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狭槽模具涂布机的制作方法

2022-11-23 10:09:46 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及一种狭槽模具涂布机,更具体地涉及一种能够均匀地在加工方向(md)上形成涂布边界的狭槽模具涂布机。
2.本技术要求于2020年10月28日在韩国提交的第10-2020-0141477号韩国专利申请的优先权,其全文通过引用并入于此。


背景技术:

3.随着技术发展和对移动设备的需求的增加,对作为能源的二次电池的需求迅速增加,这种二次电池实质上包括作为发电元件的电极组件。电极组件具有正极、隔膜和负极堆叠至少一次的形式,并且通过在分别由铝箔和铜箔制成的集电器上施加和干燥正极活性材料浆料和负极活性材料浆料来制备正极和负极。为了均衡二次电池的充电/放电特征,正极活性材料浆料和负极活性材料浆料应当均匀地涂覆在集电器上,并且通常使用狭槽模具涂布机。
4.图1示出了使用传统狭槽模具涂布机的涂布方法的示例。图2是沿着加工方向(md)(集电器的行进方向)沿图1的ii-ii'截取的狭槽模具涂布机的截面图。
5.参照图1和图2,在使用狭槽模具涂布机30的电极制造方法中,将从狭槽模具涂布机30排出的电极活性材料浆料涂覆在由涂布辊10传送的集电器20上。将从狭槽模具涂布机30排出的电极活性材料浆料广泛地涂覆在集电器20的一个表面上以形成电极活性材料层。狭槽模具涂布机30包括两个模块32和34,并且在两个模块32和34之间形成狭槽36。从进料部(未示出)供应的电极活性材料浆料容纳在歧管38中,并通过连通到狭槽36的排出端口40排出,从而形成电极活性材料层。附图标记42和44分别表示作为模块32和34的前端的模唇。
6.根据狭槽36的宽度确定涂布在集电器20上的电极活性材料层的涂布宽度。当需要改变涂布宽度时,可以通过改变垫板50来实现各种涂布宽度,垫板50决定了歧管38的内部空间和狭槽36的宽度。在这方面,图3a至3c示意性地示出了通过改变插入模块32和34之间的垫板50的尺寸和形状来调节涂布宽度的示例。
7.参照图3a,垫板50通过切割其一个区域而包括开口部50a,并且置于模块32和34的相对表面的边缘区域中除了一侧之外的其余部分。垫板50的开口部50a的宽度设计成使得在集电器20上形成具有涂布宽度a的电极活性材料层60,并且在电极活性材料层60的两侧形成未涂布部分62。
8.参照图3b,为了在集电器20上形成具有小于a的涂布宽度b的电极活性材料层60,将垫板50的开口部分50a的宽度设计为b。
9.如果必要,可以在集电器20上形成具有条形图案形状的电极活性材料层60。在这种情况下,使用如图3c所示的垫板50。参照图3c,垫板50的区域被间歇地切割,使得垫板50包括多个开口部50a,并且开口部50a的宽度c小于a或b。当使用这样的垫板50时,与开口部50a的数量一样多的具有涂布宽度c的多个条形图案形状的电极活性材料层60形成在集电器20上,并且在电极活性材料层60的两侧形成未涂布部分62。
10.应当注意,在图3a至3c中,模唇42和垫板50的端部对齐。由于各种原因,当涂布间隙,即,狭槽模具涂布机30的排出端口40与集电器20之间的距离(或模唇42、44与集电器20之间的距离)较小时,特别是当涂布间隙小于涂布厚度时,由于小的涂布间隙而导致较大的压力施加到排出的电极活性材料浆料。因此,当形成具有如图3c所示的条形图案形状的电极活性材料层60时,经常出现以下问题。
11.图4是示出当使用传统垫板时的问题的图。参照图4,示出了由于向排出的电极活性材料浆料施加大的压力,电极活性材料浆料间歇地分散到边界外部的区域而不是稳定地形成电极活性材料层60与未涂布部分62之间的边界而引起的缺陷。当电极活性材料浆料分散并涂布在未涂布部分62上时,边界部分发生污染,或者在边界上出现诸如波形图案之类的边界不均匀性。在md上形成的涂布边界需要均匀地形成,以避免在随后沿着未涂布部分62切割以由每个电极活性材料层60形成电极时的切割缺陷,并且防止在制造二次电池之后由于残留在未涂布部分62中的污染物而可能发生的电极断开。


技术实现要素:

12.技术问题
13.本技术旨在解决相关技术的问题,因此本技术旨在提供一种能够均匀地在加工方向(md)上形成涂布边界的狭槽模具涂布机。
14.本技术的这些和其他目的和优点可以从以下详细描述中理解,并且将从本技术的示例性实施方式中变得更加显而易见。此外,将容易理解的是,本技术的目的和优点可以通过所附权利要求及其组合中所示的手段来实现。
