专利名称：用于电极活性材料的气相沉积系统的制作方法
技术领域：
本发明的实施例涉及用于电极活性材料的气相沉积系统。
背景技术：
锂二次电池通过将电极组件和电解质容纳在壳中而形成。根据壳的材料，锂二次电池分为罐形锂离子二次电池和袋型锂离子二次电池。电极组件通过堆叠或卷绕正电极板、负电极板和隔板而形成，正电极板和负电极板被称作电极板。电极板通过在电极集流器(electrode current collector)上涂覆电极活性材料而形成，没有被涂覆电极活性材料的非涂覆部分形成在电极集流器的预定部分上。通过在电极集流器的表面上直接喷射活性材料衆(slurry)或加热活性材料楽;，电极活 性材料被沉积在电极集流器的表面上。
发明内容
本发明的实施例提供ー种用于电极活性材料的气相沉积系统，其能够在通过沉积在电极板上涂覆电极活性材料的过程中防止气相沉积源被用于形成非涂覆部分的遮罩(mask)污染。本发明的实施例还提供ー种用于电极活性材料的气相沉积系统，该气相沉积系统包括拆卷机(unwinder),供应电极板；卷绕机(winder),卷绕电极板；引导鼓，引导要被传送的电极板；遮罩，成形为具有预定宽度的圆筒，具有以规则间隔形成的多个狭缝，并在引导鼓下方旋转；气相沉积源，位于遮罩中并喷射电极活性材料到电极板上；防粘附板(anti-adhesive plate),形成为板形,并位于遮罩中气相沉积源下方；以及加热器,位于防粘附板下方。遮罩的狭缝可以沿圆周以预定间隔形成，并且狭缝之间的距离等干与形成在电极板上的非涂覆部分相应的长度。此外，遮罩的每个狭缝的宽度可以大于电极板的宽度。此外，遮罩的每个狭缝的宽度可以大于气相沉积源的宽度。此外，遮罩的宽度大于电极板的宽度。防粘附板可以成形为板，并可以具有比遮罩的宽度大的宽度。此外，加热器可以成形为板或杆，并可以具有至少与遮罩的宽度相同的宽度。此夕卜，加热器可以位于遮罩的底部外部。此外，加热器还可以位于防粘附板下方在遮罩的内部底部中。遮罩可以沿与引导鼓旋转的方向相反的方向旋转。加热器可以电连接到计时器(timer)，计时器可以控制加热器的操作。在用于电极活性材料的气相沉积系统中，涂覆在遮罩的内表面上的电极活性材料使用加热器加热并蒸发，从而防止气相沉积源被污染，其中该遮罩用于在电极板上形成非涂覆部分。此外，涂覆在遮罩的内表面上的电极活性材料的量能够被防粘附板最小化，从而防止气相沉积源被污染。
从以下结合附图的详细描述，本发明的目的、特征和优点将更加明显，在附图中图IA是根据本发明ー实施例的用于电极活性材料的气相沉积系统的透视图，图IB是图IA中示出的气相沉积系统的侧视图，图IC是图IA中示出的气相沉积系统的正视图；图2A和图2B是图IA至图IC中示出的气相沉积系统的遮罩和包括电极活性材料的气相沉积源的局部放大图；以及图3是根据本发明另一实施例的用于电极活性材料的气相沉积系统的正视图。
具体实施方式
在下文，将參照附图详细地描述根据本发明实施例的用于电极活性材料的气相沉积系统。将首先描述根据本发明实施例的用于电极活性材料的气相沉积系统。图IA是根据本发明ー实施例的用于电极活性材料的气相沉积系统的透视图，图IB是图IA中示出的气相沉积系统的侧视图，图IC是图IA中示出的气相沉积系统的正视图。图2A和图2B是图IA至图IC中示出的气相沉积系统的遮罩和包括电极活性材料的气相沉积源的局部放大图。參照图IA至图1C，根据本发明实施例的用于电极活性材料的气相沉积系统100包括拆卷机120、卷绕机130、引导鼓140、气相沉积源150、遮罩160、防粘附板170以及加热器180。此外，气相沉积系统100还可以包括计时器190。