电极涂覆设备及电极涂覆方法与流程

1.本技术要求2021年11月9日向韩国知识产权局提交的第10-2021-0153050号韩国专利申请的优先权，通过引用将所述韩国专利申请的全文并入于此。
2.本技术涉及一种电极涂覆设备和电极涂覆方法。


背景技术：

3.最近，由于化石燃料的枯竭，能源价格上涨，人们对环境污染的关注也在增加。因此，对环境友好型替代能源的需求日益增加。因此，对核能、太阳能、风能、潮汐能等各种发电技术的研究正在不断进行。此外，为了更有效地利用产生的能量，对电力存储设备的关注也很高。
4.特别是，随着技术的发展和对移动设备的需求增加，对电池作为能源的需求迅速增加。为了满足这些需求，正在对电池进行许多研究。
5.有代表性的是，关于电池的形状，对棱型或袋型二次电池的需求很高，棱型或袋型二次电池可以具有小的厚度并可以应用于诸如手机等产品。在材料方面，对具有高能量密度、高放电电压和高输出稳定等优点的诸如锂离子电池或锂离子聚合物电池之类的锂二次电池需求量很大。
6.通常，二次电池的结构包括通过堆叠正极、负极和位于正极和负极之间的隔膜制成的电极组件。分别通过将含有活性材料的电极浆料施加在集流体上来制造正极和负极。
7.在将含有活性材料的浆料涂覆在集流体上的方法中，在狭缝模具的情况下，由于在电极浆料注入的中心部分存在高压，因此难以均匀地施加涂覆浆料。
8.因此，需要使从供应储罐传送到狭缝模具的注射口的涂覆材料的速度的分布一致。