15.技术方案
16.在本技术的一个方面中,提供了一种狭槽模具涂布机,包括:至少两个模块;垫板,设置在所述两个模块之间以形成狭槽;以及歧管,设置在所述模块中并配置成容纳涂布溶液,其中涂布溶液通过与狭槽连通的排出端口排出并涂覆到基板上,其中垫板的端部相对于作为模块的前端的模唇向后移动,使得垫板的端部相对于作为模块的前端的模唇偏置。
17.偏置的尺寸可以是50μm至2000μm。
18.垫板可以通过切割其一个区域而包括开口部,以确定涂覆在基板上的涂层的涂布宽度。
19.垫板可以通过间歇地切割其一个区域而包括多个开口部,以确定涂覆在基板上的涂层的涂布宽度,并且在基板上形成条形图案形状的涂层。
20.在本技术的另一方面中,提供了一种双狭槽模具涂布机,包括:下模块;中间模块,设置在下模块的上部以在中间模块与下模块之间形成下狭槽;上模块,设置在中间模块的上部以在上模块与中间模块之间形成上狭槽;下垫板,配置成限定下狭槽;以及上垫板,配置成限定上狭槽,其中下模块、中间模块和上模块分别包括形成其前端的下模唇、中间模唇和上模唇,在下模唇和中间模唇之间形成与下狭槽连通的下排出端口,在中间模唇和上模唇之间形成与上狭槽连通的上排出端口,所述双狭槽模具涂布机配置成通过下狭槽和上狭槽中的至少一个将电极活性材料浆料排出并涂覆到连续行进的基板的表面上并形成电极活性材料层,下垫板和上垫板的端部相对于下模唇、中间模唇和上模唇向后移动,以相对于下模唇、中间模唇和上模唇偏置。
21.下垫板和上垫板中的每一个可以通过切割其一个区域而包括开口部,以确定形成在基板上的电极活性材料层的涂布宽度。
22.下垫板和上垫板中的每一个可以通过间歇地切割其一个区域而包括多个开口部,以确定形成在基板上的电极活性材料层的涂布宽度,并且在基板上形成条形图案形状的电极活性材料层
23.下垫板和上垫板可以在上下方向上彼此对齐。
24.下模块可以包括容纳第一电极活性材料浆料并与下狭槽连通的第一歧管,中间模块可以包括容纳第二电极活性材料浆料并与上狭槽连通的第二歧管。
25.下垫板介于下模块与中间模块之间,用于调整下狭槽的宽度。上垫板介于中间模块与上模块之间,用于调整上狭槽的宽度。
26.上垫板的偏置尺寸a和下垫板的偏置尺寸b可以相同。
27.上垫板的偏置尺寸a可以不同于下垫板的偏置尺寸b。
28.双狭槽模具涂布机可以配置成通过上狭槽和下狭槽同时排出两种类型的电极活性材料浆料,以在基板上形成双层的电极活性材料层,当涂布间隙g与形成在基板上的电极活性材料浆料的涂布溶液厚度d之比等于或大于1.06时,针对上垫板的偏置尺寸a和下垫板的偏置尺寸b,a:b可以设定为7:1至1:7。
29.有益效果
30.根据本技术的一个方面,垫板的端部相对于模唇向后移动,以相对于模唇偏置。根据这种构造,尽管当涂布间隙较小时对从排出端口排出的涂布溶液施加大的压力,但在涂布溶液在偏置部分中从垫板的端部充分膨胀之后,即,在释放一定部分的排出压力之后,涂布溶液可以离开模唇并到达基板,使得涂布溶液不会分散。因此,可以在涂布部分和未涂布部分之间稳定地形成边界。
31.根据本技术的另一方面,提供了针对电极活性材料浆料的涂覆而优化的双狭槽模具涂布机。垫板的端部也相对于模唇向后移动,以相对于模唇偏置。根据这种构造,尽管当涂布间隙较小时对电极活性材料浆料施加大的压力,但涂布溶液不会分散。因此,可以在涂布部分和未涂布部分之间稳定地形成边界。特别地,当形成具有条形图案形状的电极活性材料层时,可以稳定地形成电极活性材料层,而不会污染边界或出现边界不均匀性,例如边界上的波形图案。
32.根据本技术的另一方面,提供了一种双狭槽模具涂布机,该双狭槽模具涂布机能够通过上狭槽和下狭槽同时排出两种类型的电极活性材料浆料,并在基板上形成双层的电极活性材料层。可以在双层的电极活性材料层和未涂布部分之间稳定地形成边界。因此,可以获得质量均匀的涂层产品,特别是用于二次电池的电极。
33.根据本技术的另一方面,当涂布间隙与涂布溶液厚度之比等于或大于预定值时,甚至针对上垫板的偏置尺寸a和下垫板的偏置尺寸b,调节a:b,因此可以完全防止图案缺陷。
34.当使用本技术的狭槽模具涂布机时,可以均匀地形成具有所需厚度和形状的涂层,特别是电极活性材料层,并且优选地,可以同时涂布两种类型的电极活性材料浆料,因此性能和生产率都是优异的。
附图说明
35.附图示出了本技术的优选实施方式,并且与前面公开的内容一起用于提供对本技术的技术特征的进一步理解,因此,本技术不被解释为限于附图。
36.图1是示出使用根据传统技术的狭槽模具涂布机的示例的示意图。
37.图2是沿图1的ii-ii'截取的截面图。
