KR20240004005A - 연속식 전극 슬러리 생산 방법 - Google Patents

연속식 전극 슬러리 생산 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 2차 전지용 전극을 위한 슬러리를 믹싱하는 장치로서, 특히 샤프트의 후방을 지지하는 후방 지지부를 포함하여, 스크류가 배럴부 내측면과 접촉되지 않도록 하여 금속 이물질의 발생을 방지하고 이에 의해 금속 이물질이 슬러리에 혼입되지 않게 하여 슬러리의 대량 생산을 유지하면서도 높은 품질의 슬러리를 생산할 수 있는 2차 전지용 슬러리를 위한 연속식 믹싱 장치이다.

Description

연속식 전극 슬러리 생산 방법{CONTINUOUS PRODUCING METHOD FOR SECONDARY BATTERIES SLURRY}
본 발명은 2차 전지용 전극을 위한 슬러리를 믹싱하는 장치로서, 특히 샤프트의 후방을 지지하는 후방 지지부를 포함하여, 스크류가 배럴부 내측면과 접촉되지 않도록 하여 금속 이물질의 발생을 방지하고 이에 의해 금속 이물질이 슬러리에 혼입되지 않게 하여 슬러리의 대량 생산을 유지하면서도 높은 품질의 슬러리를 생산할 수 있는 2차 전지용 슬러리를 위한 연속식 믹싱 장치이다.
일반적으로 2차 전지라고 하는 것은 방전된 이후에도 충전을 통해 재사용이 가능한 전지를 말한다. 이러한 2차 전지의 생산 공정은 전극 공정, 조립 공정 그리고 활성화 공정을 포함한다.
상기 전극 공정은 양극이나 음극 극판을 만들기 위한 전극 슬러리 생산 공정과, 상기 생산된 슬러리를 코팅하는 코팅 공정과, 코팅 공정 후 소정의 크기로 절단하는 슬리팅 공정을 포함한다. 이때, 상기 전극 슬러리 생산 공정에서는 믹싱 장치에서 소정의 원재료를 믹싱하여 전극 슬러리를 제조하게 된다.
한편, 상기 조립 공정은 상기 전극 공정에서 제조된 전극을 이용하여 완성품을 만들게 되고, 상기 활성화 공정은 조립된 전지를 충방전하여 전기적 특성을 부여하게 된다.
상기 전극 슬러리를 생산하기 위한 믹싱 장치로는 배치식 믹싱 장치가 이용되었다. 이러한 배치식 믹싱 장치는 소정의 용기에 원재료를 투입한 후 교반 장치를 통해 믹싱하여 일정한 용량의 슬러리를 생산하게 된다. 그런데 최근 2차 전지가 자동차 등에 많이 사용됨에 따라 많은 생산량이 필요하게 되었는데, 상술된 배치식 믹싱 장치로는 대량 생산이 어려운 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 연속식 생산 장치가 도입되었다. 이러한 연속식 믹싱 장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 원재료를 믹싱 및 이송하는 믹싱부(M)와, 상기 믹싱부(M)가 수용되는 배럴부(B)를 포함한다. 상기 믹싱부(M)는 회전력을 발생하는 구동부(M3)와, 상기 구동부(M3)에 의해 회전하는 샤프트(M1)와, 상기 샤프트(M1)의 외측면에 나선 형상으로 구비되는 스크류(M2)를 포함한다. 상기 샤프트(M1)의 회전에 의해 스크류(M2)가 회전하면서 원재료를 이송 및 믹싱하게 된다. 이러한 믹싱부(M)는 배럴부(B) 내부에 구비된다. 상기 배럴부(B)에는 투입부(B1)와 배출부(B2)가 구비된다. 상기 투입부(B1)를 통해 원재료가 배럴부(B) 내부로 투입되고, 생산된 전극 슬러리는 배출부(B2)를 통해 배출된다. 이러한 연속식 생산 기술에 의해 전극 슬러리를 연속적으로 생산할 수 있어 대량 생산이 가능해진다.
그런데, 이러한 종래의 연속식 생산 기술은 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 종래의 이차전지 용 슬러리를 생산하기 위한 배치식 믹싱 시스템은 전지사에 따라 다소 상이하기는 하지만, 1) 바인더 파우더를 용매에 녹여서 바인더 용액을 만드는 바인더용액 믹싱 시스템 2) 해당 바인더 용액에 도전재 파우더를 고르게 분산하는 도전재 용액 믹싱 시스템 3) 해당 바인더 용액과 해당 도전재 용액을 메인 믹서에 활물질과 같이 투입하여 슬러리를 만드는 슬러리 믹싱 시스템으로 크게 구성되어 있고, 해당 배치식 믹싱 시스템을 연속식으로 구현하기 위해 종래 고안된 이차전지 용 연속식 슬러리 믹싱 시스템은, 바인더 용액과 도전재 용액은 종래와 같이 배치식으로 구성이 되어 있으며 슬러리 믹싱 시스템만 스크류 믹서를 사용하여 연속식으로 만들어져 있다.
둘째, 전극 슬러리의 품질을 측정하기 위해 점도를 측정하게 된다. 종래의 배치식 생산 기술의 경우 생산된 전극 슬러리 마다 별도로 점도를 측정하였으나, 상술된 바와 같은 연속식 생산 기술의 경우 점도를 연속적으로 측정할 수 있는 기술이 도입되지 않아 전극 슬러리의 품질을 실시간으로 측정하기가 어려운 문제점 있었다.
셋째, 상술된 종래의 연속식 믹싱 장치의 경우 구동하는 샤프트 부분의 반대 부분이 고정되어 있지 않아서, 해당 샤프트에 장착되어 있는 스크류와 배럴 내면이 상호 접촉하는 현상이 있었다. 이러한 현상에 의해 금속성의 이물질이 발생하여 슬러리에 혼입되는 현상이 발생할 수 있다. 이러한 금속 이물질이 슬러리에 혼입되면 2차 전지의 품질이 급격히 악화되는 문제점이 있었다.
넷째, 전극 슬러리를 생산하기 위해서는 바인더의 원료로 사용되는 각종 수지나 혹은 활물질로 사용되는 분체를 사용하게 되고, 이러한 분체의 경우 부위별로 밀도가 달라서 공급량을 정확하게 측정하기가 어려워 고객사에서 요구하는 정확한 성분비를 가지는 고품질의 전극 슬러리를 제조하기 어려운 문제점이 있었다.
