이 코팅된 기재막(100)을 건조하는 단계;를 포함하는 코팅방법을 제공한다.
상기 (s2) 단계에서 제2수조부(212)에 주입되는 코팅용액(110) 층의 높이를 조절하여 기재막(100)에 코팅되는 코팅층의 두께를 1㎛ 이하로 제어할 수 있다.
상기 (s3) 단계에서 기재막(100)을 통과시키는 속도를 조절하여 기재막(100)에 코팅되는 코팅층의 두께를 1㎛ 이하로 제어할 수 있다.
상기 (s1), (s2), (s3) 및 (s4) 단계를 순차적으로 진행하는 제1코팅단계를 완성한 후, (s3) 및 (s4) 단계를 반복하여 제2코팅단계를 진행하여 코팅층을 형성할 수 있다.
상기 제2코팅단계의 (s3) 단계의 코팅용액은 제1코팅단계의 코팅용액과 달리하여, 다층의 코팅층을 형성할 수 있다.
본원발명은 또한 상기 과제의 해결 수단을 조합할 수 있는 가능한 조합으로도 제공이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본원발명에 따른 코팅장치는 기준의 운전 조건에 대한 변경을 하지 않고, 초박막 코팅 두께의 구현이 가능한 효과가 있다.
기재막 상에 코팅층을 형성하기 위한 공정이 단순하고, 추가의 복잡한 공정이 수행될 필요가 없으므로, 생산공정 및 제조비용 측면에서 유리한 이점을 갖는다.
기재막 상에 코팅층을 초박막 두께로 형성하여, 이차전지의 전지특성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본원발명에서 상분리되는 극성용액의 상부층에 소량의 비극성용액을 배치하여 코팅함으로써, 오염물질 발생을 최소화 할 수 있는 이점을 갖는다.
도 1는 종래의 방법에 따른 코팅장치 개요도이다.
도 2는 본원발명의 제1 실시예에 따른 코팅장치 개요도이다.
도 3은 본원발명의 제2 실시예에 따른 코팅장치 개요도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본원발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본원발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본원발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본원발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 구성요소를 한정하거나 부가하여 구체화하는 설명은, 특별한 제한이 없는 한 모든 발명에 적용될 수 있으며, 특정한 발명에 대한 설명으로 한정되지 않는다.
또한, 본원의 발명의 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서 단수로 표시된 것은 별도로 언급되지 않는 한 복수인 경우도 포함한다.
또한, 본원의 발명의 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서 "또는"은 별도로 언급되지 않는 한 "및"을 포함하는 것이다. 그러므로 "A 또는 B를 포함하는"은 A를 포함하거나, B를 포함하거나, A 및 B를 포함하는 상기 3가지 경우를 모두 의미한다.
또한, 모든 수치 범위는 명확하게 제외한다는 기재가 없는 한, 양 끝의 값과 그 사이의 모든 중간 값을 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 코탕장치에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본원발명의 제1 실시예에 따른 코팅장치 개요도이다.
도 2를 참조하면서 본원발명의 제1 실시예에 따른 코팅장치를 설명하면, 코팅부(200), 가이드롤러부(300) 및 히팅부(400)를 포함하여 구성된다.
먼저 코팅부(200)에 관해 구체적으로 설명하면, 코팅부(200)는 내부에 용액을 수용할 수 있는 수용공간을 형성하는 수조(210) 및 상기 수용공간 내에 위치하여 상기 수용공간을 분리하는 수조칸막이(220)를 포함한다.
수조칸막이(220)는 플레이트 형상으로 수조(210)의 내부에 위치하여 상기 수조(210)의 수용공간을 제1수조부(211) 및 제2수조부(212) 두개 부분으로 구획할 수 있다. 여기서 제1수조부(211)는 기재막(100)이 공급되는 언와이어(미도시)와 인접한 구역이고, 제2수조부(212)는 코팅층이 코팅된 기재막(100)이 감기는 리와이어(미도시)와 인접한 구역이다.
수조칸막이(220)의 하단변과 수조(210)의 내부 바닥면(미도시)과 소정거리만큼 이격되어 위치할 수 있다. 본원발명에서 수조칸막이(220)으 하단변과 수조(210)의 내부 바닥면 사이의 이격거리는 0.1m 내지 1.0m 일 수 있고, 상세하게는 0.1m 내지 0.5m 일 수 있으며, 더 상세하게는 0.1m 내지 0.2m일 수 있다. 이는 후술 기재막(100)이 상기 수조칸막이(220)의 하단변과 수조(210)의 내부 바닥면 사이를 안정적으로 통과하면서 코팅장치의 규모를 최소화하는데 유리하다.
