多狭缝模具涂布机的制作方法

文档序号:32942492发布日期:2023-01-14 09:31阅读:39来源:国知局
多狭缝模具涂布机的制作方法

1.本技术涉及一种通过湿法能够同时形成两层或更多层的多狭缝模具涂布机,更特别地,涉及一种多狭缝模具涂布机,该多狭缝模具涂布机具有抑制的变形和扭转,所述变形和扭转由包含薄模具的结构特征引起。本技术要求于2020年9月28日在韩国提交的韩国专利申请第10-2020-0126044号的优先权,通过引用将所述专利申请的全文并入于此。


背景技术:

2.随着技术发展和对移动设备的需求的增长,对作为能源的二次电池的需求迅速增加,并且这种二次电池基本上包括作为发电元件的电极组件。电极组件包括堆叠至少一次的正极、隔膜和负极,通过分别在由铝箔制成的集流体和由铜箔制成的集流体上涂覆正极活性材料浆料和负极活性材料浆料并对其进行干燥来制造正极和负极。为了二次电池的均匀的充电/放电特性,需要将正极活性材料浆料和负极活性材料浆料均匀地涂覆在集流体上,并且已经使用狭缝模具涂布机。
3.使用狭缝模具涂布机的电极制造方法包括将从狭缝模具涂布机流出的电极活性材料浆料涂覆在通过涂覆辊移动的集流体上。传统的狭缝模具涂布机包括两个模具和两个模具之间的狭缝,并且可以通过一个狭缝分配一种类型的电极活性材料浆料以形成电极活性材料层。
4.为了制造具有高能量密度的二次电池,约130μm的电极活性材料层的厚度逐渐增加到300μm。当通过传统狭缝模具涂布机形成厚的电极活性材料层时,活性材料浆料中的粘合剂和导电材料在干燥期间快速迁移,并且最终制造的电极不均匀。为了解决该问题,当以小厚度形成电极活性材料层并在其上干燥并重复该过程时,进行两次涂覆需要长的时间。为了改善电极性能和生产率,发明人提出了一种能够同时涂覆两种类型的电极活性材料浆料的双狭缝模具涂布机。
5.图1是根据相关技术的双狭缝模具涂布机的示意性横截面视图。
6.参照图1,通过在旋转涂覆辊10以移动集流体15的同时涂覆来自双狭缝模具涂布机20的两种类型的电极活性材料浆料,可以在集流体15上同时形成两个电极活性材料层。从双狭缝模具涂布机20出来的电极活性材料浆料被涂覆在集流体15的一个表面上以形成电极活性材料层。
7.双狭缝模具涂布机20通过组装三个板构件(即三个模具块21、22、23)来构造。在相邻的模具块之间形成狭缝,因此形成两个狭缝,并且两种类型的电极活性材料浆料通过出口端口24、25同时分配,每个出口端口与每个狭缝连通,因此可以通过在由先前涂覆的电极活性材料浆料形成的电极活性材料层上连续涂覆另外的电极活性材料浆料来同时形成两个电极活性材料层。附图标记26、27表示容纳涂覆溶液的歧管。
8.然而,由于使用同时从不同出口端口24和25流出的电极活性材料浆料,使用双狭缝模具涂布机20的方法很难形成所需厚度的每个电极活性材料层。
9.通常,每个电极活性材料层的厚度受到通过出口端口24、25流出的电极活性材料
浆料的量的影响,并且流出的电极活性材料浆料的量受到每个出口端口24、25的尺寸(狭缝间隙)的显著影响,因此为了形成期望的厚度,传统技术需要数次重复测试涂覆过程的任务,拆卸和重新组装模具块21、22、23,调节狭缝间隙并检查流出的电极活性材料浆料的量。然而,狭缝间隙是一个变量,其被如此灵敏地调节,使得涂层间隙根据用于组装模具块21,22,23的螺栓的紧固强度而极大地变化,可以通过当电极活性材料浆料出现时的力来改变。特别地,为了在沿着集流体的移动方向(md方向)的宽度方向(td方向)上稳定地进行均匀涂覆,需要在宽度方向上具有均匀的尺寸精度,并且当双狭缝模具涂布机20的宽度增加以使用宽集流体来增加生产量时,更难以均匀地控制宽度方向的狭缝间隙。
