WO2025211649A1

WO2025211649A1 - 코팅 장치

Info

Publication number: WO2025211649A1
Application number: PCT/KR2025/003988
Authority: WO
Inventors: 박상원; 김국태; 박민구; 김상민; 문영규; 김원휘
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2024-04-02
Filing date: 2025-03-28
Publication date: 2025-10-09
Anticipated expiration: 2026-10-02
Also published as: CN121568793A; KR20250146660A; EP4737014A1

Abstract

본 발명의 기술적 사상은 제1 홈, 제1 코팅액을 수용하는 매니폴드 및 상기 제1 코팅액을 토출하는 제1 토출구를 포함하는 제1 코팅 다이; 상기 제1 코팅 다이 내에 삽입되고, 상기 매니폴드에 연통하는 제1 유로 및 상기 제1 홈에 연통하는 제2 홈을 가진 코팅 심; 및 상기 제1 코팅 다이의 제1 홈 및 상기 코팅 심의 상기 제2 홈 내에 배치되고, 제2 코팅액을 토출하는 제2 토출구를 포함하는 제2 코팅 다이;를 포함하는 코팅 장치를 제공한다.

Description

코팅 장치

본 발명은 코팅 장치에 관한 것이다.

본 출원은 2024.04.02 자 대한민국 특허출원 제10-2024-0044440호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 대한민국 특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.

모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 이러한 이차전지는 전극조립체를 포함한다. 전극조립체는, 양극, 분리막 및 음극이 적어도 1회 이상 적층된 형태를 가지며, 양극과 음극은 각각 알루미늄 호일과 구리 호일로 이루어진 집전체에 코팅액을 도포하여 제조된다. 상기 코팅액은 전극 슬러리(양극 활물질 슬러리 또는 음극 활물질 슬러리) 및/또는 전극 슬러리가 코팅된 전극 슬러리층을 절연시키도록 전극 슬러리층의 양 측부에 도포되는 절연액을 포함할 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 코팅 장치를 제공하는 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은 제1 홈, 제1 코팅액을 수용하는 매니폴드 및 상기 제1 코팅액을 토출하는 제1 토출구를 포함하는 제1 코팅 다이; 상기 제1 코팅 다이 내에 삽입되고, 상기 매니폴드에 연통하는 제1 유로 및 상기 제1 홈에 연통하는 제2 홈을 가진 코팅 심; 및 상기 제1 코팅 다이의 제1 홈 및 상기 코팅 심의 상기 제2 홈 내에 배치되고, 제2 코팅액을 토출하는 제2 토출구를 포함하는 제2 코팅 다이;를 포함하는 코팅 장치를 제공한다.

예시적인 실시예들에서, 상기 제1 코팅액은 전극 슬러리이고, 상기 제2 코팅액은 절연액인 것을 특징으로 한다.

예시적인 실시예들에서, 상기 제2 코팅 다이는 상기 제1 코팅 다이의 상기 제1 홈 내에서 이동하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

예시적인 실시예들에서, 상기 제2 코팅 다이는 상기 제1 코팅 다이의 상기 제1 홈 내에서 상기 제1 코팅액의 토출 방향에 평행한 제1 방향으로 이동하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

예시적인 실시예들에서, 상기 제2 코팅 다이의 상기 제1 방향에 따른 이동에 의해, 상기 제1 코팅 다이의 상기 제1 토출구가 마련된 상기 제1 코팅 다이의 제1 다이 립과 상기 제2 코팅 다이의 상기 제2 토출구가 마련된 상기 제2 코팅 다이의 제2 다이 립 사이의 상기 제1 방향에 따른 거리가 가변하는 것을 특징으로 한다.

예시적인 실시예들에서, 상기 제2 코팅 다이는 상기 제1 코팅 다이의 상기 제1 홈 내에서 상기 제1 코팅액의 토출 방향에 교차하는 제2 방향으로 이동하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

예시적인 실시예들에서, 상기 제2 코팅 다이의 상기 제2 방향에 따른 이동에 의해, 상기 제1 코팅 다이의 상기 제1 토출구와 상기 제2 코팅 다이의 상기 제2 토출구 사이의 상기 제2 방향에 따른 거리가 가변하는 것을 특징으로 한다.

예시적인 실시예들에서, 상기 제1 코팅 다이의 상기 제1 홈 내에서 상기 제2 코팅 다이를 이동시키는 액츄에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

예시적인 실시예들에서, 상기 액츄에이터는 상기 제2 코팅 다이를 상기 제1 코팅액의 토출 방향에 평행한 제1 방향으로 이동시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.

