具有流體控制單元的狹槽涂布機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種狹槽涂布機(jī)，更具體地，涉及一種被配置為控制涂布液的排出流速(discharge flow rate)以實(shí)現(xiàn)均勾涂布的狹槽涂布機(jī)。
[0002]本申請(qǐng)主張于2015年9月18日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.10-2015-0132579、于2014年10月22日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.10-2014-0143576,以及于2014年10月22日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)N0.10-2014-0143579的優(yōu)先權(quán)益，上述韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用被全部并入到本文中。
【背景技術(shù)】
[0003]—般來(lái)說(shuō)，二次電池(secondary battery)包括電池外殼和連同電解質(zhì)容納在電池外殼中的電極組件。
[0004]該電極組件具有正電極、分離器(separators)和負(fù)電極交替堆疊的結(jié)構(gòu)。電極組件的正電極和負(fù)電極分別包括由招箔(Al-箔)和銅箔(Cu-箔)組成的集流體(currentcollectors)。正電極集流體和負(fù)電極集流體分別用正電極活性材料和負(fù)電極活性材料來(lái)涂布，并且將電極突起(electrode tab)連接至其沒(méi)有涂布活性材料的部分。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)二次電池的均勻充電和放電，正電極活性材料層和負(fù)電極活性材料應(yīng)當(dāng)準(zhǔn)確地涂布在集流體上。為此，一般使用狹槽涂布機(jī)(slot coater)來(lái)進(jìn)行狹槽涂布(slotcoating)。
[0006]圖1是示意性地示出用于執(zhí)行狹槽涂布的一般的狹槽涂布機(jī)的必要配置(essential configurat1n)。如圖1所示，該狹槽涂布機(jī)包括:進(jìn)給單元10，用于引入活性材料涂布液；歧管(manifold) 11，該歧管具有大體半圓柱形形狀以容納通過(guò)進(jìn)給單元10供應(yīng)的涂布材料；狹縫12，與歧管11相通，以排出該涂布液；以及形成有狹縫(slit) 12的模唇(die lip) 13。
[0007]涂布液通過(guò)進(jìn)給單元10流入歧管11中以填充歧管11，并且通過(guò)狹縫12排出。
[0008]從狹縫12排出的涂布液被涂布到連續(xù)行進(jìn)(progressing)的基板上。被涂布到基板上的活性材料的涂布寬度由對(duì)應(yīng)于歧管11的長(zhǎng)度的狹縫12的寬度來(lái)決定。
[0009]關(guān)于該狹槽涂布機(jī)，專(zhuān)利文獻(xiàn)I公開(kāi)了一種為了連續(xù)均勻形成電極涂布催化劑漿料的狹槽涂布模(a slot coating die)的內(nèi)部設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟:選擇流體模型來(lái)從催化劑楽料流體的可變性質(zhì)的信息(variable property informat1n)中分析模(adie)中流體的流動(dòng)特性；考慮到該催化劑漿料流體的可變性質(zhì)，確定在狹縫涂布模中的腔室形式；以及確定用于形成厚度均勻的催化劑層的工藝條件。
[0010]在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中，考慮到在模的寬度方向上在中心部分處流速快而在兩端部分處流速慢的流速關(guān)系，該腔室被設(shè)計(jì)成具有吊鉤式的半圓柱形形狀并且中心部分凸起，使得涂布液在寬度方向上具有均勻的速度分布。
[0011]但是，如上所述如果通過(guò)改變腔室的形狀來(lái)改善流速偏差，那么，當(dāng)為了提高生產(chǎn)率而使涂布寬度大大增加時(shí)，再把腔室設(shè)計(jì)成具有吊鉤式形狀就會(huì)使得狹槽模(slot die)體積過(guò)大。
[0012]專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)了一種用于精確涂布的裝置和方法，其被配置為通過(guò)安裝具有不同形狀的唇緣(lips)以相互交換來(lái)在最佳狀態(tài)下排出涂布液。在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，精確涂布的裝置包括:固定塊；上游模和下游模，所述上游模和所述下游模分別安裝在上游模塊和下游模塊上，所述上游模塊和所述下游模塊被固定到所述固定塊；上游唇和下游唇，所述上游唇和所述下游唇可以以可交換的方式分別固定到所述上游模和所述下游模；以及歧管，用于供應(yīng)涂布液。
[0013]同時(shí)，提出一種用于通過(guò)改變限定歧管內(nèi)部空間和狹縫寬度的墊板的設(shè)計(jì)的尺寸值來(lái)實(shí)現(xiàn)各種涂布寬度的技術(shù)。換言之，如圖2所示，為了能夠增加涂布面積，具有長(zhǎng)長(zhǎng)度的歧管11和具有與歧管相似大小的寬墊板14a、14b、14c被采用以對(duì)應(yīng)于涂布寬度，并且在墊板14a、14b、14c之間的每個(gè)區(qū)域處均設(shè)置非涂布部分15，使得排出單元16a、16b、16c被在狹槽涂布機(jī)中的非涂布部分15分開(kāi)。
