KR20230067927A - 무지부의 열 주름을 방지할 수 있는 전극 건조 장치 - Google Patents

무지부의 열 주름을 방지할 수 있는 전극 건조 장치 Download PDF

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KR20230067927A
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Abstract

본 발명은 무지부의 열 주름을 방지할 수 있는 전극 건조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속 포일(foil) 상에 전극 활물질이 도포된 코팅부(Sc) 및 전극 활물질이 도포되지 않은 무지부(Sn)를 포함하는 전극 시트(S)를 건조하는 장치로서, 전극 시트(S)가 건조되는 공간인 챔버; 상기 챔버의 상부에 구비되어 상기 전극 시트를 건조하기 위한 온도로 상기 챔버 내의 온도를 조절하는 가열 수단; 상기 챔버 전후에서 상기 전극 시트의 이동을 안내하고, 상기 전극 시트의 장력을 유지하는 가이드 롤; 및 상기 전극 시트의 무지부를 냉각하는 냉각 수단;을 포함하는 전극 건조 장치에 관한 것이다.

Description

무지부의 열 주름을 방지할 수 있는 전극 건조 장치{Electrode drying device that can prevent thermal wrinkles in the non-coated portion}
본 발명은 무지부의 열 주름을 방지할 수 있는 전극 건조 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극 건조 시 무지부에서 발생하는 열 주름 현상을 방지할 수 있도록 전극의 무지부를 선택적으로 냉각할 수 있는 수단이 구비된 무지부의 열 주름을 방지할 수 있는 전극 건조 장치에 관한 것이다.
스마트폰, 노트북, 디지털 카메라 등 모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 충방전이 가능한 이차전지에 관한 기술이 활발해지고 있다. 또한, 이차 전지는 대기오염 물질을 유발하는 화석 연료의 대체 에너지원으로, 전기 자동차(EV), 하이브리드 전기자동차(HEV), 플러그-인 하이브리드 전기자동차(P-HEV) 및 에너지 저장 디바이스(ESS) 등에 적용되고 있다.
현재 널리 사용되는 이차전지의 종류에는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등이 있다.
이와 같은 이차전지는 전극조립체와 전해액 등이 전지 케이스 내에 수용되어 형성되는 것이 일반적이다.
여기서, 전극조립체는 긴 시트형의 양극 및 음극 사이에 분리막이 개재된 후 권취되는 구조로 이루어지는 젤리-롤형 조립체, 또는 장방형의 양극 및 음극이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층되는 구조의 스택형 조립체, 단위셀들이 긴 분리 필름에 의해 권취되는 스택-폴딩형 조립체, 또는 전지 셀들이 분리막을 사이에 개재한 상태로 적층되어 서로 간에 부착되는 라미네이션-스택형 조립체 등으로 이루어지는 것이 일반적이다.
또한, 전해질은 일반적으로 통용되는 액체전해질 외에도, 고체전해질이나, 고체전해질에 첨가제를 부가하여 액체와 고체 중간형태를 띄는 겔 형태의 준고체 전해질로 치환되기도 한다.
상기와 같은 전극조립체는 전지 케이스에 수납되며, 전지 케이스의 종류에 따라 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류할 수 있다.
한편, 이러한 이차전지의 전극을 제조하는 방법으로는, 활물질, 도전재 및 바인더 등을 용매에 분산시켜 제조한 슬러리를 전극 집전체 상에 도포하고, 건조하는 등의 과정을 거치게 된다.
이때 전극을 건조하는 방법으로는 시트형의 전극을 롤에 권취된 상태로 건조 장치에 투입하여 건조시키는 방법도 있으나, 이 경우 중첩된 상태에서 건조 과정을 거치게 되므로, 내부와 외부의 건조 정도에 차이가 나는 문제가 있다.
도 1은 종래의 전극 건조 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 정면도이고, 도 2는 종래의 전극 건조 장치를 사용하여 전극 시트를 챔버에 투입하기 전(a)과 후(b)의 무지부 상태를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 종래의 전극 건조 장치는 내부가 비어 있는 챔버(11), 가열 수단(12) 및 가이드 롤(13)을 포함하여, 전극 시트(20)를 통과시키면서 건조하게 된다.
