KR102655289B1 - Slot die coating apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코팅 장치는 제1 다이 블록과 제2 다이 블록을 포함하는 슬롯 다이, 및 상기 제1 다이 블록과 상기 제2 다이 블록의 결합에 의해 형성된 토출구를 통해 배출되는 전극 활물질 슬러리의 유량을 측정하는 센서부를 포함하고, 상기 센서부는 상기 제1 다이 블록의 내부에 형성되고, 상기 센서부는 에너지 발산부와 에너지 흡수부를 통해 상기 토출구와 연결된다.A slot die coating device according to an embodiment of the present invention is a slot die including a first die block and a second die block, and a discharge hole formed by combining the first die block and the second die block. It includes a sensor unit that measures the flow rate of the electrode active material slurry, the sensor unit is formed inside the first die block, and the sensor unit is connected to the discharge port through an energy emitting unit and an energy absorbing unit.
Description
본 발명은 슬롯 다이 코팅 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 코팅 균일성을 향상시키는 슬롯 다이 코팅 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a slot die coating device, and more specifically to a slot die coating device that improves coating uniformity.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서 이차 전지의 수요가 급격히 증가하고 있다. 이에 따라, 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차 전지에 대한 연구가 많이 행해지고 있다.As technology development and demand for mobile devices increase, the demand for secondary batteries as an energy source is rapidly increasing. Accordingly, much research is being conducted on secondary batteries that can meet various needs.
이차 전지는 휴대폰, 디지털 카메라, 노트북 등의 모바일 기기뿐만 아니라, 전기 자전거, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차 등의 동력 장치에 대한 에너지원으로도 많은 관심을 모으고 있다.Secondary batteries are attracting much attention as an energy source not only for mobile devices such as mobile phones, digital cameras, and laptops, but also for power devices such as electric bicycles, electric vehicles, and hybrid electric vehicles.
한편, 이차 전지를 제조하는 과정은 양극 도전 집전체와 음극 도전 집전체에 각각 활물질, 바인더 및 도전재 등을 슬러리 형태의 일정한 두께로 코팅 및 건조하는 단계를 포함할 수 있다. 이후, 상기 양 도전 집전체 사이에는 분리막이 개재되도록 하여 권취 또는 적층하여 형성된 전극 조립체를 원통형 또는 각형 캔, 파우치 등에 수납하고 이를 밀봉 처리하여 이차 전지가 제조될 수 있다.Meanwhile, the process of manufacturing a secondary battery may include coating and drying an active material, a binder, and a conductive material to a certain thickness in the form of a slurry on the positive and negative conductive current collectors, respectively. Thereafter, a secondary battery can be manufactured by storing the electrode assembly formed by winding or stacking the electrode assembly with a separator interposed between the two conductive current collectors in a cylindrical or square can, pouch, etc., and sealing the electrode assembly.
이차 전지의 충방전 특성을 균일하게 하기 위해서는, 이러한 활물질을 포함하는 슬러리가 집전체에 고르게 코팅되어야 하는데, 이를 위해 슬롯 다이 코팅 공정이 수행될 수 있다. 슬롯 다이 코팅은 펌프를 사용하여 슬러리를 슬롯 다이라고 하는 노즐 형상의 얇은 금속판 사이로 공급하여, 집전체 표면에 일정한 두께로 도포하는 방식이다. 이때, 균일한 코팅을 하기 위해서는 슬러리의 점도, 슬러리의 유동 및 슬롯 다이와 집전체 사이의 거리 제어가 중요하다.In order to make the charging and discharging characteristics of the secondary battery uniform, a slurry containing such an active material must be evenly coated on the current collector, and for this purpose, a slot die coating process may be performed. Slot die coating is a method of using a pump to supply slurry between nozzle-shaped thin metal plates called slot dies and apply it to the surface of the current collector at a constant thickness. At this time, in order to achieve uniform coating, it is important to control the viscosity of the slurry, the flow of the slurry, and the distance between the slot die and the current collector.
하지만, 점차 폭이 넓은 전극을 코팅하게 됨으로써 슬롯 다이를 빠져 나오는 슬러리의 유량이 슬롯 다이의 형상과 슬롯 다이에서의 위치에 따라 편차가 크게 발생할 수 있다. 또, 슬롯 다이를 통해 흘러 나가는 유량을 측정하기 어렵고, 슬롯 다이의 얇은 금속판 형상 및 두께가 결정되면 슬롯 다이의 형상 및 두께를 코팅 중에 실시간으로 가변 할 수는 없기 때문에 슬러리 유량을 제어할 수 없는 문제가 있다. 따라서, 전극 코팅 불균형이 발생하게 된다.However, as increasingly wider electrodes are coated, the flow rate of the slurry exiting the slot die may vary significantly depending on the shape of the slot die and its position in the slot die. In addition, it is difficult to measure the flow rate flowing through the slot die, and once the shape and thickness of the thin metal plate of the slot die are determined, the shape and thickness of the slot die cannot be changed in real time during coating, so the slurry flow rate cannot be controlled. There is. Therefore, electrode coating imbalance occurs.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 코팅 균일성을 향상시키는 슬롯 다이 코팅 장치를 제공하기 위한 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a slot die coating device that improves coating uniformity.