在气相沉积系统100中，电极板110从拆卷机120供应，在引导鼓140的引导下传送，并卷绕在卷绕机130上。此外，从气相沉积源150供应的电极活性材料被涂覆在电极板110上。在涂覆电极活性材料的过程中，在遮罩160以恒定速率旋转的同时，非涂覆部分形成在电极板110上。在气相沉积系统100中，利用加热器180加热从气相沉积源150供应的电极活性材料的一部分以去除该部分，该部分没有沉积在电极板110上而是附着到遮罩160的底部内表面。因而，在电极活性材料从遮罩160的底部内表面去除的状态下，遮罩160位于气相沉积源150上方。此外，气相沉积系统100通过防粘附板170使附着到遮罩160的底部内表面的电极活性材料减到最少。因此，气相沉积系统100能够防止气相沉积源150在遮罩160旋转时被污染。电极活性材料包括正电极活性材料或负电极活性材料。正电极活性材料可以是选自由诸如LiCo02、LiNi02或LiMn2O4的锂氧化物及其等同物组成的组中的至少ー种,但是不限于此。可用的负电极活性材料的示例可以包括金属锂、含锂合金、过渡金属氧化物、能够掺杂/不掺杂锂的材料、能够与锂可逆反应的材料、或者能够可逆的插层(intercalated)/剥离(deintercalated)锂离子的材料。在电极活性材料没有被涂覆在电极集流器上的状态下，电极板110绕拆卷机120卷绕，拆卷机120为辊的形式。在电极活性材料涂覆在电极集流器上的状态下，电极板110再次绕卷绕机130卷绕。
拆卷机120和卷绕机130成形为圆筒，电极板110卷绕在其上。拆卷机120和卷绕机130彼此间隔开。拆卷机120和卷绕机130可以是在活性材料涂覆装置中通常使用的那些。拆卷机120供应卷绕的电极板110，卷绕机130卷绕涂覆有电极活性材料的电极板110。引导鼓140成形为圆筒。引导鼓140位于拆卷机120和卷绕机130之间。引导鼓140引导从拆卷机120供应的将被传送的电极板110。引导鼓140可以通过在活性材料涂覆装置中通常使用的引导鼓形成。弓丨导鼓140包括冷却装置并且降低连接到其的电极板110的温度，从而使得沉积的电极活性材料相对快速地硬化。气相沉积源150位于引导鼓140下方并位于遮罩160里面。气相沉积源150包括 具有一敞开顶部的接收空间(未示出)，类似于一容器，以接收电极活性材料。这里，气相沉积源150具有比电极板110的宽度大的宽度。此外，气相沉积源150包括设置在接收空间周围的分离的加热装置(未示出)。电极活性材料被加热装置加热。因此，通过蒸发容纳在接收空间中的电极活性材料，气相沉积源150供应电极活性材料至其上部。从气相沉积源150蒸发的电极活性材料穿过遮罩160被沉积在电极板110上。因此，气相沉积源150允许电极活性材料沉积在电极板Iio的ー个表面上。遮罩160成形为具有预定宽度的圆筒,并使得ー侧和另ー侧敞开。遮罩160包括沿圆周以预定间隔形成的多个狭缝160a。遮罩160的宽度大于电极板110的宽度。姆个狭缝160a的宽度大于电极板110的宽度。这里，狭缝160a的宽度指的是与遮罩160的宽度方向相应的方向的长度。此外，狭缝160a的宽度小于气相沉积源150的宽度。因此，遮罩160允许电极活性材料穿过狭缝160a在电极板110的宽度方向上均匀地供应。此外，遮罩160形成为使得狭缝160a之间的距离等于与形成在电极板110上的非涂覆部分相应的距离。这里，该距离指的是在垂直于电极板的宽度方向的方向上的距离。遮罩160的宽度大于电极板110的宽度。因而，当遮罩160位于气相沉积源150上方时,通过更有效地防止电极活性材料流动，遮罩160允许非涂覆部分均匀地形成在电极板110上。遮罩160位于引导鼓140下方,并沿与引导鼓140旋转的方向相反的方向旋转。