KR20130071333A - Apparatus for producing lithium polymer battery using continuous roll-to-roll system by direct solution casting technology and method for producing lithium polymer battery using the same - Google Patents

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KR20130071333A
KR20130071333A KR1020120070539A KR20120070539A KR20130071333A KR 20130071333 A KR20130071333 A KR 20130071333A KR 1020120070539 A KR1020120070539 A KR 1020120070539A KR 20120070539 A KR20120070539 A KR 20120070539A KR 20130071333 A KR20130071333 A KR 20130071333A
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이세헌
김성연
이재원
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한양대학교 산학협력단
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Abstract

PURPOSE: A manufacturing apparatus and a manufacturing method of a lithium polymer battery are provided to increase process efficiency through a roll-to-roll continuous process, and to improve electrolyte activity in an interface. CONSTITUTION: A manufacturing apparatus(200) of a lithium polymer battery comprises: an anode slot die(210) coating cathode active material slurry on a cathode current collector; a first drier(230) forming a cathode active material layer on the cathode current collector by drying the coated cathode active material slurry; a solid polymer electrolyte slot die(220) coating solid polymer electrolyte slurry on the cathode active material layer; and a second drier(240) forming a solid polymer electrolyte layer on the cathode active material layer by drying the coated solid polymer electrolyte slurry. On cathode electrolyte, the cathode active material layer and the solid polymer electrolyte layer are sequentially and continuously formed.

Description

직접 용액 캐스팅 방법에 의한 롤투롤 연속공정을 이용한 리튬 폴리머 전지 제조장치 및 이를 이용한 리튬 폴리머 전지의 제조방법{Apparatus for producing lithium polymer battery using continuous roll-to-roll system by direct solution casting technology and method for producing lithium polymer battery using the same}Apparatus for producing lithium polymer battery using continuous roll-to-roll system by direct solution casting technology and method for producing lithium polymer battery using the same}

본 발명은 리튬 폴리머 이차전지의 제조장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 직접 용액 캐스팅 방법에 의한 롤투롤 연속공정을 이용하여 양극 활물질층 및 고체 고분자 전해질층을 연속적으로 형성하여 리튬폴리머 이차전지를 제조하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for manufacturing a lithium polymer secondary battery, and more particularly, to a lithium polymer secondary by continuously forming a positive electrode active material layer and a solid polymer electrolyte layer using a roll-to-roll continuous process by a direct solution casting method. An apparatus and method for manufacturing a battery are provided.

종래 용액 캐스팅 방법으로 이용하여 리튬 폴리머 전지를 제조하는 방법은 고체 고분자 전해질을 슬러리 상태로 만들고 그 슬러리 안에 첨가제를 용해시킨 다음 지지체 위에 닥터 블레이딩을 이용하여 코팅을 한 후에 70-100 ℃의 열풍 건조를 이용하여 건조시켜 슬러리의 용매를 증발시켜서 고체 고분자 전해질을 박막 형태로 만든 다음에 이 고체 고분자 전해질 박막을 지지체에서 분리를 한 후 리튬이차전지의 양극과 음극 사이에 위치시켜 리튬 폴리머 전지를 제작한다.The conventional method of manufacturing a lithium polymer battery using a solution casting method is to make a solid polymer electrolyte into a slurry state, dissolve an additive in the slurry, and then apply a coating using a doctor blading onto a support, followed by hot air drying at 70-100 ° C. After drying by evaporating the solvent of the slurry to form a solid polymer electrolyte in the form of a thin film, the solid polymer electrolyte thin film is separated from the support and then placed between the positive and negative electrodes of a lithium secondary battery to produce a lithium polymer battery. .

그러나, 이러한 기존의 용액 캐스팅 방법은 별도의 지지체가 필요하고 지지체와 분리하는 공정이 필요하여 공정상의 효율이 낮은 문제점이 있다.However, this conventional solution casting method requires a separate support and requires a process of separating from the support has a problem of low process efficiency.