이와 같은 장치에 의하면 전극 시트(20)를 고르게 건조할 수 있는 장점이 있으나, 전극 시트(20) 전체에 걸쳐서 가열되므로, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이 무지부, 즉 활물질이 도포되지 않고 전극 집전체가 노출된 부분에는 열 주름이 발생하게 된다.
이와 같은 열 주름이 발생하는 이유를 구체적으로 살펴보면, 전극 시트가 외부보다 온도가 높은 챔버 내로 진입하는 경우에 열에 의하여 일반적으로 금속 포일(foil)을 사용하는 전극 집전체의 강성(Rigidity)이 저하된다.
이에 반해 챔버 양쪽의 가이드 롤에서는 일정한 장력을 계속 유지하고 있으므로, 상온에 비하여 고온인 챔버 내에서 더 많은 연신이 발생하게 된다.
도 3은 챔버 진입 전, 챔버 내부 및 챔버 통과 후의 전극 집전체의 단위 응력 변화를 측정한 그래프이다.
구체적으로, 챔버 외부는 상온이며, 챔버 내의 온도는 170℃로 유지한 상태로 진행하였으며, 금속 포일 1mm 연신 상태를 유지하기 위한 단위 응력을 측정한 결과이다.
도 3에 나타난 바와 같이 고온인 챔버 내에서 연신 상태를 유지하기 위하여 필요한 단위 응력이 낮은데도 불구하고, 종래의 전극 건조 장치는 이에 상관없이 일정한 장력을 유지하고 있으므로, 금속 포일의 연신이 더 많이 발생하여 열 주름이 발생하게 된다.
무지부에 비하여 상대적으로 활물질이 도포된 코팅부에서 열 주름이 문제가 되지 않는 이유는 금속 포일 상에 도포된 활물질이 기계적 특성에 기여하여 인장강도 및 부분적인 강성(Rigidity)이 상승함으로써 열 주름이 발생하지 않거나, 문제가 되지 않을 정도의 미미한 수준으로 발생하기 때문이다.
한편, 이러한 열 주름의 발생을 억제하기 위한 방법으로 특허문헌 1에서는 챔버의 전극 시트가 배출되는 출구 근체에 외부의 공기를 냉각시키는 에어 컨디셔너 및 냉각된 공기를 무지부에 토출하는 냉기 토출 노즐을 구비한 전극 건조 장치가 개시되어 있다.
그러나, 특허문헌 1의 장치는 고온의 챔버 내에서 이미 열 주름이 발생한 무지부에 냉기를 공급하는 것으로, 챔버 외부에서 자연 냉각하는 경우보다 좀 더 빨리 냉각할 수는 있으나, 열 주름의 발생을 원천적으로 억제할 수 없는 문제가 있다.
