KR20240015281A - 슬롯 다이 코터 및 이를 포함하는 전극 코팅 장치 - Google Patents

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KR20240015281A
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Abstract

슬롯 다이 코터 및 이를 포함하는 전극 코팅 장치가 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터는, 기재의 표면에 코팅 물질을 토출하도록 구성된 장치로서, 제1 면을 구비하는 제1 다이; 상기 제1 면과 대면하는 제2 면을 구비하는 제2 다이; 및 상기 제1 다이의 제1 면과 상기 제2 다이의 제2 면 사이에 개재되어, 상기 코팅 물질이 토출되는 슬롯을 형성하도록 구성된 심 플레이트를 포함하고, 상기 제2 다이는, 상기 슬롯의 개구 양 측에서 각각 상기 기재 측으로 돌출된 한 쌍의 가이드 립을 구비하고, 상기 한 쌍의 가이드 립은, 상기 기재의 표면으로 토출된 상기 코팅 물질의 양 사이드 에지 부분과 접촉하여, 상기 기재의 이동에 따른 상기 코팅 물질의 이동을 가이드하도록 구성될 수 있다.

Description

슬롯 다이 코터 및 이를 포함하는 전극 코팅 장치{Slot die coater and electrode coating device including same}
본 발명은 슬롯 다이 코터 및 이를 포함하는 전극 코팅 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 슬롯을 통해 기재의 표면에 코팅 물질을 토출하는 슬롯 다이 코터 및 이를 포함하는 전극 코팅 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 충전과 방전을 반복할 수 있는 이차전지의 전극 조립체는 양극(cathode)에 해당하는 제1 전극과, 음극(anode)에 해당하는 제2 전극 사이에 분리막(separator)을 개재시킨 적층 구조체를 다수 적층하거나 권취하는 방식으로 제조된다. 이 경우, 각각의 전극은 알루미늄 또는 구리 소재의 전극 기재에 양극 활물질 또는 음극 활물질을 포함하는 슬러리(slurry) 상태의 코팅 물질을 도포하여 건조시킴으로써 제조된다.
최근, 이러한 전극 기재의 코팅 공정에는 슬롯 다이 코터(slot die coater)가 주로 이용되고 있다. 슬롯 다이 코터는 슬롯(slot)을 통해 코팅 물질을 토출하여 코팅 대상 기재의 표면을 코팅하는 장치이다.
그러나, 한국 공개특허공보 제10-2019-0060557호에 개시된 바와 같이, 기존 기술은, 슬롯 다이 코터의 내부에 압력을 가하여, 슬롯 다이 코터의 내부에 수용된 코팅 물질을, 상대적으로 넓은 폭과 상대적으로 매우 낮은 높이를 가진 슬롯의 개구를 통해 토출하기 때문에, 실제 코팅 공정에 적용될 경우, 토출된 코팅 물질의 폭이 토출 압력과 대기압으로 인해 슬롯 개구의 폭보다 확장되어 설계와 다른 결과를 초래하는 문제점이 있다.
더욱이, 기존 기술은 슬롯 다이 코터 내부에 가해지는 압력의 맥동에 따라 상기 토출된 코팅 물질의 폭이 불균일해지는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 슬롯을 통해 기재의 표면으로 토출된 코팅 물질의 폭이 토출 압력과 대기압으로 인해 슬롯 개구의 폭보다 확장되는 현상과, 상기 코팅 물질의 폭이 토출 압력의 맥동으로 인해 불균일해지는 현상을 방지할 수 있는 슬롯 다이 코터 및 이를 포함하는 전극 코팅 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터는, 기재의 표면에 코팅 물질을 토출하도록 구성된 장치로서, 제1 면을 구비하는 제1 다이; 상기 제1 면과 대면하는 제2 면을 구비하는 제2 다이; 및 상기 제1 다이의 제1 면과 상기 제2 다이의 제2 면 사이에 개재되어, 상기 코팅 물질이 토출되는 슬롯을 형성하도록 구성된 심 플레이트를 포함하고, 상기 제2 다이는, 상기 슬롯의 개구 양 측에서 각각 상기 기재 측으로 돌출된 한 쌍의 가이드 립을 구비하고, 상기 한 쌍의 가이드 립은, 상기 기재의 표면으로 토출된 상기 코팅 물질의 양 사이드 에지 부분과 접촉하여, 상기 기재의 이동에 따른 상기 코팅 물질의 이동을 가이드하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 다이는, 상기 코팅 물질을 수용하며 상기 슬롯과 연통하도록 구성된 수용 홈을 더 구비할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 다이는, 상기 제1 면을 구비하고, 선단에 상기 개구가 위치하는 본체부; 및 상기 본체부의 후단에서 상기 제2 다이 측으로 연장되어 상기 제2 다이를 지지하는 지지부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 다이는, 상기 기재 측으로 돌출되어 상기 개구의 일 측벽을 이루는 제1 다이 립을 구비할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 다이는, 상기 한 쌍의 가이드 립 사이에서 상기 기재 측으로 돌출되어 상기 개구의 다른 일 측벽을 이루는 제2 다이 립을 더 구비하고, 상기 한 쌍의 가이드 립은, 상기 제2 다이 립보다 더 길게 상기 기재 측으로 돌출되도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 한 쌍의 가이드 립은, 상기 기재 측으로 돌출된 길이가 상기 제2 다이 립보다 100㎛ 이상 300㎛ 이하 범위에서 더 길게 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 한 쌍의 가이드 립 및 상기 제2 다이 립은, 각각 소정 두께를 가지며 상기 기재 측으로 돌출되고, 상기 한 쌍의 가이드 립은, 상기 제2 다이 립보다 두껍게 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 다이는, 상기 한 쌍의 가이드 립 사이에서 상기 기재 측으로 돌출되어 상기 개구의 다른 일 측벽을 이루는 제2 다이 립을 더 구비하고, 상기 제1 다이 립은, 상기 제2 다이 립보다 더 길게 상기 기재 측으로 돌출되도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 다이는, 상기 제1 다이와 일정 간극을 두고 배치되어 상기 슬롯을 형성하는 제1 다이 블록; 상기 한 쌍의 가이드 립 중 제1 가이드 립을 구비하며 상기 제1 다이 블록의 일 측에 배치되는 제2 다이 블록; 및 상기 한 쌍의 가이드 립 중 제2 가이드 립을 구비하며 상기 제1 다이 블록의 타 측에 배치되는 제3 다이 블록을 포함하고, 상기 제1 다이 블록은, 상기 제2 다이 블록과 대면하는 상기 제1 다이 블록의 일 측면에서 상기 제2 다이 블록 측으로 돌출된 제1 지지 돌기; 및 상기 제3 다이 블록과 대면하는 상기 제1 다이 블록의 타 측면에서 상기 제3 다이 블록 측으로 돌출된 제2 지지 돌기를 구비하고, 상기 제2 다이 블록은, 상기 제1 지지 돌기를 수용하여 상기 제1 다이 블록을 지지하도록 구성된 제1 지지 홈을 더 