한편, 상술한 연속식 믹싱 장치 자체는 널리 알려진 것으로서 특히 아래의 선행기술문헌에 자세히 기재되어 있는 바, 이에 대한 설명과 도시는 생략한다.
일본 등록 특허 제6038557호 일본 등록 특허 제4505086호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 바인더 원재료를 믹싱하여 바인더를 생산하는 바인더 생산 단계와, 상기 바인더 생산 단계에 의해 생산된 바인더와 전극 슬러리 원재료를 믹싱하여 전극용 슬러리를 생산하는 전극 슬러리 생산 단계와, 상기 전극 슬러리의 품질을 양산 공정 중 실시간으로 측정하는 인라인 품질 측정 단계를 포함하여 전극 슬러리의 점도를 양산 중 실시간으로 측정할 수 있도록 하고, 샤프트의 후방을 지지하는 후방 지지부를 포함하여, 스크류가 배럴부 내측면과 접촉되지 않도록 하여 금속 이물질의 발생을 방지하고 이에 의해 금속 이물질이 슬러리에 혼입되지 않게 하여 슬러리의 대량 생산을 유지하면서도 높은 품질의 슬러리를 생산할 수 있으며, 바인더 믹서 또는 슬러리 믹서에 연통되어 분체를 공급하는 분체 공급부를 포함하여 고객사에서 요구하는 정확한 성분비를 가지는 고품질의 전극 슬러리를 제조할 수 있는 연속식 전극 슬러리 생산 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 2차 전지용 전극 슬러리를 연속적으로 생산하는 방법으로서, 바인더 원재료를 믹싱하여 바인더를 생산하는 바인더 생산 단계(S100)와, 상기 바인더 생산 단계(S100)에 의해 생산된 바인더와 전극 슬러리 원재료를 믹싱하여 전극용 슬러리를 생산하는 전극 슬러리 생산 단계(S200)와, 상기 전극 슬러리의 품질을 양산 공정 중 실시간으로 측정하는 인라인 품질 측정 단계(S300)를 포함하고, 상기 바인더 생산 단계(S100)는 바인더 믹서(110)와 버퍼 탱크(180)를 포함하여, 바인더 원재료가 상기 바인더 믹서(110)에서 믹싱되어 바인더가 생산된 후, 상기 버퍼 탱크(180)에서 일시 저장되고, 상기 전극 슬러리 생산 단계(S200)는 슬러리 믹서(210) 및 고전단 분산기(260)와 버퍼 탱크(280)를 포함하여, 상기 바인더 믹서(110)에서 생성된 바인더와 전극 슬러리의 원재료를 슬러리 믹서(210)에서 믹싱되고 고전단 분산기(260)에서 분산되어 전극용 슬러리가 생산된 후, 상기 버퍼 탱크(280)에서 일시 저장되며, 상기 인라인 품질 측정 단계(S300)에서는 상기 전극 슬러리 생산 단계(S200)에서 생산된 슬러리의 품질을 양산 공정 중에 실시간으로 측정하는 연속식 전극 슬러리 생산 방법을 제공한다.
상기에서, 상기 바인더 생산 단계(S100)는 상기 바인더 믹서(110)에서 토출된 바인더를 분산하는 고전단 분산기(160)와, 상기 고전단 분산기(160)에서 토출된 바인더를 다시 믹싱하는 스태틱 믹서(170)를 포함한다.
상기에서, 상기 바인더 믹서(110) 또는 슬러리 믹서(210)는 믹싱되는 원재료가 내부에 투입되어 믹싱되는 배럴(BB)과, 상기 배럴(BB) 내부에 구비되는 샤프트(SH)와, 상기 샤프트(SH)에 구비되어 상기 원재료를 믹싱 및 이송하는 스크류(SC)와, 상기 스크류(SC)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(BR)을 포함하고, 상기 베어링(BR)은 원재료의 이송방향 후단에 배치되어 상기 스크류(SC)를 지지하는 후방 베어링(BR2)을 포함하여, 상기 샤프트(SH)는 상기 후방 베어링(BR2)에 의해 지지되어 스크류(SC)가 배럴(BB) 내측면과 접촉이 방지되어 금속 이물질의 발생이 억제된다.
상기에서, 상기 배럴(BB)은 상기 샤프트(SH)와 스크류(SC)가 내부에 배치되는 중공의 배럴 본체(BB1)와, 상기 배럴 본체(BB1) 일 측에 형성되는 공급부(BB2)와, 상기 배럴 본체(BB1)의 상면 또는 하면에 형성되는 배출부(BB3)를 포함하고, 상기 스크류(SC)는 원재료를 믹싱 및 이송하는 제1스크류(SC1)와, 상기 제1스크류(SC1)에서 원재료의 이송방향 후방에 형성되는 제2스크류(SC2)를 포함하고, 상기 제1스크류(SC1)의 나선 방향은 회전시 후방으로 이송하도록 형성되고, 제2스크류(SC2)의 나선 방향은 제1스크류(SC1)의 나선 방향과 반대 방향으로 형성되며, 상기 후방 베어링(BR2)은 제2스크류(SC2)의 이송방향 후방에 구비된다.
상기에서, 상기 배럴(BB)의 하측에 구비되는 냉각수 공급부(CW)를 더 포함하고, 상기 냉각수 공급부(CW)에서 냉각수가 배럴(BB)측으로 냉각수가 공급되어 배럴(BB)의 온도가 조절된다.
상기에서, 상기 바인더 생산 단계(S100)의 고전단 분산기(160) 또는 전극 슬러리 생산 단계(S200)의 고전단 분산기(260)는 회전판(HS3)과, 상기 회전판(HS3)에 설치되고 원주 방향으로 다수 개 구비되는 분산 바아(HS2)와, 상기 회전판(HS3) 및 분산 바아(HS2)가 내부에 구비되는 케이스(HS1)를 포함하고, 상기 분산 바아(HS2)는 바인더 믹서(110) 또는 슬러리 믹서(210)의 샤프트(SH) 방향과 동일하게 수평 방향으로 배치되어, 상기 케이스(HS1)로 유입되는 바인더 또는 전극 슬러리는 상기 분산 바아(HS2)의 회전에 의해 분산되되 상기 분산 바아(HS2)는 수평 방향으로 배치되어 추력이 발생하지 않고 상기 바인더 또는 전극 슬러리는 바인더 믹서(110) 또는 슬러리 믹서(210)의 토출 압력에 의해 케이스(HS1)를 내부를 관통하여 분산된다.