다음은 가이드롤러부(300)에 관해 설명하기로 한다. 본원발명에서 후술 기재막(100)의 이동 경로를 안내하는 하나 이상의 가이드롤러를 포함할 수 있다. 상세하게는 수조(210)의 외부에 위치하는 외부 가이드롤러와 수조(210)의 내부 수용공간에 위치하는 내부 가이드롤러를 포함할 수 있다. 상기 외부 가이드롤러는 외부 제1가이드롤러(310)과 외부 제2가이드롤럴(320)를 포함할 수 있다. 외부 제1가이드롤러(310)는 기재막(100)을 공급하는 언와인더(미도시)와 수조(210) 사이에 위치하고, 상기 언와인더에서 공급되는 기재막(100)을 수조(210)의 내부 수용공간에 위치하는 후술 내부 가이드롤러(330, 340)로 이송시킨다. 외부 제2가이드롤러(320)는 수조(210)를 사이에 두고 상기 외부 제1가이드롤러(310)와 대면하여 위치하고, 수조(210) 내부의 내부 가이드롤러(330, 340)를 거쳐 나오는 기재막(100)을 후단 리완인더(미도시)로 공급한다.
수조(210)의 내부 수용공간에는 내부 가이드롤러가 위치할 수 있다. 상기 내부 가이드롤러는 수평으로 소정거리만큼 이격되면서 평행으로 배치되는 한쌍의 내부 가이드롤러인 내부 제1가이드롤러(330) 및 내부 제2가이드롤러(340)를 포함한다. 내부 제1가이드롤러(33)와 내부 제2가이드롤러(340)는 상기 수조(210)의 내부 바다면은 소정거리만큼 이격되어 수조칸막이(220)의 양측면에서 소정거리만큼 이격되어 위치할 수 있다. 외부 제1가이드롤러(310)의 회전과 함께 공급되는 기재막(100)은 회전하는 내부 제1가이드롤러(330)의 하단면을 거쳐서 회전하는 내부 제2가이드롤러(340)에 이송되고, 상기 내부 제2가이드롤러(340)의 하단면을 거쳐서 수조(210)의 외부로 이송된다. 외부 제1가이드롤러(310)와 내부 제1가이드롤러(330) 사이에 위치하는 기재막(100) 및 외부 제2가이드롤러(320)와 내부 제2가이드롤러(340) 사이에 위치하는 기재막(100)은 수직으로 위치할 수 있고, 소정의 각도를 이루어 위치할 수 있다. 상세하게는 외부 제2가이드롤러(320)와 내부 제2가이드롤러(340) 사이에 위치하는 기재막(100)은 수직으로 위치할 수 있고, 이는 후술 코팅용액이 기재막(100)의 양측면에 같은 두께로 균일하게 코팅되는데 유리하다.
또한, 본원발명의 도면에서 외부 제2가이드롤러(320)와 내부 제2가이드롤러(340) 사이에 위치하는 기재막(100)은 수직으로 위치되게끔 도시되었으나, 외부 제2가이드롤러(320)와 내부 제2가이드롤러(340)가 소정거리만큼 이격되어, 그 사이에 위치하는 기재막(100)이 지면과 소정각도를 이루도록 할 수 있다. 이와 같은 경우에는 기재막(100)의 양쪽 측면에 상이한 두께의 균일한 코팅층이 형성될 수 있다.
계속해서 히팅부(400)에 관해서 상세하게 설명한다.
수조(210)의 내부에 위치하는 내부 제2가이드롤러(340)를 거쳐 이송되는 코팅층이 형성된 기재막(210)은 히팅부(400)를 통과하면서 건조시킬 수 있다. 히팅부(400)에서 코팅층(101)이 코팅된 기재막(100)은 40℃ 내지 100℃의 온도로 건조될 수 있다.
여기서 히팅부(400)는 내부 제2가이드롤러(340)와 외부 제2가이드롤러(320) 사이에 위치할 수 있다. 히팅부(400)는 기재막(210)에 코팅된 코팅층을 건조시키기 위한 것으로, 고온의 열풍을 기재막(100)의 양 측면에 코팅된 코팅층에 분사하여 건조시킨다. 또한, 도면에 도시되지 않았지만, 상기 열풍 및 건조과정에서 발생하는 가스성분들에 의한 2차오염을 방지하기 위한 가스 정제부를 구비할 수 있다.