技术实现要素：

9.(技术问题)
10.本技术旨在提供一种电极涂覆设备和电极涂覆方法。
11.(技术方案)
12.本技术的一个实施方式提供了一种电极涂覆设备，包括：模具涂布机，配置为将电极浆料施加到基板上；注射口，配置为向模具涂布机提供电极浆料；流动路径，具有耦接到注射口的端部使得电极浆料移动到模具涂布机；以及紊流发生器，该紊流发生器设置在流动路径中并配置成在沿流动路径移动的电极浆料中产生紊流。
13.本技术的另一个实施方式提供了一种电极涂覆方法，所述电极涂覆方法使用配置为将电极浆料施加到基板上的模具涂布机，所述电极涂覆方法包括：在电极浆料注入模具涂布机之前，通过允许电极浆料通过紊流发生器，在电极浆料的流动中产生紊流；将通过紊流发生器的电极浆料注入模具涂布机；以及由模具涂布机将电极浆料施加到基板上。
14.(有益效果)
15.根据申请的实施方式的电极涂覆设备和电极涂覆方法，可以使涂覆材料从供应储罐传送到狭缝模具的注射口的速度分布均匀。
16.根据本技术的实施方式的电极涂覆设备和电极涂覆方法，可以减少从供应储罐传送到狭缝模具的注射口的涂覆材料的宽度方向偏差。
附图说明
17.图1是示出电极涂覆设备的示意图。
18.图2a是示出根据实施方式的具有网格图案的紊流发生器的透视图和竖直横截面视图，以及图2b是示出根据另一实施方式的具有蜂窝结构的紊流发生器的透视图和竖直横截面视图。
19.图3是示出电极涂覆设备的分解透视图。
20.图4是相关技术中电极涂覆设备的横截面视图，示出电极浆料移动到狭缝模具尖端的路径和流动路径中的流速。
21.图5是根据实施方式的电极涂覆设备的横截面视图，示出电极浆料移动到狭缝模具尖端的路径和紊流发生器引起的流动路径中的流速变化。
22.图6a是示出根据另一实施方式的具有网格图案的紊流发生器的透视图和竖直横截面视图，以及图6b是示出根据另一实施方式的具有蜂窝结构的紊流发生器的透视图和竖直横截面视图。
23.[附图标记说明]
[0024]
1：基板
[0025]
2：电极浆料
[0026]
10：模具涂布机
[0027]
20：注射口
[0028]
30：流动路径
[0029]
40：紊流发生器
[0030]
41：最小单位
[0031]
50：供应储罐
[0032]
60：电极浆料的供应管道
[0033]
100：电极涂覆设备
具体实施方式
[0034]
下面，将参考附图详细描述本发明。然而，附图旨在说明性地描述本发明，本发明的范围不受附图的限制。
[0035]
图1是示出电极涂覆设备100的示意图。电极涂覆设备100包括供应储罐50、模具涂布机10、注射口20、流动路径30和紊流发生器40。注射口20的一端可以紧固到电极浆料流动路径30，电极浆料通过该流动路径从供应储罐50移动。通过这样的紧固，形成电极浆料从供应储罐50移动到模具涂布机10的流动路径30，并且在流动路径30中设置紊流发生器40。
[0036]
图3是示出电极涂覆设备100的分解透视图。如图3所示，注射口20是从模具涂布机的侧面伸出的管道。紊流发生器40的一端紧固到所述管道的一端，并且紊流发生器40的另
一端紧固到电极浆料的供应管道60的端部。流动路径30可以是从电极浆料的供应管道移动的电极浆料通过紊流发生器并注入所述管道的路径。
[0037]
图2a是示出根据实施方式的具有网格图案的紊流发生器的透视图和竖直横截面视图，以及图2b是示出根据另一实施方式的具有蜂窝结构的紊流发生器的透视图和竖直横截面视图。
[0038]
紊流发生器40设置在流动路径30中。紊流发生器40可作为与流动路径30集成的模块安装。或者，紊流发生器40可以安装为可更换的模块并且可与流动路径30分离。特别地，当紊流发生器40作为可更换模块安装时，紊流发生器40安装方便，并且易于更换和维护。相反，如果紊流发生器40位于模具涂布机10中，则必须拆卸并分离模具涂布机10或更换模具涂布机10以更换模具涂布机10中的紊流发生器40，从而带来不便。
[0039]
紊流发生器40在沿流动路径30移动的电极浆料中产生紊流。紊流发生器40可具有形状选择成使由流动路径30中的附加结构引起的压降最小化。使用阻塞流动路径30中的流动性的形状，即使用不平行于流动方向的板，是不可取的。具体地说，只要紊流发生器40可以形成由附加结构分离的紊流，那么该紊流发生器40就可以在使压降最小化的同时使速度分布均匀化。构成紊流发生器40的结构以平行于流动方向的细金属纱或板的形式设置，在使压降最小化的同时使速度分布均匀，使移动的电极浆料2受板的边缘即板的厚度的影响，将液流分开，减少速度偏差。
[0040]
如图4中相关技术中的电极涂覆设备的横截面视图所示，可以确定，当电极浆料2移动到狭缝模具尖端时，流动路径的壁面处的流速与中心部分的流速之间的偏差会增加。如果如上所述流速之间的偏差很大，则中心部分的压力增加，电极浆料2不会均匀地施加到基板1上。
[0041]
相反，根据本技术的电极涂覆设备100包括紊流发生器40，以使传送到狭缝模具的注射口20的涂覆材料的速度分布均匀。具体而言，如图5所示，当电极浆料2在向狭缝模具尖端移动的同时通过紊流发生器时，紊流减少了流速之间的偏差，并且使速度分布均匀的电极浆料2得到了更均匀地施加。
[0042]
紊流发生器40的横截面可以具有图案，该图案具有在垂直于流动路径的纵向的方向上彼此相邻布置的多个多边形。图案中的多边形具有彼此相邻布置的多个多边形，是在平面视图中具有三个或更多个顶点的图形。具体来说，多边形可能有3到10个顶点。例如，多边形可以是三角形、四边形、五边形、六边形等。
[0043]
紊流发生器40可包括用于限定多边形的板或包括用于限定多边形的金属纱。
[0044]
该板可以是金属板。板的材料没有特别的限制，只要板可以保持足够的强度以维持板的形状而不影响电极浆料或不受电极浆料的影响即可。板的材料可以是诸如sus304这样的不锈钢。板的厚度没有特别的限制，只要板能保持足够的强度以维持板的形状即可。例如，板的厚度可以是0.1毫米或更大，并且10毫米或更小。
[0045]
金属纱的材料没有特别的限制，只要金属纱能保持足够的强度以维持金属纱的形状而不影响电极浆料或不受电极浆料的影响即可。金属纱的材料可以是诸如sus304这样的不锈钢。金属纱的厚度，即金属纱在纵向上的竖直横截面的直径没有特别的限制，只要金属纱可保持足够的强度以保持金属纱的形状即可。例如，金属纱的厚度可以是0.1毫米或更大，并且10毫米或更小。
[0046]
如图2所示，紊流发生器40的横截面可以在垂直于流动路径的纵向方向的方向上具有网状图案或蜂窝结构。
[0047]
如图2a所示，紊流发生器40的横截面在垂直于流动路径30的纵向方向的方向上具有网格图案。在这种情况下，如果网格图案的密度过高，即最小单元41的四边形面积过小，则压降增大。因此，网格图案的密度可以低。网格图案的最小单元41的四边形面积可以是流动路径30的横截面总面积的3％或更大、4％或更大、5％或更大、6％或更大、7％或更大、8％或更大、9％或更大、10％或更大并且20％或更小，具体地说，是流动路径30的横截面总面积的10％或更大并且20％或更小。在满足上述范围的情况下，可以利用紊流发生器使流速均匀，同时使压降最小。在流动路径30在纵向方向的横截面上，最小单元41的数量，即四边形的数量为10或更少。在这种情况下，最小单元的数量是保持重复四边形的封闭图形的数量。
[0048]
如图6a所示，在流动路径30的纵向方向的横截面上，最小单元41的数量，即四边形的数量可以是10。在这种情况下，最小单元的数量是保持重复四边形的封闭图形的数量。
[0049]
如图2b所示，紊流发生器40的横截面在垂直于流动路径的纵向方向的方向上具有蜂窝结构。在这种情况下，如果蜂窝结构的密度过大，即最小单元41的六边形面积过小，则压降增大。因此，蜂窝结构的密度可以低。具体地说，蜂窝结构的最小单元41的六边形面积可以是流动路径30的横截面总面积的3％或更大、4％或更大、5％或更大、6％或更大、7％或更大、8％或更大、9％或更大、10％或更大并且20％或更小，具体地说，是10％或更大并且20％或更小。在满足上述范围的情况下，可以通过紊流发生器40使流速均匀，同时使压降最小。在流动路径30的纵向方向上的横截面上，最小单元41的数量，即六边形的数量为10或更少。在这种情况下，最小单元的数量是保持重复六边形的封闭图形的数量。
[0050]
如图6b所示，在流动路径30的纵向方向的横截面上，最小单元41的数量，即六边形的数量可以是7。在这种情况下，最小单元的数量是保持重复六边形的封闭图形的数量。
[0051]
模具涂布机10将电极浆料2施加到基板1上。模具涂布机的结构包括第一模具、第二模具和垫片，垫片设置在第一模具和第二模具之间并配置为排出电极浆料。用于电极浆料的注射口20穿透第一模具和第二模具中的至少一个的侧表面。注射口20可以是模具涂布机的侧表面的一个简单的孔或突起。注射口20可以是穿透第一模具和第二模具中的至少一个的侧表面并从所述侧表面突出的管道。
[0052]
注射口20的一端可以紧固到电极浆料供应管道60，电极浆料通过该电极浆料供应管道从供应储罐50移动。通过这样的紧固，形成流动路径30，电极浆料通过该流动路径30从供应储罐50移动到模具涂布机10。在该流动路径中，可在从模具涂布机的侧表面突出的管道或电极浆料的供应管道60中提供紊流发生器40。
[0053]
本技术的另一个实施方式提供了一种电极涂覆方法，所述电极涂覆方法使用配置为将电极浆料2施加到基板1上的模具涂布机10，该电极涂覆方法包括：在电极浆料注入模具涂布机10之前，通过允许电极浆料通过紊流发生器40，在电极浆料的流动中产生紊流；将已经通过紊流发生器的电极浆料注入模具涂布机10；以及由模具涂布机10将电极浆料2施加到基板1上。
[0054]
电极涂覆方法的描述可以替换为电极涂覆设备的描述。
[0055]
本领域技术人员可以理解，在不改变本发明的技术精髓或基本特征的情况下，本发明可以以其他特定形式实施。因此，应该理解，上述实施方式在所有方面都是说明性的，
并且不限制本发明。本发明的范围由权利要求而不是详细的描述表示，并且应该理解的是权利要求的含义和范围以及由其等效概念派生的各种实施方式落入本发明的范围内。