그러나, 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 과제는 상술한 과제에 한정되지 않고 본 발명에 포함된 기술적 사상의 범위에서 다양하게 확장될 수 있다.However, the problems to be solved by the embodiments of the present invention are not limited to the above-mentioned problems and can be expanded in various ways within the scope of the technical idea included in the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코팅 장치는 제1 다이 블록과 제2 다이 블록을 포함하는 슬롯 다이, 및 상기 제1 다이 블록과 상기 제2 다이 블록의 결합에 의해 형성된 토출구를 통해 배출되는 전극 활물질 슬러리의 유량을 측정하는 센서부를 포함하고, 상기 센서부는 상기 제1 다이 블록의 내부에 형성되고, 상기 센서부는 에너지 발산부와 에너지 흡수부를 통해 상기 토출구와 연결된다.A slot die coating device according to an embodiment of the present invention is a slot die including a first die block and a second die block, and a discharge hole formed by combining the first die block and the second die block. It includes a sensor unit that measures the flow rate of the electrode active material slurry, the sensor unit is formed inside the first die block, and the sensor unit is connected to the discharge port through an energy emitting unit and an energy absorbing unit.
상기 에너지 발산부와 상기 에너지 흡수부는 투명 재료로 형성될 수 있다.The energy emitting portion and the energy absorbing portion may be formed of a transparent material.
상기 에너지 발산부와 상기 에너지 흡수부는 투명 재료로 형성될 수 있다.The energy emitting portion and the energy absorbing portion may be formed of a transparent material.
상기 센서부는 상기 전극 활물질 슬러리의 적외선 에너지 또는 자력 에너지를 감지하여 상기 전극 활물질 슬러리의 유량을 측정할 수 있다.The sensor unit may measure the flow rate of the electrode active material slurry by detecting infrared energy or magnetic energy of the electrode active material slurry.
상기 에너지 발산부와 상기 에너지 흡수부는 상기 토출구의 토출 방향을 따라 서로 이격되어 위치할 수 있다.The energy emitting portion and the energy absorbing portion may be positioned spaced apart from each other along the discharge direction of the discharge port.
상기 에너지 발산부와 상기 에너지 흡수부는 각각 상기 토출구의 토출 방향에 수직한 방향을 따라 복수개 형성되며, 상기 복수개 형성된 상기 에너지 발산부는 서로 이격되어 위치하고, 상기 복수개 형성된 상기 에너지 흡수부는 서로 이격되어 위치할 수 있다.The energy dissipating portion and the energy absorbing portion may each be formed in plural numbers along a direction perpendicular to the discharge direction of the discharge port. The plurality of energy dissipating portions may be spaced apart from each other, and the plurality of energy absorbing portions may be spaced apart from each other. there is.
상기 제2 다이 블록에는 매니폴드가 형성되고, 상기 매니폴드에는 슬러리 공급부와 슬러리 회수부가 형성될 수 있다.A manifold may be formed in the second die block, and a slurry supply unit and a slurry recovery unit may be formed in the manifold.
상기 슬롯 다이 코팅 장치는 상기 센서부에서 감지된 신호에 대응하여 상기 전극 활물질 슬러리의 유량을 조절하는 제어부를 더 포함할 수 있다.The slot die coating device may further include a control unit that adjusts the flow rate of the electrode active material slurry in response to the signal detected by the sensor unit.
상기 제어부는, 상기 슬러리 회수부와 상기 슬러리 공급부 사이에 위치하는 유량 제어 펌프를 포함할 수 있다.The control unit may include a flow rate control pump located between the slurry recovery unit and the slurry supply unit.
상기 슬러리 회수부와 상기 슬러리 공급부는 상기 유량 제어 펌프와 유체적으로 연통하며, 상기 슬러리 회수부에서 회수된 전극 활물질 슬러리는 상기 유량 제어 펌프를 통과하여 상기 슬러리 공급부를 통해서 상기 매니폴드에 공급될 수 있다.The slurry recovery unit and the slurry supply unit are in fluid communication with the flow control pump, and the electrode active material slurry recovered from the slurry recovery unit may pass through the flow control pump and be supplied to the manifold through the slurry supply unit. there is.