히팅부(400)는 UV 경화기가 될 수 있고, 코팅층이 코팅된 기재막(100)을 안정적이고 효율적으로 건조시킬 수 있다면, 그 종류는 특히 한정되지 않음은 자명하다.
다음은 기재막(100)에 관해서 상세하게 설명한다.
여기서 기재막(100)은 분리막 기재일 수 있다. 상기 분리막 기재는 이차전지의 음극 및 양극을 전기적으로 절연시켜 단락을 방지하면서 리튬 이온의 이동 경로를 제공할 수 있는 것으로서 통상적으로 이차전지의 분리막에 사용 가능한 것이라면 특별한 제한 없이 사용이 가능하다. 상기 기재막은 당업계에서 통상적으로 사용되는 폴리올레핀 계열 분리막일 수 있고, 예를 들어, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형저 밀도 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(polybutyleneterephthalate), 폴리에스테르 (polyester), 폴리아세탈 (polyacetal), 폴리아미드 (polyamide), 폴리카보네이트 (polycarbonate), 폴리이미드 (polyimide), 폴리에테르에테르케톤 (polyetheretherketone), 폴리에테르설폰 (polyethersulfone), 폴리페닐렌옥사이드 (polyphenyleneoxide), 폴리페닐렌설파이드로 (polyphenylenesulfidro), 폴리에틸렌나프탈렌 (polyethylenenaphthalene) 및 이들의 혼합체로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나로 또는 둘 이상을 혼합하여 형성된 기재막 등이 있으나 특별히 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 기재막(100)으로는 필름 형태의 박막이나 부직포를 단독으로 또는 이들을 복합하여 사용할 수 있다.
본원 발명에 있어서, 상기 분리막 기재의 두께는 5 내지 50 ㎛일 수 있다. 본원 발명에 있어서, 기재막의 두께가 특별히 전술한 범위로 한정되는 것은 아니지만, 전술한 하한보다 지나치게 얇은 경우에는 기계적 물성이 저하되어 전지 사용 중 분리막이 쉽게 파손될 수 있다. 한편, 기재막에 존재하는 기공 크기 및 기공도 역시 특별히 제한되는 것은 아니나 각각 0.01㎛ 내지 50㎛ 및 10% 내지 95%일 수 있다.
여기서 기재막(100)은 전극 집전체일 수 있다. 상기 전극 집전체는 이차전지의 양극 집전체또는 음극 집전체일 수 있다.
상기 양극 집전체는 일반적으로 3 ㎛ 내지 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 양극 집전체는, 해당 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 또는 알루미늄이나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면 처리한 것 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 양극 집전체는, 표면에 미세한 요철을 형성하여 양극 활물질의 접착력을 높일 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태가 가능하다.
상기 음극 집전체는 일반적으로 3 ㎛ 내지 500 ㎛의 두께로 만든다. 이러한 음극 집전체는, 해당 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 높은 도전성을 가지는 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 구리, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 니켈, 티탄, 소성 탄소, 구리나 스테인리스 스틸의 표면에 카본, 니켈, 티탄, 은 등으로 표면처리한 것, 알루미늄-카드뮴 합금 등이 사용될 수 있다. 또한, 양극 집전체와 마찬가지로, 표면에 미세한 요철을 형성하여 음극 활물질의 결합력을 강화시킬 수도 있으며, 필름, 시트, 호일, 네트, 다공질체, 발포체, 부직포체 등 다양한 형태로 사용될 수 있다.
이어서 상기 수조(210)내부에 수용되는 극성용액(120) 및 코팅용액(110)에 관해서 설명한다.
극성용액(120)은 물일 수 있다. 상기 극성용액(120)은 수조(210)의 내부에 수용되고, 제1수조부(211) 및 제2수조부(212)에 수용되며, 내부 제1가이드롤러(330), 내부 제2가이드롤러(340)가 상기 용액(120) 내부에 위치한다. 또한 수직으로 배치되는 수조칸막이(220)의 일부는 상기 극성용액(120) 내부에 위치한다.