한국등록특허공보 제1810146호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 전극 건조 시 무지부에서 발생하는 열 주름 현상을 방지할 수 있는 전극 건조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전극 건조 장치는 금속 포일(foil) 상에 전극 활물질이 도포된 코팅부 및 전극 활물질이 도포되지 않은 무지부를 포함하는 전극 시트를 건조하는 장치로서, 상기 전극 시트가 건조되는 공간인 챔버, 상기 챔버의 상부에 구비되어 상기 전극 시트를 건조하기 위한 온도로 상기 챔버 내의 온도를 조절하는 가열 수단, 상기 챔버 전후에서 상기 전극 시트의 이동을 안내하고, 상기 전극 시트의 장력을 유지하는 가이드 롤 및 상기 전극 시트의 무지부를 냉각하는 냉각 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전극 건조 장치는 상기 냉각 수단이 상기 전극 시트의 하부에서 상기 무지부에 냉풍을 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전극 건조 장치는 상기 냉각 수단이 상기 전극 시트의 건조 시작부터 종료까지 지속적으로 상기 무지부에 냉풍을 공급하여 상기 무지부의 온도를 일정 온도 이하로 유지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전극 건조 장치는 상기 가열 수단이 적외선 램프, 열코일 또는 열풍기 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전극 건조 장치는 상기 챔버 내의 습도를 조절하는 습도 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전극 건조 장치는 상기 무지부의 온도를 측정하는 온도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전극 건조 방법은 본 발명에 따른 전극 건조 장치를 이용하여 전극 시트를 건조하는 방법으로서 a) 상기 전극 시트를 챔버에 투입하여 가열 및 건조하는 단계 및 b) 상기 전극 시트의 상기 무지부를 냉각하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 　
또한, 본 발명에 따른 전극 건조 방법은 상기 b) 단계가 상기 전극 시트의 하부에서 상기 전극 시트의 건조 시작부터 종료까지 지속적으로 상기 무지부에 냉풍을 공급하여 상기 무지부의 온도를 일정 온도 이하로 유지하는 단계인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 전극 건조 방법은 상기 a) 단계와 상기 b) 단계는 동시에 진행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 셀은 본 발명의 전극 건조 방법을 사용하여 건조된 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 모듈은 본 발명에 따른 배터리 셀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 무지부의 열 주름을 방지할 수 있는 전극 건조 장치에 의하면, 전극의 무지부 아래에 냉각 수단이 마련되어 있어 무지부를 냉각시킬 수 있고, 따라서 무지부에서 발생하는 열 주름을 억제할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명의 무지부의 열 주름을 방지할 수 있는 전극 건조 장치에 의하면, 금속 포일의 고온 상태를 완화할 수 있어 접착력에 직접적으로 관여하는 포일-전극 계면에 분포하는 바인더가 전극 표면으로 이동하는 현상(Binder migration)을 억제하여 접착력 향상에 기여할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 전극 건조 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 2는 종래의 전극 건조 장치를 사용하여 전극 시트를 챔버에 투입하기 전(a)과 후(b)의 무지부 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 챔버 진입 전, 챔버 내부 및 챔버 통과 후의 전극 집전체의 단위 응력 변화를 측정한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 건조 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 건조 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 6은 도 4의 A-A' 단면을 나타낸 단면도이다.
본 출원에서 “포함한다”, “가지다” 또는 “구비하다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우만이 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 따른 전극 건조 장치에 관하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 건조 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 건조 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 정면도, 그리고 도 6은 도 4의 A-A' 단면을 나타낸 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 전극 건조 장치(1000)에 대하여 살펴보면, 전극 건조 장치(1000)는 긴 시트 형태의 전극 즉, 전극 시트(S)를 연속적으로 건조하기 위한 장치로, 챔버(100), 가열 수단(200), 가이드 롤(300) 및 냉각 수단(400)을 포함한다.
먼저, 건조될 전극 시트(S)는 금속 포일(foil) 상에 전극 활물질이 도포된 코팅부(Sc)와 전극 활물질이 도포되지 않은 무지부(Sn)로 구성된다.
전극 활물질은 양극 활물질과 음극 활물질로 나눌 수 있고, 이러한 활물질에 도전재 및 바인더 등을 첨가하여 슬러리를 제조 후 금속 포일 상에 도포 하게 된다.
양극 활물질은 리튬 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 니켈 산화물(LiNiO2) 등의 층상 화합물이나 하나 또는 그 이상의 전이금속으로 치환된 화합물; 화학식 Li1+xMn2-xO4 (여기서, x 는 0 ~ 0.33 임), LiMnO3, LiMn2O3, LiMnO2 등의 리튬 망간 산화물; 리튬 동 산화물(Li2CuO2); LiV3O8, LiFe3O4, V2O5, Cu2V2O7 등의 바나듐 산화물; 화학식 LiNi1-xMxO2 (여기서, M = Co, Mn, Al, Cu, Fe, Mg, B 또는 Ga 이고, x = 0.01 ~ 0.3 임)으로 표현되는 Ni 사이트형 리튬 니켈 산화물; 화학식 LiMn2-xMxO2 (여기서, M = Co, Ni, Fe, Cr, Zn 또는 Ta 이고, x = 0.01 ~ 0.1임) 또는 Li2Mn3MO8 (여기서, M = Fe, Co, Ni, Cu 또는 Zn 임)으로 표현되는 리튬 망간 복합 산화물; 화학식의 Li 일부가 알칼리토금속 이온으로 치환된 LiMn2O4; 디설파이드 화합물; Fe2(MoO4)3 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
도전재는 통상적으로 양극 활물질을 포함한 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다.