例如，如果遮罩160沿顺时针方向旋转，则引导鼓140沿逆时针方向旋转。遮罩160被分离的旋转装置(未示出)旋转。此外，遮罩160围绕位于其中的气相沉积源150。因而，參照图2A，遮罩160旋转直到狭缝160a位于气相沉积源150上方。然后，从气相沉积源150供应的电极活性材料穿过狭缝160a，然后沉积在电极板110上。接下来，參照图2B，遮罩160旋转直到遮罩160的没有形成狭缝160a的部分位于气相沉积源150上方。然后，遮罩160遮蔽气相沉积源150的顶部，防止电极活性材料供应到电极板110。遮罩160在电极板110的一部分形成没有电极活性材料沉积在其上的非涂覆部分。也就是说，在遮罩160与引导鼓140 —起旋转吋，电极活性材料涂覆部分和非涂覆部分反复地形成在由引导鼓140传送的电极板110的ー个表面上。同时，从气相沉积源150供应的电极活性材料被涂覆或沉积在遮罩160的未形成狭缝160a的内表面上。防粘附板170成形为具有预定宽度和长度的板。防粘附板170在遮罩160中位于气相沉积源150下方。
防粘附板170通过分离的固定装置(未示出)固定。此外，防粘附板170具有比遮罩160的宽度大的宽度，并突出到遮罩160的外面。这里，防粘附板170的宽度指的是遮罩160的宽度方向上的长度。因而，防粘附板170防止电极活性材料被施加到遮罩160的整个宽度。防粘附板170防止从气相沉积源150蒸发的电极活性材料的一部分附着到遮罩160，该部分向下下落而不穿过遮罩160的狭缝160a。也就是说，防粘附板170最小化下落的电极活性材料使其不附着到遮罩160的内表面。此外，在附着到遮罩160的内表面的电极活性材料被加热器180蒸发的情形下，防粘附板170允许蒸发的电极活性材料沉积在防粘附板170的底表面上，从而防止电极活性材料再次附着到遮罩160的内表面，因而，由于減少了附着到遮罩160的内表面的电极活性材料的量，所以当遮罩160旋转并位于气相沉积源150上方时遮罩160能够使气相沉积源150被污染减至最少。 加热器180成形为具有预定宽度的板或杆。这里，加热器180的宽度指的是在遮罩160的宽度方向上的长度。加热器180包括加热线，并通过从分离的供电装置供应的电来产生热。加热器180位于遮罩160的底部外部(bottom outer portion)。此外,加热器180具有至少与遮罩160的宽度相同的宽度。因此，加热器180施加热至没有沉积在电极板110上而是附着到遮罩160的内表面或外表面的电极活性材料。也就是说，通过清理遮罩160的内表面或外表面，加热器180可以防止电极活性材料积聚在遮罩160上。因此，加热器180去除附着到遮罩160的内表面的电极活性材料，从而防止遮罩160污染气相沉积源150。同时，被加热器180从遮罩160蒸发的电极活性材料附着到防粘附板170的底表面，从而防止电极活性材料再次附着到遮罩160的内表面。计时器190电连接到加热器180。此外，计时器190位于遮罩160外面。计时器190根据设定到遮罩160的时间间隔来操作加热器180。计时器190能够根据沉积在遮罩160的内表面上的电极活性材料的量和加热器180的容量而以适当的时间间隔设定。因而，计时器190允许加热器180仅被操作预定的时间周期，从而优化从加热器180产生的热的量并提高加热器180的效率。接下来，将描述根据本发明另ー实施例的用于电极活性材料的气相沉积系统200。图3是根据本发明另一实施例的用于电极活性材料的气相沉积系统的正视图。示出的气相沉积系统200包括拆卷机120、卷绕机130、引导鼓140、气相沉积源150、遮罩160、防粘附板170和加热器280。气相沉积系统200还可以包括计时器190。