예시적인 실시예들에서, 상기 액츄에이터는 상기 제2 코팅 다이를 상기 제1 코팅액의 토출 방향에 교차하는 제2 방향으로 이동시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.

예시적인 실시예들에서, 상기 코팅 심은 상기 제1 유로를 상기 제2 홈과 분리하는 것을 특징으로 한다.

예시적인 실시예들에서, 상기 제1 코팅 다이의 외부에 배치되고, 상기 제2 코팅 다이로 상기 제2 코팅액을 전달하는 배관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은 제1 홈 및 제1 코팅액을 토출하는 제1 토출구를 포함하는 제1 코팅 다이; 상기 제1 코팅 다이의 제1 홈 내에 배치되고, 제2 코팅액을 토출하는 제2 토출구를 포함하는 제2 코팅 다이; 및 상기 제1 코팅 다이의 상기 제1 홈 내에서 상기 제2 코팅 다이를 이동시키는 액츄에이터;를 포함하는 코팅 장치를 제공한다.

예시적인 실시예들에서, 상기 액츄에이터는 상기 제2 코팅 다이를 상기 제1 코팅액의 토출 방향에 평행한 제1 방향 및 상기 제1 코팅액의 토출 방향에 교차하는 제2 방향으로 이동시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 의하면, 전극 슬러리를 토출하도록 구성된 제1 코팅 다이에 절연액을 토출하도록 구성된 제2 코팅 다이가 장착되며, 정밀 가공이 필요한 절연액 토출용 코팅 심이 필요하지 않으므로, 코팅 장치의 제조 비용을 절감할 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 의하면, 전극 슬러리를 토출하도록 구성된 제1 코팅 다이에 절연액을 토출하도록 구성된 제2 코팅 다이가 이동 가능하게 장착되므로, 절연층의 치수에 영향을 미치는 요소인 절연액 토출구와 코팅 롤 사이의 갭, 절연액 토출구와 전극 슬러리 토출구 사이의 거리 등을 조절할 수 있다. 펌프의 운전 속도 및 제2 코팅 다이의 위치를 절연층의 치수를 제어하기 위한 제어 인자로 활용할 수 있어, 코팅 공정의 제어 방식의 다각화를 도모하고 코팅 공정의 조건 조정 손실을 줄일 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 아니하며, 언급되지 않은 다른 효과들은 이하의 설명으로부터 본 개시의 예시적인 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 개시의 예시적인 실시예들을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 개시의 예시적인 실시예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 코팅 장치를 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 제2 코팅 다이를 나타내는 사시도이다.

도 3은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 코팅 장치의 일부를 나타내는 측면도이다.

도 4는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 코팅 장치를 나타내는 단면도이다.

도 5는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 코팅 장치의 일부를 나타내는 단면도이다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 코팅 장치의 제2 코팅 다이의 동작 예를 나타내는 단면도들이다.

도 7은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 코팅 장치의 제2 코팅 다이의 동작 예를 나타내는 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 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 해석되어야 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시형태는 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이므로 도면에서의 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 따라서, 각 구성요소의 크기나 비율은 실제적인 크기나 비율을 전적으로 반영하는 것은 아니다.

(제1 실시예)

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 코팅 장치(10)를 나타내는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 제2 코팅 다이(300)를 나타내는 사시도이다. 도 3은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 코팅 장치(10)의 일부를 나타내는 측면도이다. 도 4는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 코팅 장치(10)를 나타내는 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 코팅 장치(10)는 코팅 롤(520)에 의해 이동하는 기재(610)를 향해 코팅액을 토출하여 기재(610) 상에 코팅액을 도포할 수 있다. 상기 기재(610)는 집전체이고, 상기 코팅액은 전극 슬러리 및/또는 절연액을 포함할 수 있다. 상기 전극 슬러리는 양극 활물질 슬러리 및 음극 활물질 슬러리를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 상기 코팅 장치(10)는 기재(610)의 일면 상에 상기 전극 슬러리 및 절연액을 동시에 도포하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 상기 코팅 장치(10)는 기재(610)의 일면 상에 상기 전극 슬러리 및 절연액 중 어느 하나만을 도포하도록 구성될 수 있다. 절연액은 기재(610) 상에 코팅된 전극 슬러리의 양 측부를 덮도록 기재(610) 상에 도포될 수 있다. 상기 전극 슬러리는 제1 코팅액으로 지칭될 수 있고, 상기 절연액은 제2 코팅액으로 지칭될 수 있다. 상기 코팅 장치(10)는 기재(610) 상에 제1 코팅액 및 제2 코팅액을 도포하여, 이차전지용 전극을 제조하기 위한 코팅 공정을 수행할 수 있다.