상기 수조칸막이(220)에 의해 구획된 제2수조부(212)에는 비극성용액인 코팅용액(110)을 포함할 수 있다. 상세하게는 제2수조부(212)에 코팅용액(110)이 포함하고, 제1수조부(211)에는 코팅용액(110)이 포함되지 않는다. 또한 제2수조부(212)에 위치하는 코팅용액(110)은 수조칸막이(220)에 의해 이동이 차단되고, 제1수조부(211)로 유동되지 않는다.
코팅용액(110)은 극성용액(120)과 분리된 상태로 극서용액(120) 층의 상부에 부유하는 비극성용액 층을 형성한다. 기재막(100)이 외부 제1가이드롤러(310)를 내부 제1가이드롤러(320) 및 내부 제2가이드롤러(330)를 거친 후, 제2수조부(212)에 수용된 극성용액(120)의 상부에 형성되는 코팅용액(110) 층을 관통하면서, 상기 코팅용액(110)이 기재막(100)의 표면에 도포되어 코팅층(101)이 형성된다. 상기 코팅층(101)의 두께는 제2수조부(212)에 수용된 코팅용액(110)의 높이 및/또는 기재막(100)의 이송 속도에 의해 조절될 수 있다. 본원발명에서 상기 코팅층(101)의 두께는 4㎛ 이하일 수 있고, 상세하게는 1㎛이하일 수 있다.
여기서 코팅용액(110)은 비극성용액으로 메틸 에틸 케톤 (Methyl Ethyl Ketone, MEK), 톨루엔(Touluene), 펜테인(pentane)등 비극성 용매를 포함할 수 있다.
필수사항은 아니지만, Acrylate, PVdF등 바인더와 불소계비이온 계면활성제를 첨가제로서 포함하여 상기 비극성 용매와 함께 코팅용액(110)을 형성할 수도 있다.
본원발명에 상기 바인더는 무기물과 함께 분리막의 코팅층을 구성할 수 있는 바, 상기 더는 무기물 입자 간의 결합을 유지시켜주고, 전극과 분리막 간의 접착력을 향상시켜줄 수 있다.
또한, 이와 같은 바인더의 종류는 분리막 코팅층에 화학적인 변화를 미치지 않는다면, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀; 폴리불화 비닐리덴 및 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 불소 함유수지; 불화 비닐리덴-헥사플루오로프로필렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체 및 에틸렌-테트라플루오로에틸렌 공중합체 등의 불소 함유 고무; 스티렌-부타디엔 공중합체 및 그 수소화물; 메타크릴산 에스테르 공중합체, 아크릴로니트릴 아크릴산 에스테르 공중합체 및 스티렌 아크릴산에스테르 공중합체 등의(메타) 아크릴산 에스테르 공중합체; 에틸렌 프로필렌 러버 등의 고무류; 폴리초산비닐; 폴리페닐렌 에테르, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리에테르이미드, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르아미드, 폴리에스테르, 방향족 폴리에스테르 및 폴리에테르에테르케톤 등의 융점이나 유리 전이 온도가 180℃이상의 수지; 폴리카보네이트; 폴리아세탈; 및, 카르복시알킬셀룰로오스, 알킬셀룰로오스, 히드록시알킬셀룰로오스, 전분, 폴리비닐알코올, 알긴산나트륨, 폴리에틸렌글리콜, 셀룰로오스에스테르, 폴리아크릴산, 폴리아크릴아미드 및 폴리메타크릴산 등의 수용성 수지이거나, 이들 중 2종 이상을 포함하는 중합체일 수 있다.
상기 바인더는 상분리가 가능한 PVdF계 바인더를 포함할 수 있고, PVdF계 바인더의 함량은 바인더의 전체 중량을 기준으로 80 중량% 이상일 수 있다. PVdF계 바인더의 함량이 80 중량% 미만인 경우에는 무기물 코팅층의 다공성을 소망하는 수준으로 증가시키기 어렵기 때문에 바람직하지 않다.
구체적으로, PVdF계 바인더는 PVdF 및 PVdF 공중합체들로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상일수 있다. 더욱 상세하게는, PVdF 공중합체들은 공중합체를 구성하는 단량체들의 전체 몰(mole)을 기준으로 PVdF 단량체의 함량이 92 몰% 이상일 수 있고, PVdF 단량체의 함량이 92 몰% 미만인 경우에는 상분리의 발생이 감소하여 무기물 코팅층의 다공성을 소망하는 수준으로 증가시키기 어렵다.