또한, 하기 도 1에 나타나 있는 바와 같이, 종래에는 지지체와 분리한 고체 고분자 전해질을 롤 상태로 보관하고 양극과 음극 또한 롤 상태로 보관하여 이 세 개의 롤을 하나로 결합하는 롤 프레스 공정을 거쳐서 제작을 하므로 고체 고분자 전해질의 특성상 양극 또는 음극과의 계면에서 반응 표면적이 줄어드는 효율 저감의 문제가 있다.In addition, as shown in FIG. 1, conventionally, the solid polymer electrolyte separated from the support is stored in a roll state, and the anode and the cathode are also stored in a roll state to manufacture a roll press process in which these three rolls are combined into one. Therefore, there is a problem of efficiency reduction in reducing the reaction surface area at the interface with the positive electrode or the negative electrode due to the characteristics of the solid polymer electrolyte.

종래 기술로서, 한국등록특허 제10-0327096호에 고분자 전해질 및 리튬폴리머 이차전지의 제조방법으로서, 용액 캐스팅 방법을 사용하여 연속적인 도포, 건조 과정을 거쳐 제1 전극-고분자 전해질 혼합물-제2 전극층으로 적층하는 것이 기재되어 있으나, 이는 용액 캐스팅시 별도의 지지체가 요구되고 용매 제거 후 분리 공정을 필수적 공정으로 하고 있다.In the prior art, Korean Patent No. 10-0327096 discloses a method for preparing a polymer electrolyte and a lithium polymer secondary battery, wherein the first electrode-polymer electrolyte mixture-second electrode layer is subjected to a continuous coating and drying process using a solution casting method. Lamination is described, but this requires a separate support when casting the solution and the separation process after the removal of the solvent as an essential process.

또한, 한국공개특허 제10-2011-0098578호에는 고분자 전해질막 연료전지용 전극-막 접합체에 사용되는 전극 코팅 촉매 슬러리의 연속적인 균일코팅을 위한 슬롯 코팅 다이 장치에 관하여 기재되어 있다.In addition, Korean Patent Publication No. 10-2011-0098578 discloses a slot coating die apparatus for continuous uniform coating of an electrode coating catalyst slurry used in an electrode-membrane assembly for a polymer electrolyte membrane fuel cell.

따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공정의 효율성을 높이기 위하여 직접 용액 캐스팅 방법에 의한 롤투롤 연속공정을 통하여 기능층을 형성하고, 계면에서 전해질의 활성을 향상시킬 수 있는 롤투롤 연속공정을 이용한 리튬폴리머전지 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems, in order to increase the efficiency of the process to form a functional layer through the roll-to-roll continuous process by the direct solution casting method, roll-to-roll can improve the activity of the electrolyte at the interface It is to provide a lithium polymer battery manufacturing apparatus and a manufacturing method using a continuous process.

본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여,In order to solve the above problems,

직접 용액 캐스팅 방법에 의한 롤투롤 연속공정을 이용한 리튬 폴리머 전지 제조장치에 관한 것으로서,The present invention relates to a lithium polymer battery manufacturing apparatus using a roll-to-roll continuous process by a direct solution casting method.

이송중인 양극 집전체 상에 양극 활물질 슬러리를 코팅하는 양극 슬롯 다이;A positive electrode slot die for coating the positive electrode active material slurry on the positive electrode current collector being transferred;

상기 코팅된 양극 활물질 슬러리를 건조하여 양극 집전체 상에 양극 활물질층을 형성하는 제1 건조기;A first dryer to dry the coated cathode active material slurry to form a cathode active material layer on a cathode current collector;

상기 양극 활물질층 상에 고체 고분자 전해질 슬러리를 코팅하는 고체 고분자 전해질 슬롯 다이;A solid polymer electrolyte slot die for coating a solid polymer electrolyte slurry on the positive electrode active material layer;

상기 코팅된 고체 고분자 전해질 슬러리를 건조하여 양극 활물질층 상에 고체 고분자 전해질층을 형성하는 제2 건조기;를 포함하고,And a second dryer for drying the coated solid polymer electrolyte slurry to form a solid polymer electrolyte layer on a cathode active material layer.