코팅 장치(10)는 제1 코팅 다이(100), 코팅 심(200) 및 제2 코팅 다이(300)를 포함할 수 있다.

제1 코팅 다이(100)는 외부로부터 제1 코팅액을 제공받고, 기재(610)를 향하여 제1 코팅액을 토출하도록 구성될 수 있다. 제1 코팅 다이(100)는 제1 코팅액을 토출하도록 구성된 제1 토출구(141)를 포함할 수 있다. 이하에서, 제1 방향(예를 들어, X방향)은 제1 코팅액의 토출 방향(DD)에 평행한 방향으로 정의하고, 제2 방향(예를 들어, Y방향)은 제1 코팅액의 토출 방향(DD)에 교차 또는 수직한 방향으로 정의하고, 제3 방향(예를 들어, Z방향)은 제1 방향(예를 들어, X방향) 및 제2 방향(예를 들어, Y방향)에 수직된 방향으로 정의한다.

제1 코팅 다이(100)의 제1 토출구(141)는 제2 방향(예를 들어, Y방향)으로 연장된 슬릿 형태를 가질 수 있다. 제1 코팅 다이(100)의 제1 토출구(141)의 제2 방향(예를 들어, Y방향)에 따른 길이는 제1 코팅 다이(100)의 제1 토출구(141)의 제3 방향(예를 들어, Z방향)에 따른 길이보다 클 수 있다. 제1 코팅 다이(100)의 제1 토출구(141)는 코팅 롤(520)과 마주하는 제1 코팅 다이(100)의 제1 다이 립(140)에 제공될 수 있다.

제1 코팅 다이(100)는 제1 블록(110) 및 제2 블록(120)을 포함할 수 있다. 제1 블록(110)은 제1 코팅액을 수용하는 매니폴드(130)를 포함할 수 있다. 제2 블록(120)은 제1 블록(110)의 매니폴드(130)를 덮도록 제1 블록(110) 상에 배치될 수 있다. 제1 코팅 다이(100)는 제1 다이 립(140)은 제1 블록(110)의 일부 및 제2 블록(120)의 일부를 포함할 수 있고, 제1 토출구(141)는 제1 블록(110)의 끝단과 제2 블록(120)의 끝단 사이에 제공될 수 있다.

제1 코팅 다이(100)는 제2 코팅 다이(300)를 수용하는 제1 홈(150)을 포함할 수 있다. 제1 코팅 다이(100)의 제1 홈(150)은 제1 코팅 다이(100)의 외벽면에 의해 정의될 수 있다. 제1 코팅 다이(100)의 제1 홈(150)은 제3 방향(예를 들어, Z방향)으로 연장될 수 있다. 제1 코팅 다이(100)의 제1 홈(150)은 제3 방향(예를 들어, Z방향)으로 정렬된 제1 블록(110)의 홈 및 제2 블록(120)의 홈을 포함할 수 있다. 제1 코팅 다이(100)는 제2 방향(예를 들어, Y방향)으로 서로 이격된 복수의 제1 홈(150)을 포함할 수 있고, 제1 코팅 다이(100)의 복수의 제1 홈(150) 각각에는 제2 코팅 다이(300)가 삽입될 수 있다.

코팅 심(coating shim)(200)은 제1 코팅 다이(100) 내에 배치될 수 있다. 코팅 심(200)은 제1 블록(110)과 제2 블록(120) 사이에 제공된 공간에 삽입될 수 있다. 코팅 심(200)은 볼트와 같은 체결 부재에 의해 제1 블록(110) 및 제2 블록(120) 중 적어도 하나에 체결될 수 있다. 코팅 심(200)은 매니폴드(130)에 연통하고, 매니폴드(130)로부터 제1 코팅 다이(100)의 제1 토출구(141)까지 제1 방향(예를 들어, X방향)으로 연장된 제1 유로(210)를 포함할 수 있다. 코팅 심(200)의 제1 유로(210)는 제1 코팅액을 매니폴드(130)로부터 제1 코팅 다이(100)의 제1 토출구(141)까지 안내할 수 있다. 코팅 심(200)의 제1 유로(210)의 제2 방향(예를 들어, Y방향)에 따른 폭은 제1 코팅 다이(100)의 제1 토출구(141)의 제2 방향(예를 들어, Y방향)에 따른 폭을 규정할 수 있다.

