狭缝模具涂布设备的制作方法

1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年3月19日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2020-0034016号和于2021年3月17日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2021-0034347号的优先权的权益，通过引用将所述韩国专利申请的全部公开内容并入本文。
3.本公开内容涉及一种狭缝模具涂设备，更具体地，涉及一种用于提高涂布均匀性的狭缝模具涂布设备。


背景技术：

4.随着移动装置的技术发展和需求增加，对作为能源的二次电池的需求正在迅速增加，因此，对能够满足多种需求的电池的研究不断涌现。
5.二次电池作为用于诸如电动自行车、电动车辆、混合动力电动车辆之类的动力驱动装置的能源，以及作为用于诸如手机、数码相机和笔记本电脑之类的移动装置的能源备受关注。
6.同时，制造二次电池的工艺可以包括分别在正极导电集流体和负极导电集流体上用浆料形式的活性材料、粘合剂、导电材料等涂布至预定厚度，然后进行干燥的步骤。然后，将通过卷绕或堆叠其间插入有隔膜的两个集流体而形成的电极组件容纳在圆柱形或棱柱形罐、袋等中，并密封以制造二次电池。
7.为了使二次电池的充放电特性均匀化，应将含有这种活性材料的浆料均匀地涂布在集流体上。为此，可以执行狭缝模具涂布工艺。狭缝模具涂布是使用泵将浆料供应到薄金属板之间，并在集流体的表面上涂布至一定厚度的方法，所述薄金属板呈喷嘴状，被称为狭缝模具。此时，为了获得均匀的涂层，重要的是控制浆料的粘度、浆料的流动以及狭缝模具与集流体之间的距离。
8.然而，随着被涂布的电极的宽度逐渐变宽，离开狭缝模具的浆料的流速会根据狭缝模具的形状及浆料在狭缝模具中的位置而引起较大的偏差。另外，很难测量流出狭缝模具的流速，并且一旦确定狭缝模具的薄金属板的形状和厚度，就不能在涂布期间实时改变狭缝模具的形状和厚度，这会造成浆料流速无法控制的问题。因此，会发生电极涂层的不平衡。