구비하고, 상기 제3 다이 블록은, 상기 제2 지지 돌기를 수용하여 상기 제1 다이 블록을 지지하도록 구성된 제2 지지 홈을 더 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전극 코팅 장치는, 상술한 실시예들 중 어느 한 실시예에 따른 슬롯 다이 코터를 포함하는 장치로서, 상기 슬롯 다이 코터를 이용하여 전극 기재를 코팅하도록 구성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 슬롯의 개구 폭 방향 양 측에서 각각 코팅 대상 기재 측으로 돌출된 한 쌍의 가이드 립이, 상기 기재의 표면으로 토출된 코팅 물질의 양 사이드 에지 부분과 접촉하여, 상기 코팅 물질이 상기 코팅 물질의 사이드 방향으로 확장되는 것을 차단하고, 상기 기재의 이동에 따른 상기 코팅 물질의 이동을 가이드함으로써, 상기 토출된 코팅 물질의 폭이 토출 압력이나 대기압으로 인해 슬롯 개구의 폭보다 확장되는 현상을 최소화하고, 상기 토출된 코팅 물질의 폭이 토출 압력의 맥동으로 인해 불균일해지는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 슬롯의 개구를 형성하는 두 개의 다이 립 중에서, 일 방향으로 이동 중인 기재와 상대적으로 먼저 만나는 제1 다이 립이, 상기 기재와 상대적으로 나중에 만나는 제2 다이 립보다 상기 기재 측으로 더 길게 돌출되도록 구성됨으로써, 상기 슬롯을 통해 토출된 코팅 물질이 토출 압력이나 대기압으로 인해 기재 이동 방향의 반대 방향으로 누설되는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 슬롯 다이 코터를 이루는 제1 다이와 제2 다이 중에서 상기 한 쌍의 가이드 립을 구비한 제2 다이가, 상기 제1 다이와 슬롯을 형성하는 제1 다이 블록, 상기 한 쌍의 가이드 립 중 제1 가이드 립을 구비하는 제2 다이 블록, 및 상기 한 쌍의 가이드 립 중 제2 가이드 립을 구비하는 제3 다이 블록 간의 결합으로 구성됨으로써, 상기 한 쌍의 가이드 립과 상기 슬롯의 개구 사이에 형성되는 미세 단차 구조를 정밀 가공 없이 용이하게 구현할 수 있으며, 슬롯 다이 코터의 정밀성을 개선하면서도 제조 시간과 제조 비용을 절감할 수 있다.
또한, 추가적인 체결 부재를 사용하지 않고도 상기 제1 다이와 상기 제2 다이의 제1 다이 블록 간의 간극이 유지되도록 상기 제1 다이 블록을 지지하는 지지 구조가 마련됨으로써, 일체형이 아닌 다이 블록들 간의 결합으로 구성되는 상기 제2 다이를 사용하여 슬롯 다이 코터를 제조하더라도 상기 슬롯 다이 코터의 내구성과 신뢰성을 보장할 수 있다.
나아가, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명에 따른 다양한 실시예들이 상기 언급되지 않은 여러 기술적 과제들을 해결할 수 있음을 이하의 설명으로부터 자명하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 M1 영역을 나타낸 확대도이다.
도 3은 도 1에 도시된 슬롯 다이 코터를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 슬롯 다이 코터의 A-A´ 라인에 따른 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 슬롯 다이 코터의 B-B´ 라인에 따른 단면도이다.
도 6은 도 5의 M2 영역을 나타낸 확대도이다.
도 7은 본 발명의 변형된 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터의 립 구조를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터의 코팅 방식을 나타낸 도면이다.
도 9는 일반적인 슬롯 다이 코터에 의해 형성되는 코팅층을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터에 의해 형성되는 코팅층을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 변형된 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터의 제2 다이를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 코팅 장치를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 기술적 과제에 대응하는 해결 방안을 명확히 하기 위해, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련 공지기술에 관한 설명이 오히려 본 발명의 요지를 불명료하게 하는 경우에는 그에 관한 설명은 생략될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이들은 설계자, 제조자 등의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있을 것이다. 그러므로 후술되는 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
한편, 첨부된 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지시한다. 또한, 첨부된 도면들에 나타난 본 발명의 구성요소들 또는 각 구성요소의 부분들은 본 발명의 기술적 특징을 효과적으로 설명하기 위해 과장되거나 축소되거나 간략화된 것일 수 있다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터(10)가 사시도로 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터(10)는, 소정 이송 수단에 의해 일 방향으로 이송되는 타깃 기재의 이송 경로 상에서, 슬롯(12)을 통해 코팅 물질을 토출하여, 상기 타깃 기재의 표면을 코팅하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 상기 슬롯 다이 코터(10)는 제1 다이(100), 제2 다이(200) 및 심 플레이트(shim plate)(300)를 포함할 수 있다.
상기 제1 다이(100)는 상기 제2 다이(200)와 대면하는 제1 면을 구비하며, 상기 제2 다이(200)와 결합되어 코팅 물질을 수용하는 수용 공간을 형성하도록 구성될 수 있다.
이 경우, 상기 제1 다이(100)는 상기 제1 면을 구비하며 그 선단에 슬롯의 개구(12a)가 위치하는 본체부(110)와, 본체부(110)의 후단에서 제2 다이(200) 측으로 연장되어 제2 다이(200)를 지지하도록 구성된 지지부(120)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 다이(100)의 본체부(110)는, 타깃 기재 측(X축 방향)으로 돌출되어 상기 개구(12a)의 일 측벽을 이루는 제1 다이 립(die lip)(112)을 구비할 수 있다.
상기 슬롯(12)의 말단에 위치한 개구(12a)는 소정 높이와 폭을 가지되, 그 높이에 비해 상당히 넓은 폭을 가질 수 있다. 아래에서 다시 설명하겠지만, 슬롯(12)의 말단에 위치한 개구(12a)의 폭은 기재의 표면에 형성되는 코팅층의 폭에 대응할 수 있다.