이러한 도전재는 당해 전지에 화학적 변화를 유발하지 않으면서 도전성을 가진 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 천연 흑연이나 인조 흑연 등의 흑연; 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼네이스 블랙, 램프 블랙, 서머 블랙 등의 카본블랙; 탄소 섬유나 금속 섬유 등의 도전성 섬유; 불화 카본, 알루미늄, 니켈 분말 등의 금속 분말; 산화아연, 티탄산 칼륨 등의 도전성 위스키; 산화 티탄 등의 도전성 금속 산화물; 폴리페닐렌 유도체 등의 도전성 소재 등이 사용될 수 있다.
바인더는 활물질과 도전재 등의 결합과 집전체에 대한 결합에 조력하는 성분으로서, 통상적으로 양극 활물질을 포함하는 혼합물 전체 중량을 기준으로 1 내지 30 중량%로 첨가된다. 이러한 바인더의 예로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리비닐알코올, 카르복시메틸셀룰로우즈(CMC), 전분, 히드록시프로필셀룰로우즈, 재생 셀룰로우즈, 폴리비닐피롤리돈, 테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌-디엔 테르 폴리머(EPDM), 술폰화 EPDM, 스티렌 브티렌 고무, 불소 고무, 다양한 공중합체 등을 들 수 있다.
음극 활물질로는 예를 들어, 난흑연화 탄소, 흑연계 탄소 등의 탄소; LixFe2O3(0≤x≤1), LixWO2(0≤x≤1), SnxMe1-xMe'yOz(Me: Mn, Fe, Pb, Ge; Me': Al, B, P, Si, 주기율표의 1족, 2족, 3족 원소, 할로겐; 0<x≤1; 1≤y≤3; 1≤z≤8) 등의 금속 복합 산화물; 리튬 금속; 리튬 합금; 규소계 합금; 주석계 합금; SnO, SnO2, PbO, PbO2, Pb2O3, Pb3O4, Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5, GeO, GeO2, Bi2O3, Bi2O4, Bi2O5 등의 금속 산화물; 폴리아세틸렌 등의 도전성 고분자; Li-Co-Ni 계 재료; Si, SiO, SiO2 단독 또는 이들의 혼합물인 Si계 등을 사용할 수 있으나, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
또한 음극활물질에도 상기 도전재, 바인더 등이 선택적으로 더 포함하여 제조될 수 있다.
챔버(100)는 상기와 같은 전극 활물질이 도포된 코팅부(Sc)와 전극 활물질이 도포되지 않은 무지부(Sn)로 구성된 전극 시트(S)를 수납하여 코팅부(Sc)를 건조하기 위한 것이다.
구체적으로 내부가 비어 있으면서 전극 시트(S)의 공급과 배출이 연속적으로 가능하도록 전면과 후면의 일부는 개방된 상태이고, 나머지 면들 즉, 하면, 상면 및 한 쌍의 측면은 밀폐되어 있다.
따라서 내부의 온도를 소정 범위로 유지하는 것이 가능하고, 외부로부터의 이물질 등이 유입되는 것을 방지할 수 있다.
가열 수단(200)은 전술한 챔버(100) 내부의 온도를 소정 범위로 유지하기 위한 구성이다. 구체적으로, 전극 시트(S)의 코팅부(Sc)가 건조될 수 있도록, 챔버(100) 내부의 온도를 소정 범위로 유지하며, 비록 도면에서는 챔버(100) 내부 상부에 구비되는 것으로 도시하고 있으나, 측면에도 추가적으로 마련될 수 있음은 자명하다.