10.由于双狭缝模具涂布机20基本上包括三个模具块21、22、23,为了将其配置为具有与包括一个狭缝的传统狭缝模具涂布机类似的占地面积和体积的装置,需要减小每个模具块21、22、23的厚度,因此不可避免地,其在结构上容易变形和扭曲。当发生变形或扭曲时,调整的狭缝间隙改变,导致电极工艺中的缺陷。此外,由于模具块数量的增加,对于包括两个或更多个狭缝的多狭缝模具涂布机,该问题将更加严重。
11.为了解决这个问题,当每个模具块21、22、23的尺寸增加(角度变化)时,浆料出现的方向变化,导致涂层可加工性降低。另外,在三个模具块21、22、23中,当设置在外侧的模具块21、23的厚度增加以防止变形和扭曲时,仍然难以防止结构上最脆弱的中间模具块22的变形。
12.同时,每个模具块21、22、23可以通过在接触表面处螺栓紧固来组装。然而,每个模具块21、22、23由于其厚度小而容易变形,并且螺栓紧固容易由于大的力的作用而引起变形,因此需要小心。当通过紧固时施加的力而在模具块21、22、23之间进行移动时,该移动影响涂覆间隙,即出口端口24、25与集流体15之间的距离,导致不均匀的涂覆。


技术实现要素:

13.技术问题
14.本发明旨在解决上述问题,因此本发明旨在提供一种多狭缝模具涂布机,在基本上包括三个模具块的多狭缝模具涂布机中具有降低的变形和扭曲的结构脆弱性。
15.然而,本发明要解决的技术问题不限于上述问题,并且本领域技术人员将从下面描述的发明内容中清楚地理解未提及的其他问题。
16.技术方案
17.为了解决上述技术问题,根据本发明的多狭缝模具涂布机是一种包括下狭缝和上狭缝的多狭缝模具涂布机,以通过下狭缝或上狭缝中的至少一个将涂覆溶液挤出并涂覆在连续移动的基板的表面上,该多狭缝模具涂布机包括:下模具块;中间模具块,位于下模具块上使得在中间模具块和下模具块之间形成下狭缝;上模具块,位于中间模具块上,使得在上模具块和中间模具块之间形成上狭缝,其中下模具块、中间模具块和上模具块具有下模具唇、中间模具唇和上模具唇,下模具唇、中间模具唇和上模具唇分别形成下模具唇、中间模具唇和上模具唇的前端,在下模具唇和中间模具唇之间形成与下狭缝连通的下出口端口,在中间模具唇和上模具唇之间形成与上狭缝连通的上出口端口,该多狭缝模涂布机包括紧固在下模具块、中间模具块和上模具块之间的接触表面处的螺栓,该螺栓成一定角度,使得螺栓头面向上出端口和下出口端口。
18.接触表面和螺栓的轴线之间的角度可以在70
±
10
°
的角度范围内。
19.上模具块和中间模具块之间的接触表面可以是倾斜的,并且螺栓可以以70
±
10
°
的角度范围紧固到接触表面。
20.中间模具块可以包括在上部位置和下部位置处彼此表面接触的第一中间模具块和第二中间模具块,第一中间模具块和第二中间模具块沿着接触表面可滑动地设置以进行相对移动,第一中间模具块可以固定并耦接到下模具块,第二中间模具块可以固定并耦接到上模具块。
21.可以在下出口端口和上出口端口之间形成预定台阶。
22.多狭缝模具涂布机还可以包括第一间隔件和第二间隔件,第一间隔件置于下模具块和中间模具块之间以调节下狭缝的宽度,第二间隔件置于中间模具块和上模具块之间以调节上狭缝的宽度。
23.下模具块可以包括容纳第一涂覆溶液的第一歧管,第一歧管与下狭缝连通,中间模具块可以包括容纳第二涂覆溶液的第二歧管,第二歧管与上狭缝连通。
24.下狭缝和上狭缝可以形成30
°
至60
°
的角度。
25.在根据本发明的多狭缝模具涂布机中,螺栓的螺栓头可以突出超过上模具块。
26.螺栓的螺栓腿可以包括靠近中间模具块的螺纹部和靠近上模具块的光面部,并且上模具块和中间模具块可以具有彼此对准以容纳螺栓的螺栓孔。
27.有益效果
28.根据本发明的一个方面,在模具块之间的接触表面处以使得螺栓头面向下出口端口和上出口端口的角度进行螺栓紧固。根据本发明的以一定角度紧固的螺栓可以使模具块的变形最小化。