상기에서, 상기 바인더 생산 단계(S100) 또는 전극 슬러리 생산 단계(S200)는 도전재 공급부를 선택적으로 포함하거나 상기 바인더 생산 단계(S100)와 전극 슬러리 생산 단계(S200) 모두 도전재 공급부를 포함한다.
상기에서, 상기 인라인 품질 측정 단계(S300)는 상기 전극 슬러리 생산 단계(S200)를 통해 생산되는 전극 슬러리의 양산 배출 라인 일 측에 구비되어 분기되는 분기 라인(FL)과, 상기 분기 라인(FL)에 구비되는 제1점도 측정부(310)와, 상기 분기 라인(FL)에 구비되고, 상기 제1점도 측정부(310) 측으로 공급되는 전극 슬러리의 온도를 조절하는 온도 조절부(320)와, 상기 온도 조절부(320) 측으로 전극 슬러리를 공급하고 상기 분기 라인(FL)에 구비되는 이송부(330) 및 유량 측정부(340)를 포함하여, 상기 유량 측정부(340), 이송부(330)와 온도 조절부(320)에 의해 정해진 유량 및 온도에 해당하는 전극 슬러리의 압력 구배를 측정하여, 양산 중의 전극 슬러리 점도를 실시간으로 산출한다.
상기에서, 상기 전극 슬러리 생산 단계(S200)에 의해 생산된 전극 슬러리의 샘플을 촬영하는 샘플 촬영 단계(S400)를 더 포함하고, 상기 샘플 촬영 단계(S400)는 상기 전극 슬러리 생산 단계(S200)를 통해 생산되는 전극 슬러리의 양산 배출 라인에 구비되고 상호 연통되는 유동부(410)와, 상기 유동부(410) 일 측에 구비되는 촬영부(420)를 포함하고, 상기 유동부(410)는 상기 양산 배출 라인과 연통되는 유동부 본체(413)와, 상기 유동부 본체(413) 일부에 형성되고, 상기 양산 배출 라인을 통해 배출되는 양산 슬러리가 통과하는 메인 유동부(411)와, 상기 유동부 본체(413)의 또 다른 일부에 형성되고, 상기 양산 슬러리 중 일부만이 통과하는 샘플 유동부(412)를 포함하며, 상기 촬영부(420)는 상기 유동부 본체(413)에 구비되어 상기 샘플 유동부(412)를 통해 유동하는 전극 슬러리를 촬영하여 상기 전극 슬러리의 특성을 파악한다.
상기에서, 상기 인라인 품질 측정 단계(S300)는 상기 전극 슬러리 생산 단계(S200)를 통해 생산되는 전극 슬러리의 양산 배출 라인에 구비되어 상호 연통되는 유동부(410)와, 상기 유동부(410) 일 측에 구비되는 제2점도 측정부(500)를 포함하고,
상기 제2점도 측정부(500)는 상기 유동부(410)의 일정 지점 사이의 압력 구배를 측정하는 압력 구배 측정부(510)와, 상기 유동부(410) 일 측에 구비되어 유량을 측정하는 유량 측정부(520)와, 상기 유동부(410) 일 측에 구비되어 온도를 측정하는 온도 측정부(530)를 포함하여, 상기 측정된 온도와 압력 구배에 의해 양산 중의 전극 슬러리 점도를 실시간으로 산출한다.
상기에서, 상기 바인더 생산 단계(S100) 또는 전극 슬러리 생산 단계(S200) 일 측에서 초음파를 가진하여 바인더 또는 전극 슬러리를 분산 및 탈포를 한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
이상 설명한 본 발명에 의해 전극 슬러리의 품질을 양산 공정 중 실시간으로 측정하는 인라인 품질 측정 단계를 포함하여 전극 슬러리의 점도를 양산 중 실시간으로 측정할 수 있고, 금속 이물질의 발생을 방지할 수 있으며, 분체의 공급량을 정확하게 제어할 수 있어 고 품질의 전극 슬러리를 대량 생산할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 믹서에 대한 개략도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 전극 슬러리 생산 방법을 위한 공정도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연속식 전극 슬러리 생산 방법을 위한 공정도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 전극 슬러리 생산 방법을 위한 믹서의 개략도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 전극 슬러리 생산 방법을 위한 고전단 분산기의 개략도,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연속식 전극 슬러리 생산 방법을 위한 공정도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 전극 슬러리 생산 방법의 품질 측정부에 대한 개략도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 전극 슬러리 생산 방법을 위한 샘플 촬영부에 대한 개략도,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연속식 전극 슬러리 생산 방법의 품질 측정부에 대한 개략도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연속식 전극 슬러리 생산 방법은 도 2에 도시된 바와 같이 바인더 생산 단계(S100)와, 전극 슬러리 생산 단계(S200) 그리고 인라인 품질 측정 단계(S300)를 포함한다.
상기 바인더 생산 단계(100)에서는 바인더 원재료를 믹싱하여 바인더를 생산하게 된다. 상기 바인더 원재료는 고분자화합물 성분의 바인더 파우더와 용매를 포함할 수 있다. 상기 용매는 NMP(N-메틸 피롤리돈), DMF(디메틸 포름아미드), 아세톤 등의 유기 용매 또는 물을 이용할 수 있다. 이러한 바인더 원재료 자체는 널리 알려진 것으로서 특히 한국 등록 특허 제10-2328256호, 한국 등록 특허 제10-2255530호, 한국 등록 특허 제10-181473610호 등에 자세히 기재되어 있어 이에 대한 설명은 생략한다. 상기 바인더 생산 단계(S100)는 바인더 생산부(100)에 의해 수행될 수 있다. 상기 바인더 생산부(100)는 바인더 믹서(110)와 버퍼 탱크(180)를 포함한다. 상기 바인더 믹서(110)에서 바인더 원재료가 믹싱되어 바인더가 생산되고, 상기 버퍼 탱크(180)에 일시 저장되어 전극 슬러리 생산 단계(S200)로 투입된다. 이러한 버퍼 탱크(180)에 의해 바인더의 투입량을 일정하게 유지할 수 있다.
한편, 상기 바인더 원재료는 고분자화합물 성분의 바인더 파우더를 공급하는 바인더 파우더 공급부(130)에 의해 공급되고, 용매는 용매 공급부(120)에 의해 공급될 수 있다. 즉, 상기 용매 공급부(120)와 바인더 파우더 공급부(130)에 의해 용매와 바인더 원재료가 바인더 믹서(110)측으로 공급되어 바인더가 생산된다.