상기와 같은 기능을 수행하기 위한 가열 수단(200)으로는 열, 열풍 또는 광원 등 챔버(100) 내부 또는 전극 시트(S)를 가열하고, 가열된 온도를 일정하게 유지할 수 있는 범위에서 공지의 다양한 열원이 사용될 수 있다. 예를 들면, 적외선 램프, 열코일 또는 열풍기 중 어느 하나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
다음으로, 가이드 롤(300)은 챔버(100)의 입구 및 출구 근처에 위치하여 전극 시트(S)의 이동을 안내하며, 챔버(100) 내에서 건조되는 전극 시트(S)가 처짐없이 일정한 장력을 유지할 수 있도록 한다.
앞서 설명한 바와 같이, 가이드 롤(300)은 전극 시트(S)의 코팅부(Sc) 및 무지부(Sn)를 구분하지 않고 전극 시트(S) 전체가 일정한 장력을 가지도록 지지한다. 따라서 소정 온도로 상승된 챔버(100) 내에서 전극 시트(S)의 활물질이 도포되지 않은 무지부(Sn)는 연신이 상대적으로 많이 일어나 주름이 발생한다.
하지만 본 발명의 전극 건조 장치(1000)는 무지부(Sn)의 온도를 낮추어 연신을 최소화할 수 있는 냉각 수단(400)을 구비하고 있어 주름이 형성되는 것을 억제할 수 있다.
구체적으로, 냉각 수단(400)은 코팅부(Sc)가 형성되지 않은 전극 시트(S)의 뒷면과 마주볼 수 있도록 전극 건조 장치(1000)의 바닥 부근에 마련되며 무지부(Sn)를 향해 냉풍을 공급한다.
이러한 냉각 수단(400)은 공지의 다양한 냉각 수단을 적용할 수도 있고, 공기를 냉각하는 장치, 냉각된 공기를 원하는 위치에 분사하는 노즐 등을 이용하여 원하는 형태로 제작하는 것도 가능하다.
또 냉각 수단(400)은 챔버(100)의 내부 입구 근처에서 챔버(100)의 출구 근처까지, 즉, 전극 시트(S)가 챔버(100) 내부로 진입하는 시점부터 챔버(100) 외부로 배출되는 시점까지 지속적으로 무지부에 냉풍을 공급하여 냉각할 수 있도록 구비될 수 있다.
또 냉각 수단(400)이 찬 공기를 분사하는 노즐일 경우, 노즐의 높이를 조절할 수 있는 높이 조절 수단이 구비될 수 있고, 분사하는 공기의 온도와 분사량을 조절할 수 있도록 별도의 냉각 공기 조절 수단이 추가적으로 구비되어도 좋다.
게다가, 무지부(Sn)의 온도를 측정하는 온도계, 예를 비접촉식 적외선 온도계를 통해 무지부(Sn)의 온도를 연속적으로 측정하면서 냉각 수단(400)을 함께 제어하는 것도 가능하다.
이와 같이, 무지부(Sn)의 온도를 소정 범위로 낮출 경우 무지부(Sn)에서 국부적으로 발생하는 연신을 줄일 수 있고 따라서 주름이 형성되는 것을 억제할 수 있다.
한편, 활물질에 포함되는 바인더는 위에서 살펴본 바와 같이 활물질과 도전재 등의 결합과 금속 포일에 대한 결합에 조력하는 성분이다.
그러나, 건조 공정에서 가열되어 금속 포일의 온도가 높아지면, 바인더 중 금속 포일과의 접촉면에 분포된 바인더가 코팅부(Sc) 내부로 이동(Migration)하는 발생할 수 있다.
이와 같은 이동 현상이 발생하면, 활물질과 금속 포일 간의 접착력의 저하에 따른 불량이 발생할 수도 있는데, 본 발명에서는 냉각 수단(400)을 사용하여 무지부(Sn)에 냉풍을 가함으로써, 냉각 수단(400)이 구비되지 않은 기존 장치에 비하여 무지부(Sn) 뿐 아니라 금속 포일 전체의 온도를 낮출 수 있으므로, 이와 같은 이동 현상을 억제할 수 있는 장점도 있다.