본원발명에서 상기 무기물 입자는 전기화학적으로 안정하면 특별히 제한되지 않는다. 상기 무기물 입자는 적용되는 전기화학소자의 작동 전압 범위에서 산화 또는/및 환원 반응이 일어나지 않는다면 특별히 제한되지 않는다. 특히 이온 전달 능력이 있는 무기물 입자를 사용하는 경우 전기화학소자 내의 이온 전도도를 높여 성능 향상에 유리하다. 본원발명에서 무기물은 BaTiO3, Pb(Zr,Ti)O3(PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT) (0<x<1, 0<y<1), PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT), hafnia(HfO2), SrTiO3, SnOs, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, Al2O3, TiO2, SiC, (LiAlTiP)xOy 계열 glass (0<x<4, 0<y<13), 리튬게르마늄 티오포스페이트(LixGeyPzSw, 0<x<4, 0<y<1, 0<z<1, 0<w<5), 리튬나이트라이드(LixNy, 0<x<4, 0<y<2), SiS2 계열 glass(LixSiySz, 0<x<3, 0<y<2, 0<z<4), P2S5 계열 glass (LixPySz, 0<x<3, 0<y<3, 0<z<7) 및 이들의 혼합체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
본원발명에 따른 코팅용액(110)은 첨가제를 포함할 수 있고, 상기 첨가제는 불소계 비이온 계면활성제일 수 있다.
상기 불소계 비이온 계면활성제는, 예를 들면, 플루오로알킬에틸렌 옥사이드 부가물, 플루오로알케닐에틸렌옥사이드 부가물, 플루오로알킬프로필렌옥사이드 부가물, 플루오로알케닐프로필렌옥사이드 부가물, 퍼플루오로알킬에틸렌옥사이드 부가물, 퍼플루오로알케닐에틸렌옥사이드 부가물 등일 수 있다.
본원발명에서 기재막(100)이 전극 집전체일 경우, 상기 코팅용액(120)은 프라이머 물질을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 프라이머는 내부 저항의 증가를 최대한 억제하면서 금속 기재에 대한 양극 활물질의 접착력을 높이는 역할을 하며, 상세하게는, 도전성 물질과 고분자 물질이 중량비로 1 : 10 내지 10 : 1로 포함될 수 있다. 도전성 물질의 함량이 너무 적으면 내부 저항의 증가에 의해 전지의 작동 특성이 저하되고, 고분자 물질의 함량이 너무 적으면 소망하는 접착력을 제공할 수 없으므로, 상기 범위에서 적절히 선택할 수 있다.
상기 도전성 물질은, 예를 들어, 흑연, 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙, 탄소 섬유 및 불화 카본으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상의 입자일 수 있지만, 반드시 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 그 중에서도 카본 블랙이 특히 바람직하다. 도전성 물질의 입경은 10내지 100 nm인 것이 바람직하다.
상기 고분자 물질은, 예를 들어, 폴리이미드계 공중합체, 아크릴레이트계 공중합체, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌-부틸렌 고무 및 불소 고무로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 들 수 있지만 반드시 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 그 중에서도 폴리이미드계 공중합체가 특히 바람직하다.
이와 같이, 본원발명의 제1 실시예에 따른 코팅장치는 수조칸막이(220)에 의해 구획되는 수조(210)에 극성용액(120)과 비극성의 코팅용액(110)을 수용하여, 기재막(100)의 표면에 코팅용액(110)을 도포하고, 코팅층이 코팅된 기재막(100)은 히팅부(400)에 의해 건조되어 기재막(100)의 표면에 코팅층(101)이 형성된다.
도 3은 본원발명의 제2 실시예에 따른 코팅장치 개요도이다.
본원발명의 제2 실시예는 제1 실시예에 따른 코팅장치가 연속적으로 배치되어 코팅용액을 다층으로 코팅할 수 있는 것을 제외하고는 도2를 참조하면서 설명한 제1 실시예와 동일함으로, 이하에서는 상기 다층 코팅층을 형성하는 기술 구성에 관해서만 설명하기로 한다.
도3을 참조하면, 본원발명의 제2 실시예에 따른 코팅장치는 제1 실시예에 따른 코팅장치가 연속적으로 배치되어 구성될 수 있다.