상기 전극 슬러리 생산 단계(S200)에서는 상기 바인더 생산 단계(S100)에 의해 생산된 바인더와 전극 슬러리 원재료를 믹싱하여 전극용 슬러리를 생산한다. 상기 전극 슬러리 원재료는 양극 활물질, 음극 활물질, 도전재, 분산제와 용매 등을 포함할 수 있다. 이러한 전극 슬러리 원재료 자체는 널리 알려진 것으로서 특히 한국 공개특허 제10-2019-0044558호, 한국 공개특허 제10-2019-0001564호 등에 자세히 기재되어 있어 이에 대한 설명은 생략한다. 상기 전극 슬러리 생산 단계(S200)는 전극 슬러리 생산부(200) 및 버퍼 탱크(280)에 의해 수행될 수 있다. 상기 전극 슬러리 생산부(200)는 슬러리 믹서(210)와 고전단 분산기(260)를 포함하여, 전극 슬러리 원재료가 상기 슬러리 믹서(210)에서 믹싱되어 전극 슬러리가 생산되고, 상기 생산된 슬러리는 고전단 분산기(260)에 의해 추가 분산되어 상기 활물질과 도전재 등이 보다 균일하게 믹싱된다. 이후, 상기 버퍼 탱크(280)에 일시 저장되어 토출량을 일정하게 유지할 수 있다.
한편, 상기 슬러리 원재료는 활물질을 공급하는 활물질 공급부(230)와 도전재를 공급하는 도전재 공급부(240) 및 용매를 공급하는 용매 공급부(220)에 의해 공급될 수 있다. 즉, 상기 용매 공급부(220)와 활물질 공급부(230) 및 도전재 공급부(240)에 의해 용매와 슬러리 원재료 및 상기 바인더가 슬러리 믹서(210)측으로 공급되어 전극 슬러리가 생산되고, 상기 전극 슬러리는 고전단 분산기(260)에 의해 분산되어 고품질의 전극 슬러리가 생산된다. 한편, 상기 바인더 생산 단계(S100) 또는 전극 슬러리 생산 단계(S200)는 도전재 공급부를 선택적으로 포함할 수 있으며 이에 대해서는 따로이 설명한다.
상기 전극 슬러리 생산 단계(S200)에 의해 생산된 전극 슬러리의 점도는 인라인 품질 측정 단계(S300)에 의해 실시간으로 측정된다. 즉, 전극 슬러리의 점성은 중요한 특성 중의 하나로서 반드시 측정되어야 한다. 그런데, 종래 기술의 경우 전극 슬러리는 연속적으로 생산되나 점도는 실시간으로 측정하기가 어려운 문제점이 있었다. 본 발명은 이러한 문제점을 해결한 것으로서 상기 인라인 품질 측정 단계(S300)에 의해 전극 슬러리의 점도를 실시간으로 측정한다. 이에 대해서는 별도로 상세히 설명한다.
상기 바인더 생산 단계(S100)는 고분자화합물 성분의 바인더 파우더를 용매에 용해시키게 되는데, 상기 바인더 파우더가 용매에 완전히 용해되지 않는 경우가 많다. 이러한 현상을 방지하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이 상기 바인더 믹서(110)에서 토출된 바인더를 분산하는 고전단 분산기(160)와, 상기 고전단 분산기(160)에서 토출된 바인더를 다시 믹싱하는 스태틱 믹서(170)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 고전단 분산기(160)에 의해 상기 바인더 파우더를 용매에 균일하게 분산시키고 스태틱 믹서(170)에서 다시 믹싱하여 바인더 파우더가 용매에 완전하게 용해되도록 할 수 있다.
상기 스태틱 믹서(170)는 널리 알려진 바와 같이 별도의 구동부 없이 유체의 흐름에 의해 믹싱되도록 하는 것을 말한다. 상기 스태틱 믹서 자체는 널리 알려진 것으로서 예를 들어 한국 공개 특허 제10-2014-0113044호, 한국 등록 특허 제10-1010872호 등에 기재되어 있어 이에 대한 중복되는 설명과 도시는 생략한다.
본 발명의 경우 바인더 믹서(110)에서 믹싱된 혼합물을 상기 스태틱 믹서(170)에서 2차 믹싱하여 파우더가 용매에 완전히 용해되도록 한다.
상술된 바와 같은 바인더 생산 단계(S100) 또는 전극 슬러리 생산 단계(S200) 일 측 또는 양 측에는 초음파 가진 장치를 구비하여 바인더 또는 전극 슬러리를 가진하는 것도 바람직하다. 이러한 초음파 가진에 의해 보다 균일한 분산 상태를 얻는 것도 가능하고 기포를 제거하여 보다 고 품질의 슬러리를 얻는 것도 가능하다.
도 3에 도시된 바와 같이 상기 바인더 생산 단계(S100)는 바인더 믹서(110)와, 고전단 분산기(160) 그리고 스태틱 믹서(170) 및 버퍼 탱크(180)를 포함한다. 즉, 상기 바인더 원재료인 파우더와 용매를 바인더 믹서(110)에서 1차 믹싱한 후 고전단 분산기(160)에서 균일하게 분산한다. 이후 스태틱 믹서(170)에서 2차 믹싱하여 파우더가 용매에 완전히 용해되도록 한다. 상기 스태틱 믹서(170)에서 믹싱된 바인더는 버퍼 탱크(180)에서 일시 저장되어 바인더의 토출량을 일정하게 유지할 수 있다.
상기 전극 슬러리 생산 단계(S200)는 슬러리 믹서(210)와 고전단 분산기(260) 및 버퍼 탱크(280)를 포함한다. 상기 슬러리 믹서(210)에서는 상기 바인더 생산 단계(S100)에 의해 생산된 바인더와 각종 활물질 및 도전재 그리고 용매 등을 믹싱한다. 이후 고전단 분산기(260)에서 분산하여 상기 바인더와 슬러리 원재료가 완전히 믹싱되도록 한다. 이후, 상기 전극 슬러리는 버퍼 탱크(280)에 일시 저장되어 토출되는 유량을 일정하게 유지할 수 있다.