상기 슬러리 회수부는 상기 전극 활물질 슬러리의 토출 방향을 따라 상기 토출구 보다 앞서 위치하여, 상기 전극 활물질 슬러리를 회수하여 슬러리의 공급 유량을 낮추고, 상기 슬러리 공급부는 상기 회수된 전극 활물질 슬러리를 상기 매니폴드에 재공급하여 슬러리의 공급 유량을 높일 수 있다.The slurry recovery unit is located ahead of the discharge port along the discharge direction of the electrode active material slurry, recovers the electrode active material slurry and lowers the supply flow rate of the slurry, and the slurry supply unit reloads the recovered electrode active material slurry to the manifold. The supply flow rate of the slurry can be increased by supplying it.
실시예들에 따르면, 슬러리가 빠져 나오는 슬롯 다이 출구에 정밀 유량계를 설치함으로써 위치별 슬러리 유량을 측정할 수 있다.According to embodiments, the slurry flow rate for each location can be measured by installing a precision flow meter at the slot die exit from which the slurry exits.
위치별 감지된 슬러리 유량을 실시간으로 균일하게 맞추기 위해, 펌프를 설치함으로써 슬롯 다이 내부에 슬러리가 저장되는 공간인 매니폴드에서 슬러리를 순환시켜 압력을 조절할 수 있다.In order to uniformly adjust the slurry flow rate detected at each location in real time, the pressure can be adjusted by installing a pump to circulate the slurry in the manifold, which is the space where the slurry is stored inside the slot die.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코팅 장치를 사용하여 슬러리 코팅하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코팅 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 슬롯 다이 코팅 장치에 포함되는 비접촉식 유량계의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 2의 슬롯 다이 코팅 장치에 포함되는 유량 제어 펌프 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 2의 슬롯 다이 코팅 장치에 포함되는 제1 다이 블록을 나타내는 상면도이다.
도 6은 도 2의 슬롯 다이 코팅 장치에 포함되는 제1 다이 블록을 나타내는 저면도이다.
도 7은 도 2의 슬롯 다이 코팅 장치에 포함되는 제1 다이 블록을 나타내는 측면도이다.
도 8은 도 2의 슬롯 다이 코팅 장치에 포함되는 제2 다이 블록을 나타내는 상면도이다.
도 9는 도 2의 슬롯 다이 코팅 장치에 포함되는 제2 다이 블록을 나타내는 저면도이다.
도 10은 도 2의 슬롯 다이 코팅 장치에 포함되는 제2 다이 블록을 나타내는 측면도이다.1 is a diagram schematically showing a slurry coating process using a slot die coating device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a diagram showing a slot die coating device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing the structure of a non-contact flow meter included in the slot die coating device of FIG. 2.
FIG. 4 is a diagram showing the flow rate control pump structure included in the slot die coating device of FIG. 2.
FIG. 5 is a top view showing a first die block included in the slot die coating device of FIG. 2.
FIG. 6 is a bottom view showing a first die block included in the slot die coating device of FIG. 2.
FIG. 7 is a side view showing a first die block included in the slot die coating device of FIG. 2.
FIG. 8 is a top view showing a second die block included in the slot die coating device of FIG. 2.
FIG. 9 is a bottom view showing a second die block included in the slot die coating device of FIG. 2.
FIG. 10 is a side view showing a second die block included in the slot die coating device of FIG. 2.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, various embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. The invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly explain the present invention, parts that are not relevant to the description are omitted, and identical or similar components are assigned the same reference numerals throughout the specification.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.In addition, the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, so the present invention is not necessarily limited to what is shown. In the drawing, the thickness is enlarged to clearly express various layers and areas. And in the drawings, for convenience of explanation, the thicknesses of some layers and regions are exaggerated.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.Additionally, when a part of a layer, membrane, region, plate, etc. is said to be “on” or “on” another part, this includes not only cases where it is “directly above” another part, but also cases where there is another part in between. . Conversely, when a part is said to be “right on top” of another part, it means that there is no other part in between. In addition, being "on" or "on" a reference part means being located above or below the reference part, and necessarily meaning being located "above" or "on" the direction opposite to gravity. no.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, this means that it may further include other components rather than excluding other components, unless specifically stated to the contrary.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.In addition, throughout the specification, when referring to “on a plane,” this means when the target portion is viewed from above, and when referring to “in cross section,” this means when a cross section of the target portion is cut vertically and viewed from the side.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코팅 장치를 사용하여 슬러리 코팅하는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a diagram schematically showing a slurry coating process using a slot die coating device according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 슬롯 다이 코팅 장치(200)는 일방향(D1)으로 이동하면서 전극 집전체(110) 상에 전극 활물질 슬러리(105)를 코팅할 수 있다. 전극 활물질 슬러리(105)는 미세한 고체 입자를 액체 중에 섞어 유동성이 적은 상태로 만든 혼합물로, 바인더를 용매에 일정 비율 혼합해 만든 전극 슬러리를 전극 집전체(110) 위에 얇은 막으로 코팅하고 건조 및 압착 공정을 거쳐 이차 전지용 전극을 만들 수 있다. 상기 전극 슬러리는 활물질, 바인더 및 도전재 등을 포함하며, 활물질은 양극 활물질 또는 음극 활물질일 수 있다.Referring to FIG. 1, the slot die coating device 200 according to this embodiment can coat the electrode active material slurry 105 on the electrode current collector 110 while moving in one direction (D1). The electrode active material slurry 105 is a mixture made by mixing fine solid particles in a liquid to make it less fluid. The electrode slurry made by mixing a binder in a solvent at a certain ratio is coated with a thin film on the electrode current collector 110, dried and pressed. Through this process, electrodes for secondary batteries can be made. The electrode slurry includes an active material, a binder, and a conductive material, and the active material may be a positive electrode active material or a negative electrode active material.