상기 제2 다이(200)는 상기 제1 다이(100)의 제1 면과 대면하는 제2 면을 구비하며, 상기 제1 다이(100)와 결합되어 상기 코팅 물질을 수용하는 수용 공간을 형성하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제2 다이(200)는 상기 개구(12a)의 폭 방향 양 사이드에서 각각 타깃 기재 측(X축 방향)으로 돌출된 한 쌍의 가이드 립(222, 232)을 구비할 수 있다.
상기 한 쌍의 가이드 립(222, 232)은 타깃 기재의 표면으로 토출된 코팅 물질의 폭 방향 양 사이드 에지 부분과 접촉하여, 상기 코팅 물질이 토출 압력이나 대기압에 의해 그 에지 방향으로 확장되는 것을 차단하면서, 타깃 기재의 이동에 따른 상기 코팅 물질의 이동을 가이드하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 제2 다이(200)는 상기 한 쌍의 가이드 립(222, 232) 사이에서 타깃 기재 측(X축 방향)으로 돌출되어 상기 개구(12a)의 다른 일 측벽을 이루는 제2 다이 립(212)을 구비할 수 있다.
이 경우, 상기 한 쌍의 가이드 립(222, 232)은 제2 다이 립(212)보다 더 길게 타깃 기재 측으로 돌출되도록 구성될 수 있다. 아래에서 다시 설명하겠지만, 상기 한 쌍의 가이드 립(222, 232)은, 타깃 기재 측으로 돌출된 길이가 상기 제2 다이 립(212)보다 100㎛ 이상 300㎛ 이하 범위에서 더 길게 구성될 수 있다.
또한, 상기 제1 다이(100)의 제1 다이 립(112)은, 제2 다이 립(212)보다 더 길게 타깃 기재 측으로 돌출되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 다이 립(112)은 타깃 기재 측으로 돌출된 길이가 상기 제2 다이 립(212)보다 100㎛ 이상 300㎛ 이하 범위에서 더 길게 구성될 수 있다. 실시예에 따라, 상기 제1 다이 립(112)은 제2 다이 립(212)과 동일한 길이로 돌출되도록 구성될 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 다이(200)는 제1 다이 블록(210), 제2 다이 블록(220) 및 제3 다이 블록(230)을 포함할 수 있다. 상기 제2 다이(200)는 제1 다이 블록(210), 제2 다이 블록(220) 및 제3 다이 블록(230)의 결합으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 제2 다이(200)는 세 개의 다이 블록들(210, 220, 230)이 상기 개구(12a)의 폭 방향을 따라 나란히 결합됨으로써 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 제1 다이 블록(210)은 상기 제2 다이 립(212)을 구비하며, 상기 제1 다이(100)와 일정 간극을 두고 배치되어 상기 슬롯(12)을 형성하도록 구성될 수 있다.
상기 제2 다이 블록(220)은 상기 한 쌍의 가이드 립(222, 232) 중 제1 가이드 립(222)을 구비하며 제1 다이 블록(210)의 일 측에 배치되도록 구성될 수 있다.
상기 제3 다이 블록(230)은 상기 한 쌍의 가이드 립(222, 232) 중 제2 가이드 립(232)을 구비하며, 제1 다이 블록(210)의 타 측에 배치되도록 구성될 수 있다.
이러한 제1 다이 블록(210), 제2 다이 블록(220) 및 제3 다이 블록(230)은 각각 볼트와 같은 체결 부재들(214, 224, 234)에 의해 제1 다이(100)와 결합하도록 구성될 수 있다.
이와 같이, 슬롯 다이 코터(10)를 이루는 제2 다이(200)가, 각각 가이드 립과 다이 립 중 어느 하나만을 구비한 다이 블록들(210, 220, 230) 간의 결합으로 구성됨으로써, 상기 한 쌍의 가이드 립(222, 232)과 제2 다이 립(212) 사이에 형성되는 미세 단차 구조를 정밀 가공 없이 용이하게 구현할 수 있으며, 슬롯 다이 코터의 정밀성을 개선하면서도 제조 시간과 제조 비용을 절감할 수 있다.
아래에서 다시 설명하겠지만, 상기 심 플레이트(300)는 상기 제1 다이(100)의 제1 면과 상기 제2 다이(200)의 제2 면 사이에 개재되어, 코팅 물질이 토출되는 슬롯(12)을 형성하도록 구성될 수 있다.
한편, 상기 슬롯 다이 코터(10)의 코팅 대상이 되는 기재는, 이차전지의 전극 제조에 사용되는 전극 기재일 수 있다. 이 경우, 전극 기재는 양극 또는 음극의 전극 제조에 사용되는 금속 호일이거나, 분리막 제조에 사용되는 PE(Polyethylene) 또는 PP(Polypropylene) 소재의 시트일 수 있다.
또한, 상기 슬롯 다이 코터(10)에서 토출되는 코팅 물질은, 양극 활물질 또는 음극 활물질과 함께 도전제와 바인더를 포함하는 슬러리(slurry)이거나, 세라믹 물질이 포함된 코팅 물질일 수 있다. 이 경우, 양극 활물질로는 LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4, LiNiCoAlO2, LiniMnCoO2, 또는 Li2TiO3 등과 같은 소재가 사용될 수 있다. 또한, 음극 활물질로는 천연 흑연, 인조 흑연 또는 저결정탄소 등과 같은 소재가 사용될 수 있다.
도 2에는 도 1의 M1 영역이 확대도로 도시되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 다이(100)의 제1 다이 립(112)과, 제2 다이(200)를 이루는 제1 다이 블록(210)의 제2 다이 립(212)은 심 플레이트(300)의 두께만큼의 간극을 두고 배치되어, 코팅 물질을 토출하는 슬롯의 개구(12a)를 형성할 수 있다.
또한, 상기 제1 다이 블록(210)의 일 측에 배치되는 제2 다이 블록(220)의 제1 가이드 립(222)은, 슬롯의 개구(12a) 또는 제1 다이 블록(210)의 제2 다이 립(212)보다 기재 방향, 즉 코팅 물질의 토출 방향으로 더 길게 돌출될 수 있다.
이와 같이 제1 가이드 립(222)과 제2 다이 립(212) 간의 돌출 길이 차이로 인해 마련되는 제1 단차면은, 슬롯의 개구(12a)를 통해 토출된 코팅 물질의 이동을 가이드하는 역할을 수행하게 된다.