상기 양극 집전체 상에 양극 활물질층 및 고체 고분자 전해질층을 순차적으로 연속적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 전지 제조장치를 제공한다.It provides a lithium polymer battery manufacturing apparatus characterized in that to form a positive electrode active material layer and a solid polymer electrolyte layer sequentially on the positive electrode current collector.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 리튬 폴리머 전지 제조장치는 롤 형태의 양극 집전체를 풀어서 상기 양극 슬롯다이, 제1 건조기, 고체 고분자 전해질 슬롯 다이 및 제2 건조기로 차례대로 이송시키는 제1 릴 부재와 다수 개의 안내 롤러를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the lithium polymer battery manufacturing apparatus is a first reel for releasing a roll-shaped positive electrode current collector and sequentially transferred to the positive electrode slot die, the first dryer, the solid polymer electrolyte slot die and the second dryer The member may further include a plurality of guide rollers.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 리튬 폴리머 전지 제조장치는 양극 활물질층 및 고체 고분자 전해질층이 코팅 적층된 양극 집전체를 롤 형태로 감아서 보관하는 제2 릴 부재를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the lithium polymer battery manufacturing apparatus may further include a second reel member for winding and storing a cathode current collector in which a cathode active material layer and a solid polymer electrolyte layer are coated and stacked in a roll form.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 양극 슬롯 다이에는 양극 활물질 슬러리를 공급하는 양극 활물질 슬러리 탱크를 더 포함할 수 있고, 상기 고체 고분자 전해질 슬롯 다이에는 고체 고분자 전해질 슬러리를 공급하는 고체 고분자 전해질 슬러리 탱크를 더 포함할 수 있으며, 각각 그 사이에는 각 슬러리를 주입하는 주입 펌프를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the positive electrode slot die may further include a positive electrode active material slurry tank for supplying a positive electrode active material slurry, and the solid polymer electrolyte slurry tank for supplying a solid polymer electrolyte slurry to the solid polymer electrolyte slot die It may further include, and each may further include an infusion pump for injecting each slurry therebetween.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 양극 활물질 슬러리 탱크 및 고체 고분자 슬러리 탱크 내부에는 각각 탱크 내부의 슬러리를 순환시키는 슬러리 순환 펌프가 설치되어 있을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a slurry circulation pump for circulating the slurry in the tank may be installed in the cathode active material slurry tank and the solid polymer slurry tank, respectively.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 제1 건조기 및 제2 건조기는 각각 독립적으로 적외선 램프, 열풍 순환기가 단독 또는 혼합되어 구성된 건조기일 수 있다.
According to one embodiment of the present invention, each of the first dryer and the second dryer may be a dryer configured by an infrared lamp and a hot air circulator independently or mixed.

또한, 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여,Further, in order to solve the above problems,

상기 직접 용액 캐스팅 방법에 의한 롤투롤 연속공정을 이용한 리튬 폴리머 전지 제조장치를 이용하여,By using a lithium polymer battery manufacturing apparatus using a roll-to-roll continuous process by the direct solution casting method,

(a) 양극 집전체 상에 양극 활물질 슬러리를 코팅하고 건조하여 양극 집전체 상에 양극 활물질층을 형성하는 단계; 및(a) coating a positive electrode active material slurry on the positive electrode current collector and drying to form a positive electrode active material layer on the positive electrode current collector; And

(b) 상기 양극 활물질층 상에 고체 고분자 전해질을 코팅하고 건조하여 양극 활물질층 상에 고체 고분자 전해질층을 형성하는 단계;를 포함하고,(b) coating and drying a solid polymer electrolyte on the cathode active material layer to form a solid polymer electrolyte layer on the cathode active material layer;

상기 양극 집전체 상에 양극 활물질층 및 고체 고분자 전해질층을 순차적으로 연속적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 전지의 제조방법을 제공한다.It provides a method for producing a lithium polymer battery, characterized in that the positive electrode active material layer and the solid polymer electrolyte layer sequentially formed on the positive electrode current collector.