技术实现要素：

9.技术问题
10.本公开内容的一个目的是提供一种用于提高涂布均匀性的狭缝模具涂布设备。
11.然而，本公开内容的实施例要解决的问题不限于上述问题，并且可以在包括在本公开内容中的技术思想的范围内进行各种扩展。
12.技术方案
13.根据本公开内容的一个实施例，提供一种狭缝模具涂布设备，所述狭缝模具涂布
设备包括：狭缝模具，包括第一模块和第二模块；和传感器单元，用于测量通过由所述第一模块和所述第二模块的耦接形成的排放口排放的电极活性材料浆料的流速，其中所述传感器单元形成于所述第一模块的内部，并且所述传感器单元经由能量耗散部分和能量吸收部分连接至所述排放口。
14.所述能量耗散部分和所述能量吸收部分可由透明材料形成。
15.所述传感器单元可检测所述电极活性材料浆料的红外能量或磁力能量，并且测量所述电极活性材料浆料的流速。
16.所述能量耗散部分和所述能量吸收部分可沿所述排放口的排放方向彼此分开。
17.所述能量耗散部分和所述能量吸收部分可分别沿与所述排放口的排放方向垂直的方向形成为多个，所形成的多个能量耗散部分可彼此分开，所形成的多个能量吸收部分可彼此分开。
18.在所述第二模块上可形成歧管，并且在所述歧管中可形成浆料供应部分和浆料回收部分。
19.所述狭缝模具涂布设备可进一步包括控制单元，用于响应于由所述传感器单元检测的信号调整所述电极活性材料浆料的流速。
20.所述控制单元可包括位于所述浆料回收部分和所述浆料供应部分之间的流速控制泵。
21.所述浆料回收部分和所述浆料供应部分与所述流速控制泵流体连通，并且由所述浆料回收部分回收的电极活性材料浆料通过所述流速控制泵并且经由所述浆料供应部分供应至所述歧管。
22.所述浆料回收部分在所述电极活性材料浆料的排放方向上位于所述排放口的上游，以回收所述电极活性材料浆料，减少所述电极活性材料浆料的供应流速，并且所述浆料供应部分将回收的电极活性材料浆料重新供应至所述歧管，以增加所述电极活性材料浆料的供应流速。
23.有益效果
24.根据本发明的实施例，在狭缝模具的流出浆料的出口处安装有精密流量计，由此能够测量每个位置的浆料流速。
25.为了实时均匀地调节检测到的每个位置的浆料流速，安装了泵，从而使浆料在歧管中循环，歧管是狭缝模具内部存储浆料的空间，由此能够调节压力。
附图说明
26.图1是示意性地示出根据本公开内容的实施例的使用狭缝模具涂布设备的浆料涂布工艺的图；
27.图2是示出根据本公开内容的实施例的狭缝模具涂布设备的图；
28.图3是示出图2的狭缝模具涂布设备中包括的非接触式流量计的结构的图；
29.图4是示出图2的狭缝模具涂布设备中包括的流速控制泵的结构的图；
30.图5是示出在图2的狭缝模具涂布设备中包括的第一模块的图；
31.图6是示出在图2的狭缝模具涂布设备中包括的第一模块的图；
32.图7是示出在图2的狭缝模具涂布设备中包括的第一模块的图；
33.图8是示出在图2的狭缝模具涂布设备中包括的第二模块的图；
34.图9是示出在图2的狭缝模具涂布设备中包括的第二模块的图；
35.图10是示出在图2的狭缝模具涂布设备中包括的第二模块的图。
具体实施方式
36.在下文中，将参考附图详细描述本公开内容的各种实施例，使得本领域技术人员可以容易地实现本公开内容。本公开内容可以以各种不同的方式修改，并且不限于本文阐述的实施例。
37.与描述无关的部分将被省略以清楚地描述本公开内容，并且在整个说明书中相同的附图标记表示相同的元件。
38.此外，在附图中，为了便于描述，任意地示出了每个元件的尺寸和厚度，并且本公开内容不必限于附图中示出的那些。在附图中，为了清楚起见夸大了层、区域等的厚度。在附图中，为了描述方便，一些层和区域的厚度被夸大。
39.此外，应当理解，当诸如层、膜、区域或板的元件被称为在另一个元件“上”或“上方”时，它可以直接在另一个元件上，或者也可存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在”另一个元件上时，这意味着不存在其他中间元件。此外，词语“在
……
上”或“在
……
上方”是指设置在参考部分上或下，并不一定意味着朝向重力的相反方向设置在参考部分的上端。
40.此外，在整个说明书中，当一个部分被称为“包括”某个部件时，除非另有说明，否则意味着该部分还可以包括其他部件，而不排除其他部件。
41.此外，在整个说明书中，“平面”意味着从上侧观察目标部分，“截面”意味着从垂直切割的截面的侧向观察目标部分。
42.图1是示意性地示出根据本公开内容的实施例的使用狭缝模具涂布设备的浆料涂布工艺的图。
43.参考图1，根据本公开内容的实施例的狭缝模具涂布设备200可以在沿一个方向d1移动的同时将电极活性材料浆料105涂布到电极集流体110上。电极活性材料浆料105是通过将固体细颗粒混合在液体中制备的低流动性混合物，并且通过将粘合剂与溶剂按一定比例混合制备的电极浆料可以作为薄膜涂布在电极集流体110上，然后经过干燥和压制工艺以生产用于二次电池的电极。电极浆料包括活性材料、粘合剂、导电材料等，并且活性材料可以是正极活性材料或负极活性材料。
44.狭缝模具涂布设备200的排放口120可以在垂直于电极集流体110的上表面的方向上朝向电极集流体110设置。经由浆料进料口250注入狭缝模具涂布设备200的浆料可通过排放口120排放。通常，为了控制从狭缝模具涂布设备200的排放口120排放的浆料的流速，可以改变狭缝模具涂布设备200的歧管的内部结构的设计，或调整狭缝模具涂布设备200的模块与电极集流体110之间的距离。根据本公开内容的实施例，通过改进的狭缝模具涂布设备可更精确地控制流速，以尽量减少流量偏差，而不是简单地改变歧管的内部结构的设计或调整浆料排放间隔等。具体地，根据现有的流量控制方法，在全宽度方向上，当排放口处的浆料流速出现微小差异时，仅能通过检查涂布的电极看出该差异，而根据本公开内容的实施例，可以在全宽度方向的每一段安装流量计，从而检测流速的差异并均匀地调节流速。
45.下面将给出更详细的描述。