마찬가지로, 제2 다이 블록(220)의 제2 가이드 립(232)과 상기 제2 다이 립(212) 간의 돌출 길이 차이로 인해 마련되는 제2 단차면도, 슬롯의 개구(12a)를 통해 토출된 코팅 물질의 이동을 가이드하는 역할을 수행하게 된다. 이 경우, 상기 제1 가이드 립(222)의 제1 단차면과 상기 제2 가이드 립(232)의 제2 단차면은 상호 평행하게 대면하는 평면들로 구성될 수 있다.
또한, 상기 제1 가이드 립(222)과 제2 가이드 립(232)의 돌출 길이는 서로 동일할 수 있다.
도 3에는 도 1에 도시된 슬롯 다이 코터(10)가 분해 사시도로 도시되어 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 슬롯 다이 코터(10)는 제1 다이(100), 다이 블록들(210, 220, 230), 및 심 플레이트(300)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 제1 다이(100)는 본체부(110)와 지지부(120)를 포함할 수 있다. 상기 본체부(110)의 선단에는 슬롯의 개구(12a)를 형성하는 제1 다이 립(112)이 마련될 수 있으며, 상기 다이 블록들(210, 220, 230)과 대면하는 상기 본체부(110)의 상면(114)에는 수용 홈(116)이 마련될 수 있다.
상기 수용 홈(116)은 코팅 물질을 수용하며 상기 슬롯(12)과 연통하도록 구성될 수 있다. 이러한 수용 홈(116)은 상기 슬롯(12)으로 코팅 물질을 전달하는 매니폴드(manifold)의 역할을 수행할 수 있다. 이를 위해, 상기 수용 홈(116)은 외부에 설치된 코팅 물질 공급 챔버(미도시)와 파이프로 연결되어 해당 챔버로부터 코팅 물질을 공급받도록 구성될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 본체부(110)는 다이 블록들(210, 220, 230)과 심 플레이트(300) 등을 상기 본체부(110)에 결합시키는데 사용되는 소정 체결 부재가 체결되는 체결 홈(118)을 구비할 수 있다.
상기 지지부(120)는 본체부(110)의 후단에서 상방으로 연장되어 상기 다이 블록들(210, 220, 230)을 지지하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 본체부(110)와 지지부(120)는 일체로 형성될 수 있다.
이러한 제1 다이(100)에 결합되는 다이 블록들(210, 220, 230)은, 각각 상기 제1 다이(100)의 상면(114)과 대면하는 저면을 구비하며, 상기 제1 다이(100)와 결합되어, 상기 코팅 물질을 수용하는 수용 공간과 상기 코팅 물질을 토출하는 슬롯(12)을 형성하도록 구성될 수 있다.
이를 위해, 상기 제1 다이 블록(210)은 상기 제1 다이(100)의 제1 다이 립(212)과 함께 슬롯의 개구(12a)를 형성하는 제2 다이 립(212)을 구비할 수 있다. 실시예에 따라, 상기 제1 다이 블록(210)은 상기 제1 다이 블록(210)을 제1 다이(100)에 결합시키는데 사용되는 체결 부재가 삽입되는 삽입 홀(216)을 구비할 수 있다.
또한, 상기 제2 다이 블록(220)은 상기 한 쌍의 가이드 립(222, 232) 중 제1 가이드 립(222)을 구비하며 제1 다이 블록(210)의 일 측에 배치되도록 구성될 수 있다. 실시예에 따라, 상기 제2 다이 블록(220)은 상기 제2 다이 블록(220)을 제1 다이(100)에 결합시키는데 사용되는 체결 부재가 삽입되는 삽입 홀(226)을 구비할 수 있다.
상기 제3 다이 블록(230)은 상기 한 쌍의 가이드 립(222, 232) 중 제2 가이드 립(232)을 구비하며, 제1 다이 블록(210)의 타 측에 배치되도록 구성될 수 있다. 실시예에 따라, 상기 제3 다이 블록(230)은 상기 제3 다이 블록(230)을 제1 다이(100)에 결합시키는데 사용되는 체결 부재가 삽입되는 삽입 홀(236)을 구비할 수 있다.
이러한 제1 다이(100)와 제2 다이(200)의 다이 블록들(210, 220, 230)은 스테인리스 스틸을 포함하는 소재로 구성될 수 있다. 예컨대, 제1 다이(100)와 제2 다이(200)의 다이 블록들(210, 220, 230)은 SUS304, SUS316L SUS420J2, SUS440C 또는 SUS630 등과 같이 가공이 용이하고 내식성이 강한 스테인리스 스틸 소재로 구성될 수 있다.
상기 심 플레이트(300)는 상기 제1 다이(100)의 상면과 다이 블록들(210, 220, 230)의 저면 사이에 개재되어, 코팅 물질이 토출되는 슬롯(12)을 형성하도록 구성될 수 있다. 상기 심 플레이트(300)는 코팅 물질이 토출되는 슬롯(12)의 형상을 결정하는 한편, 슬롯 다이 코터(10)의 슬롯(12) 이외의 부분에서 코팅 물질의 외부 누출을 방지하는 개스킷(gasket)으로서의 역할을 수행할 수 있다.
이를 위해, 상기 심 플레이트(300)는 전체적으로 제1 다이(100)의 상면(114)을 커버하는 판 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 심 플레이트(300)는 그 중심부에 제1 다이(100)의 수용 홈(116)과 대응하는 형태의 중공(310)이 마련되고, 그 일 측부에 상기 중공(310)과 연통하는 개구(320)가 마련될 수 있다.
이러한 심 플레이트(300)는 코팅 물질이 토출되는 슬롯의 개구(12a) 형상을 결정할 수 있다. 즉, 심 플레이트(300)의 두께(Ts)는 슬롯의 개구(12a)의 높이를 결정하고, 심 플레이트(300)의 개구 폭(Ws)은 슬롯의 개구(12a)의 폭을 결정할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 심 플레이트(300)는 상기 심 플레이트(300)를 제1 다이(100)에 결합시키는데 사용되는 체결 부재가 삽입되는 삽입 홀(302)을 구비할 수 있다.