본 발명에 따르면 기존의 용액 캐스팅 방법과는 달리 지지체가 필요하지 않아 지지체와의 분리 공정의 생략이 가능하여 생산비 절감, 공정 속도의 향상 등 공정효율 상승 효과를 기대할 수 있다. 또한, 고체 고분자 전해질을 슬러리 상태에서 직접 양극 활물질 위에 코팅하고 건조를 통해 고체화시키기 때문에 계면에서의 반응 표면적을 액체 전해질과 동등한 수준으로 향상시킬 수 있어서 리튬 폴리머 이차전지의 효율을 극대화시킬 수 있다.According to the present invention, unlike the conventional solution casting method, since the support is not required, the separation process from the support can be omitted, and thus the production efficiency and the improvement of the process speed can be expected to increase the process efficiency. In addition, since the solid polymer electrolyte is directly coated on the positive electrode active material in a slurry state and solidified by drying, the reaction surface area at the interface can be improved to a level equivalent to that of the liquid electrolyte, thereby maximizing the efficiency of the lithium polymer secondary battery.

도 1은 종래 용액 캐스팅 방법을 이용하여 리튬폴리머 이차전지의 전극 결합 공정을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따라 직접 용액 캐스팅 방법에 의한 슬롯 다이 롤투롤 연속공정을 통하여 리튬폴리머 이차전지를 제조하는 장치의 구성도이다.
도 3a는 종래 리튬 폴리머 이차전지의 전극 결합 공정을 통하여 제조된 경우의 고체 고분자 전해질층, 양극 활물질층 및 양극 집전체의 계면을 보여주는 개념도이다.
도 3b는 종래 리튬 폴리머 이차전지의 전극 결합 공정을 통하여 제조된 경우의 액체 고분자 전해질층, 양극 활물질층 및 양극 집전체의 계면을 보여주는 개념도이다.
도 3c는 본 발명에 따라 제조된 경우의 고체 고분자 전해질층, 양극 활물질층 및 양극 집전체의 계면을 보여주는 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating an electrode bonding process of a lithium polymer secondary battery using a conventional solution casting method.
Figure 2 is a block diagram of a device for manufacturing a lithium polymer secondary battery through a slot die roll to roll continuous process by a direct solution casting method according to the present invention.
3A is a conceptual diagram illustrating an interface between a solid polymer electrolyte layer, a cathode active material layer, and a cathode current collector when manufactured through an electrode bonding process of a conventional lithium polymer secondary battery.
3B is a conceptual diagram illustrating an interface between a liquid polymer electrolyte layer, a positive electrode active material layer, and a positive electrode current collector when manufactured through an electrode bonding process of a conventional lithium polymer secondary battery.
3C is a conceptual diagram illustrating an interface between a solid polymer electrolyte layer, a cathode active material layer, and a cathode current collector when manufactured according to the present invention.

이하, 본 발명의 구현예를 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 직접 용액 캐스팅 방법에 의한 슬롯 다이 롤투롤 공정(Slot Die Roll-to-Roll Process)을 이용한 리튬 폴리머 이차전지 제조장치에 관한 것으로서, 양극 집전체에 양극 활물질 슬러리를 코팅하고 건조기를 이용하여 건조한 후 연속 공정 과정으로 고체 고분자 전해질 슬러리를 그 위에 코팅하고 건조기를 이용하여 건조하여 제조하는 것을 특징으로 한다.
The present invention relates to a lithium polymer secondary battery manufacturing apparatus using a slot die roll-to-roll process by a direct solution casting method, by coating a cathode active material slurry on a cathode current collector and using a dryer. After drying, the solid polymer electrolyte slurry is coated thereon and dried by using a dryer.

하기 도 2는 본 발명에 따른 직접 용액 캐스팅 방법에 의한 슬롯 다이 롤투롤 연속공정을 이용한 리튬 폴리머 이차전지 제조장치(200)의 구성을 나타낸 구성도이다.2 is a block diagram showing the configuration of a lithium polymer secondary battery manufacturing apparatus 200 using a slot die roll to roll continuous process by a direct solution casting method according to the present invention.