29.特别地,根据本发明的一个方面,模具块可以在多狭缝模具涂布机的宽度方向上的左侧和右侧上成直线对准。因此,当通过组装模具块安装多狭缝模具涂布机时,可以减小涂覆间隙的变化。此外,可以抑制狭缝间隙偏差。因此,根据本发明,可以确保横向装填均匀性,从而改善涂覆质量。
30.根据本发明的一个方面,可以降低模具块对变形或扭曲的结构脆弱性,从而以期望的厚度均匀地形成涂层,特别是电极活性材料层,并且可以同时涂覆至少两种类型的电极活性材料浆料,从而实现高性能和高生产率。可以防止在模具块之间紧固时的变形,从而确保涂覆可加工性和再现性。当本发明的多狭缝模具涂布机用于在二次电池的电极的制造中在集流体上涂覆电极活性材料浆料时,可以在高速或大规模涂覆条件下实现均匀涂覆。
31.根据本发明的另一方面,螺栓头不嵌入上模具块中,而是突出超过上模具块。即使存在用于螺栓紧固的孔的公差,由于螺栓头封闭孔,因此可以防止杂质进入孔。因此,可以防止由引入孔中的杂质引起的螺栓紧固组件的不平衡,并避免每个模具块的变形。
附图说明
32.附图示出了本发明的优选实施方式,并且与本发明的详细描述一起用于提供对本发明的技术特征的进一步理解,因此,本发明不被解释为限于附图。
33.图1是根据相关技术的双狭缝模具涂布机的示意性横截面视图。
34.图2是根据本发明的实施方式的多狭缝模具涂布机的示意性剖视图。
35.图3是根据本发明的实施方式的多狭缝模具涂布机的示意性分解透视图。
36.图4是示出根据本发明的实施方式的多狭缝模具涂布机中的模具块之间的螺栓紧固的横截面视图。
37.图5是示出了与本发明相反的螺栓紧固成使得螺栓头不面向出口端口的横截面视图。
38.图6示出了以图5的螺栓紧固角度施加到模具块的力的方向。
39.图7是根据本发明的另一个实施方式的多狭缝模具涂布机的横截面视图。
40.图8是示出了与本发明相反的使用螺栓紧固使得螺栓头不面向出口端口的模具块之间的对准的照片图像。
41.图9是示出根据本发明的使用螺栓紧固使得螺栓头面向出口端口的模具块之间的对准的照片图像。
42.图10是示出根据另一实施方式的多狭缝模具涂布机中的模具块之间的螺栓紧固的横截面视图。
具体实施方式
43.在下文中,将参考附图详细描述本发明的优选实施方式。在描述之前,应当理解的是,说明书和所附权利要求书中使用的术语或词语不应被解释为限于一般和字典含义,而是基于允许发明人为最佳解释适当地定义术语的原理,基于与本发明的技术方面相对应的含义和概念来解释。因此,本文描述的实施方式和附图中的图示仅仅是本发明的一些优选实施方式,并且没有完全描述本发明的技术特征,因此应当理解,在提交专利申请时可以对其做出各种其他等同方式和修改。
44.根据本发明的实施方式的多狭缝模具涂布机可包括两个或更多个狭缝。基本上,多狭缝模具涂布机是一种包括下狭缝和上狭缝以在基板上以双层涂覆涂覆溶液的装置。下面描述的“基板”是集流体,并且涂覆溶液是“电极活性材料浆料”。第一涂覆溶液和第二涂覆溶液都是电极活性材料浆料,并且它们可以具有相同或不同的组成(活性材料、导电材料和粘合剂的类型)、量(活性材料、导电材料和粘合剂的量)或性质。根据本发明的实施方式的多狭缝模具涂布机针对通过同时涂覆至少两种类型的电极活性材料浆料或通过以交替方式涂覆至少两种类型的电极活性材料浆料的图案涂覆而制造的电极进行优化。然而,本发明的范围不必限于此。例如,基板可以是用于隔膜的多孔支撑件,并且第一涂覆溶液和第二涂覆溶液可以是具有不同组成或性质的有机物。也就是说,在需要薄膜涂覆的情况下,基板、第一涂覆溶液和第二涂覆溶液不限于特定类型。
45.图2是根据本发明的实施方式的多狭缝模具涂布机的示意性横截面视图。图3是根据本发明的实施方式的多狭缝模具涂布机的示意性分解透视图。
46.根据本发明的实施方式的多狭缝模具涂布机100是包括下狭缝101和上狭缝102的双狭缝模具涂布机,并且是能够通过下狭缝101和上狭缝102同时或交替地将相同类型的涂覆溶液或两种不同类型的涂覆溶液涂覆在基板300上的设备。参考图2和图3,多狭缝模具涂布机100包括下模具块110、位于下模具块110上的中间模具块120和位于中间模具块120上的上模具块130。模具块110、120、130通过紧固件(例如螺栓)彼此组装,并且将在下面详细描述。