气相沉积系统200与根据图IA至图IC中不出的上述实施例的气相沉积系统100相同，除了加热器280的位置之外。因而，以下描述将集中在加热器280的位置上。此外，由于气相沉积系统200的拆卷机120、卷绕机130、引导鼓140、气相沉积源150、遮罩160、防粘附板170和计时器190与根据上述实施例的气相沉积系统100的相应的功能元件相同并由相同的附图标记表示，所以将省略其详细描述。加热器280位于遮罩160的内部底部分中。也就是说,加热器280位于遮罩160的内部底表面附近。此外，加热器280位于防粘附板170下方。因而，由于加热器280位于遮罩160的内部底表面附近，所以它能够更有效地加热电极活性材料。虽然已经结合目前被认为的实际示范性实施例描述了本发明，但是将理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反地，其g在覆盖包括在权利要求书的精神和范围内的各种修改和等同布置。本申请要求于2011年3月11日提交的韩国专利申请 No. 10-2011-0021923的优先权和权益，其全部内容通过引用结合于此。
权利要求
1.ー种用于电极活性材料的气相沉积系统，包括 拆卷机，供应电极板； 卷绕机，卷绕所述电极板； 引导鼓，引导要被传送的所述电极板； 遮罩，成形为具有一预定宽度的圆筒，具有以规则间隔形成的多个狭缝，并在所述引导鼓下方旋转； 气相沉积源，位于所述遮罩中并喷射电极活性材料到所述电极板上； 防粘附板，形成为板形，并位于所述遮罩中所述气相沉积源下方；以及 加热器，位于所述防粘附板下方。
2.如权利要求I所述的气相沉积系统，其中所述遮罩的所述狭缝沿所述遮罩的圆周以预定间隔形成，并且所述狭缝之间的距离等于与形成在所述电极板上的非涂覆部分相应的长度。
3.如权利要求I所述的气相沉积系统，所述遮罩的每个所述狭缝的宽度大于所述电极板的宽度。
4.如权利要求I所述的气相沉积系统，其中所述遮罩的每个所述狭缝的宽度大于所述气相沉积源的宽度。
5.如权利要求I所述的气相沉积系统，其中所述遮罩的宽度大于所述电极板的宽度。
6.如权利要求I所述的气相沉积系统，其中所述防粘附板成形为板，并具有比所述遮罩的宽度大的宽度。
7.如权利要求I所述的气相沉积系统，其中所述加热器成形为板或杆，并具有至少与所述遮罩的宽度相同的宽度。
8.如权利要求I所述的气相沉积系统，其中所述加热器位于所述遮罩的底部外部。
9.如权利要求I所述的气相沉积系统，其中所述加热器位于所述防粘附板下方在所述遮罩的内部底部中。
10.如权利要求I所述的气相沉积系统，其中所述遮罩沿与所述引导鼓旋转的方向相反的方向旋转。
11.如权利要求I所述的气相沉积系统，其中所述加热器电连接到计时器，并且所述计时器控制所述加热器的操作。
全文摘要
本发明提供一种用于电极活性材料的气相沉积系统，其能够在通过沉积在电极板上涂覆电极活性材料的过程中防止气相沉积源被用于形成非涂覆部分的遮罩污染。该气相沉积系统包括拆卷机，供应电极板；卷绕机，卷绕电极板；引导鼓，引导要被传送的电极板；遮罩，成形为具有一预定宽度的圆筒，具有以规则间隔形成的多个狭缝，并在引导鼓下方旋转；气相沉积源，位于遮罩中并喷射电极活性材料到电极板上；防粘附板，形成为板形，并位于遮罩中气相沉积源下方；以及加热器，位于防粘附板下方。
文档编号H01M4/139GK102683643SQ20121006021
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月8日 优先权日2011年3月11日
发明者崔完旭, 朴成镐, 李星昊, 李济玩, 林永昌, 郑锡宪 申请人:三星Sdi株式会社