도 4에는 도 1에 도시된 슬롯 다이 코터(10)의 A-A´ 라인에 따른 단면도가 도시되어 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제2 다이(200)의 사이드 부분에 해당하는 제3 다이 블록(230)은 제1 다이(100)와 심 플레이트(300)를 사이에 두고 결합될 수 있다. 상기 제3 다이 블록(230)의 가이드 립(232)은 기재 방향(X축 방향)으로 돌출될 수 있다. 이 경우, 제1 다이(100)의 다이 립(112)은, 상기 제3 다이 블록(230)의 가이드 립(232)과 동일한 길이로 돌출될 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제1 다이(100)의 다이 립(112)은, 상기 다이 블록(230)의 가이드 립(232)보다 짧은 길이로 돌출되도록 구성될 수도 있다.
상기 제2 다이(200)의 다른 사이드 부분에 해당하는 제2 다이 블록(220)은 상술한 제3 다이 블록(230)과 대응하는 구조를 가질 수 있다.
도 5에는 도 1에 도시된 슬롯 다이 코터(10)의 B-B´ 라인에 따른 단면도가 도시되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제2 다이(200)의 중심 부분에 해당하는 제1 다이 블록(210)은 제1 다이(100)와 심 플레이트(300)를 사이에 두고 결합되어, 제1 다이(100)의 수용 홈(116)과 연통하는 슬롯(12)을 형성할 수 있다.
즉, 상기 제1 다이 블록(210)의 후단부는 심 플레이트(300)를 사이에 두고 제1 다이(100)에 결합되어 지지될 수 있다. 반면, 상기 제1 다이 블록(210)의 선단부는 상기 제1 다이(100)와 심 플레이트(300)의 두께에 대응하는 간극을 두고 이격됨으로써, 상기 슬롯(12)을 형성할 수 있다.
한편, 제1 다이(100)의 다이 립(112)과 상기 다이 블록(210)의 다이 립(212)은 상기 슬롯의 개구(12a)를 형성할 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 개구(12a)의 높이는 심 플레이트(300)의 두께에 대응하고, 상기 개구(12a)의 폭은 심심 플레이트(300)에 마련된 개구(320)의 폭에 대응할 수 있다.
이와 같이 형성된 슬롯의 개구(12a)를 통해 토출된 코팅 물질은, 상기 개구(12a)의 폭 방향 양 사이드에서 각각 돌출된 가이드 립(222, 232)에 의해 그 이동이 가이드될 수 있다.
도 6에는 도 5의 M2 영역이 확대도로 도시되어 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 다이(100)에 마련된 제1 다이 립(112)과, 제2 다이(200)의 다이 블록들(210, 220, 230) 중 제1 다이 블록(210)에 마련된 제2 다이 립(212)은, 코팅 물질이 토출되는 슬롯의 개구(12a)를 형성할 수 있다.
이 경우, 제1 다이 립(112)의 길이(L1)는, 제2 다이 립(212)의 길이(L2)보다 길게 구성될 수 있다. 다른 일 실시예에 있어서, 제1 다이 립(112)의 길이(L1)는 제2 다이 립(212)의 길이(L2)와 동일하게 구성될 수도 있다.
한편, 제2 다이 블록(220)의 제1 가이드 립(222)은, 일정 두께를 가지며 상기 개구(12a) 측에서 기재 측으로 소정 길이(Lg)만큼 돌출될 수 있다. 즉, 상기 제1 가이드 립(222)은 개구(12a)의 위치를 결정하는 제2 다이 립(212)보다 기재 측으로더 길게 돌출될 수 있다. 환언하면, 상기 제2 다이 립(212)은 상기 제1 가이드 립(222)보다 짧게 구성될 수 있다.
이 경우, 가이드 립(222)과 제2 다이 립(212) 간의 길이 차이(Lg-L2)는, 100㎛ 이상 300㎛ 이하 범위에서 결정될 수 있다.
상기 길이 차이(Lg-L2)가 100㎛ 미만이면, 타깃 기재의 표면에 토출된 코팅 물질의 양 사이드 에지가 대부분 제1 가이드 립(222)과 접촉되지 않고 대기에 노출되기 때문에, 토출된 코팅 물질의 폭이 상기 개구(12a)의 폭보다 확장됨은 물론, 불균일하게 될 수 있다.
반면, 상기 길이 차이(Lg-L2)가 300㎛를 초과하면, 제1 가이드 립(222)과 타깃 기재 사이에 최소 간극을 확보하기 위해 상기 개구(12a)가 타깃 기재로부터 일정 거리 이상 떨어져야만 하기 때문에, 타깃 기재에 형성되는 코팅층의 두께를 조절하기 어렵게 된다.
코팅 갭(coating gap)은 다이 립 끝단과 기재 사이의 거리를 의미한다. 이러한 코팅 갭은 코팅시에 코팅 비드(coating bead)의 압력을 좌우하여, 코팅 폭에 영향을 미친다. 코팅 갭이 변하면 코팅 물질의 양 사이드 에지는 대기압과 평형을 이루게 될 때까지 그 폭이 변하게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 가이드 립(222)보다 상기 제2 다이 립(212)이 짧으므로, 상기 제1 가이드 립(222)의 끝단에서의 코팅 갭은 상기 제2 다이 립(212)의 끝단에서의 코팅 갭보다 작다. 따라서, 상기 제1 가이드 립(222)과 접촉하는 코팅 물질의 에지 부분은, 공기와 만나는 면적이 작아지며 압력 변화에도 둔감해진다. 그 결과, 상기 제1 가이드 립(222)과 접촉하는 해당 에지 부분의 변형이 적어지며 전체 코팅 폭의 균일성이 확보될 수 있다.
상기 제1 가이드 립(222)과 제2 가이드 립(232)의 돌출 길이는 서로 동일할 수 있다. 따라서, 상기 제1 가이드 립(222)과 제2 다이 립(212) 간의 길이 차이에 의해 코팅 폭이 균일해지는 효과는, 상기 제2 가이드 립(232)과 제2 다이 립(212) 사이에서도 동일하게 발생한다.
한편, 도 6에는 제1 가이드 립(222)의 길이(Lg)와 제1 다이 립(112)의 길이(L1)가 동일 또는 근사하게 도시되어 있으나, 실시예에 따라, 제1 가이드 립(222)의 길이(Lg)가 제1 다이 립(112)의 길이(L1)보다 더 길게 구성될 수도 있다. 이 경우, 제1 가이드 립(222)과 제1 다이 립(112) 간의 길이 차이(Lg-L2)는, 100㎛ 이상 300㎛ 이하 범위에서 결정될 수 있다.