47.下模具块110是多狭缝模具涂布机100的多个块中的最下面的块,并且面向中间模具块120的表面相对于底表面(x-z平面)或水平面倾斜。根据实施方式,下模具块110的面向中间模具块120的表面可以几乎平行于水平面。
48.参照图2和图3,下狭缝101可以形成在下模具块110和中间模具块120彼此接触的区域中。例如,第一间隔件113置于下模具块110和中间模具块120之间,以在下模具块110和中间模具块120之间形成间隙,其中可以形成对应于第一涂覆溶液50流过的通道的下狭缝101。在这种情况下,第一间隔件113的厚度决定了下狭缝101的垂直宽度(y轴方向,狭缝间隙)。然而,传统上,由于模具块易受变形和扭曲的影响,因此难以保持狭缝间隙。
49.如图3所示,第一间隔件113具有第一开口部113a,该第一开口部113a在一个区域处被切割,并且可以置于除了下模具块110和中间模具块120中的每一个的面对表面的边缘区域中的一侧之外的剩余部分中。因此,第一涂覆溶液50通过的下出口端口101a仅形成在下模具块110的前端和中间模具块120的前端之间。下模具块110的前端和中间模具块120的前端分别被限定为下模具唇111和中间模具唇,换句话说,下出口端口101a由下模具唇111和中间模具唇之间的间隔形成。
50.作为参考,第一间隔件113用作垫圈,以防止第一涂覆溶液50通过除了形成下出口端口101a的区域之外的下模具块110和中间模具块120之间的间隙泄漏,因此第一间隔件113优选地由具有密封能力的材料制成。
51.下模具块110包括在面向中间模具块120的表面上具有预定深度的第一歧管112,第一歧管112与下狭缝101连通。尽管未在附图中示出,但是第一歧管112由供应管连接到安装在外部的第一涂覆溶液供应室(未示出),并且被供应有第一涂覆溶液50。当第一歧管112完全填充有第一涂覆溶液50时,第一涂覆溶液50的流动沿着下狭缝101被引导并从下出口端口101a流出。
52.中间模具块120是位于多狭缝模具涂布机100的多个块中间的块,并且置于下模具块110和上模具块130之间以形成双狭缝。尽管该实施方式的中间模具块120的横截面是直角三角形,但是形状不必限于此,并且中间模具块120的横截面可以是例如等腰三角形。
53.上模具块130定位成与几乎平行于水平面的中间模具块120的上表面接触。上狭缝102形成在中间模具块120和上模具块130彼此接触的区域中。根据实施方式,中间模具块120的上表面可以相对于水平面倾斜,并且在这种情况下,上模具块130可以与水平面成角度地定位并且与中间模具块120的上表面接触。
54.以与上述下狭缝101相同的方式,第二间隔件133可以置于中间模具块120和上模具块130之间,以在中间模具块120和上模具块130之间形成间隙。因此,形成对应于第二涂覆溶液60流过的通道的上狭缝102。在这种情况下,上狭缝102的竖直宽度(y轴方向,狭缝间隙)由第二间隔件133确定。然而,通常难以保持狭缝间隙,因为模具块容易变形和扭曲。
55.另外,具有与第一间隔件113类似结构的第二间隔件133具有第二开口部133a,该第二开口部133a在一个区域处被切割,并且置于除了中间模具块120和上模具块130中的每一个的面对表面的边缘区域中的一侧之外的剩余部分中。同样,除了上狭缝102的前侧之外的周向方向被阻挡,并且上出口端口102a仅形成在中间模具块120的前端和上模具块130的前端之间。上模具块130的前端被限定为上模具唇131,换句话说,上出口端口102a由中间模具唇121和上模具唇131之间的间隔形成。