슬롯 다이 코팅 장치(200)의 토출구(120)는 전극 집전체(110)의 상부면과 수직한 방향으로 전극 집전체(110)를 향해 배치될 수 있다. 슬러리 투입구(250)를 통해 슬롯 다이 코팅 장치(200) 내부로 주입된 슬러리가 토출구(120)를 통해 배출될 수 있다. 일반적으로 슬롯 다이 코팅 장치(200)의 토출구(120)로 나오는 슬러리의 유량을 제어하기 위해, 슬롯 다이 코팅 장치(200)의 매니폴드 내부 구조 형상을 설계 변경하거나 슬롯 다이 코팅 장치(200)의 다이 블록과 전극 집전체(110)와의 간격 등을 조절할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 단순히 매니폴드 내부 구조 형상 설계 변경하거나 슬러리 토출 간격 조절 등에서 탈피하여 유량 편차를 최소화하기 위해 개선된 슬롯 다이 코팅 장치에 의해 보다 정밀하게 유량을 제어할 수 있다. 구체적으로, 기존 유량 제어 방식은 토출 다이에서 슬러리 유량이 전폭 방향으로 약간의 차이가 발생할 경우, 코팅된 전극을 확인해야만 알 수 있으나, 본 실시예에 따르면, 전폭 방향으로 구간별로 유량계를 설치하여 유량 차이를 감지하고 균일하게 맞출 수 있다.The discharge port 120 of the slot die coating device 200 may be disposed toward the electrode current collector 110 in a direction perpendicular to the upper surface of the electrode current collector 110. The slurry injected into the slot die coating device 200 through the slurry inlet 250 may be discharged through the discharge port 120. In general, in order to control the flow rate of slurry coming out of the discharge port 120 of the slot die coating device 200, the internal structural shape of the manifold of the slot die coating device 200 is designed or changed or the die of the slot die coating device 200 is changed. The distance between the block and the electrode current collector 110 can be adjusted. According to this embodiment, the flow rate can be controlled more precisely by an improved slot die coating device to minimize flow rate deviation by breaking away from simply changing the design of the internal structural shape of the manifold or adjusting the slurry discharge interval. Specifically, in the existing flow rate control method, if there is a slight difference in the slurry flow rate in the full-width direction in the discharge die, it can only be known by checking the coated electrode. However, according to this embodiment, flow meters are installed for each section in the full-width direction to determine the flow rate. Differences can be detected and adjusted evenly.
이에 대해 하기에서 설명하기로 한다.This will be explained below.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코팅 장치를 나타내는 도면이다.Figure 2 is a diagram showing a slot die coating device according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참고하면, 본 실시예에 따른 슬롯 다이 코팅 장치(200)는 제1 다이 블록(200a)과 제2 다이 블록(200b)을 포함한다. 제1 다이 블록(200a)과 제2 다이 블록(200b)은 결합부(201)에 의해 연결될 수 있고, 결합부(201)는 힌지 방식에 의해 회전하여 제1 다이 블록(200a)과 제2 다이 블록(200b)이 서로 맞닿도록 할 수 있다. 제1 다이 블록(200a)과 제2 다이 블록(200b) 상에 판재(230; Shim)가 배치될 수 있으며, 판재는 얇은 금속판일 수 있다.Referring to FIG. 2, the slot die coating apparatus 200 according to this embodiment includes a first die block 200a and a second die block 200b. The first die block 200a and the second die block 200b may be connected by a coupling portion 201, and the coupling portion 201 rotates by a hinge method to connect the first die block 200a and the second die. The blocks 200b can be brought into contact with each other. A plate 230 (Shim) may be disposed on the first die block 200a and the second die block 200b, and the plate may be a thin metal plate.