도 7에는 본 발명의 변형된 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터의 립 구조가 단면도로 도시되어 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 가이드 립(222')은 소정 두께(Tg)를 가지며 기재 측으로 돌출될 수 있다. 또한, 상기 제2 다이 립(212)도 소정 두께(Td)를 가지며 기재 측으로 돌출될 수 있다. 이 경우, 상기 가이드 립(222')은 상기 제2 다이 립(212)보다 두껍게 구성될 수 있다.
아래에서 다시 설명하겠지만, 슬롯의 개구(12a)를 통해 타깃 기재의 표면에 토출된 코팅 물질은, 타깃 기재를 따라 가이드 립(222')의 두께 방향(예컨대, 도 7에서 위쪽 방향)으로 이동하게 된다. 따라서, 가이드 립(222')의 두께(Tg)가 두꺼워질수록, 토출된 코팅 물질이 가이드 립(222')에 의해 가이드되는 거리가 길어지게 된다. 그 결과, 토출된 코팅 물질이 그 폭 방향(양 사이드 방향)으로 확산되는 것을 차단하고, 토출된 코팅 물질의 이동을 가이드하면서 토출된 코팅 물질의 에지를 균일하게 하는 가이드 립(222')의 효과가 더욱 개선될 수 있다.
도 8에는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터의 코팅 방식이 도시되어 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 슬롯의 개구(12a)를 통해 기재(E)의 표면에 토출된 코팅 물질(C)은, 토출 압력과 대기압에 의해, 기재(E)의 이동 방향(또는, MD 방향)과 교차되는, 기재(E) 또는 코팅 물질(C)의 폭 방향(또는, CD 방향)으로 확장될 수 있다.
이 경우, 가이드 립(222)은 토출된 코팅 물질(C)의 확장을 차단하면서, 타깃 기재(E)의 이동에 따른 코팅 물질(C)의 이동을 가이드할 수 있다. 따라서, 코팅 폭이 변화되는 것을 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 코팅 물질(C)이 슬롯의 개구(12a)를 떠나면서 바로 퍼지는 것이 아니라, 가이드 립(222)에 의해 가이드된 후에 코팅 비드를 형성하게 되므로, 코팅 물질의 에지 부분이 무너져서 완만한 경계면을 형성하게 되는 슬라이딩(sliding)을 완화할 수 있으며 슬라이딩의 재현성도 증가된다.
한편, 슬롯의 개구(12a)를 통해 타깃 기재(E)의 표면에 토출된 코팅 물질(C)은, 토출 압력과 대기압에 의해, 타깃 기재(E)의 이동 방향의 반대 방향으로 누설될 수도 있다. 이와 같이 코팅 물질의 일부가 다이 립 밖에서 업 스트림 측으로 유실되는 불안정성은, 리킹(leaking)이라고 지칭된다. 이러한 리킹은 미리 계량된 코팅 물질의 손실을 뜻하며, 이로 인해 최종적인 코팅 두께를 예측할 수 없게 된다. 이러한 리킹으로 인해 코팅 물질이 장기 체류되어 고화되거나, 폭 방향 코팅 두께 편차가 야기되기도 한다. 특히, 박막 코팅의 목적이 있거나 코팅층의 폭 방향 두께 편차를 줄이고자 코팅 갭을 수백 ㎛까지 낮춘 상태에서, 높은 압력으로 코팅 물질을 토출시킬 경우 상기와 같은 리킹이 심화될 수 있다.
이 경우, 슬롯의 개구(12a)에서 기재(E) 측으로 돌출된 제1 다이 립(112)이, 토출된 코팅 물질(C)과 접촉하여 해당 코팅 물질(C)이 상기 반대 방향으로 누설되는 것을 차단할 수 있다. 이로써, 리킹 발생이 최소화될 수 있을 뿐 아니라, 코팅 폭이 토출 압력의 맥동으로 인해 불균일해지는 것을 방지할 수 있으며, 코팅 물질의 에지 부분과 관련하여 슬라이딩의 재현성도 증가된다.
도 9에는 일반적인 슬롯 다이 코터(20)에 의해 형성되는 코팅층이 도시되어 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 일반적인 슬롯 다이 코터(20)의 슬롯(22)을 통해 기재(E)의 표면에 토출된 코팅 물질(C1)의 폭(Wc1)은, 토출 압력이나 대기압으로 인해 슬롯(22)의 개구 폭(Ws1)보다 넓게 확장되기 때문에, 설계 의도와는 다른 결과가 초래된다.
더욱이, 상기 코팅 물질(C1)의 폭(Wc1)은, 코팅 물질(C1)을 토출하는 압력의 맥동에 따라 불균일하게 형성된다.
도 10에는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터(10)에 의해 형성되는 코팅층이 도시되어 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터(10)는, 슬롯의 개구(12a)의 양 사이드에서 일정 두께를 가지며 기재(E) 측으로 돌출되는 한 쌍의 가이드 립(222, 232)을 구비한다.
상기 한 쌍의 가이드 립(222, 232)은, 기재(E)의 표면으로 토출된 코팅 물질(C2)의 양 사이드 에지 부분과 접촉하여, 상기 코팅 물질(C2)이 그 폭 방향(또는, CD 방향)으로 확장되는 것을 차단한다. 그 결과, 슬롯의 개구(12a)의 폭(Ws2)과 해당 개구(12a)를 통해 토출된 코팅 물질(C2)의 폭(Wc2) 간의 차이가 최소화될 수 있다.
또한, 상기 한 쌍의 가이드 립(222, 232)은, 상호 평행하게 대면하는 단차면을 통해, 상기 코팅 물질(C2)의 이동을 가이드하면서 상기 코팅 물질(C2)의 에지를 균일하게 만들 수 있다. 그 결과, 상기 코팅 물질(C2)을 토출하는 압력의 맥동으로 인해 상기 코팅 물질(C2)의 폭(Wc2)이 불균일해지는 현상을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 슬롯 다이 코터(10)은, 종래의 슬롯 다이 코터에 비해 코팅 폭 변화 발생 요인에 둔감해져서, 코팅 폭 변화없이 코팅 공정을 수행할 수 있게 된다.
도 11에는 본 발명의 변형된 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터의 제2 다이(200')가 도시되어 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 변형된 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터의 제2 다이(200')는, 그 중심 부분을 이루는 제1 다이 블록(210')과, 그 사이드 부분을 이루는 제2 다이 블록(220') 및 제3 다이 블록(230')을 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 제1 다이 블록(210')은, 제2 다이 블록(220')과 대면하는 일 측면에서 상기 제2 다이 블록(220') 측으로 돌출된 제1 지지 돌기(218a)와, 제3 다이 블록(230')과 대면하는 타 측면에서 상기 제3 다이 블록(230') 측으로 돌출된 제2 지지 돌기(218b)를 구비할 수 있다.