38.图3a至3c示出了使用传统狭槽模具涂布机的各种示例。
39.图4是示出当使用传统垫板时的问题的图。
40.图5是根据本技术的实施方式的狭槽模具涂布机的截面视图。
41.图6是根据本技术的实施方式的狭槽模具涂布机的示意性分解透视图。
42.图7示出了在根据本技术的实施方式的狭槽模具涂布机中使用垫板的示例。
43.图8是根据本技术的另一个实施方式的双狭槽模具涂布机的示意性截面视图。
44.图9是根据本技术的另一个实施方式的双狭槽模具涂布机的示意性分解透视图。
45.图10示出了在根据本技术的另一个实施方式的双狭槽模具涂布机中使用下垫板的示例。
46.图11是图8所示的双狭槽模具涂布机的侧视图。
具体实施方式
47.在下文中,将参照附图详细描述本技术的优选实施方式。在描述之前,应当理解,说明书和所附权利要求中使用的术语不应被解释为限于一般含义和字典含义,而是基于允许发明人适当地定义术语以用于最佳解释的原理,基于与本技术的技术方面相对应的含义和概念来解释。因此,本文提出的描述仅仅是用于说明目的的优选示例,并不旨在限制本技术的范围,因此应当理解,在不脱离本技术的范围的情况下,可以对其做出其他等同替换和修改。
48.本技术的狭槽模具涂布机或双狭槽模具涂布机是包括狭槽并通过狭槽将涂布溶液涂覆在基板上的设备。由于双狭槽模具涂布机包括下狭槽和上狭槽,因此双狭槽模具涂布机是能够以双层涂覆涂布溶液的设备。下面描述的“基板”是集电器,并且涂布溶液是“电极活性材料浆料”。第一涂布溶液和第二涂布溶液都是电极活性材料浆料,并且意思是具有相同或不同组成(活性材料、导电材料和粘合剂的类型)、含量(活性材料、导电材料和粘合剂中的每一种的量)或物理性质的电极活性材料浆料。特别地,本技术的双狭槽模具涂布机针对同时涂覆至少两种类型的电极活性材料浆料或以交替方式涂覆至少两种类型的电极活性材料浆料以形成图案涂层而制造的电极进行优化。然而,本技术的范围不必限于此。例如,基板可以是构成隔膜的多孔支架,第一涂布溶液和第二涂布溶液可以是具有不同组成或物理性质的有机物。也就是说,当需要薄膜涂布时,任何基板和任何涂布溶液或任何第一涂布溶液和任何第二涂布溶液是可取的。
49.图5是根据本技术的实施方式的狭槽模具涂布机的截面视图。图6是根据本技术的实施方式的狭槽模具涂布机的示意性分解透视图。图7示出了在根据本技术的实施方式的狭槽模具涂布机中使用垫板的示例。
50.参照图5至图7,狭槽模具涂布机100包括两个模块110和130。用于形成狭槽101的垫板113设置在模块110和130之间。模块可以是两个或更多个。
51.在图5中,狭槽模具涂布机100安装在基本水平(大约:
±
5度)的方向(x方向)上,在该方向上排放作为涂布溶液的电极活性材料浆料。然而,狭槽模具涂布机100不限于这里的示例形式。例如,狭槽模具涂布机100可以配置为竖直模具,涂布溶液排出的方向是向上方向(y方向)。z方向是狭槽模具涂布机100的宽度方向。
52.在模块110和130彼此面对的位置之间形成狭槽101。垫板113设置在模块110和130之间,以在模块110和130之间提供间隙,从而形成与涂布溶液150可以流过的通道相对应的狭槽101。垫板113的厚度决定狭槽10的竖直宽度(y方向的狭槽间隙)。
53.如图6所示,垫板113可以通过间歇地切割其一个区域而包括多个开口部113a,并且可以置于模块110和130的相对表面的边缘区域的除了一侧之外的其余部分。因此,在分别作为模块110和130的前端的模唇111和131之间形成可将涂布溶液150排出到外部的排出端口101a。排出端口101a可在模唇111和131彼此间隔开时形成。
54.作为参考,垫板113用作垫圈,以防止涂布溶液150泄漏到除了形成排出端口101a的区域之外的模块110和130之间的间隙中,因此垫板113优选地由具有密封性能的材料制成。
55.模块110和130中的任何一个包括具有预定深度并与狭槽101连通连接的歧管112。尽管未示出,歧管112通过供应管连接到安装在外部的涂布溶液供应室(未示出),以接收涂布溶液150。当涂布溶液150完全填充在歧管112中时,涂布溶液150沿着狭槽101引导流动并通过排出端口101a排出到外部。
56.根据具有这种构造的狭槽模具涂布机100,可旋转地设置的涂布辊180设置在狭槽模具涂布机100的前面,通过旋转涂布辊180驱动待涂布的基板190,可以排出涂布溶液150并使涂布溶液150与基板190的表面连续接触来将涂布溶液150涂覆在基板190上。替代性地,可以交替地进行涂布溶液150的供应和中断,使得可以在基板190上间歇地进行图案涂布。