외부 제1가이드롤러(1310)에 공급되는 기재막(1100)은 수조(1210)의 내부를 통과하여 제1 코팅용액(1110)이 기재막(1100)의 표면에 도포된 후 히팅부(1400)에 건조되어 제1코팅층(1101) 코팅된 기재막(1100)을 형성하여, 후단에 두번째 수조(2210)에 위치하는 두번째 외부 제1가이드롤러(2310)에 공급된다. 상기 두번째 외부 제1가이드롤러(2310)에 공급된 제1 코팅층(1101)이 코팅된 기재막(1100)은 두번째 수조(2210)의 내부를 통과하면서 제2 코팅용액(2110)이 상기 제1 코팅층(1101)의 표면에 도포된다. 그다음 히팅부(2400)에서 건조되어 최종적으로 제1코팅층(1101) 및 제2코팅층(2101)이 코팅된 기재막(1101)을 형성한다.
여기서 제1 코팅용액(1110)과 제2 코팅용액(2110)은 동일한 성분의 비극성물질을 포함하여 구성될 수 있고, 상이한 성분의 비극성물질을 포함하여 구성될 수 있다.
본원발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본원발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 수행하는 것이 가능할 것이다.
(부호의 설명)
11: 유연기판
12: 제1 코팅유닛
13: 제2 코팅유닛
14: 건조유닛
15: 가이드 롤
100, 1100: 기재막
101: 코팅층
1101: 제1코팅층
2101: 제2코팅층
110: 코팅용액
1110: 제1 코팅용액
2110: 제2 코팅용액
120, 1120, 2120: 극성용액
200, 1200, 2200: 코팅부
210, 1210, 2210: 수조
211, 1211, 2211: 제1수조부
212, 1212, 2212: 제2수조부
220, 1220, 2220: 수조칸막이
300, 1300, 2300: 롤러부
310, 1310, 2310: 외부 제1가이드롤러
320, 1310, 2310: 외부 제2가이드롤러
330, 1330, 2330: 내부 제1가이드롤러
340, 1340, 2340: 내부 제2가이드롤러
400: 히팅부

Claims (13)

  1. 연속적으로 기재막의 표면에 코팅층을 형성하는 코팅장치에 있어서,
    기재막의 이동경로 상에 위치하는 수조;
    상기 수조의 내부에 수직으로 위치하여, 상기 수조의 내부공간을 제1수조부와 제2수조부 두개의 구역으로 구획하는 수조칸막이;
    상기 기재막을 연속적으로 이송하는 롤러부; 및
    상기 수조의 외부에 위치하는 히팅부;를 포함하고,
    상기 수조칸막이는 상기 수조 내부 바닥면과 소정거리만큼 이격되어 위치하는 코팅장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1수조부 및 상기 제2수조부에는 극성용액을 포함하고, 상기 제2수조부에는 비극성의 코팅용액이 추가로 포함되며,
    상기 제2수조부에 위치하는 코팅용액은 상기 극성용액의 상단에 위치하고, 상기 수조칸막이에 의해 제1수조부로의 수평이동이 제한되며,
    상기 제1수조부 및 제2수조부를 연속적으로 통과하는 기재막의 표면에 상기 코팅용액을 도포하는 코팅장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 롤러부는 외부롤러부 및 내부롤러부를 포함하고,
    상기 외부롤러부는 평행 이격되어 배치되는 한쌍의 외부가이드롤러를 포함하고, 상기 내부롤러부는 평행 이격되어 배치되는 한쌍의 내부가이드롤러를 포함하며,
    상기 한쌍의 내부가이드롤러는 상기 수조의 내부 바닥면과 소정거리만큼 이격되어 위치하는 코팅장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수조칸막이와 상기 수조 내부 바닥면 사이의 이격거리는 상기 내부가이드롤러의 최하단변과 상기 수조 내부 바닥면 사이의 이격거리보다 큰 코팅장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 내부롤러부를 구성하는 상기 한쌍의 내부가이드롤러는 상기 수직으로 위치하는 수조칸막이의 양측으로 소정거리만큼 이격되면서 위치하는 코팅장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 외부롤러부를 구성하는 한쌍의 외부가이드롤러는 상기 내부롤러부를 구성하는 한쌍의 내부가이드롤러와 대응되게 상기 수조의 외부에 위치하는 코팅장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2수조부에 위치하는 내부가이드롤러와 상기 내부가이드롤러와 대응되는 상기 제2수조부의 상단 외부에 위치하는 외부가이드롤러 사이에서 기재막을 수직으로 위치시킬 수 있는 상기 내부가이드롤러와 상기 외부가이드롤러가 배치되는 코팅장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 히팅부는 코팅층이 코팅된 기재막을 건조시키고,
    상기 건조과정에서 휘발되는 가스물질들을 처리하는 가스 처리부를 포함하는 코팅장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 코팅장치를 이용하는 코팅방법에 있어서,
    (s1) 수조에 극성용액을 주입하는 단계;
    (s2) 제2수조부에 수용된 극성용액의 상부층에 코팅용액을 주입하는 단계;