56.另外,中间模具块120包括在面向上模具块130的表面上具有预定深度的第二歧管132,并且第二歧管132与上狭缝102连通。尽管未在附图中示出,但是第二歧管132由供应管连接到安装在外部的第二涂覆溶液供应室,并且被供应有第二涂覆溶液60。当第二涂覆溶液60沿着供应管从外部源供应,并且第二歧管132完全填充有第二涂覆溶液60时,第二涂覆溶液60的流动沿着与第二歧管132连通的上狭缝102被引导并从上出口端口102a出来。
57.上狭缝102和下狭缝101形成角度,并且该角度可以是大约30
°
至60
°
。上狭缝102和下狭缝101可以在一个点处相交,上出口端口102a和下出口端口101a可以设置在该交叉点附近。因此,第一涂覆溶液50和第二涂覆溶液60出现的位置可以集中在大致一个点上。
58.根据具有这种构造的多狭缝模具涂布机100,可旋转的涂覆辊200位于多狭缝模具涂布机100的前面,并且涂覆辊200可以旋转以移动待涂覆的基板300,同时使第一涂覆溶液50和第二涂覆溶液60与基板300的表面连续接触,从而基板300可以被双层涂覆。替代性地,通过以交替的方式进行第一涂覆溶液50的供应和停止以及第二涂覆溶液60的供应和停止,可以在基板300上间歇地形成图案涂层。
59.多狭缝模具涂布机100通过下狭缝101或上狭缝102中的至少一个将涂覆溶液挤出并涂覆在连续移动的基板300的表面上。本发明的多狭缝模具涂布机100包括紧固在模具块110、120、130之间的接触表面处的螺栓。图4是示出根据本发明的实施方式的多狭缝模具涂布机中的模具块之间的螺栓紧固的横截面视图。
60.参照图4,螺栓140紧固在中间模具块120和上模具块130之间的接触表面处。螺栓140紧固成使得螺栓头部面向下出口端口101a和上出口端口102a。接触表面和螺栓140的轴线之间的角度α优选地在70
±
10
°
的角度范围内。当角度在上述范围之外时,涂覆间隙或狭缝间隙发生变化。当满足上述范围时,可以实现模具块110、120、130朝向出口端口的对准。
61.螺栓(未示出)可以紧固在下模具块110和中间模具块120之间的接触表面处。多个螺栓140可以沿着上模具块130的宽度方向紧固,并且多个螺栓140可以沿着上模具块130的长度方向紧固。
62.重要的是将螺栓140紧固在模具块之间的接触表面处,使得螺栓头面向出口端口。图4所示的示例示出了上模具块130和中间模具块120之间的接触表面相对于水平面倾斜,并且螺栓140在70
±
10
°
的角度范围内紧固到接触表面,使得螺栓头面向上出口端口102a和下出口端口101a。为了描述当螺栓140以一定角度紧固时的惊人益处,与不以一定角度进行螺栓紧固进行比较。图5是示出了与本发明相反的螺栓被紧固成使得螺栓头不面向出口端口的横截面视图。图6示出了图5中的截面a,并且描绘了以图5的螺栓紧固角度施加到模具块的力的方向。
63.参照图5,螺栓160垂直于水平面紧固在中间模具块120和上模具块130之间的接触表面处。结果,如图所示,螺栓160与倾斜接触表面成105
°
的角度。
64.参照图6,由于中间模具块120的倾斜角度,螺栓160拧紧的力ff(轴向张力)被分成垂直于接触表面的力f和平行于接触表面的力f
滑动
(f
slip
),并且由于平行于接触表面的力f
slip
将发生滑动。当通过紧固时施加的力在模具块21、22、23之间进行移动时,该移动影响涂覆间隙,即上出口端口101a和下出口端口102a与基板300之间的距离,导致不均匀的涂覆。
65.因此,本发明以使得螺栓头朝向出口端口倾斜的角度紧固螺栓140,如图4所示。当