57.这里,垫板113决定涂覆在基板190上的涂层的涂布宽度,并且具有如图7所示的使用状态。
58.参照图7,示出了上方的模块130被移除之后沿向下方向观察的图5的狭槽模具涂布机100。垫板113的端部113b相对于模唇111向后移动,以相对于模唇111偏置。由于模唇111和131通常在一条直线上对齐,因此垫板113的端部113b甚至相对于模唇131向后移动,模唇131在此未示出。
59.特别地,图7所示的垫板113可以通过间歇地切割其一个区域而包括多个开口部113a,并且在基板190上形成条形图案形状的涂层170。附图标记172表示未形成涂层的未涂布部分。如果存在一个开口部113a,则可以在基板190上形成一个涂层170。
60.优选地,垫板的偏置o的尺寸可以是50μm至2000μm。当偏置o的尺寸小于50μm时,偏置的效果是不显著的。当偏置o的尺寸大于2000μm时,由于可能导致边界的不均匀性,因此需要尺寸不超过2000μm。可以考虑涂布速度、涂布溶液的粘度、涂布溶液的厚度、涂布间隙等来确定偏置o的尺寸。当其它条件相同并且涂布速度高时,需要增加偏置o的尺寸。当其它条件相同并且涂布溶液的粘度增加时,需要增加偏置o的尺寸。当其它条件相同并且涂布溶液的厚度大时,需要增加偏置o的尺寸。当其它条件相同并且涂布间隙减小时,需要增加偏置o的尺寸。
61.因此,在本技术的狭槽模具涂布机100中,垫板113的端部113b相对于模唇111和131向后移动,以相对于模唇111偏置。根据这种构造,尽管当涂布间隙小时对涂布溶液150施加大的压力,但在涂布溶液150在偏置o的部分中从垫板113的端部113b充分膨胀之后,涂布溶液150可以离开模唇111和131并到达基板190,使得涂布溶液150不会分散到其他部分。因此,可以在涂布部分和未涂布部分之间稳定地形成边界。
62.图8是根据本技术的另一个实施方式的双狭槽模具涂布机的示意性截面视图。图9是根据本技术的另一个实施方式的双狭槽模具涂布机的示意性分解透视图。图10示出了在根据本技术的另一个实施方式的双狭槽模具涂布机中使用下垫板的示例。图11是图8所示的双狭槽模具涂布机的侧视图。
63.根据本技术的双狭槽模具涂布机200是包括下狭槽201和上狭槽202的设备,并且能够通过下狭槽201和上狭槽202同时或交替地在基板290上涂覆相同或不同的两种涂布溶液。
64.参考图8和图9,双狭槽模具涂布机200包括下模块210、设置在下模块210上部的中间模块220和设置在中间模块220上部的上模块230。
65.在图8中,双狭槽模具涂布机200安装在基本水平(大约:
±
5度)的方向(x方向)上,在该方向上排放作为涂布溶液的电极活性材料浆料。
66.中间模块220是位于构成双狭槽模具涂布机200的多个模块的中间的模块,并且是设置在下模块210和上模块230之间以形成双狭槽的模块。本实施方式的中间模块220的截面是直角三角形,但不必限于这种形状。例如,截面可以设置为等腰三角形。
67.中间模块220的面向上模块230的第一表面220a几乎是水平的,并且上模块230的与面向第一表面220a的表面230b相反的表面230d(即,形成双狭槽模具涂布机200的外周表面的上表面)也几乎是水平的。这样,第一表面220a和反向表面230d几乎彼此平行。下模块210的与面向中间模块220的表面210b相反的表面210d(即,形成双狭槽模具涂布机200的外周表面的下表面)也几乎是水平的,并且该表面是底表面210d(x-z平面)。
68.下模块210、中间模块220和上模块230的与排出电极活性材料浆料的方向相反的表面,即后表面210c、220c和230c几乎在竖直方向(y方向)上。
69.在作为最外侧模块的下模块210和上模块230中,在形成双狭槽模具涂布机200的外周表面的表面中,可以使用制造成几乎垂直于后表面210c和230c的下模块210的底表面210d和上模块230的上表面230d。并且,可以使用制造成几乎垂直于后表面220c的中间模块220的第一表面220a。在这样的模块210、220和230中,由于表面所形成的边缘以直角形成,因此在截面中存在直角部分,并且由于竖直表面或水平表面可以用作参考表面,所以模块210、220和230的制造或处理是容易的并且其精度得到保证。另外,下模块210、中间模块220和上模块230组合的状态总体上具有大致长方体形状,并且仅排出涂布溶液的前部朝向基板290倾斜。这是有利的,因为组装后的形状大致类似于包括单个狭槽的狭槽模具涂布机(例如,图5中的100)的形状,使得可以共享狭槽模具涂布机支架等。