하기 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 리튬 폴리머 이차전지 제조장치(200)는 이송되는 양극 집전체 상에 양극 활물질 슬러리를 코팅시키는 양극 슬롯다이(210), 코팅된 양극 활물질 슬러리를 건조하여 집전체상에 양극 활물질을 형성하는 제1 건조기(230), 연속적 공정으로 이송되는 활물질 상에 고체 고분자 전해질 슬러리를 코팅시키는 고체 고분자 전해질 슬롯다이(220) 및 코팅된 고체 고분자 전해질 슬러리를 건조하여 활물질 상에 고체 고분자 전해질을 형성하는 제2 건조기(240)를 포함한다.Referring to Figure 2, the lithium polymer secondary battery manufacturing apparatus 200 according to the present invention is a positive electrode slot die 210 for coating a positive electrode active material slurry on the positive electrode current collector to be transported, dry the coated positive electrode active material slurry The first dryer 230 for forming the positive electrode active material on the whole, the solid polymer electrolyte slot die 220 for coating the solid polymer electrolyte slurry on the active material transferred in a continuous process and the coated solid polymer electrolyte slurry are dried The second dryer 240 to form a solid polymer electrolyte in the.

또한, 롤 형태의 양극 집전체를 풀어서 이송시키는 제1 릴 부재(언와인더, 250)를 더 포함하고, 상기 제1 릴 부재에 의해서 양극 집전체를 양극 슬롯 다이(210), 제1 건조기(230), 고체 고분자 전해질 슬롯 다이(220) 및 제2 건조기(240)쪽으로 이송시킨다. 본 발명에 따른 리튬 폴리머 이차전지 제조장치는 이송시키기 위한 다수 개의 롤러를 더 포함한다.Further, the method further includes a first reel member (unwinder) 250 that unwinds and transfers a roll-shaped positive electrode current collector, wherein the first current reel member is configured to transfer the positive electrode current collector to the positive electrode slot die 210 and the first dryer ( 230, the solid polymer electrolyte slot die 220, and the second dryer 240. The lithium polymer secondary battery manufacturing apparatus according to the present invention further includes a plurality of rollers for transferring.

또한, 상기 연속적인 공정을 통하여 양극 활물질층 및 고체 고분자 전해질층이 차례대로 코팅되어 형성된 양극 집전체를 롤 형태로 감아서 보관하는 제2 릴 부재(리와인더, 260)를 더 포함한다.The method further includes a second reel member (rewinder, 260) for winding and storing a positive electrode current collector, which is formed by sequentially coating the positive electrode active material layer and the solid polymer electrolyte layer through a roll, in a roll form.

본 발명에 따라서 이송되는 양극 집전체(10, A)가 양극 활물질 슬롯 다이(210) 및 제1 건조기(230)를 통과한 경우에는 하기 도 2b의 B와 같이 양극 집전체 상에 양극 활물질층이 형성되고, 이후 연속적으로 고체 고분자 슬롯 다이(220) 및 제2 건조기(240)를 통과한 경우에는 하기 도 2B의 C와 같이 양극 집전체 상에 양극 활물질층 및 고체 고분자 전해질층이 적층되어 형성된다.When the positive electrode current collectors 10 and A transferred according to the present invention pass through the positive electrode active material slot die 210 and the first dryer 230, the positive electrode active material layer is formed on the positive electrode current collector as shown in FIG. 2B. In the case of successively passing through the solid polymer slot die 220 and the second dryer 240, the cathode active material layer and the solid polymer electrolyte layer are stacked on the cathode current collector as shown in FIG. 2B. .

이와 같이, 본 발명에 따른 리튬 폴리머 이차전지 제조장치는 직접 용액 캐스팅 방법에 의한 슬롯 다이 롤투롤 공정을 이용하여 양극 집전체(10) 상에 양극 활물질층(20) 및 고체 고분자 전해질층(30)을 순차적으로 연속적으로 형성하여 리튬 폴리머 전지를 제조할 수 있다.As described above, in the lithium polymer secondary battery manufacturing apparatus according to the present invention, the cathode active material layer 20 and the solid polymer electrolyte layer 30 are formed on the cathode current collector 10 using a slot die roll to roll process by a direct solution casting method. To form a lithium polymer battery by sequentially forming sequentially.