根据本发明紧固螺栓140时,紧固时的力的方向起作用而不引起模具块110、120、130的变形。例如,尽管螺栓140拧紧的力被分成垂直于接触表面的力和平行于接触表面的力,但是平行力在与上模具块130可能由于重量而滑动的方向相反的方向上作用。因此,关键点是由于拧紧螺栓140用于施加紧固扭矩的螺栓140而不是单纯固定的力,因此防止模具块110、120、130变形。因此,当通过组装模具块110、120、130安装多狭缝模具涂布机100时,可以减小涂覆间隙的变化。因此,根据本发明,可以使模具块110、120、130的变形最小化并确保横向装填均匀性,从而改善涂覆质量。狭缝间隙由第一间隔件113和第二间隔件133确定。然而,传统上,因为模具块容易变形和扭曲而难以保持狭缝间隙。由于狭缝间隙是空的空间,因此狭缝间隙很大程度上受到形成空的空间的模具块的影响。因此,根据本发明的紧固具有空的空间的模具块110、120、130与仅仅紧固上部结构和下部结构简单地彼此接触的接触表面明显不同。根据本发明,由于螺栓140在防止模具块110、120、130变形的同时被紧固,因此显著有效地防止了空的空间(即,狭缝间隙)的变化。
66.尽管为了说明的目的该实施方式描述了以两层涂覆涂覆溶液或通过以交替方式供应涂覆溶液来进行图案涂覆,但是显然本发明可以应用于狭缝中间的两种类型的涂覆溶液的组合或使用三个或更多个狭缝同时涂覆三个或更多个层,而不是通过单独的狭缝分配。显然,三个或更多个狭缝需要四个或更多个模具块。
67.随后,将参考图7描述本发明的另一实施方式。与上述实施方式相同的附图标记表示相同的元件,并且省略对相同元件的重复描述,并且将基于与上述实施方式的差异进行以下描述。
68.在上述实施方式中,由于是一个中间模具块120,所以不可能可变地调节上出口端口102a和下出口端口101a的相对位置,而根据本发明的另一实施方式,可以容易地调节上出口端口102a和下出口端口101a的相对位置。
69.为此,根据本发明的另一实施方式的多狭缝模具涂布机100'包括中间模具块120,该中间模具块120包括第一中间模具块122和第二中间模具块124,并且第一中间模具块122和第二中间模具块124在上部位置和下部位置处彼此表面接触,并且沿着接触表面可滑动地设置以进行相对移动。另外,第一中间模具块122和下模具块110通过螺栓紧固彼此固定和耦接,第二中间模具块124和上模具块130通过螺栓紧固彼此固定和耦接。因此,第一中间模具块122和下模具块110可以一起移动,第二中间模具块124和上模具块130可以一起移动。
70.多狭缝模具涂布机100'可以包括两个出口端口101a、102a,这两个出口端口101a、102a沿着水平方向彼此间隔开并且根据需要设置在前部位置和后部位置处。也就是说,下模具块110和上模具块130的相对移动可以使用用于调节多狭缝模具涂布机100'的形状的单独装置或通过操作者的手动任务来进行。
71.例如,通过在与涂覆溶液50、60出现的方向相反的向前或向后方向上沿着滑动表面移动上模具块130预定距离,同时保持下模具块110不变,可以在下出口端口101a和上出口端口102a之间形成台阶d。这里,滑动表面是指第一中间模具块122和第二中间模具块124的面对表面。
72.台阶的宽度d可以在大约几百微米至几毫米的范围内确定,并且可以基于在基板300上形成的第一涂覆溶液50和第二涂覆溶液60的性质和粘度或基板300上的每层的期望
厚度来确定。例如,随着将在基板300上形成的涂层的厚度增加,台阶的宽度d可以增加。
73.另外,如上所述,由于下出口端口101a和上出口端口102a沿水平方向彼此间隔开,因此从上出口端口102a流出的第二涂覆溶液60不可能进入下出口端口101a,或者从下出口端口101a流出的第一涂覆溶液50不可能进入上出口端口102a。
74.也就是说,通过下出口端口101a或上出口端口102a排出的涂覆溶液被在下出口端口101a和上出口端口102a之间具有台阶的表面阻挡,因此涂覆溶液不可能进入另一个出口端口,从而可以更平稳地进行多层活性材料涂覆工序。