70.双狭槽模具涂布机200还可包括设置在其后表面210c、220c和230c的两个或更多个固定单元240。固定单元240设置用于下模块210和中间模块220之间的紧固以及用于中间模块220和上模块230之间的紧固。可在双狭槽模具涂布机200的宽度方向上设置多个固定单元240。螺栓紧固到固定单元240,下模块210、中间模块220和上模块230通过固定单元240
彼此组装。
71.下模块210、中间模块220和上模块230不必限于上述示例的形状,并且可以被构造为例如竖直模具,其中涂布溶液排出的方向是向上方向,并且后表面210c、220c和230c是底表面。
72.下模块210是构成双狭槽模具涂布机200的多个模块中的最下侧模块,并且面向中间模块220的表面210b具有倾斜形状,以相对于底表面210d形成大约20度至60度的角度。
73.下狭槽201可以形成在下模块210和中间模块220彼此面对的位置。例如,下垫板213插置在下模块210和中间模块220之间以在它们之间提供间隙,从而可以形成与第一涂布溶液250可以流过的通道对应的下狭槽201。也就是说,下垫板213限定下狭槽201,并且在这种情况下,下垫板213的厚度决定下狭槽201的竖直宽度(y轴方向的狭槽间隙)。
74.如图9和图10所示,下垫板213通过间歇地切割其一个区域而包括多个开口部213a,以确定形成在基板290上的电极活性材料层的涂布宽度,并且下垫板213可以置于下模块210和中间模块220的相对表面的边缘区域中的除了一侧之外的剩余部分。因此,仅在作为下模块210的前端部分的下模唇211和作为中间模块220的前端部分的中间模唇221之间形成使第一涂布溶液250排出到外部的下排出端口201a。可以通过使下模唇211和中间模唇221彼此间隔开而形成下排出端口201a。
75.作为参考,下垫板213用作垫圈,以防止第一涂布溶液250泄漏到除了形成下排出端口201a的区域之外的下模块210和中间模块220之间的间隙中,因此下垫板213优选地由具有密封性能的材料制成。
76.下模块210包括第一歧管212,第一歧管212在面向中间模块220的表面210b上具有预定深度并且连通地连接到下狭槽201。尽管图中未示出,但是第一歧管212通过供应管连接到安装在外部的第一涂布溶液250的供应室(未示出),以接收第一涂布溶液250。当第一涂布溶液250完全填充在第一歧管212中时,第一涂布溶液250沿着下狭槽201引导流动并通过下排出端口201a排出到外部。
77.作为另一示例,第一歧管212可以设置在中间模块220的面向下模块210的表面220b上。
78.上模块230设置成面向第一表面220a,第一表面220a是中间模块220的相对于底表面水平的上表面。因此,在中间模块220和上模块230彼此面对的位置形成上狭槽202。
79.与上述下狭槽201类似,第二垫板233可以置于中间模块220和上模块230之间,以在它们之间提供间隙。因此,形成与第二涂布溶液260可以流过的通道对应的上狭槽202。在这种情况下,由第二垫板233决定上狭槽202的竖直宽度(y轴方向的狭槽间隙)。
80.此外,第二垫板233也具有与上述第一垫板213类似的结构,第二垫板233通过间歇地切割其一个区域而包括多个开口部233a,并且可以插入到中间模块220和上模块230的相对表面的边缘区域中的除了一侧之外的剩余部分。类似地,除了上狭槽202的前部之外,第二垫板233的周边方向被阻挡,并且仅在中间模块220的前端部分和上模块230的前端部分之间形成上排出端口202a。上模块230的前端部分被限定为上模唇231。换句话说,可以通过使中间模唇221和上模唇231彼此间隔开来形成上排出端口202a。这样,上垫板233限定上狭槽202。
81.另外,中间模块220包括第二歧管232,第二歧管232在面向上模块230的表面220a
具有预定深度并且连通地连接到上狭槽202。尽管图中未示出,但是第二歧管232通过供应管连接到安装在外部的第二涂布溶液260的供应室,以接收第二涂布溶液260。当第二涂布溶液260从外部沿着管状的供应管供应并且完全填充在第二歧管232中时,第二涂布溶液260沿着连通地连接到第二歧管232的上狭槽202引导流动并且通过上排出端口202a排出到外部。
82.作为另一示例,第二歧管232可以设置在上模块230的面向中间模块220的表面230b上。
83.上狭槽202和下狭槽201可以形成大约20度到70度的角度。上狭槽202和下狭槽201可以彼此相交于一点,并且上排出端口202a和下排出端口201a可以设置在交点附近。因此,第一涂布溶液250和第二涂布溶液260的排出点可以大致集中在一点。