    (s3) 외부가이드롤러 및 내부가이드롤러의 지지하에 공급되는 기재막을 제1수조부 및 제2수조부의 순서로 통과시키면서 상기 코팅용액을 기재막의 표면에 코팅시키는 단계; 및
    (s4) 제2수조부의 후단에서 코팅용액이 코팅된 기재막을 건조하는 단계;를 포함하는 코팅방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 (s2) 단계에서 제2수조부에 주입되는 코팅용액 층의 높이를 조절하여 기재막에 코팅되는 코팅층의 두께를 1㎛ 이하로 제어하는 코팅방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 (s3) 단계에서 기재막을 통과시키는 속도를 조절하여 기재막에 코팅되는 코팅층의 두께를 1㎛ 이하로 제어하는 코팅방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 (s1), (s2), (s3) 및 (s4) 단계를 순차적으로 진행하는 제1코팅단계를 완성한 후,
    (s3) 및 (s4) 단계를 반복하여 제2코팅단계를 진행하여 코팅층을 형성하는 코팅방법.
  13. 제12항에 있어서,
    제2코팅단계의 (s3) 단계의 코팅용액은 제1코팅단계의 코팅용액과 달리하여, 다층의 코팅층을 형성하는 코팅방법.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4224896A (en) * 1976-02-11 1980-09-30 Commissariat A L'energie Atomique Device for formation and deposition of monomolecular layers of amphiphilic molecules on a substrate
US5558715A (en) * 1993-01-22 1996-09-24 Sollac, Societe Anonyme Method for the purification of a bath for coating metallurgical products with a metallic alloy, and installation for the implementation of this method
KR20060044570A (ko) * 2004-08-16 2006-05-16 (주)필로스 캐필러리 직물지지체 및 그 분리막 코팅방법
KR101641285B1 (ko) * 2015-11-30 2016-07-20 한국기계연구원 전도성 필름 코팅 장치
KR101653347B1 (ko) 2015-11-27 2016-09-01 한국기계연구원 유연기판에 코팅용 용액을 코팅하는 장치
KR101750408B1 (ko) * 2017-01-23 2017-06-27 한국기계연구원 코팅조를 구비한 유연기판 코팅 장치
KR20210085734A (ko) 2019-12-31 2021-07-08 재단법인 지능형자동차부품진흥원 자율주행 차량용 센서 장착장치

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1930601A (en) * 1931-02-12 1933-10-17 Frank P Townsend Metal coating apparatus
EP3855534A4 (en) * 2018-09-19 2022-10-12 Musashi Energy Solutions Co., Ltd. ELECTRODE MANUFACTURING DEVICE

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4224896A (en) * 1976-02-11 1980-09-30 Commissariat A L'energie Atomique Device for formation and deposition of monomolecular layers of amphiphilic molecules on a substrate
US5558715A (en) * 1993-01-22 1996-09-24 Sollac, Societe Anonyme Method for the purification of a bath for coating metallurgical products with a metallic alloy, and installation for the implementation of this method
KR20060044570A (ko) * 2004-08-16 2006-05-16 (주)필로스 캐필러리 직물지지체 및 그 분리막 코팅방법
KR101653347B1 (ko) 2015-11-27 2016-09-01 한국기계연구원 유연기판에 코팅용 용액을 코팅하는 장치
KR101641285B1 (ko) * 2015-11-30 2016-07-20 한국기계연구원 전도성 필름 코팅 장치
KR101750408B1 (ko) * 2017-01-23 2017-06-27 한국기계연구원 코팅조를 구비한 유연기판 코팅 장치
KR20210085734A (ko) 2019-12-31 2021-07-08 재단법인 지능형자동차부품진흥원 자율주행 차량용 센서 장착장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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