상기 바인더 믹서(110) 또는 슬러리 믹서(210)는 동일한 구성을 가질 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 배럴(BB)과, 스크류(SC)를 포함한다. 즉, 상기 배럴(BB) 내부에 스크류(SC)가 구비되고, 상기 스크류(SC)가 회전하면서 배럴(BB) 내부에 투입된 원재료가 믹싱된다. 이때, 상기 배럴(BB)에는 투입부(BB2)가 형성되어 원재료가 배럴(BB) 내부에 투입될 수 있다.
상기 스크류(SC)는 샤프트(SH)에 의해 회전되고, 상기 샤프트(SH)는 구동부(M)에 의해 구동된다. 이러한 믹서 자체는 널리 알려진 것으로서 예를 들어 일본 등록 특허 제6038557호, 일본 등록 특허 제4505086호 등에 자세히 기재되어 있어 이러한 일반적인 믹서 자체에 대해서는 중복되는 설명과 도시는 생략한다.
한편, 상술된 종래 믹서의 경우 상기 샤프트(SH)가 구동부(M)측에 구비된 제1베어링(BR1)에 의해 지지된다. 따라서, 후방 측(도 3에서 도면상 우측)은 별도로 지지되지 않아 샤프트가 하향 처짐되는 현상이 발생한다. 상기 샤프트의 처짐에 의해 스크류와 배럴 내측면이 상호 마찰되어 금속 이물질이 발생하게 된다. 이러한 금속 이물질이 전극 슬러리에 혼입되어 최종 생산되는 전극 슬러리의 품질이 악화되는 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결한 것으로서, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 스크류(SC)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(BR)을 포함하되 상기 베어링(BR)은 원재료의 이송방향 후단에 배치되어 상기 스크류(SC)를 지지하는 후방 베어링(BR2)을 포함한다. 즉 도 4에 도시된 바와 같이 후방 베어링(BR2)이 도면상 우측에 배치되어 상기 샤프트(SH)를 지지한다. 이러한 후방 베어링(BR2)에 의해 샤프트(SH)의 처짐 현상을 방지하여 스크류(SC)가 배럴(BB) 내측면과 접촉하는 현상을 방지하게 된다. 이러한 본 발명에 의해 종래 기술의 문제점으로 지적된 금속 이물질 혼입 현상을 방지할 수 있어 고 품질의 전극 슬러리를 대량 생산할 수 있게 된다.
이러한 배럴(BB)은 상기 샤프트(SH)와 스크류(SC)가 내부에 배치되는 중공의 배럴 본체(BB1)와, 상기 배럴 본체(BB1) 일 측에 형성되는 공급부(BB2)와, 상기 배럴 본체(BB1)에 형성되는 배출부(BB3)를 포함할 수 있다. 상기 배출부(BB3)는 도시된 바와 같이 배럴 본체(BB1)의 상측면 또는 하측면에 형성하여 배럴(BB)에서 믹싱된 원재료가 상방향 또는 하방향으로 배출되도록 할 수 있다.
상기 스크류(SC)는 상술된 바와 같이 원재료를 믹싱 및 이송하는 것으로서, 본 발명의 경우 원재료를 이송 및 믹싱하는 제1스크류(SC1)와, 상기 제1스크류(SC1)에서 원재료의 이송방향 후방에 형성되는 제2스크류(SC2)를 포함한다. 이때, 상기 제1스크류(SC1)의 나선 방향은 회전시 후방으로 이송하도록 형성되고, 제2스크류(SC2)의 나선 방향은 제1스크류(SC1)의 나선 방향과 반대 방향으로 형성되도록 한다. 또한, 상기 후방 베어링(BR2)은 제2스크류(SC2)의 이송방향 후방에 구비된다. 이러한 구성에 의해, 상기 제1스크류(SC1)에 의해 원재료는 이송방향 후방(도면상 우측 방향)으로 이송된다. 그러나, 제2스크류(SC2)에 의해서는 원재료가 반대 방향 즉, 이송 방향 전방(도면상 좌측 방향)으로 이송된다. 따라서, 제1스크류(SC1)를 통해 이송 방향으로 이송되는 원재료는 제2스크류(SC2)의 후방으로는 이송되지 않는다. 따라서, 상기 제2스크류(SC2)의 후방에 배치되는 제2베어링(BR2)으로는 원재료가 투입되지 않아 제2베어링(BR2)을 보호할 수 있다.
상술된 바와 같이 배럴(BB) 내부에서 스크류(SC)가 회전하면서 원재료를 이송 및 믹싱하며 이러한 과정에서 열이 발생한다. 상기 발생된 열을 냉각하기 위해 상기 배럴(BB)의 하측에 구비되는 냉각수 공급부(CW)를 포함할 수 있다. 이러한 상기 냉각수 공급부(CW)에서 냉각수가 배럴(BB)측으로 냉각수가 공급되어 배럴(BB)의 온도가 조절된다. 이러한 냉각수 공급부(CW) 자체는 널리 알려진 구성을 이용할 수 있으므로 이에 대한 자세한 설명과 도시는 생략한다.
상술된 바와 같이 바인더 생산 단계(S100)와 슬러리 생산 단계(S200)에서 고전단 분산기(160, 260)를 각각 포함한다. 상기 고전단 분산기에 의해 균일한 믹싱을 구현할 수 있으며 이러한 고전단 분산기는 동일한 구성을 가질 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 상기 고전단 분산기는 회전판(HS3)과 분산 바아(HS2)를 포함할 수 있다. 이러한 회전판(HS3)과 분산 바아(HS2)는 케이스(HS1) 내부에 구비된다. 상기 분산 바아(HS2)는 상기 회전판(HS3)에 설치되고 원주 방향으로 다수 개 구비되고, 이러한 분산 바아(HS2)는 바인더 믹서(110) 또는 슬러리 믹서(210)의 샤프트(SH) 방향과 동일하게 수평 방향으로 배치된다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 분산 바아(HS2)는 수평 방향으로 배치되고, 상기 회전판(HS3)의 회전에 의해 상기 분산 바아(HS2)가 회전한다. 분산 바아(HS2)의 회전에 의해 케이스(HS1) 외측 방향으로 원심력(CF)이 발생한다. 이때, 상기 케이스(HS1)의 유입부(HS1-1)를 통해 유입된 바인더 또는 전극 슬러리는 상기 원심력(CF)에 의해 케이스(HS1) 내부에서 반경 방향 외측으로 가압되고 분산 바아(HS2)의 접촉에 의해 믹싱되어 추가적으로 분산된다.