84.在双狭槽模具涂布机200中,可旋转设置的涂布辊280设置在双狭槽模具涂布机200的前面,通过旋转涂布辊280驱动待涂布的基板290,诸如电极活性材料浆料的涂布溶液通过上狭槽202和下狭槽201中的至少一个挤出,以在基板290上形成电极活性材料层。
85.这里,下垫板213和上垫板233确定涂覆在基板290上的电极活性材料层的涂布宽度,并且具有与图10中相同的使用状态。
86.参照图10,示出了在上方的上模块230和中间模块220被移除之后沿向下方向观察的图8的狭槽模具涂布机200。下垫板213的端部213b相对于下模唇211向后移动,以相对于下模唇211偏置。第一涂布溶液250可以从第一歧管212通过下垫板213的开口部213a朝向基板290排出。由于下模唇211和中间模唇221通常在一条直线上对齐,因此下垫板213的端部213b也相对于中间模唇221向后移动,中间模唇221在此未示出。
87.偏置o的尺寸可以是50μm至2000μm。
88.上垫板233的使用示例与下垫板213的使用示例相同,并且上垫板233的端部233b也相对于上模唇231和中间模唇221偏置。上垫板233的偏置o的尺寸也可以是50μm至2000μm。
89.下垫板213和上垫板233在上下方向(x方向)和左右方向(z方向)上彼此对齐,因此可以如图11所示使用。根据具有以上进一步参照图11所述的构造的双狭槽模具涂布机200,可旋转设置的涂布辊280设置在双狭槽模具涂布机200的前面,通过旋转涂布辊280驱动待涂布的基板290,并且第一涂布溶液250和第二涂布溶液260与基板290的表面连续接触,使得基板290可以双层涂布。替代性地,交替进行第一涂布溶液250的供应和中断以及第二涂布溶液260的供应和中断,使得可以在基板290上间歇地进行图案涂布。
90.这里,上垫板233的偏置尺寸a和下垫板213的偏置尺寸b可以相同或不同。例如,a》b、a《b,或者a=b。
91.如图所示,当第一涂布溶液250和第二涂布溶液260与基板290的表面连续接触使得基板290以双层涂布时,在作为形成在基板290上的第一涂布溶液厚度d1和第二涂布溶液厚度d2之和的总涂布溶液厚度d与涂布间隙g之间的关系中,涂布间隙g优选在比涂布溶液厚度d大20%的值和比涂布溶液厚度d小20%的值之间调节,所述涂布间隙g是双狭槽模具涂布机200的排出端口201a和202a与基板290之间的距离或模唇211、221和231与基板290之间的距离。换言之,涂布间隙g与涂布溶液厚度d的比值优选地设定成0.8到1.2之间的值。当涂布间隙g远大于涂布溶液厚度d时,出现其中涂布层的边缘形成得较厚的厚边缘。当涂布
间隙g远小于涂布溶液厚度d时,由于施加大的压力,由于涂布溶液的分散等而出现图案缺陷。考虑到这一点,确定20%的标准。
92.特别地,当涂布间隙g与涂布溶液厚度d的比值等于或大于预定值时,涂布宽度超出可由涂布间隙g调节的范围。本发明人已经发现,当涂布间隙g与涂布溶液厚度d的比值等于或大于1.06时,针对上垫板233的偏置尺寸a和下垫板213的偏置尺寸b,a:b优选地在7:1至1:7的范围内。当涂布间隙g与涂布溶液厚度d的比值等于或大于1.06时,如果a:b超过上述范围,则出现图案缺陷。
93.在本技术中,通过基本上将上垫板233的偏置尺寸a和下垫板213的偏置尺寸b中的每一个设定在50μm至2000μm的范围内来防止图案缺陷。此外,提出了当涂布间隙g与涂布溶液厚度d的比值等于或大于1.06时,也需要考虑上垫板233的偏置尺寸a与下垫板213的偏置尺寸b的比值。
94.当涂布间隙g与涂布溶液厚度d的比值小于预定值时,将上垫板233的偏置尺寸a和下垫板213的偏置尺寸b中的每一个设定在50μm至2000μm的范围内就足以作为减轻施加到涂布溶液的压力的解决方案,但是应当注意,当涂布间隙g与涂布溶液厚度d的比值等于或大于预定值时,甚至针对上垫板233的偏置尺寸a和下垫板213的偏置尺寸b,调整a:b,因此可以完全防止图案缺陷。
95.双狭槽模具涂布机200被优化用于涂覆电极活性材料浆料以制造二次电池。为了制造高能量密度的二次电池,约130μm的电极活性材料层的厚度逐渐增加到300μm。当用传统的狭槽模具涂布机形成厚的电极活性材料层时,由于在干燥期间活性材料浆料中的粘合剂和导电材料的迁移加深,因此成品电极制造的不均匀。为了解决这个问题,当进行两次涂布时,例如薄涂覆并干燥电极活性材料层,然后再次涂覆并干燥电极活性材料层,缺点是需要长时间。为了同时改善电极性能和生产率,当使用双狭槽模具涂布机200时,可以同时施加两种类型的电极活性材料浆料。