본 실시예에 따른 슬롯 다이 코팅 장치(200)는 제1 다이 블록(200a)과 제2 다이 블록(200b)의 결합에 의해 형성된 토출구(120)를 통해 배출되는 전극 활물질 슬러리의 유량을 측정하는 센서부, 및 상기 센서부에서 감지된 신호에 대응하여 전극 활물질 슬러리의 유량을 조절하는 제어부를 포함한다. 상기 센서부는 비접촉식 유량계일 수 있으며, 일례로 에너지 감지 센서(210)일 수 있다. 제2 다이 블록(200b)에 형성된 매니폴드(220)에는 슬러리 공급부(310)와 슬러리 회수부(320)가 형성될 수 있다. 상기 제어부는 후술하는 유량 제어 펌프일 수 있고, 상기 유량 제어 펌프는 슬러리 회수부(320)와 슬러리 공급부(310) 사이에 위치할 수 있다.The slot die coating device 200 according to this embodiment is a sensor that measures the flow rate of the electrode active material slurry discharged through the discharge port 120 formed by combining the first die block 200a and the second die block 200b. It includes a control unit that adjusts the flow rate of the electrode active material slurry in response to the signal detected by the sensor unit. The sensor unit may be a non-contact flow meter, and may be an energy detection sensor 210, for example. A slurry supply unit 310 and a slurry recovery unit 320 may be formed in the manifold 220 formed in the second die block 200b. The control unit may be a flow control pump to be described later, and the flow control pump may be located between the slurry recovery unit 320 and the slurry supply unit 310.
매니폴드(220)는 슬롯 다이 코팅 장치(200) 내부에 슬러리가 저장되는 공간으로 슬러리가 균일한 유량으로 나오도록 하는 기구의 내부 공간이다. 매니폴드(220)에는 도 1의 슬러리 투입구(250)와 연결되는 슬러리 출입구(260)가 형성될 수 있다.The manifold 220 is a space where slurry is stored inside the slot die coating device 200, and is an internal space of a mechanism that allows the slurry to come out at a uniform flow rate. A slurry inlet 260 connected to the slurry inlet 250 of FIG. 1 may be formed in the manifold 220.
도 3은 도 2의 슬롯 다이 코팅 장치에 포함되는 비접촉식 유량계의 구조를 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a diagram showing the structure of a non-contact flow meter included in the slot die coating device of FIG. 2.
도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 비접촉식 유량계는 토출구(120)를 통해 배출되는 전극 활물질 슬러리의 유량을 측정하는 센서부이다. 비접촉식 유량계는 에너지 감지 센서(210)일 수 있다. 에너지 감지 센서(210)는 제1 다이 블록(200a) 내부에 형성되고, 에너지 발산부(212)와 에너지 흡수부(214)를 통해 토출구(120)와 연결될 수 있다. 에너지 발산부(212)와 에너지 흡수부(214)는 토출구(120)의 토출 방향(D2)을 따라 서로 이격되어 위치할 수 있다. 센서부는 슬러리가 흘러가는 양을 확인할 수 있어야 하나, 만약 접촉식으로 센서부를 구성할 경우에는 센서부가 슬러리의 흐름을 방해하여 슬러리 유량을 정확히 측정할 수 없다. 따라서, 본 실시예에 따른 에너지 발산부(212)와 에너지 흡수부(214)는 슬러리가 센서부에 닿지 않도록 투명 재료로 형성될 수 있다. 투명 재료는 내마모성이 우수한 엔지니어링 플라스틱 또는 유리 재질일 수 있다.Referring to FIG. 3, the non-contact flow meter according to this embodiment is a sensor unit that measures the flow rate of the electrode active material slurry discharged through the discharge port 120. The non-contact flow meter may be an energy detection sensor 210. The energy detection sensor 210 is formed inside the first die block 200a and may be connected to the discharge port 120 through the energy emitting part 212 and the energy absorbing part 214. The energy dissipating part 212 and the energy absorbing part 214 may be positioned spaced apart from each other along the discharge direction D2 of the discharge port 120. The sensor unit must be able to check the amount of slurry flowing, but if the sensor unit is configured as a contact type, the sensor unit interferes with the flow of slurry, making it impossible to accurately measure the slurry flow rate. Therefore, the energy dissipating part 212 and the energy absorbing part 214 according to this embodiment may be formed of a transparent material to prevent the slurry from contacting the sensor part. The transparent material may be an engineering plastic or glass material with excellent wear resistance.