[0014]然而，在如上配置的狹槽涂布機(jī)中，具有管形狀的進(jìn)給單元10’連接至歧管11的中心，使得流過(guò)該中心的流體具有相對(duì)較快的流速。為此，被非涂布部分15分開(kāi)的對(duì)應(yīng)于墊板14a、14b、14c的排出單元16a、16b、16c處的流速彼此不同(見(jiàn)圖3的曲線圖)，因此，由排出單元16a、16b、16c涂布的是不同量的流體，這會(huì)使得最終產(chǎn)品的均勻性變差。因此，迫切地需要改進(jìn)。
[0015]相關(guān)文獻(xiàn)
[0016]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0017]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:韓國(guó)未審查專(zhuān)利公開(kāi)N0.2011-0098578
[0018]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:韓國(guó)未審查專(zhuān)利公開(kāi)N0.2004-0084013

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]設(shè)計(jì)本發(fā)明以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，因此，本發(fā)明旨在提供一種狹槽涂布機(jī)，該狹槽涂布機(jī)可以控制流體的粘度，使得在由墊板的非涂布部分分開(kāi)的排出單元之間的出口流速的偏差可以減少。
[0020]在本發(fā)明的一個(gè)方面中，提供一種狹槽涂布機(jī)，所述狹槽涂布機(jī)包括:進(jìn)給單元(feeding unit)，所述進(jìn)給單元具有供所述涂布液(coating fluid)流入的通道；歧管，所述歧管用于容納通過(guò)所述進(jìn)給單元供應(yīng)的涂布液；排出單元，所述排出單元與所述歧管相通以排出容納在所述歧管中的涂布液；多個(gè)墊板，所述多個(gè)墊板在所述歧管的長(zhǎng)度方向上以規(guī)則的間隔布置；以及，溫度控制單元，所述溫度控制單元用于在相對(duì)靠近所述進(jìn)給單元的墊板與相對(duì)遠(yuǎn)離所述進(jìn)給單元的墊板之間產(chǎn)生溫度差。
[0021]所述溫度控制單元可以是加熱單元，用于給所述相對(duì)遠(yuǎn)離所述進(jìn)給單元的墊板加熱以使得所述相對(duì)遠(yuǎn)離所述進(jìn)給單元的墊板具有高于所述相對(duì)靠近所述進(jìn)給單元的墊板的溫度。
[0022]所述進(jìn)給單元可以連接至所述歧管在長(zhǎng)度方向上的中心，位于所述歧管兩端的墊板可以被加熱以具有高于最接近所述進(jìn)給單元的位于所述歧管的中心的墊板的溫度。
[0023]所述加熱單元可以被設(shè)置在位于所述歧管兩端的墊板的至少一個(gè)表面上。
[0024]所述加熱單元可以被設(shè)置在所述墊板的上表面和下表面上，并且同時(shí)加熱所述墊板的上表面和下表面。
[0025]所述涂布液可以含有作為溶劑的水或N甲基吡咯烷酮(NWP)，并且所述加熱單元的工作溫度(operat1n temperature)可以被設(shè)置為低于所述溶劑的沸點(diǎn)。
[0026]所述溫度控制單元可以是冷卻單元，用于將所述相對(duì)靠近所述進(jìn)給單元的墊板的溫度保持為具有低于所述相對(duì)遠(yuǎn)離所述進(jìn)給單元的墊板的溫度。
[0027]所述進(jìn)給單元可以連接至所述歧管在長(zhǎng)度方向上的中心，并且最接近所述進(jìn)給單元的位于所述歧管中心的墊板可以經(jīng)冷卻以具有低于位于所述歧管兩端的墊板的溫度。
[0028]所述進(jìn)給單元可以由管制成，并且所述冷卻單元可以是冷卻管，所述冷卻管被插入到所述進(jìn)給單元的通道中，并且將冷卻水供應(yīng)到所述冷卻管中。
[0029]所述涂布液可以包含作為溶劑的水或NMP，并且，所述冷卻單元的工作溫度可以被設(shè)置為高于所述溶劑的凝固點(diǎn)。
[0030]涂布寬度可以由所述歧管的長(zhǎng)度來(lái)決定，并且因在所述多個(gè)墊板之間的間隔而形成非涂布部分。
[0031 ] 所述墊板可以具有長(zhǎng)方形主體，并且所述墊板可以設(shè)置為使得在所述長(zhǎng)度方向的一端定位為朝向所述歧管，而另一端則定位為朝向該排出單元。
[0032]可以以規(guī)則的間隔設(shè)置奇數(shù)個(gè)墊板，并且位于所述奇數(shù)個(gè)墊板的中間的墊板可以最接近于所述進(jìn)給單元。
[0033]所述墊板可以具有0.5mm至1.5mm的厚度。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的具有流體控制單元的狹槽涂布機(jī)具有以下技術(shù)效果。
[0035]第一，通過(guò)將進(jìn)給單元保持在相對(duì)低的溫度，或者將位于狹槽涂布機(jī)兩側(cè)的墊板加熱至高于位于中心的墊板的溫度，可以減少由進(jìn)給單元的位置引起的流體的流速偏差，以確保均勻的狹槽涂布。
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