종래 용액 캐스팅 방법에 의한 리튬 폴리머 전지를 제조하는 경우에는 별도의 지지체가 필요하고 지지체와 분리하는 공정이 필요하여 공정상의 효율이 낮은 문제점이 있었으나, 본 발명은 지지체가 필요하지 않아 지지체와의 분리 공정의 생략이 가능하여 생산비 절감, 공정 속도의 향상 등 공정효율 상승 효과를 기대할 수 있다.When manufacturing a lithium polymer battery by a conventional solution casting method, a separate support is required and a process of separating from the support has a problem of low efficiency in the process, but the present invention does not require a support, the separation process from the support It is possible to omit the increase of the process efficiency, such as production cost reduction, process speed can be expected.

또한, 종래에는 하기 도 1에 나와 있는 바와 같이 고체 고분자 전해질(120)을 롤 상태로 보관하고, 양극(110)과 음극(130) 또한 롤 상태로 보관하여 이 세 개의 롤을 하나로 결합하는 롤 프레스 공정(140)을 거쳐서 제조하므로 고체 고분자 전해질의 특성상 양극 또는 음극과의 계면이 고르지 못하고, 반응 표면적이 줄어드는 효율 저감의 문제가 있었다.In addition, conventionally, as shown in Figure 1 below, the solid polymer electrolyte 120 is stored in a roll state, and the positive electrode 110 and the cathode 130 are also stored in a roll state to combine the three rolls into one roll press. Since it is manufactured through the step 140, the interface between the positive electrode and the negative electrode is uneven due to the characteristics of the solid polymer electrolyte, and there is a problem of efficiency reduction in reducing the reaction surface area.

하기 도 3a 및 도 3b에 나타나 있는 바와 같이, 종래 롤 프레스 공정으로 제조한 경우의 고체 고분자 전해질의 계면(도 3a)은 고르지 못하고 반응 표면적이 현저히 감소되는 것을 알 수 있다. 이에 비하여 액체 전해질을 사용한 경우에는 계면(도 3b)에서의 반응 표면적인 우수한 것을 알 수 있다. 본 발명은 고체 고분자 전해질을 슬러리 상태에서 직접 양극 활물질 위에 코팅하고 건조를 통해 고체화시키기 때문에 계면(도 3c)에서의 반응 표면적을 액체 전해질과 동등한 수준으로 향상시킬 수 있어서 리튬 폴리머 이차전지의 효율을 극대화시킬 수 있다.As shown in FIG. 3A and FIG. 3B, it can be seen that the interface (FIG. 3A) of the solid polymer electrolyte in the case of the conventional roll press process is uneven and the reaction surface area is significantly reduced. On the other hand, when the liquid electrolyte is used, it can be seen that the reaction surface area at the interface (FIG. 3B) is excellent. According to the present invention, since the solid polymer electrolyte is directly coated on the positive electrode active material in a slurry state and solidified by drying, the reaction surface area at the interface (FIG. 3C) can be improved to the same level as the liquid electrolyte, thereby maximizing the efficiency of the lithium polymer secondary battery. You can.

또한, 상기 양극 슬롯 다이(210)에는 양극 활물질 슬러리를 공급하는 양극 활물질 슬러리 탱크(211) 및 주입 펌프(213)와 연결되어 있고, 상기 고체 고분자 전해질 슬롯 다이(220)에는 고체 고분자 전해질 슬러리를 공급하는 고체 고분자 전해질 슬러리 탱크(212) 및 주입 펌프(214)가 연결되어 있다.In addition, the positive electrode slot die 210 is connected to a positive electrode active material slurry tank 211 and an injection pump 213 for supplying a positive electrode active material slurry, and the solid polymer electrolyte slot die 220 is supplied with a solid polymer electrolyte slurry The solid polymer electrolyte slurry tank 212 and the infusion pump 214 are connected.