상기 제2 다이 블록(220')은 제1 다이 블록(210')의 제1 지지 돌기(218a)를 수용하여 제1 다이 블록(210')을 지지하도록 구성된 제1 지지 홈(228)을 구비할 수 있다.
상기 제3 다이 블록(230')은 제1 다이 블록(210')의 제2 지지 돌기(218b)를 수용하여 제1 다이 블록(210')을 지지하도록 구성된 제2 지지 홈(238)을 구비할 수 있다.
이와 같이, 추가적인 체결 부재를 사용하지 않고도, 제1 다이(100)와 상기 제2 다이(200')의 제1 다이 블록(210') 간의 간극이 유지되도록 상기 제1 다이 블록(210')을 지지하는 지지 구조들(218a, 218b, 228, 238)이 마련됨으로써, 일체형이 아닌 다이 블록들 간의 결합으로 구성되는 제2 다이(200')를 사용하여 슬롯 다이 코터를 제조하더라도 상기 슬롯 다이 코터의 내구성과 신뢰성을 보장할 수 있다.
도 12에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전극 코팅 장치(400)가 도시되어 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 상기 전극 코팅 장치(400)는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터(10)를 포함하고, 슬롯 다이 코터(10)를 이용하여 전극 기재의 표면을 코팅하도록 구성될 수 있다.
이를 위해, 상기 전극 코팅 장치(400)는 이송 유닛(410), 건조 유닛(420) 및 제어 유닛(430)을 더 포함할 수 있다.
상기 이송 유닛(410)은 전극 제조에 사용할 전극 기재(E)를 슬롯 다이 코터(10)를 거쳐 건조 유닛(420)으로 이송시키도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 상기 이송 유닛(410)은 언와인더(412), 이송 롤(414), 압연 롤(416) 및 리와인더(418)를 포함할 수 있다.
상기 언와인더(412)는 일반적으로 롤(role) 형태로 권취된 전극 기재(E)를 언와인딩하여 이동시키도록 구성될 수 있다. 이 경우, 언와인더(412)는 롤 형태로 권취된 전극 기재(E)가 고정되는 휠(wheel)과, 해당 휠을 미리 정해진 방향과 속도로 회전시켜 휠에 고정된 전극 기재(E)를 언와인딩하는 모터(미도시) 등을 포함할 수 있다. 본 명세서에 있어서, ‘전극 기재’는 양극 제조용 시트, 음극 제조용 시트, 분리막 제조용 시트 등과 같이 이차전지의 전극 조립체 제조에 사용되는 다양한 시트를 의미할 수 있다.
상기 이송 롤(414)은 전극 코팅 장치(400)의 다양한 위치에 배치되어 전극 기재(E)의 이동을 원활히 하도록 구성될 수 있다.
상기 압연 롤(416)은 코팅층이 형성되어 건조 유닛(420)에 의해 건조된 전극 기재(E)를 압연하도록 구성될 수 있다.
상기 리와인더(418)는 압연된 전극 기재(E)를 리와인딩하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 리와인더(418)는 압연된 전극 기재(E)를 리와인딩하기 위한 휠과, 해당 휠을 미리 정해진 방향과 속도로 회전시켜 압연된 전극 기재(E)를 리와인딩하는 모터(미도시) 등을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 전극 코팅 장치(400)는 상기 압연 롤(416)에 의해 압연된 전극 기재(E)를 리와인더(418)로 이송하기 전에, 슬리팅(slitting) 공정을 수행하도록 구성될 수도 있다.
한편, 상기 슬롯 다이 코터(10)는 언와인더(412)에 의해 언와인딩되어 이송되는 전극 기재(E)의 표면에 코팅 물질을 도포할 수 있다.
상기 건조 유닛(420)은 코팅 물질이 도포된 전극 기재(E)를 건조시키도록 구성될 수 있다.
이를 위해, 상기 건조 유닛(420)은 내부 공간을 가진 챔버(422), 전극 기재(E)에 열풍을 제공하는 히팅 유닛(424), 소정 파장 대역의 전자기파를 방사하는 램프(426)를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 램프(426)는 1400nm에서 3000nm에 이르는 파장 대역의 중적외선을 방사하는 MIR(Medium wave Infra Red) 램프로 구성될 수 있다.
상기 제어 유닛(430)은 상기 전극 코팅 장치(400)의 전반적인 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 특히, 상기 제어 유닛(430)은 건조 유닛(420)의 챔버(422) 내에 배치된 히팅 유닛(424)과 램프(426)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다.
이를 위해, 상기 제어 유닛(430)은 제어 로직을 실행하기 위한 범용 프로세서, ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), 그 밖의 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 메모리 등의 하드웨어를 선택적으로 포함할 수 있다.
또한, 제어 유닛(430)은 상기 챔버(422) 내의 온도를 측정하는 온도 센서(432)와, 상기 챔버(422) 내의 가스 농도를 측정하는 가스 센서(434)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제어 유닛(430)은 온도 센서(432)에 의해 측정된 온도 정보와 가스 센서(434)에 의해 측정된 가스 농도 정보를 기반으로 상기 히팅 유닛(424)과 램프(426)의 동작을 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 슬롯의 개구 폭 방향 양 측에서 각각 코팅 대상 기재 측으로 돌출된 한 쌍의 가이드 립이, 상기 기재의 표면으로 토출된 코팅 물질의 양 사이드 에지 부분과 접촉하여, 상기 코팅 물질이 상기 코팅 물질의 사이드 방향으로 확장되는 것을 차단하고, 상기 기재의 이동에 따른 상기 코팅 물질의 이동을 가이드함으로써, 상기 토출된 코팅 물질의 폭이 토출 압력이나 대기압으로 인해 슬롯 개구의 폭보다 확장되는 현상을 최소화하고, 상기 토출된 코팅 물질의 폭이 토출 압력의 맥동으로 인해 불균일해지는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 슬롯의 개구를 형성하는 두 개의 다이 립 중에서, 일 방향으로 이동 중인 기재와 상대적으로 먼저 만나는 제1 다이 립이, 상기 기재와 상대적으로 나중에 만나는 제2 다이 립보다 상기 기재 측으로 더 길게 돌출되도록 구성됨으로써, 상기 슬롯을 통해 토출된 코팅 물질이 토출 압력이나 대기압으로 인해 기재 이동 방향의 반대 방향으로 누설되는 현상을 방지할 수 있다.