본 실시예에 따른 에너지 감지 센서(210)는 전극 활물질 슬러리(105)의 적외선 에너지 또는 자력 에너지를 감지하여 전극 활물질 슬러리(105)의 유량을 측정할 수 있다. 구체적으로, 에너지 감지 센서(210)에서 발생된 에너지를 에너지 발산부(212)를 통해 전극 활물질 슬러리(105)에 조사하고, 조사된 전극 활물질 슬러리(105)의 에너지 신호를 에너지 흡수부(214)를 통해 에너지 감지 센서(210)에서 수신하여, 토출구(120)로 배출될 수 있는 유량을 측정할 수 있다. 예를 들어, 에너지 발산부(212)에서 슬러리에 일정량의 열을 인가해 주고, 열을 받은 슬러리가 에너지 흡수부(214)를 지나갈 때 신호를 인지하여 유량을 측정할 수 있다. 에너지 발산부(212)는 에너지 감지 센서(210)의 신호 발생부에 대응하고, 에너지 흡수부(214)는 에너지 감지 센서(210)의 신호 수신부에 대응할 수 있다.The energy detection sensor 210 according to this embodiment can measure the flow rate of the electrode active material slurry 105 by detecting infrared energy or magnetic energy of the electrode active material slurry 105. Specifically, the energy generated by the energy detection sensor 210 is irradiated to the electrode active material slurry 105 through the energy emitting unit 212, and the energy signal of the irradiated electrode active material slurry 105 is transmitted to the energy absorbing unit 214. It is possible to measure the flow rate that can be received by the energy detection sensor 210 and discharged through the discharge port 120. For example, the flow rate can be measured by applying a certain amount of heat to the slurry in the energy dissipation unit 212 and recognizing a signal when the heated slurry passes through the energy absorption unit 214. The energy emitting unit 212 may correspond to the signal generating unit of the energy detection sensor 210, and the energy absorbing unit 214 may correspond to the signal receiving unit of the energy detection sensor 210.
도 4는 도 2의 슬롯 다이 코팅 장치에 포함되는 유량 제어 펌프 구조를 나타내는 도면이다.FIG. 4 is a diagram showing the flow rate control pump structure included in the slot die coating device of FIG. 2.
도 4를 참고하면, 제2 다이 블록(200b)에 형성된 매니폴드(220)에는 슬러리 공급부(310)와 슬러리 회수부(320)가 형성되어 있다. 슬러리 공급부(310)와 슬러리 회수부(320)는 매니폴드(220) 내에서 전극 활물질 슬러리(105)를 순환시킬 수 있다. 본 실시예에 따르면, 슬러리 공급부(310)와 슬러리 회수부(320) 사이에 유량 제어 펌프(300)가 형성되어 있다. 슬러리 회수부(320)와 슬러리 공급부(310)는 유량 제어 펌프(300)와 유체적으로 연통하며, 슬러리 회수부(320)에서 회수된 전극 활물질 슬러리(105)는 유량 제어 펌프(300)를 통과하여 슬러리 공급부(310)를 통해서 매니폴드(220)에 공급될 수 있다.Referring to FIG. 4, a slurry supply unit 310 and a slurry recovery unit 320 are formed in the manifold 220 formed in the second die block 200b. The slurry supply unit 310 and the slurry recovery unit 320 may circulate the electrode active material slurry 105 within the manifold 220. According to this embodiment, a flow rate control pump 300 is formed between the slurry supply unit 310 and the slurry recovery unit 320. The slurry recovery unit 320 and the slurry supply unit 310 are in fluid communication with the flow control pump 300, and the electrode active material slurry 105 recovered from the slurry recovery unit 320 passes through the flow control pump 300. Thus, the slurry can be supplied to the manifold 220 through the slurry supply unit 310.
구체적으로, 슬러리 회수부(320)는 전극 활물질 슬러리(105)의 토출 방향(D2)을 따라 토출구(120) 보다 앞서 위치하여, 전극 활물질 슬러리(105)를 회수하여 슬러리의 공급 유량을 낮출 수 있다. 슬러리 공급부(310)는 회수된 전극 활물질 슬러리(105)를 매니폴드(220)에 재공급하여 슬러리의 공급 유량을 높일 수 있다.Specifically, the slurry recovery unit 320 is located ahead of the discharge port 120 along the discharge direction D2 of the electrode active material slurry 105, and can recover the electrode active material slurry 105 to lower the supply flow rate of the slurry. . The slurry supply unit 310 may re-supply the recovered electrode active material slurry 105 to the manifold 220 to increase the supply flow rate of the slurry.
도 5는 도 2의 슬롯 다이 코팅 장치에 포함되는 제1 다이 블록을 나타내는 상면도이다. 도 6은 도 2의 슬롯 다이 코팅 장치에 포함되는 제1 다이 블록을 나타내는 저면도이다. 도 7은 도 2의 슬롯 다이 코팅 장치에 포함되는 제1 다이 블록을 나타내는 측면도이다.FIG. 5 is a top view showing a first die block included in the slot die coating device of FIG. 2. FIG. 6 is a bottom view showing a first die block included in the slot die coating device of FIG. 2. FIG. 7 is a side view showing a first die block included in the slot die coating device of FIG. 2.