또한, 상기 양극 활물질 슬러리 탱크(211) 및 고체 고분자 슬러리 탱크(212) 내부에는 각각 탱크 내부의 슬러리를 순환시키는 슬러리 순환 펌프가 설치되어 있을 수 있고, 이에 의해서 탱크 내부의 슬러리를 균일한 상태로 유지할 수 있다. In addition, a slurry circulation pump may be installed in the cathode active material slurry tank 211 and the solid polymer slurry tank 212 to circulate the slurry in the tank, thereby maintaining the slurry in the tank in a uniform state. Can be.

또한, 상기 제1 건조기(230) 및 제2 건조기(240)는 각각 독립적으로 적외선 램프, 열풍 순환기를 단독으로 또는 혼합하여 구비한 건조기일 수 있다.
In addition, each of the first dryer 230 and the second dryer 240 may be a dryer equipped with an infrared lamp and a hot air circulator independently or mixed.

또한, 본 발명은 리튬 폴리머 이차전지의 제조방법에 관한 것으로서, 하기 공정 단계를 포함하고, 양극 집전체 상에 양극 활물질층 및 고체 고분자 전해질층을 순차적으로 연속적으로 형성하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention relates to a method for manufacturing a lithium polymer secondary battery, comprising the following process steps, characterized in that the positive electrode active material layer and the solid polymer electrolyte layer sequentially formed on the positive electrode current collector.

(a) 상기 직접 용액 캐스팅 방법에 의한 롤투롤 연속공정을 이용한 리튬 폴리머 전지 제조장치를 이용하여 양극 집전체 상에 양극 활물질 슬러리를 코팅하고 건조하여 양극 집전체 상에 양극 활물질층을 형성하는 단계,(a) coating and drying a cathode active material slurry on a cathode current collector using a lithium polymer battery manufacturing apparatus using a roll-to-roll continuous process by the direct solution casting method to form a cathode active material layer on a cathode current collector;

(b) 상기 양극 활물질층 상에 고체 고분자 전해질을 코팅하고 건조하여 양극 활물질층 상에 고체 고분자 전해질층을 형성하는 단계.(b) coating a solid polymer electrolyte on the cathode active material layer and drying to form a solid polymer electrolyte layer on the cathode active material layer.

Claims (7)