한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 전극 건조 장치(1000)는 챔버(100) 내의 습도를 조절하는 습도 조절부, 챔버(100) 내의 온도를 측정하는 온도 센서, 가열 수단(200)을 제어하기 위한 제어부가 더 구비될 수 있다.
이하에서는 전술한 본 발명의 전극 건조 장치(1000)를 사용하여 전극 시트(S)를 건조하는 방법에 관하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 건조 방법은, a) 전극 시트(S)를 챔버(100)에 투입하여 가열 및 건조하는 단계, 및 b) 전극 시트(S)의 무지부(Sn)를 냉각하는 단계를 포함한다.
여기서, b) 단계는 전극 시트(S)의 하부에서 전극 시트(S)의 건조 시작부터 종료까지 지속적으로 무지부(Sn)에 냉풍을 공급하여 무지부(Sn)의 온도를 일정 온도 이하로 유지하는 단계이다.
또한, a) 단계와 b) 단계는 동시에 진행될 수도 있다. 여기서, 동시에 진행된다는 의미는 전극 시트(S)가 챔버(100) 내부로 진입하는 것과 거의 동시에 무지부(Sn)에 냉풍을 공급하기 시작한다는 것을 의미한다.
위와 같은 건조 방법을 포함하여 제조된 전극을 포함하여 배터리 셀을 제조할 수 있으며, 이러한 배터리 셀을 사용하여 배터리 모듈 또는 배터리 팩을 제조할 수도 있다.
이와 같은 배터리 모듈 또는 배터리 팩은 각종 디바이스의 전력 공급원으로 사용될 수 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
1000 : 전극 건조 장치
100 : 챔버
200 : 가열 수단
300 : 가이드 롤
400 : 냉각 수단
S : 전극 시트
Sc : 코팅부
Sn : 무지부

Claims (11)

  1. 금속 포일(foil) 상에 전극 활물질이 도포된 코팅부 및 전극 활물질이 도포되지 않은 무지부를 포함하는 전극 시트를 건조하는 장치로서,
    상기 전극 시트가 건조되는 공간인 챔버;
    상기 챔버의 상부에 구비되어 상기 전극 시트를 건조하기 위한 온도로 상기 챔버 내의 온도를 조절하는 가열 수단;
    상기 챔버 전후에서 상기 전극 시트의 이동을 안내하고, 상기 전극 시트의 장력을 유지하는 가이드 롤; 및
    상기 전극 시트의 무지부를 냉각하는 냉각 수단;을 포함하는 전극 건조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 냉각 수단은 상기 전극 시트의 하부에서 상기 무지부에 냉풍을 공급하는 것을 특징으로 하는 전극 건조 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 냉각 수단은 상기 전극 시트의 건조 시작부터 종료까지 지속적으로 상기 무지부에 냉풍을 공급하여 상기 무지부의 온도를 일정 온도 이하로 유지하는 것을 특징으로 하는 전극 건조 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 가열 수단은 적외선 램프, 열코일 또는 열풍기 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전극 건조 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전극 건조 장치는 상기 챔버 내의 습도를 조절하는 습도 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 건조 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 전극 건조 장치는 상기 무지부의 온도를 측정하는 온도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 건조 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 전극 건조 장치를 이용하여 전극 시트를 건조하는 방법으로서,
    a) 상기 전극 시트를 챔버에 투입하여 가열 및 건조하는 단계; 및
    b) 상기 전극 시트의 상기 무지부를 냉각하는 단계;를 포함하는 전극 건조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 b) 단계는 상기 전극 시트의 하부에서 상기 전극 시트의 건조 시작부터 종료까지 지속적으로 상기 무지부에 냉풍을 공급하여 상기 무지부의 온도를 일정 온도 이하로 유지하는 단계인 것을 특징으로 하는 전극 건조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 a) 단계와 상기 b) 단계는 동시에 진행되는 것을 특징으로 하는 전극 건조 방법.
  10. 제7항에 따른 전극 건조 방법을 사용하여 건조된 전극을 포함하는 배터리 셀.
  11. 제10항에 따른 배터리 셀을 포함하는 배터리 모듈.
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