특히, 본 발명의 경우 분산 바아(HS2)가 수평 방향으로 배치된 관계로 별도의 추력은 발생시키지 않고 상기 바인더 믹서(110) 또는 슬러리 믹서(210)에서 발생된 토출 압력에 의해 케이스 내부에서 이동한다. 따라서 분산 바아(HS2)가 고속으로 회전하더라도 추력이 발생하지 않아 케이스 내부 이동 속도가 증가하지 않고 이로 인해 분산 시간을 충분히 확보할 수 있어 분산 효과를 극대화할 수 있다.
상기 회전판(HS3)는 구동부(M)에 의해 회전할 수 있고, 상기 회전판(HS3)의 회전에 의해 분산 바아(HS2)가 회전될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명은 상기 바인더 생산 단계(S100) 또는 전극 슬러리 생산 단계(S200)는 도전재 공급부를 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 도전재는 활물질의 전도성을 높이기 위한 것으로서 탄소나노튜브 등이 이용될 수 있다. 이러한 도전재 공급부는 슬러리 생산 단계(S200)에 적용될 수 있다. 즉, 상기 슬러리 생산 단계(S200)에서 용매 공급부(220)와 활물질 공급부(230) 그리고 도전재 공급부(240)를 포함하여 상기 각 공급부에서 용매와 활물질 그리고 도전재를 슬러리 믹서(210) 측으로 공급할 수 있다.
이러한 도전재 공급부는 바인더 생산 단계(S100)에 적용할 수 있다. 이는 상기 도전재가 교반되기가 어려운 특성이 있어 상기 바인더 생산 단계(S100)에 적용하는 것이다. 이때, 상기 바인더 생산 단계(S100)에서는 용매 공급부(120)와 바인더 파우더 공급부(130) 그리고 도전재 공급부(140)를 포함할 수 있다. 상기 각 공급부에서 용매와 바인더 파우더 그리고 도전재를 바인더 믹서(110)에 공급하여 바인더를 생산할 수 있다.
이러한 본 발명에 의하면 상기 바인더 믹서(110)에 도전재가 공급되고 고전단 분산기(160)와 스태틱 믹서(170)에서 교반될 수 있다. 이후, 슬러리 생산 단계(S200)에서 추가적으로 슬러리 믹서(210)와 고전단 분산기(260)에서 2차적으로 교반되어 도전재가 완전히 교반되도록 할 수 있다.
이러한 도전재 공급부는 바인더 생산 단계(S100)나 슬러리 생산 단계(S200)에 선택적으로 적용될 수 있고 바인더 생산 단계(S100)나 슬러리 생산 단계(S200) 모두 적용될 수 있다.
상술된 바와 같이 상기 바인더 생산 단계(S100) 또는 전극 슬러리 생산 단계(S200)에서는 바인더 원재료 또는 전극 슬러리 원재료로서 파우더를 공급하며 이를 위해 바인더 파우더 공급부(130) 또는 활물질 공급부(230)를 포함한다.
본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이 바인더를 생산하는 바인더 생산 단계(S100)와, 상기 바인더 생산 단계(S100)에 의해 생산된 바인더와 전극 슬러리 원재료를 믹싱하여 전극용 슬러리를 생산하는 전극 슬러리 생산 단계(S200)를 포함한다. 이러한 본 발명에 의해 고 품질의 슬러리를 연속적으로 생산할 수 있다. 이때, 상기 연속적으로 생산되는 전극 슬러리의 품질을 본 발명의 인라인 품질 측정 단계(S300)에 의해 실시간으로 측정할 수 있다. 다시 말해서 전극 슬러리의 품질로서 가장 중요한 점도를 실시간으로 측정하는 것이다.
이를 위한 인라인 품질 측정 단계(S300)는 도 7에 도시된 바와 같이 제1점도 측정부(310)와, 온도 조절부(320) 그리고 이송부(330), 유량 측정부(340)를 포함한다. 상기 제1점도 측정부(310)는 상기 전극 슬러리 생산 단계를 통해 생산되는 전극 슬러리의 양산 배출 라인(BL) 일 측에서 분기되는 분기 라인(FL)에 구비된다. 이러한 제1점도 측정부(310)는 상기 분기 라인(FL)의 압력 구배와 유량을 측정하여 점도를 측정하게 된다. 다시 말해서, 상기 분기 라인(FL)의 특정 지점(311,312) 사이의 압력 구배를 측정한 후 상기 측정된 압력 구배와 유량에 의해 점도를 산출하게 된다. 이러한 제1점도 측정부(310)에 의해 양산 중인 슬러리의 점도를 실시간으로 측정할 수 있다. 한편, 상술된 바와 같이 압력 구배와 유량에 의해 점도를 산출하는 기법 자체는 널리 알려진 것으로서, 특히 한국 등록 특허 제10-2013036호, 일본 공개 특허 제2004-317367호, 일본 공개 특허 제1994-074887등에 자세히 기재되어 있는 바, 이에 대한 중복되는 설명과 도시는 생략한다.
한편, 정확한 점도를 측정하기 위해서는 측정 대상물의 온도를 조절해야 한다. 즉, 점도가 온도에 따라 민감하게 변동하므로 슬러리의 점도 측정을 위해서는 상기 슬러리의 온도를 조절해야 한다. 이를 위해 상기 분기 라인(FL)에 구비되고, 상기 제1점도 측정부(310) 측으로 공급되는 전극 슬러리의 온도를 조절하는 온도 조절부(320)를 포함한다. 상기 온도 조절부(320)는 널리 알려진 히터나 열 교환기 등을 이용할 수 있으며, 이러한 구성은 널리 알려진 관계로 이에 대한 자세한 설명과 도시는 생략한다.
상기 유량 측정부(340)는 슬러리의 유동량을 측정하기 위한 장치로서 이는 널리 알려진 구성(예를 들어 한국 공개 특허 제10-2022-0067399호)인 관계로 이에 대한 중복되는 설명과 도시는 생략한다.
또한, 이송부(330)에 의해 상기 온도 조절부(320)측으로 전극 슬러리를 공급한다. 상기 이송부(330)는 널리 알려진 펌프 등을 상기 분기 배관(FL)에 구비하여 이용할 수 있다.
상술된 이송부(330)와 온도 조절부(320), 유량 측정부(340)에 의해 정해진 유량 및 온도에 해당하는 전극 슬러리의 압력 구배를 측정하여, 양산 중의 전극 슬러리 점도를 실시간으로 산출하게 된다.