96.此外,根据本技术中提出的下垫板213和上垫板233的偏置配置,即使当涂布间隙小时对电极活性材料浆料施加大的压力,涂布溶液也不会分散。因此,可以在涂布部分和未涂布部分之间稳定地形成边界。特别地,当形成具有条形图案形状的电极活性材料层时,可以稳定地形成电极活性材料层,而不会污染边界或出现边界不均匀,例如边界上的波形图案。因此,在沿着未涂布部分切割时没有缺陷。可以减少丢弃的电极板,因此成本降低效果优异。另外,在涂布间隙相对较大的情况下,在难以调节涂布宽度的条件下,甚至针对上垫板233的偏置尺寸a和下垫板213的偏置尺寸b,调节a:b,因此稳定地形成双层而不会使电极活性材料浆料分散。
97.根据本技术,当通过上狭槽202和下狭槽201同时排出两种类型的电极活性材料浆料以在基板290上形成双层的电极活性材料层时,在使用不同类型的电极活性材料浆料或使用相同的电极活性材料浆料较厚地涂布电极活性材料层的两种情况下,可以在双层的电极活性材料层和未涂布部分之间稳定地形成边界。因此,可以获得质量均匀的涂层产品,特别是用于二次电池的电极。
98.当使用本技术的双狭槽模具涂布机200时,可以均匀地形成具有所需厚度和形状的涂层,特别是电极活性材料层,并且优选地,可以同时涂布两种类型的电极活性材料浆料,因此性能和生产率都是优异的。
99.同时,在本实施方式中,已经作为示例描述了以两层涂覆涂布溶液的情况或交替供应涂布溶液进行图案涂布的情况,但是应理解,在没有单独解释的情况下,本技术也适用于通过提供三个或更多个狭槽同时涂覆三层或更多层的情况。
100.如上所述,根据本技术,即使电极活性材料浆料的排放压力增加,通过垫板偏置结构减轻电极活性材料浆料的压力来防止电极活性材料浆料分散的效果也是优异的。这具有形成稳定边界、确保涂层可加工性和确保再现性的效果。
101.在下文中,将描述比较例和实施例,以便解释如本技术中提出的垫板偏置的效果。首先,关于参照图5等描述的包括一个狭槽的狭槽模具涂布机中的比较例1至5和实施例1至5,实验条件和结果总结在表1中。
102.[表1]
[0103][0104]
比较例1至4是当垫板的端部与模唇对齐时偏置为0的情况。实施例1至5是垫板的端部从模唇向后移动,使得垫板具有50μm至2000μm的偏置的情况。比较例5是偏置为2500μm的情况,其超过本技术中提出的优选偏置范围。
[0105]
涂布速度全部设定为50m/min。作为涂布溶液的电极活性材料浆料的粘度均为4000cps。作为目标,涂布溶液的厚度为100μm。实验了涂布间隙为90μm、105μm、115μm和125μm的情况。
[0106]
作为实验的结果,在存在垫板偏置的本技术的所有实施例中,没有发生边界部分的污染。在垫板偏置为0的比较例2和3中,当涂布间隙为115μm和125μm时,没有发生边界部分的污染,但是出现了诸如厚边的其它缺陷。在涂布间隙减小到105μm的比较例1中,不仅出现了其它缺陷,而且出现了边界部分的污染。特别地,在比较例4中,由于涂布间隙是90μm,其小于100μm的涂布溶液厚度,导致向电极活性材料浆料施加更大的压力,边界部分的污染严重。因此,当如比较例1至3中没有垫板偏置时,会出现其他缺陷,并且当如比较例1和4中减小涂布间隙时,会出现边界部分的污染。
[0107]
在垫板偏置为2500μm的比较例5中出现了边界的不均匀性。因此,偏置不应太大。
[0108]
如上所述,根据本技术的实施方式,垫板偏置为50μm至2000μm,从而形成边界部分没有污染、边界均匀且没有其他缺陷的电极活性材料层。特别地,如在实施例1和2中,涂布间隙为90μm,其小于100μm的涂布溶液厚度,即使在向电极活性材料浆料施加更大的压力时也具有形成稳定边界的显著效果。
[0109]
接下来,将描述参照图8等描述的包括两个狭槽的双狭槽模具涂布机中的比较例6至13和实施例6至15。
[0110]
实验条件和结果总结在表2中。
[0111]
[表2]
[0112][0113]
作为目标,涂布溶液的总厚度是160μm,涂布溶液的总厚度是由第二涂布溶液260形成的上层的涂布溶液厚度和由第一涂布溶液250形成的下层的涂布溶液厚度的总和。实验了涂布间隙为150μm、170μm、180μm和190μm的情况。
[0114]
比较例6至8和12是当上垫板和下垫板的端部与模唇对齐时偏置全部为0的情况。比较例9和13是偏置为2500μm的情况,其超过本技术提出的优选偏置范围。实施例6至15是上垫板和下垫板的端部从模唇向后移动,使得上垫板和下垫板具有50μm至2000μm的偏置的情况。
[0115]