도 5 내지 도 7을 참고하면, 에너지 발산부(212)와 에너지 흡수부(214)는 각각 토출구의 토출 방향(D2)에 수직한 방향을 따라 복수개 형성되며, 복수개 형성된 에너지 발산부(212)는 서로 이격되어 위치하고, 복수개 형성된 에너지 흡수부(214)는 서로 이격되어 위치할 수 있다. 이와 같이, 복수의 에너지 발산부(212)와 에너지 흡수부(214)를 제1 다이 블록(200a)의 폭 방향으로 일정 간격으로 배치하고, 에너지 발산부(212)와 에너지 흡수부(214)를 포함하는 그룹에 대응하도록 에너지 감지 센서(210)를 형성함으로써, 위치별 전극 활물질 슬러리 유량을 측정할 수 있다.Referring to FIGS. 5 to 7, a plurality of energy dissipating parts 212 and energy absorbing parts 214 are each formed in a direction perpendicular to the discharge direction D2 of the discharge port, and the plurality of energy dissipating parts 212 are formed The energy absorbing portions 214 formed in plural numbers may be spaced apart from each other. In this way, a plurality of energy dissipating parts 212 and energy absorbing parts 214 are arranged at regular intervals in the width direction of the first die block 200a, and the energy dissipating parts 212 and the energy absorbing parts 214 are By forming the energy detection sensor 210 to correspond to the included group, the flow rate of the electrode active material slurry for each location can be measured.
도 8은 도 2의 슬롯 다이 코팅 장치에 포함되는 제2 다이 블록을 나타내는 상면도이다. 도 9는 도 2의 슬롯 다이 코팅 장치에 포함되는 제2 다이 블록을 나타내는 저면도이다. 도 10은 도 2의 슬롯 다이 코팅 장치에 포함되는 제2 다이 블록을 나타내는 측면도이다.FIG. 8 is a top view showing a second die block included in the slot die coating device of FIG. 2. FIG. 9 is a bottom view showing a second die block included in the slot die coating device of FIG. 2. FIG. 10 is a side view showing a second die block included in the slot die coating device of FIG. 2.
도 8 내지 도 10을 참고하면, 슬러리 공급부(310)와 슬러리 회수부(320)는 각각 토출구의 토출 방향(D2)에 수직한 방향을 따라 복수개 형성되며, 복수개 형성된 슬러리 공급부(310)는 서로 이격되어 위치하고, 복수개 형성된 슬러리 회수부(320)는 서로 이격되어 위치할 수 있다. 이와 같이, 복수의 슬러리 공급부(310)와 슬러리 회수부(320)를 제2 다이 블록(200b)의 폭 방향으로 일정 간격으로 배치하고, 슬러리 공급부(310)와 슬러리 회수부(320)를 포함하는 그룹에 대응하도록 유량 제어 펌프(300)를 형성함으로써, 위치별 전극 활물질 슬러리 유량을 측정할 수 있다. 유량 제어 펌프(300)는 매니폴드(220)에서 전극 활물질 슬러리를 순환시킴으로써 압력을 조절할 수 있다.Referring to FIGS. 8 to 10, a plurality of slurry supply units 310 and a slurry recovery unit 320 are formed along a direction perpendicular to the discharge direction (D2) of the discharge port, and the plurality of slurry supply units 310 formed are spaced apart from each other. The plurality of slurry recovery units 320 may be positioned to be spaced apart from each other. In this way, a plurality of slurry supply units 310 and a slurry recovery unit 320 are arranged at regular intervals in the width direction of the second die block 200b, and the slurry supply unit 310 and the slurry recovery unit 320 are disposed at regular intervals. By forming the flow rate control pump 300 to correspond to the group, the flow rate of the electrode active material slurry for each location can be measured. The flow control pump 300 can control pressure by circulating the electrode active material slurry in the manifold 220.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also possible. falls within the scope of rights.
105: 전극 활물질 슬러리
110: 전극 집전체
120: 토출구
200: 슬롯 다이 코팅 장치
200a: 제1 다이 블록
200b: 제2 다이 블록
210: 에너지 감지 센서
212: 에너지 발산부
214: 에너지 흡수부
220: 매니폴드
300: 유량 제어 펌프
310: 슬러리 공급부
320: 슬러리 회수부105: Electrode active material slurry
110: electrode current collector
120: discharge port
200: Slot die coating device
200a: first die block
200b: second die block
210: Energy detection sensor
212: Energy dissipation unit
214: Energy absorption unit
220: Manifold
300: flow control pump
310: Slurry supply unit
320: Slurry recovery unit
Claims (10)
상기 제1 다이 블록과 상기 제2 다이 블록의 결합에 의해 형성된 토출구를 통해 배출되는 전극 활물질 슬러리의 유량을 측정하는 센서부를 포함하고,
상기 센서부는 상기 제1 다이 블록의 내부에 형성되고, 상기 센서부는 에너지 발산부와 에너지 흡수부를 통해 상기 토출구와 연결되는 슬롯 다이 코팅 장치.a slot die including a first die block and a second die block, and
It includes a sensor unit that measures the flow rate of the electrode active material slurry discharged through the discharge port formed by combining the first die block and the second die block,
A slot die coating device wherein the sensor part is formed inside the first die block, and the sensor part is connected to the discharge port through an energy emitting part and an energy absorbing part.