상기 전극 슬러리의 품질 측정을 위해서는 점도 이외에도 다양한 특성(예를 들어 활물질 등의 입도 등)을 측정해야 하며 이를 위해 영상 촬영이 필요할 수 있다. 그런데, 상술된 바와 같이 본 발명은 연속적으로 전극 슬러리를 대량 생산하므로 상기 영상 촬영 역시 대량 생산 공정 중에 실시간으로 이루어져야 한다. 이를 위해 상기 전극 슬러리 생산 단계(S200)에 의해 생산된 전극 슬러리의 샘플을 촬영하는 샘플 촬영 단계(S400)를 더 포함한다.
도 8에 도시된 바와 같이 상기 샘플 촬영 단계(S400)는 상기 전극 슬러리 생산 단계(S200)를 통해 생산되는 전극 슬러리의 양산 배출 라인에 구비되고 상호 연통되는 유동부(410)와, 상기 유동부(410) 일 측에 구비되는 촬영부(420)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 유동부(410)는 상기 양산 배출 라인과 연통되는 유동부 본체(413)와, 상기 유동부 본체(413) 일부에 형성되고, 상기 양산 배출 라인을 통해 배출되는 양산 슬러리가 통과하는 메인 유동부(411)와, 상기 유동부 본체(413)의 또 다른 일부에 형성되고, 상기 양산 슬러리 중 일부만이 통과하는 샘플 유동부(412)를 포함한다. 다시 말해서, 양산 슬러리의 일부만이 샘플 유동부(412)를 통과하고 나머지는 메인 유동부(411)를 통과한다. 따라서, 대량 생산 중인 슬러리를 메인 유동부(411)를 통해 그대로 통과시키면서 일부만을 샘플 유동부(412)로 보내어 영상을 촬영한다.
상기 촬영부(420)는 상기 유동부 본체(413)에 구비되어 상기 샘플 유동부(412)를 통해 유동하는 전극 슬러리를 촬영하여 상기 전극 슬러리의 특성을 파악하게 된다. 다시 말해서, 대량 생산 중인 슬러리를 실시간으로 영상 촬영하여 소정의 특성을 파악하게 된다. 이때 상기 촬영부(420)는 널리 알려진 카메라를 이용할 수 있으며 소정의 제어부(미도시, 예를 들어 컴퓨터)를 통해 제어될 수 있다.
한편, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 인라인 품질 측정 단계(S300)는 상기 전극 슬러리 생산 단계(S200)를 통해 생산되는 전극 슬러리의 양산 배출 라인에 구비되어 상호 연통되는 유동부(410)와, 상기 유동부(410) 일 측에 구비되는 제2점도 측정부(500)를 포함하여 점도를 측정할 수 있다. 이러한 제2점도 측정부(500)는 상기 유동부(410)의 일정 지점 사이의 압력 구배를 측정하는 압력 구배 측정부(510)와, 상기 유동부(410) 일 측에 구비되어 유량을 측정하는 유량 측정부(520)와, 상기 유동부(410) 일 측에 구비되어 온도를 측정하는 온도 측정부(530)를 포함한다. 상기 측정된 온도와 압력 구배 및 유량에 의해 양산 중의 전극 슬러리 점도를 실시간으로 산출하게 된다.
도 9에 도시된 점도 측정 방식(이하 "제2방식"이라 함)은 도 7에 도시된 점도 측정 방식("제1방식")과 상이하다. 즉, 상기 제1방식은 슬러리 일부를 바이패싱하여 점도를 측정하는 방식임에 비해, 제2방식은 양산 생산 라인에 있는 슬러리 자체를 이용하여 점도를 측정하는 방식이라는 점에서 상이하다. 또한, 제1방식은 온도 조절부에 의해 특정 온도로 조절한 후 점도를 측정하는 점에 비해, 제2방식은 현재의 온도에 대한 점도를 측정한 후 소정의 테이블을 참조하여 특정 온도에 대한 점도를 산출하게 된다. 즉, 슬러리는 온도에 따라 변동이 되며 각각의 온도에 대한 점도는 이미 테이블로 정리되어 있다. 따라서, 제1방식과 같이 특정 온도로 조절할 필요없이 제2방식과 같이 현재 온도와 점도를 측정하면 상술된 바와 같이 특정 온도에 대한 점도를 소정의 테이블에 의해 산출할 수 있다. 따라서 제2방식의 경우가 제1방식보다 편리하게 점도를 산출할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
100 : 바인더 생산부 110 : 바인더 믹서
120 : 용매 공급부 130 : 바인더 파우더 공급부
140 : 도전재 공급부 160 : 고전단 분산기
170 : 스태틱 믹서 180 : 버퍼 탱크
200 : 전극 슬러리 생산부 210 : 슬러리 믹서
220 : 용매 공급부 230 : 활물질 공급부
240 : 도전재 공급부 260 : 고전단 분산기
280 : 버퍼 탱크 300 : 인라인 품질 측정부
310 : 제1점도 측정부 320 : 온도 조절부
330 : 이송부 340 : 유량 측정부
400 : 샘플 촬영부 410 : 유동부
420 : 촬영부

Claims (9)

  1. 2차 전지용 전극 슬러리를 연속적으로 생산하는 방법으로서,
    바인더 원재료를 믹싱하여 바인더를 생산하는 바인더 생산 단계(S100)와, 상기 바인더 생산 단계(S100)에 의해 생산된 바인더와 전극 슬러리 원재료를 믹싱하여 전극용 슬러리를 생산하는 전극 슬러리 생산 단계(S200)와, 상기 전극 슬러리의 품질을 양산 공정 중 실시간으로 측정하는 인라인 품질 측정 단계(S300)를 포함하고,
    상기 바인더 생산 단계(S100)는 바인더 믹서(110)와 버퍼 탱크(180)를 포함하여, 바인더 원재료가 상기 바인더 믹서(110)에서 믹싱되어 바인더가 생산된 후, 상기 버퍼 탱크(180)에서 일시 저장되고,
    상기 전극 슬러리 생산 단계(S200)는 슬러리 믹서(210) 및 고전단 분산기(260)와 버퍼 탱크(280)를 포함하여, 상기 바인더 믹서(110)에서 생성된 바인더와 전극 슬러리의 원재료를 슬러리 믹서(210)에서 믹싱되고 고전단 분산기(260)에서 분산되어 전극용 슬러리가 생산된 후, 상기 버퍼 탱크(280)에서 일시 저장되며,