코팅 심(200)은 제2 코팅 다이(300)를 수용하는 제2 홈(220)을 포함할 수 있다. 코팅 심(200)의 제2 홈(220)은 제1 코팅 다이(100)의 제1 홈(150)에 연통할 수 있다. 평면에서 보았을 때, 코팅 심(200)의 제2 홈(220)은 코팅 롤(520)과 마주하는 코팅 심(200)의 가장자리로부터 연장될 수 있다. 코팅 심(200)의 제2 홈(220)은 제1 블록(110)의 홈 및 제2 블록(120)의 홈 사이에 있을 수 있다. 코팅 심(200)은 제1 코팅액이 코팅 심(200)의 제1 유로(210)로부터 코팅 심(200)의 제2 홈(220)으로 유동하지 않도록 제1 유로(210)와 제2 홈(220)을 서로 분리할 수 있다. 코팅 심(200)은 제2 방향(예를 들어, Y방향)으로 서로 이격된 복수의 제2 홈(220)을 포함할 수 있다. 코팅 심(200)의 복수의 제2 홈(220)은 각각 제1 코팅 다이(100)의 복수의 제1 홈(150) 각각에 연통할 수 있다. 코팅 심(200)의 복수의 제2 홈(220) 각각에는 제2 코팅 다이(300)가 수용될 수 있다.

제2 코팅 다이(300)는 제1 코팅 다이(100)의 제1 홈(150) 및 코팅 심(200)의 제2 홈(220) 내에 배치될 수 있다. 제2 코팅 다이(300)는 외부로부터 제2 코팅액을 제공받고, 기재(610)를 향하여 제2 코팅액을 토출하도록 구성될 수 있다. 제2 코팅 다이(300)는 제1 코팅액의 토출 방향(DD)과 실질적으로 평행한 방향으로 제2 코팅액을 토출할 수 있다. 제2 코팅 다이(300)는 제2 코팅액을 토출하도록 구성된 제2 토출구(320)와, 제2 토출구(320)로부터 연장된 제2 유로(도 5의 330)를 포함할 수 있다. 제2 코팅 다이(300)의 제2 토출구(320)는 제2 방향(예를 들어, Y방향)으로 연장된 슬릿 형태를 가질 수 있다. 제2 코팅 다이(300)의 제2 토출구(320)의 제2 방향(예를 들어, Y방향)에 따른 길이는 제2 코팅 다이(300)의 제2 토출구(320)의 제3 방향(예를 들어, Z방향)에 따른 길이보다 클 수 있다. 제2 코팅 다이(300)의 제2 토출구(320)는 코팅 롤(520)과 마주하는 제2 코팅 다이(300)의 제2 다이 립(310)에 제공될 수 있다.

제2 코팅 다이(300)는 액 전달 배관(510)을 통해 제2 코팅액을 저장 및 공급하는 액 공급부에 연결될 수 있다. 액 전달 배관(510)은 제1 코팅 다이(100)의 외부에서 있고, 액 전달 배관(510)의 일부는 제1 코팅 다이(100)의 제1 홈(150) 내에서 연장될 수 있다.

코팅 장치(10)는 제1 코팅 장치(10)에 장착된 복수의 제2 코팅 다이(300)를 포함할 수 있다. 복수의 제2 코팅 다이(300)는 제2 방향(예를 들어, Y방향)으로 서로 이격될 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 제1 코팅 다이(100)의 제1 토출구(141)의 양측 각각에 제2 코팅 다이(300)가 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 코팅 심(200)의 제1 유로(210)의 양측 각각에 제2 코팅 다이(300)가 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 제1 코팅 다이(100)의 복수의 제1 토출구(141)를 포함할 수 있고, 개개의 제1 토출구(141)의 양측 각각에 제2 코팅 다이(300)가 배치될 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 코팅 심(200)은 복수의 제1 유로(210)를 포함할 수 있고, 개개의 제1 유로(210)의 양측 각각에 제2 코팅 다이(300)가 배치될 수 있다.