技术特征：
1.一种电极涂覆设备，包括：模具涂布机，配置为将电极浆料施加到基板上；注射口，配置为向所述模具涂布机提供所述电极浆料；流动路径，具有耦接到所述注射口的端部以使得所述电极浆料移动到所述模具涂布机；以及紊流发生器，设置在所述流动路径中并配置成在沿所述流动路径移动的所述电极浆料中产生紊流。2.根据权利要求1所述的电极涂覆设备，其中所述紊流发生器的横截面具有图案，所述图案具有在垂直于所述流动路径的纵向方向的方向上彼此相邻布置的多个多边形。3.根据权利要求1所述的电极涂覆设备，其中所述紊流发生器的横截面在垂直于所述流动路径的纵向方向的方向上具有网格图案或蜂窝结构。4.根据权利要求2所述的电极涂覆设备，其中所述紊流发生器包括形成所述多边形的板。5.根据权利要求2所述的电极涂覆设备，其中所述紊流发生器包括形成所述多边形的金属纱。6.根据权利要求1所述的电极涂覆设备，其中所述注射口为从所述模具涂布机的侧表面突出的管道；其中所述紊流发生器的一端紧固到所述管道的一端，并且所述紊流发生器的另一端紧固到电极浆料的供应管道的端部，以及其中所述流动路径是从电极浆料的所述供应管道移动的电极浆料通过所述紊流发生器并注入所述管道的路径。7.一种电极涂覆方法，所述电极涂覆方法使用配置为将电极浆料施加到基板上的模具涂布机，所述电极涂覆方法包括：在电极浆料注入所述模具涂布机之前，通过允许电极浆料通过紊流发生器来在电极浆料的流动中产生紊流；将已经通过所述紊流发生器的电极浆料注入所述模具涂布机；以及由所述模具涂布机将电极浆料施加到基板上。8.根据权利要求7所述的电极涂覆方法，其中所述紊流发生器的横截面具有图案，所述图案具有彼此相邻布置的多个多边形。9.根据权利要求7所述的电极涂覆方法，其中所述紊流发生器的横截面具有网格图案或蜂窝结构。

技术总结
本申请涉及一种电极涂覆设备和电极涂覆方法，所述电极涂覆设备包括紊流发生器，以使从供应储罐传送到狭缝模具的注射口的涂覆材料的速度的分布一致。料的速度的分布一致。料的速度的分布一致。


技术研发人员：俞承在 李泽秀 全信煜
受保护的技术使用者：株式会社LG新能源
技术研发日：2022.11.09
技术公布日：2023/9/22