    상기 인라인 품질 측정 단계(S300)에서는 상기 전극 슬러리 생산 단계(S200)에서 생산된 슬러리의 품질을 양산 공정 중에 실시간으로 측정하는 연속식 전극 슬러리 생산 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바인더 생산 단계(S100)는 상기 바인더 믹서(110)에서 토출된 바인더를 분산하는 고전단 분산기(160)와, 상기 고전단 분산기(160)에서 토출된 바인더를 다시 믹싱하는 스태틱 믹서(170)를 포함하는 연속식 전극 슬러리 생산 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바인더 믹서(110) 또는 슬러리 믹서(210)는 믹싱되는 원재료가 내부에 투입되어 믹싱되는 배럴(BB)과, 상기 배럴(BB) 내부에 구비되는 샤프트(SH)와, 상기 샤프트(SH)에 구비되어 상기 원재료를 믹싱 및 이송하는 스크류(SC)와, 상기 스크류(SC)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(BR)을 포함하고,
    상기 베어링(BR)은 원재료의 이송방향 후단에 배치되어 상기 스크류(SC)를 지지하는 후방 베어링(BR2)을 포함하여,
    상기 샤프트(SH)는 상기 후방 베어링(BR2)에 의해 지지되어 스크류(SC)가 배럴(BB) 내측면과 접촉이 방지되어 금속 이물질의 발생이 억제되는 연속식 전극 슬러리 생산 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 배럴(BB)은 상기 샤프트(SH)와 스크류(SC)가 내부에 배치되는 중공의 배럴 본체(BB1)와, 상기 배럴 본체(BB1) 일 측에 형성되는 공급부(BB2)와, 상기 배럴 본체(BB1)의 상면 또는 하면에 형성되는 배출부(BB3)를 포함하고,
    상기 스크류(SC)는 원재료를 믹싱 및 이송하는 제1스크류(SC1)와, 상기 제1스크류(SC1)에서 원재료의 이송방향 후방에 형성되는 제2스크류(SC2)를 포함하고,
    상기 제1스크류(SC1)의 나선 방향은 회전시 후방으로 이송하도록 형성되고, 제2스크류(SC2)의 나선 방향은 제1스크류(SC1)의 나선 방향과 반대 방향으로 형성되며,
    상기 후방 베어링(BR2)은 제2스크류(SC2)의 이송방향 후방에 구비되는 연속식 전극 슬러리 생산 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 배럴(BB)의 하측에 구비되는 냉각수 공급부(CW)를 더 포함하고,
    상기 냉각수 공급부(CW)에서 냉각수가 배럴(BB)측으로 냉각수가 공급되어 배럴(BB)의 온도가 조절되는 연속식 전극 슬러리 생산 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 바인더 생산 단계(S100)의 고전단 분산기(160) 또는 전극 슬러리 생산 단계(S200)의 고전단 분산기(260)는 회전판(HS3)과, 상기 회전판(HS3)에 설치되고 원주 방향으로 다수 개 구비되는 분산 바아(HS2)와, 상기 회전판(HS3) 및 분산 바아(HS2)가 내부에 구비되는 케이스(HS1)를 포함하고,
    상기 분산 바아(HS2)는 바인더 믹서(110) 또는 슬러리 믹서(210)의 샤프트(SH) 방향과 동일하게 수평 방향으로 배치되어,
    상기 케이스(HS1)로 유입되는 바인더 또는 전극 슬러리는 상기 분산 바아(HS2)의 회전에 의해 분산되되 상기 분산 바아(HS2)는 수평 방향으로 배치되어 추력이 발생하지 않고 상기 바인더 또는 전극 슬러리는 바인더 믹서(110) 또는 슬러리 믹서(210)의 토출 압력에 의해 케이스(HS1)를 내부를 관통하여 분산되는 연속식 전극 슬러리 생산 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 바인더 생산 단계(S100) 또는 전극 슬러리 생산 단계(S200)는 도전재 공급부를 선택적으로 포함하거나
    상기 바인더 생산 단계(S100)와 전극 슬러리 생산 단계(S200) 모두 도전재 공급부를 포함하는 연속식 전극 슬러리 생산 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 인라인 품질 측정 단계(S300)는 상기 전극 슬러리 생산 단계(S200)를 통해 생산되는 전극 슬러리의 양산 배출 라인 일 측에 구비되어 분기되는 분기 라인(FL)과, 상기 분기 라인(FL)에 구비되는 제1점도 측정부(310)와, 상기 분기 라인(FL)에 구비되고, 상기 제1점도 측정부(310) 측으로 공급되는 전극 슬러리의 온도를 조절하는 온도 조절부(320)와, 상기 온도 조절부(320) 측으로 전극 슬러리를 공급하고 상기 분기 라인(FL)에 구비되는 이송부(330) 및 유량 측정부(340)를 포함하여,
    상기 이송부(330) 및 유량 측정부(340)와 온도 조절부(320)에 의해 정해진 유량 및 온도에 해당하는 전극 슬러리의 압력 구배를 측정하여,
    양산 중의 전극 슬러리 점도를 실시간으로 산출하는 연속식 전극 슬러리 생산 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전극 슬러리 생산 단계(S200)에 의해 생산된 전극 슬러리의 샘플을 촬영하는 샘플 촬영 단계(S400)를 더 포함하고,
    상기 샘플 촬영 단계(S400)는 상기 전극 슬러리 생산 단계(S200)를 통해 생산되는 전극 슬러리의 양산 배출 라인에 구비되고 상호 연통되는 유동부(410)와, 상기 유동부(410) 일 측에 구비되는 촬영부(420)를 포함하고,
    상기 유동부(410)는 상기 양산 배출 라인과 연통되는 유동부 본체(413)와, 상기 유동부 본체(413) 일부에 형성되고, 상기 양산 배출 라인을 통해 배출되는 양산 슬러리가 통과하는 메인 유동부(411)와, 상기 유동부 본체(413)의 또 다른 일부에 형성되고, 상기 양산 슬러리 중 일부만이 통과하는 샘플 유동부(412)를 포함하며,
    상기 촬영부(420)는 상기 유동부 본체(413)에 구비되어 상기 샘플 유동부(412)를 통해 유동하는 전극 슬러리를 촬영하여 상기 전극 슬러리의 특성을 파악하는 연속식 전극 슬러리 생산 방법.
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JP6038557B2 (ja) 2012-09-06 2016-12-07 トヨタ自動車株式会社 電極ペースト製造装置および電極ペースト製造方法

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