직접 용액 캐스팅 방법에 의한 롤투롤 연속공정을 이용한 리튬 폴리머 전지 제조장치에 관한 것으로서,
이송중인 양극 집전체 위에 양극 활물질 슬러리를 코팅하는 양극 슬롯 다이;
상기 코팅된 양극 활물질 슬러리를 건조하여 양극 집전체 상에 양극 활물질층을 형성하는 제1 건조기;
상기 양극 활물질층 위에 고체 고분자 전해질 슬러리를 코팅하는 고체 고분자 전해질 슬롯 다이;
상기 코팅된 고체 고분자 전해질 슬러리를 건조하여 양극 활물질층 상에 고체 고분자 전해질층을 형성하는 제2 건조기;를 포함하고,
상기 양극 집전체 상에 양극 활물질층 및 고체 고분자 전해질층을 순차적으로 연속적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 전지 제조장치.The present invention relates to a lithium polymer battery manufacturing apparatus using a roll-to-roll continuous process by a direct solution casting method.
A positive electrode slot die for coating the positive electrode active material slurry on the positive electrode current collector being transferred;
A first dryer to dry the coated cathode active material slurry to form a cathode active material layer on a cathode current collector;
A solid polymer electrolyte slot die for coating a solid polymer electrolyte slurry on the positive electrode active material layer;
And a second dryer for drying the coated solid polymer electrolyte slurry to form a solid polymer electrolyte layer on a cathode active material layer.
And a cathode active material layer and a solid polymer electrolyte layer sequentially formed on the cathode current collector. 제 1 항에 있어서,
상기 리튬 폴리머 전지 제조장치는 롤 형태의 양극 집전체를 풀어서 상기 양극 슬롯다이, 제1 건조기, 고체 고분자 전해질 슬롯 다이 및 제2 건조기로 차례대로 이송시키는 제1 릴 부재와 다수 개의 안내 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 전지 제조장치.The method of claim 1,
The lithium polymer battery manufacturing apparatus further includes a first reel member and a plurality of guide rollers, which unwind a roll-shaped positive electrode current collector and sequentially transfer the roll-shaped positive electrode current collector to the positive electrode slot die, the first dryer, the solid polymer electrolyte slot die, and the second dryer. A lithium polymer battery manufacturing apparatus, characterized in that. 제 1 항에 있어서,
상기 리튬 폴리머 전지 제조장치는 양극 활물질층 및 고체 고분자 전해질층이 코팅 적층된 양극 집전체를 롤 형태로 감아서 보관하는 제2 릴 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 전지 제조장치.The method of claim 1,
The apparatus for manufacturing a lithium polymer battery may further include a second reel member for winding and storing a cathode current collector in which a cathode active material layer and a solid polymer electrolyte layer are coated and stacked in a roll form. 제 1 항에 있어서,
상기 양극 슬롯 다이에 양극 활물질 슬러리를 공급하는 양극 활물질 슬러리 탱크를 더 포함하고,
상기 고체 고분자 전해질 슬롯 다이에 고체 고분자 전해질 슬러리를 공급하는 고체 고분자 전해질 슬러리 탱크를 더 포함하는 리튬 폴리머 전지 제조장치.The method of claim 1,
Further comprising a positive electrode active material slurry tank for supplying a positive electrode active material slurry to the positive electrode slot die,
And a solid polymer electrolyte slurry tank for supplying a solid polymer electrolyte slurry to the solid polymer electrolyte slot die. 제 4 항에 있어서,
상기 양극 활물질 슬러리 탱크 및 고체 고분자 슬러리 탱크 내부에는 각각 탱크 내부의 슬러리를 순환시키는 슬러리 순환 펌프가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 전지 제조장치.The method of claim 4, wherein
And a slurry circulation pump for circulating the slurry in the tank, respectively, in the positive electrode active material slurry tank and the solid polymer slurry tank. 제 1 항에 있어서,
상기 제1 건조기 및 제2 건조기는 각각 독립적으로 적외선 램프, 열풍 순환기 및 이들을 혼합한 건조기 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 전지 제조장치.The method of claim 1,
And the first dryer and the second dryer are each independently selected from an infrared lamp, a hot air circulator, and a dryer thereof. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 직접 용액 캐스팅 방법에 의한 롤투롤 연속공정을 이용한 리튬 폴리머 전지 제조장치를 이용하여,
(a) 양극 집전체 상에 양극 활물질 슬러리를 코팅하고 건조하여 양극 집전체 상에 양극 활물질층을 형성하는 단계; 및
(b) 상기 양극 활물질층 상에 고체 고분자 전해질을 코팅하고 건조하여 양극 활물질층 상에 고체 고분자 전해질층을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 양극 집전체 상에 양극 활물질층 및 고체 고분자 전해질층을 순차적으로 연속적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 리튬 폴리머 전지의 제조방법.Using a lithium polymer battery manufacturing apparatus using a roll-to-roll continuous process by the direct solution casting method according to any one of claims 1 to 6,
(a) coating a positive electrode active material slurry on the positive electrode current collector and drying to form a positive electrode active material layer on the positive electrode current collector; And
(b) coating and drying a solid polymer electrolyte on the cathode active material layer to form a solid polymer electrolyte layer on the cathode active material layer;
A method of manufacturing a lithium polymer battery, characterized in that the positive electrode active material layer and the solid polymer electrolyte layer sequentially formed on the positive electrode current collector.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2022240008A1 (en) * 2021-05-13 2022-11-17 주식회사 엘지에너지솔루션 Manufacturing method of electrode for secondary battery including pressing process of wet electrode active material slurry and manufacturing apparatus

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