예시적인 실시예들에서, 제2 코팅 다이(300)는 제1 코팅 다이(100)의 제1 홈(150) 내에서 이동하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 제2 코팅 다이(300)는 제1 방향(예를 들어, X방향), 제2 방향(예를 들어, Y방향) 및/또는 제3 방향(예를 들어, Z방향)으로 이동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 코팅 다이(100)는 제2 코팅 다이(300)의 이동을 안내하기 위한 가이드 구조를 가질 수 있다. 제2 코팅 다이(300)의 이동에 의해, 제1 코팅 다이(100)에 대한 제2 코팅 다이(300)의 상대 위치가 조절될 수 있다. 제2 코팅 다이(300)의 이동은 자동 또는 수동으로 이루어질 수 있다.

예시적인 실시예들에서, 제2 코팅 다이(300)는 제1 방향(예를 들어, X방향)으로 이동하도록 구성될 수 있다. 제2 코팅 다이(300)의 제1 방향(예를 들어, X방향)에 따른 이동에 의해, 제1 코팅 다이(100)에 대한 제2 코팅 다이(300)의 제1 방향(예를 들어, X방향)에 따른 상대 위치가 조절될 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 제2 코팅 다이(300)는 제2 방향(예를 들어, Y방향)으로 이동하도록 구성될 수 있다. 제2 코팅 다이(300)의 제2 방향(예를 들어, Y방향)에 따른 이동에 의해, 제1 코팅 다이(100)에 대한 제2 코팅 다이(300)의 제2 방향(예를 들어, Y방향)에 따른 상대 위치가 조절될 수 있다.

(제2 실시예)

도 5는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 코팅 장치(10)의 일부를 나타내는 단면도이다.

도 5를 도 1 내지 도 4와 함께 참조하면, 코팅 장치(10)는 제1 코팅 다이(100)의 제1 홈(150) 내에서 제2 코팅 다이(300)를 이동시키도록 구성된 액츄에이터(410)를 포함할 수 있다. 액츄에이터(410)는 제1 코팅 다이(100)의 제1 홈(150) 내에 장착될 수 있다. 액츄에이터(410)는 제2 코팅 다이(300)를 제1 방향(예를 들어, X방향), 제2 방향(예를 들어, Y방향) 및/또는 제3 방향(예를 들어, Z방향)으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 코팅 다이(300)는 제1 코팅 다이(100)의 제1 홈(150) 내에 제공된 지지 블록(450)에 장착될 수 있고, 액츄에이터(410)는 지지 블록(450)을 이동시켜 제2 코팅 다이(300)의 위치를 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 액츄에이터(410)는 적어도 하나의 모터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 액츄에이터(410)는 적어도 하나의 스크류 모터를 포함할 수 있다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 코팅 장치(10)의 제2 코팅 다이(300)의 동작 예를 나타내는 단면도들이다.

도 6a 및 도 6b를 참조하면, 액츄에이터(410)는 제2 코팅 다이(300)를 제1 방향(예를 들어, X방향)으로 이동시켜, 제1 코팅 다이(100)에 대한 제2 코팅 다이(300)의 상대 위치를 조절할 수 있다. 제2 코팅 다이(300)의 제1 방향(예를 들어, X방향)에 따른 이동에 의해, 제2 코팅 다이(300)의 제2 다이 립(310)의 끝단과 제1 코팅 다이(100)의 제1 다이 립(140)의 끝단 사이의 제1 방향(예를 들어, X방향)에 따른 거리 및 제2 코팅 다이(300)의 제2 토출구(320)와 제1 코팅 다이(100)의 제1 토출구(141) 사이의 제1 방향(예를 들어, X방향)에 따른 거리가 가변할 수 있다. 액츄에이터(410)는 제2 코팅 다이(300)를 제1 방향(예를 들어, X방향)으로 이동시켜, 제2 코팅 다이(300)의 제2 토출구(320)와 제1 코팅 다이(100)의 제1 토출구(141) 사이의 제1 방향(예를 들어, X방향)에 따른 제1 오프셋 거리(D1)를 조절할 수 있다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 액츄에이터(410)는 제2 코팅 다이(300)의 제2 다이 립(310)이 제1 코팅 다이(100)의 제1 다이 립(140)으로부터 제1 코팅액의 토출 방향(DD)으로 돌출되도록 제2 코팅 다이(300)의 위치를 조절할 수 있다. 이 경우, 제2 코팅 다이(300)의 제2 토출구(320)와 코팅 롤(520) 사이의 거리는 제1 코팅 다이(100)의 제1 토출구(141)와 코팅 롤(520) 사이의 거리보다 작게 설정될 수 있다.