46.图2是示出根据本公开内容的实施例的狭缝模具涂布设备的图。
47.参考图2，根据本公开内容的实施例的狭缝模具涂布设备200包括第一模块200a和第二模块200b。第一模块200a和第二模块200b可以通过耦接部分201连接，并且耦接部分201可以通过铰链旋转，使得第一模块200a和第二模块200b彼此接触。板材230(垫片)可以设置在第一模块200a和第二模块200b上，并且板材可以是薄金属板。
48.根据本公开内容的实施例的狭缝模具涂布设备200包括：传感器单元，用于测量通过由第一模块200a和第二模块200b的耦接形成的排放口120排放的电极活性材料浆料的流速；和控制单元，用于响应于由传感器单元检测的信号来调整电极活性材料浆料的流速。传感器单元可以是非接触式流量计，例如，传感器单元可以是能量检测传感器210。在形成于第二模块200b中的歧管220内，可以形成浆料供应部分310和浆料回收部分320。控制单元可以是后面描述的流速控制泵，并且流速控制泵可以位于浆料回收部分320和浆料供应部分310之间。
49.歧管220是狭缝模具涂布设备200中存储浆料的空间，该空间是用于允许浆料以均匀流速流出的机构的内部空间。连接至图1的浆料进料口250的浆料入口260可以形成在歧管220中。
50.图3是示出图2的狭缝模具涂布设备中包括的非接触式流量计的结构的图。
51.参考图3，根据本公开内容的实施例的非接触式流量计是测量通过排放口120排放的电极活性材料浆料的流速的传感器单元。非接触式流量计可以是能量检测传感器210。能量检测传感器210可以形成在第一模块200a内部并且可以通过能量耗散部分212和能量吸收部分214连接至排放口120。能量耗散部分212和能量吸收部分214可以沿排放口120的排放方向彼此分开。传感器单元应该能够检查浆料的流动量。然而，如果传感器单元被配置为接触式，则传感器单元阻碍浆料的流动，因此不能准确地测量浆料的流速。因此，根据本公开内容的实施例，能量耗散部分212和能量吸收部分214可以由透明材料形成，使得浆料不与传感器单元接触。透明材料可以是具有优异耐磨性的工程塑料或玻璃材料。
52.根据本公开内容的实施例的能量检测传感器210可以检测电极活性材料浆料105的红外能量或磁力能量，从而测量电极活性材料浆料105的流速。具体地，由能量检测传感器210产生的能量通过能量耗散部分212照射到电极活性材料浆料105，并且能量检测传感器210通过能量吸收部分214接收被照射的电极活性材料浆料105的能量信号，由此可测量排放到排放口120的浆料流速。例如，能量耗散部分212对浆料施加一定量的热量，当加热的浆料通过能量吸收部分214时，可以识别信号并测量流速。能量耗散部分212可对应于能量检测传感器210的信号产生部分，能量吸收部分214可对应于能量检测传感器210的信号接收部分。
53.图4是示出图2的狭缝模具涂布设备中包括的流速控制泵的结构的图。
54.参考图4，在形成于第二模块200b中的歧管220内，形成浆料供应部分310和浆料回收部分320。浆料供应部分310和浆料回收部分320可以在歧管220中循环电极活性材料浆料105。根据本公开内容的实施例，流速控制泵300形成在浆料供应部分310和浆料回收部分320之间。浆料回收部分320和浆料供应部分310与流速控制泵300流体连通，在浆料回收部分320中回收的电极活性材料浆料105可通过流速控制泵300并经由浆料供应部分310供应
到歧管220。
55.具体地，浆料回收部分320在电极活性材料浆料105的排放方向d2上位于排放口120的上游以回收电极活性材料浆料105，从而降低浆料的供应流速。浆料供应部分310可以将回收的电极活性材料浆料105重新供应到歧管220以增加浆料的供应流速。
56.图5是示出在图2的狭缝模具涂布设备中包括的第一模块的图。图6是示出在图2的狭缝模具涂布设备中包括的第一模块的图。图7是示出在图2的狭缝模具涂布设备中包括的第一模块的图。
57.参考图5至图7，能量耗散部分212和能量吸收部分214分别沿与排放口的排放方向d2垂直的方向形成为多个，并且形成的多个能量耗散部分212可以彼此分开，形成的多个能量吸收部分214可以彼此分开。如上所述，多个能量耗散部分212和多个能量吸收部分214在第一模块200a的宽度方向上以规则间隔设置，并且能量检测传感器210可以形成为对应于包括能量耗散部分212和能量吸收部分214的组，从而能够测量每个位置的电极活性材料浆料的流速。
58.图8是示出在图2的狭缝模具涂布设备中包括的第二模块的图。图9是示出在图2的狭缝模具涂布设备中包括的第二模块的图。图10是示出在图2的狭缝模具涂布设备中包括的第二模块的图。
59.参考图8至图10，浆料供应部分310和浆料回收部分320各自沿与排放口的排放方向d2垂直的方向形成为多个，并且形成的多个浆料供应部分310可以彼此分开，形成的多个浆料回收部分320可以彼此分开。这样，多个浆料供应部分310和多个浆料回收部分320在第二模块200b的宽度方向上以规则间隔设置，并且流速控制泵300可以形成为对应于包括浆料供应部分310和浆料回收部分320的组，从而能够控制每个位置的电极活性材料浆料的流速。流速控制泵300可通过在歧管220中循环电极活性材料浆料来控制压力。
60.虽然以上已经详细描述了本公开内容的优选实施例，但是本公开内容的范围不限于此，本领域技术人员使用限定在随附权利要求书中的本公开内容的基本构思做出的各种修改和改进也属于本公开内容的范围。
61.[附图标记说明]
[0062]
105：电极活性材料浆料
[0063]
110：电极集流体
[0064]
120：排放口
[0065]
200：狭缝模具涂布设备
[0066]
200a：第一模块
[0067]
200b：第二模块
[0068]
210：能量检测传感器
[0069]
212：能量耗散部分
[0070]
214：能量吸收部分
[0071]
220：歧管
[0072]
300：流速控制泵
[0073]
310：浆料供应部分
[0074]
320：浆料回收部分