상기 에너지 발산부와 상기 에너지 흡수부는 투명 재료로 형성되는 슬롯 다이 코팅 장치.In paragraph 1:
A slot die coating device in which the energy emitting portion and the energy absorbing portion are formed of a transparent material.
상기 센서부는 상기 전극 활물질 슬러리의 적외선 에너지 또는 자력 에너지를 감지하여 상기 전극 활물질 슬러리의 유량을 측정하는 슬롯 다이 코팅 장치.In paragraph 2,
A slot die coating device in which the sensor unit measures the flow rate of the electrode active material slurry by detecting infrared energy or magnetic energy of the electrode active material slurry.
상기 에너지 발산부와 상기 에너지 흡수부는 상기 토출구의 토출 방향을 따라 서로 이격되어 위치하는 슬롯 다이 코팅 장치.In paragraph 2,
A slot die coating device in which the energy emitting part and the energy absorbing part are positioned spaced apart from each other along the discharge direction of the discharge hole.
상기 에너지 발산부와 상기 에너지 흡수부는 각각 상기 토출구의 토출 방향에 수직한 방향을 따라 복수개 형성되며, 상기 복수개 형성된 상기 에너지 발산부는 서로 이격되어 위치하고, 상기 복수개 형성된 상기 에너지 흡수부는 서로 이격되어 위치하는 슬롯 다이 코팅 장치.In paragraph 4,
The energy dissipating portion and the energy absorbing portion are each formed in a plurality along a direction perpendicular to the discharge direction of the discharge port, the plurality of energy dissipating portions are spaced apart from each other, and the plurality of energy absorbing portions are formed in a slot spaced apart from each other. Die coating device.
상기 제2 다이 블록에는 매니폴드가 형성되고, 상기 매니폴드에는 슬러리 공급부와 슬러리 회수부가 형성되어 있는 슬롯 다이 코팅 장치.In paragraph 1:
A slot die coating device in which a manifold is formed in the second die block, and a slurry supply part and a slurry recovery part are formed in the manifold.
상기 센서부에서 감지된 신호에 대응하여 상기 전극 활물질 슬러리의 유량을 조절하는 제어부를 더 포함하는 슬롯 다이 코팅 장치.In paragraph 6:
Slot die coating device further comprising a control unit that adjusts the flow rate of the electrode active material slurry in response to the signal detected by the sensor unit.
상기 제어부는, 상기 슬러리 회수부와 상기 슬러리 공급부 사이에 위치하는 유량 제어 펌프를 포함하는 슬롯 다이 코팅 장치.In paragraph 7:
The control unit is a slot die coating device including a flow rate control pump located between the slurry recovery unit and the slurry supply unit.
상기 슬러리 회수부와 상기 슬러리 공급부는 상기 유량 제어 펌프와 유체적으로 연통하며, 상기 슬러리 회수부에서 회수된 전극 활물질 슬러리는 상기 유량 제어 펌프를 통과하여 상기 슬러리 공급부를 통해서 상기 매니폴드에 공급되는 슬롯 다이 코팅 장치.In paragraph 8:
The slurry recovery unit and the slurry supply unit are in fluid communication with the flow control pump, and the electrode active material slurry recovered from the slurry recovery unit passes through the flow control pump and is supplied to the manifold through the slurry supply unit. Die coating device.
상기 슬러리 회수부는 상기 전극 활물질 슬러리의 토출 방향을 따라 상기 토출구 보다 앞서 위치하여, 상기 전극 활물질 슬러리를 회수하여 슬러리의 공급 유량을 낮추고, 상기 슬러리 공급부는 상기 회수된 전극 활물질 슬러리를 상기 매니폴드에 재공급하여 슬러리의 공급 유량을 높이는 슬롯 다이 코팅 장치.
In paragraph 9:
The slurry recovery unit is located ahead of the discharge port along the discharge direction of the electrode active material slurry, recovers the electrode active material slurry and lowers the supply flow rate of the slurry, and the slurry supply unit reloads the recovered electrode active material slurry to the manifold. A slot die coating device that increases the supply flow rate of slurry by supplying it.
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