도 6b에 도시된 바와 같이, 액츄에이터(410)는 제1 코팅 다이(100)의 제1 다이 립(140)이 제2 코팅 다이(300)의 제2 다이 립(310)으로부터 제1 코팅액의 토출 방향(DD)으로 돌출되도록 제2 코팅 다이(300)의 위치를 조절할 수 있다. 이 경우, 제2 코팅 다이(300)의 제2 토출구(320)와 코팅 롤(520) 사이의 거리는 제1 코팅 다이(100)의 제1 토출구(141)와 코팅 롤(520) 사이의 거리보다 크게 설정될 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 제2 코팅 다이(300)를 이동시켜 기재(610) 상에 도포되는 절연층의 두께 및/또는 폭을 제어하기 위한 요소인 제2 코팅 다이(300)의 제2 토출구(320)와 코팅 롤(520) 사이의 거리를 조절할 수 있다.

도 7은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 코팅 장치(10)의 제2 코팅 다이(300)의 동작 예를 나타내는 단면도이다.

도 7을 참조하면, 액츄에이터(410)는 제2 코팅 다이(300)를 제2 방향(예를 들어, Y방향)으로 이동시켜, 제1 코팅 다이(100)에 대한 제2 코팅 다이(300)의 상대 위치를 조절할 수 있다. 제2 코팅 다이(300)의 제2 방향(예를 들어, Y방향)에 따른 이동에 의해, 제2 코팅 다이(300)의 제2 토출구(320)와 제1 코팅 다이(100)의 제1 토출구(141) 사이의 제2 방향(예를 들어, Y방향)에 따른 거리가 가변할 수 있다. 액츄에이터(410)는 제2 코팅 다이(300)를 제2 방향(예를 들어, Y방향)으로 이동시켜, 제2 코팅 다이(300)의 제2 토출구(320)와 제1 코팅 다이(100)의 제1 토출구(141) 사이의 제2 방향(예를 들어, Y방향)에 따른 제2 오프셋 거리(D2)를 조절할 수 있다.

예시적인 실시예들에 따르면, 제2 코팅 다이(300)를 이동시켜 기재(610) 상에 도포되는 절연층의 두께 및/또는 폭을 제어하기 위한 요소인 제1 코팅 다이(100)의 제1 토출구(141)와 제2 코팅 다이(300)와 제2 토출구(320) 사이의 거리를 조절할 수 있다.

비교예에 따른 코팅 장치에서, 코팅 다이 내에 전극 슬러리를 토출용 코팅 심과 별개로 절연액 토출용 코팅 심이 구비될 것이 요구된다. 절연액 토출용 코팅 심은 정밀 가공이 필요하여, 상당한 제작 기간 및 비용이 요구된다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 의하면, 전극 슬러리를 토출하도록 구성된 제1 코팅 다이(100)에 절연액을 토출하도록 구성된 제2 코팅 다이(300)가 장착되며, 정밀 가공이 필요한 절연액 토출용 코팅 심(200)이 필요하지 않으므로, 코팅 장치(10)의 제조 비용을 절감할 수 있다.

한편, 기재(610) 상에 도포된 절연층의 치수(예를 들어, 절연층의 폭 및 두께)는 리튬 석출 억제 등 코팅 공정을 통해 제조된 전극을 포함하는 이차전지의 신뢰성에 영향을 미치는 요소이다. 코팅 공정에서 절연층의 치수를 제어하기 위한 제어 인자로는 절연액 공급 라인에 설치된 펌프의 운전 속도(예컨대, 분당 회전수(revolutions per minute, rpm)를 제어하여 절연액의 토출 유량을 조절하는 방안이 있다. 그러나, 펌프의 운전 속도를 제어하는 것 만으로, 절연층의 치수를 원하는 값으로 제어하는데 어려움이 있고, 코팅 공정의 조건 조정에 많은 시간이 소요되고 있다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 의하면, 전극 슬러리를 토출하도록 구성된 제1 코팅 다이(100)에 절연액을 토출하도록 구성된 제2 코팅 다이(300)가 이동 가능하게 장착되므로, 절연층의 치수에 영향을 미치는 요소인 절연액 토출구와 코팅 롤(520) 사이의 갭, 절연액 토출구와 전극 슬러리 토출구 사이의 거리 등을 조절할 수 있다. 펌프의 운전 속도 및 제2 코팅 다이(300)의 위치를 절연층의 치수를 제어하기 위한 제어 인자로 활용할 수 있어, 코팅 공정의 제어 방식의 다각화를 도모하고 코팅 공정의 조건 조정 손실을 줄일 수 있다.