또한, 슬롯 다이 코터를 이루는 제1 다이와 제2 다이 중에서 상기 한 쌍의 가이드 립을 구비한 제2 다이가, 상기 제1 다이와 슬롯을 형성하는 제1 다이 블록, 상기 한 쌍의 가이드 립 중 제1 가이드 립을 구비하는 제2 다이 블록, 및 상기 한 쌍의 가이드 립 중 제2 가이드 립을 구비하는 제3 다이 블록 간의 결합으로 구성됨으로써, 상기 한 쌍의 가이드 립과 상기 슬롯의 개구 사이에 형성되는 미세 단차 구조를 정밀 가공 없이 용이하게 구현할 수 있으며, 슬롯 다이 코터의 정밀성을 개선하면서도 제조 시간과 제조 비용을 절감할 수 있다.
또한, 추가적인 체결 부재를 사용하지 않고도 상기 제1 다이와 상기 제2 다이의 제1 다이 블록 간의 간극이 유지되도록 상기 제1 다이 블록을 지지하는 지지 구조가 마련됨으로써, 일체형이 아닌 다이 블록들 간의 결합으로 구성되는 상기 제2 다이를 사용하여 슬롯 다이 코터를 제조하더라도 상기 슬롯 다이 코터의 내구성과 신뢰성을 보장할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 실시예들은, 해당 기술 분야는 물론 관련 기술 분야에서 본 명세서에 언급된 내용 이외의 다른 여러 기술적 과제들을 해결할 수 있음은 물론이다.
지금까지 본 발명에 대해 구체적인 실시예들을 참고하여 설명하였다. 그러나 당업자라면 본 발명의 기술적 범위에서 다양한 변형 실시예들이 구현될 수 있음을 명확하게 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 앞서 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 할 것이다. 즉, 본 발명의 진정한 기술적 사상의 범위는 청구범위에 나타나 있으며, 그와 균등범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 슬롯 다이 코터 12 : 슬롯
100 : 제1 다이 110 : 본체부
112 : 제1 다이 립 116 : 수용 홈
120 : 지지부 200, 200' : 제2 다이
210, 210' : 제1 다이 블록 212 : 제2 다이 립
220, 220' : 제2 다이 블록 222, 222' : 제1 가이드 립
230, 230' : 제3 다이 블록 232 : 제2 가이드 립
300 : 심 플레이트

Claims (11)

  1. 기재의 표면에 코팅 물질을 토출하도록 구성된 슬롯 다이 코터로서,
    제1 면을 구비하는 제1 다이;
    상기 제1 면과 대면하는 제2 면을 구비하는 제2 다이; 및
    상기 제1 다이의 제1 면과 상기 제2 다이의 제2 면 사이에 개재되어, 상기 코팅 물질이 토출되는 슬롯을 형성하도록 구성된 심 플레이트를 포함하고,
    상기 제2 다이는, 상기 슬롯의 개구 양 측에서 각각 상기 기재 측으로 돌출된 한 쌍의 가이드 립을 구비하고,
    상기 한 쌍의 가이드 립은, 상기 기재의 표면으로 토출된 상기 코팅 물질의 양 사이드 에지 부분과 접촉하여, 상기 기재의 이동에 따른 상기 코팅 물질의 이동을 가이드하도록 구성된 슬롯 다이 코터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 다이는,
    상기 코팅 물질을 수용하며 상기 슬롯과 연통하도록 구성된 수용 홈을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 다이는,
    상기 제1 면을 구비하고, 선단에 상기 개구가 위치하는 본체부; 및
    상기 본체부의 후단에서 상기 제2 다이 측으로 연장되어 상기 제2 다이를 지지하는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 다이는,
    상기 기재 측으로 돌출되어 상기 개구의 일 측벽을 이루는 제1 다이 립을 구비하는 것을 특징으로 하는 것을 슬롯 다이 코터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 다이는,
    상기 한 쌍의 가이드 립 사이에서 상기 기재 측으로 돌출되어 상기 개구의 다른 일 측벽을 이루는 제2 다이 립을 더 구비하고,
    상기 한 쌍의 가이드 립은,
    상기 제2 다이 립보다 더 길게 상기 기재 측으로 돌출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 한 쌍의 가이드 립은,
    상기 기재 측으로 돌출된 길이가 상기 제2 다이 립보다 100㎛ 이상 300㎛ 이하 범위에서 더 길게 구성된 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 한 쌍의 가이드 립 및 상기 제2 다이 립은,
    각각 소정 두께를 가지며 상기 기재 측으로 돌출되고,
    상기 한 쌍의 가이드 립은,
    상기 제2 다이 립보다 두껍게 구성된 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제2 다이는,
    상기 한 쌍의 가이드 립 사이에서 상기 기재 측으로 돌출되어 상기 개구의 다른 일 측벽을 이루는 제2 다이 립을 더 구비하고,
    상기 제1 다이 립은,
    상기 제2 다이 립보다 더 길게 상기 기재 측으로 돌출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 다이는,
    상기 제1 다이와 일정 간극을 두고 배치되어 상기 슬롯을 형성하는 제1 다이 블록;
    상기 한 쌍의 가이드 립 중 제1 가이드 립을 구비하며 상기 제1 다이 블록의 일 측에 배치되는 제2 다이 블록; 및
    상기 한 쌍의 가이드 립 중 제2 가이드 립을 구비하며 상기 제1 다이 블록의 타 측에 배치되는 제3 다이 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 다이 블록은,
    상기 제2 다이 블록과 대면하는 상기 제1 다이 블록의 일 측면에서 상기 제2 다이 블록 측으로 돌출된 제1 지지 돌기; 및
    상기 제3 다이 블록과 대면하는 상기 제1 다이 블록의 타 측면에서 상기 제3 다이 블록 측으로 돌출된 제2 지지 돌기를 구비하고,
    상기 제2 다이 블록은,
    상기 제1 지지 돌기를 수용하여 상기 제1 다이 블록을 지지하도록 구성된 제1 지지 홈을 더 구비하고,
    상기 제3 다이 블록은,
    상기 제2 지지 돌기를 수용하여 상기 제1 다이 블록을 지지하도록 구성된 제2 지지 홈을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 슬롯 다이 코터를 포함하는 전극 코팅 장치로서, 상기 슬롯 다이 코터를 이용하여 전극 기재를 코팅하는 전극 코팅 장치.
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