75.当需要改变下出口端口101a和上出口端口102a之间的相对位置时,根据本发明的另一实施方式的多狭缝模具涂布机100'可以通过下模具块110和/或上模具块130的滑动运动来简单地调节,并且不需要拆卸和重新组装每个模具块110、120、130,从而显著提高了可加工性。
76.如上所述,根据本发明的另一方面,可以根据涂覆工艺条件通过上模具块和下模具块的相对移动容易地调节上出口端口和下出口端口的位置,从而改善多狭缝涂覆的可加工性。
77.根据本发明,可以降低模具块对变形或扭曲的结构脆弱性,从而以期望的厚度均匀地形成涂层,特别是电极活性材料层,并且可以同时涂覆两种类型的电极活性材料浆料,从而实现高性能和高生产率。可以防止紧固模具块时的变形,从而确保涂覆的可加工性和再现性。当本发明的多狭缝模具涂布机用于在二次电池的电极的制造中在集流体上涂覆电极活性材料浆料时,可以在高速或大规模涂覆条件下实现均匀涂覆。
78.在下文中,将描述通过实际实验证明本发明的效果的实例。准备具有图5的紧固的比较例和具有图4的紧固的示例,以检查在多狭缝模具涂布机的宽度方向上的左侧和右侧上的模具块的对准。
79.图8是与本发明相反的比较例的照片图像,其示出了使用螺栓紧固使得螺栓头不面向出口端口的模具块之间的对准。从侧面观察多狭缝模具涂布机。参照图8,在比较例中,下模具块(下板)设置在多狭缝模具涂布机左侧的最低位置,但设置在右侧的最高位置。也就是说,下模具块(下板)、中间模具块(中间板)和上模具块(上板)没有朝向出口端口对准,并且模具唇没有直线对准。此外,左侧的对准和右侧的对准彼此不同。因此,可以看出,当螺栓紧固成使得螺栓头不面向出口端口时,涂覆间隙在多狭缝模具涂布机的宽度方向上变化,导致大的装填偏差。
80.图9是示出根据本发明的使用螺栓紧固使得螺栓头面向出口端口的模具块之间的对准的照片图像。从侧面观察多狭缝模具涂布机。
81.参照图9,在该示例中,下模具块(下板)、中间模具块(中间板)和上模具块(上板)朝向多狭缝模具涂布机的左侧和右侧上的出口端口对准,并且模具唇直线对准。因此,可以看出,如本发明所提出的,当螺栓头面向出口端口时,涂覆间隙在多狭缝模具涂布机的宽度方向上不改变,因此不会发生装填偏差。
82.同时,如参照图4所述,优选地,接触表面和螺栓140的轴线之间的角度α在70
±
10
°
的角度范围内。当角度在上述范围之外时,涂覆间隙或狭缝间隙发生变化。
83.当供应电极活性材料浆料时,向模具块110、120、130的内部施加压力,并且模具块110、120、130可以与电极活性材料浆料的压力和接触面积成比例地变形。由于狭缝间隙可
能由于模具块110、120、130的结构特征而显著变形,因此归因于电极活性材料浆料出现时的压力,中心处的狭缝间隙比沿着多狭缝模涂布机100的宽度方向的两个边缘的狭缝间隙宽。因此,中心处的电极涂层比两个边缘处的电极涂层厚。同时,当沿着上模具块130的宽度方向紧固多个螺栓140时,由于螺栓140的位置特征,狭缝间隙的变化是相反的,换句话说,多狭缝模涂布机100的中心比两个边缘窄。本发明提出紧固螺栓的螺栓头面对下出口端口101a和上出口端口102a,考虑根据电极活性材料浆料的压力的狭缝间隙的变化和根据螺栓紧固位置的狭缝间隙的变化。然而,当接触表面和螺栓140的轴线之间的角度α太小时,即,螺栓140倾斜太多时,可能发生图5和6中所述的滑动。也就是说,在组装过程中,在模具块120、130之间的接触表面处可能发生滑动,导致模具块120、130沿着涂覆间隙的方向不对准。例如,如图8所示,模具唇可以不直线对准。考虑到这一点,接触表面和螺栓140的轴线之间的角度α优选地具有预定范围,并且本发明提出了70
±
10
°
的优选角度范围。
84.在实验示例中,当考虑螺栓紧固角度为70
°
并且电极活性材料浆料的压力为100kpa时,中心处的狭缝间隙与边缘处的狭缝间隙之间的差为6μm。当组装时,模具唇与模具块的移动的对准为
±