이상, 도면과 실시예 등을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하였다. 그러나, 본 명세서에 기재된 도면 또는 실시예 등에 기재된 구성은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

Claims

제1 홈, 제1 코팅액을 수용하는 매니폴드 및 상기 제1 코팅액을 토출하는 제1 토출구를 포함하는 제1 코팅 다이;

상기 제1 코팅 다이 내에 삽입되고, 상기 매니폴드에 연통하는 제1 유로 및 상기 제1 홈에 연통하는 제2 홈을 가진 코팅 심; 및

상기 제1 코팅 다이의 제1 홈 및 상기 코팅 심의 상기 제2 홈 내에 배치되고, 제2 코팅액을 토출하는 제2 토출구를 포함하는 제2 코팅 다이;

를 포함하는 코팅 장치.
제1 항에 있어서,

상기 제1 코팅액은 전극 슬러리이고,

상기 제2 코팅액은 절연액인 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
제1 항에 있어서,

상기 제2 코팅 다이는 상기 제1 코팅 다이의 상기 제1 홈 내에서 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
제1 항에 있어서,

상기 제2 코팅 다이는 상기 제1 코팅 다이의 상기 제1 홈 내에서 상기 제1 코팅액의 토출 방향에 평행한 제1 방향으로 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
제4 항에 있어서,

상기 제2 코팅 다이의 상기 제1 방향에 따른 이동에 의해, 상기 제1 코팅 다이의 상기 제1 토출구가 마련된 상기 제1 코팅 다이의 제1 다이 립과 상기 제2 코팅 다이의 상기 제2 토출구가 마련된 상기 제2 코팅 다이의 제2 다이 립 사이의 상기 제1 방향에 따른 거리가 가변하는 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
제1 항에 있어서,

상기 제2 코팅 다이는 상기 제1 코팅 다이의 상기 제1 홈 내에서 상기 제1 코팅액의 토출 방향에 교차하는 제2 방향으로 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
제6 항에 있어서,

상기 제2 코팅 다이의 상기 제2 방향에 따른 이동에 의해, 상기 제1 코팅 다이의 상기 제1 토출구와 상기 제2 코팅 다이의 상기 제2 토출구 사이의 상기 제2 방향에 따른 거리가 가변하는 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
제1 항에 있어서,

상기 제1 코팅 다이의 상기 제1 홈 내에서 상기 제2 코팅 다이를 이동시키는 액츄에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
제8 항에 있어서,

상기 액츄에이터는 상기 제2 코팅 다이를 상기 제1 코팅액의 토출 방향에 평행한 제1 방향으로 이동시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
제8 항에 있어서,

상기 액츄에이터는 상기 제2 코팅 다이를 상기 제1 코팅액의 토출 방향에 교차하는 제2 방향으로 이동시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
제1 항에 있어서,

상기 코팅 심은 상기 제1 유로를 상기 제2 홈과 분리하는 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
제1 항에 있어서,

상기 제1 코팅 다이의 외부에 배치되고, 상기 제2 코팅 다이로 상기 제2 코팅액을 전달하는 배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
제1 홈 및 제1 코팅액을 토출하는 제1 토출구를 포함하는 제1 코팅 다이;

상기 제1 코팅 다이의 제1 홈 내에 배치되고, 제2 코팅액을 토출하는 제2 토출구를 포함하는 제2 코팅 다이; 및

상기 제1 코팅 다이의 상기 제1 홈 내에서 상기 제2 코팅 다이를 이동시키는 액츄에이터;

를 포함하는 코팅 장치.
제13 항에 있어서,

상기 액츄에이터는 상기 제2 코팅 다이를 상기 제1 코팅액의 토출 방향에 평행한 제1 방향 및 상기 제1 코팅액의 토출 방향에 교차하는 제2 방향으로 이동시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 코팅 장치.
제13 항에 있어서,

상기 제1 코팅액은 전극 슬러리이고,

상기 제2 코팅액은 절연액인 것을 특징으로 하는 코팅 장치.