作为实验的结果,在存在垫板偏置的本技术的所有实施例中,没有发生边界部分的污染,边界没有不均匀性。在垫板偏置为0的比较例6至8和12中,出现了边界部分的污染或厚边缘。在垫板偏置为2500μm的比较例9和13中,出现了边界的不均匀性和其它缺陷。
[0116]
特别地,值得注意的是,比较例10和11是上垫板的偏置尺寸a和下垫板的偏置尺寸b在本技术提出的范围内的情况,但是涂布间隙与涂布溶液厚度之比为1.06,并且a:b超出本技术提出的范围。此时,观察到边界的不均匀性。
[0117]
如上所述,根据本技术的实施方式,上垫板的偏置尺寸a和下垫板的偏置尺寸b在50μm至2000μm内调整,从而形成没有边界部分污染、边界均匀且没有其他缺陷的电极活性材料层。特别地,如在实施例6至12中,当涂布间隙大于涂布溶液厚度,并且涂布间隙与涂布
溶液厚度之比等于或大于1.06时,将a:b设定为7:1至1:7,从而形成没有边界部分污染、边界均匀且没有其他缺陷的电极活性材料层。
[0118]
已经详细描述了本技术。然而,应当理解,详细描述和具体示例虽然指示了本技术的优选实施方式,但是仅以说明的方式给出,因为根据该详细描述,本技术的范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员将变得显而易见。
[0119]
同时,尽管在本说明书中使用了指示诸如上、下、左、右的方向的术语,但是这些术语仅是为了便于描述,并且对于本领域技术人员显而易见的是,这些术语可以根据目标对象的位置或观察者的位置而变化。
[0120]
[附图标记的说明]
[0121]
100:狭槽模具涂布机
ꢀꢀꢀ
101:狭槽
[0122]
101a:排出端口
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
110、130:模块
[0123]
111、131:模唇
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112:歧管
[0124]
113:垫板
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113a:开口部
[0125]
113b:端部
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
o:偏置
[0126]
150:涂布溶液
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
170:涂布层
[0127]
172:未涂布部分
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
180、280:涂布辊
[0128]
190、290:基板
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
200:双狭槽模具涂布机
[0129]
201:下狭槽
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
201a:下排出端口
[0130]
202:上狭槽
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
202a:上排出端口
[0131]
210:下模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
211:下模唇
[0132]
212:第一歧管
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
213:下垫板
[0133]
220:中间模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
221:中间模唇
[0134]
230:上模块
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
231:上模唇
[0135]
232:第二歧管
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
233:上垫板
[0136]
240:固定单元
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
250:第一涂布溶液
[0137]
260:第二涂布溶液
再多了解一些

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