8μm。当不考虑电极活性材料浆料的压力时,中心处的狭缝间隙与边缘处的狭缝间隙之间的差为-15μm。
85.当螺栓紧固角度为50
°
时,中心处的狭缝间隙与边缘处的狭缝间隙之间的差大大增加到-11μm。当组装时,模具唇缘与模具块的移动的对准大大增加到
±
30um。当不考虑电极活性材料浆料的压力时,中心处的狭缝间隙与边缘处的狭缝间隙之间的差为-28μm。
86.当考虑到螺栓紧固角度为90
°
并且电极活性材料浆料的压力为100kpa时,组装时模具唇与模具块移动的对准为
±
5μm,显示出最佳对准。当不考虑电极活性材料浆料的压力时,中心处的狭缝间隙与边缘处的狭缝间隙之间的差为-5μm,显示出最佳对准。然而,中心处的狭缝间隙与边缘处的狭缝间隙之间的差大大增加到14μm。
87.当用于稳定涂层的模具唇对准的标准设定为10μm或更小时,50
°
的螺栓紧固角度不满足该标准。除了电极活性材料浆料的变形之外,90
°
的螺栓紧固角度是良好的,但是即使考虑到当实际使用多狭缝模具涂布机100时电极活性材料浆料的变形,将螺栓140紧固在70
°
处也确保了最佳的涂覆质量。
88.图10是示出根据本发明的又一实施方式的多狭缝模具涂布机中的模具块之间的螺栓紧固的横截面视图。与上述实施方式相同的附图标记表示相同的元件,并且省略对相同元件的重复描述,并且将基于与上述实施方式的差异进行以下描述。代替图4中的螺栓140,图10示出了螺栓170。
89.参照图10,螺栓170紧固在上模具块130和中间模具块120之间的接触表面处。螺栓170被紧固成使得螺栓头面向下出口端口101a和上出口端口102a。多个螺栓170可以沿着上模具块130的宽度方向紧固,并且多个螺栓170可以沿着上模具块130的长度方向紧固。
90.螺栓170包括螺栓头172和螺栓腿174。螺栓头172突出超过上模具块130。
91.螺栓腿174包括靠近中间模具块120的螺纹部174a和靠近上模具块130的光面部174b。为了容纳螺栓150,上模具块130和中间模具块120具有彼此对准的螺栓孔175b、175a。
92.每个模具块110、120、130由于其厚度小而容易变形,并且螺栓紧固容易由于大的力的作用而引起变形,因此需要小心。用于螺栓紧固的孔的公差可能导致每个模具块110、120、130变形。当杂质进入具有公差的孔时,在螺栓紧固时发生组装不平衡,导致变形。由于
在使用电极活性材料浆料的过程中使用多狭缝模具涂布机100”,因此杂质可能以高可能性或大量次数进入孔,并且在引入杂质之后,难以去除杂质,因此防止杂质进入是重要的。
93.在该实施方式中,螺栓头172未嵌入上模具块130中,并且突出超过上模具块130。即使存在用于螺栓紧固的孔175a、175b的公差,由于螺栓头172封闭孔175b,因此可以防止杂质进入孔175a、175b。因此,可以防止由引入孔中的杂质引起的螺栓紧固组件的不平衡,并避免每个模具块的变形。
94.如上所述,根据本发明的另一方面,可以防止杂质进入用于螺栓紧固的孔175a、175b,并且避免每个模具块的变形。同时,螺栓头172突出超过上模具块130,并且为了通过螺栓170紧固上模具块130和中间模具块120之间的接触表面,螺栓170比螺栓140长。在这种情况下,当螺纹形成在整个螺栓腿174上时,在螺栓紧固时施加很大的扭矩,并且需要很长时间来紧固。因此,可能期望在需要紧固的区域上形成螺纹,而在剩余区域上不形成螺纹。因此,螺栓腿174可以包括靠近中间模具块120的螺纹部174a和靠近上模具块130的光面部174b。虽然已经关于有限数量的实施方式和附图描述了本发明,但是本发明不限于此,并且对于本领域技术人员显而易见的是,可以在本发明的技术方面和所附权利要求及其等同范围内对其进行各种改变和修改。
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1