活性材料塗覆裝置的製作方法
2023-06-03 09:50:56 3
專利名稱：活性材料塗覆裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種活性材料塗覆裝置，該活性材料塗覆裝置在形成可再充電電池的電極板的基板上塗覆活性材料。
背景技術：
可再充電電池包括電極板，其中活性材料層形成在集流器(current collector) 上。當可再充電電池充電時，來自正電極活性材料層的離子移動到負活性材料層並存儲在其中；當可再充電電池放電時，存儲在負活性材料層中的離子返回到正電極活性材料層中。 正活性材料和負活性材料應當在整個集流器上具有均勻的厚度，以使可再充電電池的特性均勻。為此，使用活性材料塗覆裝置。例如，活性材料塗覆裝置將處於漿料狀態的活性材料排出到形成於狹縫模具 (slot die)(也就是，上模具和下模具)的前端的排出狹縫(discharge slot)，以將活性材料塗覆到基板，該基板在纏繞塗覆輥(coating roll)的同時前進，該塗覆輥與處於狹縫模具前部的排出狹縫具有微小間隙。當活性材料通過排出狹縫高速地塗覆或薄膜塗覆(thin-film coat)到基板時，在排出狹縫下部的上塗覆液珠(upper coating bead)移動到正在被塗覆的下塗覆液珠，使得塗覆不能以均勻的厚度進行。為了實現具有均勻厚度的塗覆，活性材料塗覆裝置在狹縫模具中具有真空腔。真空腔的負壓力施加到塗覆液珠使得上塗覆液珠被拉下，從而防止正在被塗覆的下塗覆液珠被破壞。然而，在此情況下，提供基板的塗覆輥和真空腔不能被容易地密封，因此，真空腔不能保持恆定的負壓力。因此，活性材料的塗覆質量會惡化。在本背景技術部分中公開的上述信息只是為了增強對本發明背景的理解，因此它可以包含不形成對於本領域技術人員已經在該國中公知的現有技術的信息。
發明內容
本發明的一方面提供一種活性材料塗覆裝置，其通過實現真空腔的密封而將活性材料塗覆到形成可再充電電池的電極板的基板。根據本發明示範性實施例的活性材料塗覆裝置包括塗覆輥，使形成可再充電電池的電極板的基板前進；狹縫模具，提供在塗覆輥的一側，設定狹縫孔與基板之間的塗覆間隙，並將漿料狀態的壓力傳輸的活性材料排出到狹縫孔以將活性材料塗覆到基板；真空腔， 安裝在狹縫模具的狹縫孔的一側，以沿其圓周方向部分地圍繞塗覆輥並向塗覆到基板的活性材料的塗覆液珠施加負壓力；側密封部，於真空腔的兩側在真空腔和塗覆輥之間密封； 以及中央密封部，於側密封部之間在真空腔和塗覆輥之間密封。根據本發明示範性實施例的活性材料塗覆裝置還可以包括支架，在支架上安裝狹縫模具，以朝塗覆輥移動/從塗覆輥反向移動狹縫模具，並控制關於塗覆輥的表面的角度。
真空腔還可以包括沿塗覆輥的長度方向提供在其中的分離板，以引起活性材料沿基板移動到其下部。側密封部可以包括側密封構件，根據塗覆輥的曲率緊密附著到塗覆輥；以及第一彈性構件，提供在側密封構件與真空腔之間以彈性支撐側密封構件。側密封構件可以由聚四氟乙烯(PTFE，Teflon )和矽酮(silicone)之一形成。 第一彈性構件可以由彈簧、橡膠和矽酮之一形成。真空腔可以包括面對側密封部的側板，側板可以包括第一接收單元，具有開口側以接收第一彈性構件；以及內引導件，設定第一接收單元的兩側以在側密封構件變形時支撐並引導側密封構件。側密封構件可以包括緊密附著部，緊密附著到塗覆輥；外引導件，在緊密附著部的兩側突出到塗覆輥的相對側並接收內引導件；以及突起，在外引導件之間從緊密附著部突出並插入到第一接收單元，使得突起被第一彈性構件支撐。側密封部還可以包括第一引導銷，第一引導銷懸掛在形成於外引導件中的第一狹縫上並緊固到內引導件。中央密封部可以包括中央密封構件，沿塗覆輥的長度方向面對塗覆輥並部分地附著到塗覆輥；以及第二彈性構件，提供在中央密封構件與真空腔之間以彈性支撐中央密封構件。第二彈性構件可以由彈簧、橡膠和矽酮之一形成。真空腔可以具有面對中央密封部的前板，該前板可以包括第二接收單元，具有開口側以接收第二彈性構件；以及引導件，設定第二接收單元的兩側以在中央密封構件向上移動時支撐並引導中央密封構件。中央密封構件可以包括緊密附著部，面對塗覆輥並部分地附著到塗覆輥；以及支撐件，固定到緊密附著部並插入到第二接收單元，使得支撐件被第二彈性構件支撐。緊密附著部可以由聚四氟乙烯(PTFE，Teflon )和矽酮之一形成。中央密封部還可以包括第二引導銷，該第二引導銷懸掛在形成在引導件中的第二狹縫孔上並緊固到支撐件。中央密封構件可以包括支撐突起，該支撐突起沿塗覆輥的長度方向從兩側突出並緊密附著和支撐塗覆輥。如上所述，根據本發明的示範性實施例，當通過狹縫模具的狹縫孔排出的活性材料塗覆到基板上時，真空腔和塗覆輥可以通過在真空腔和塗覆輥之間形成側密封部和中央密封部而密封。在此情形下，負壓力施加到通過狹縫孔排出的活性材料的上塗覆液珠，因此能夠保持塗覆液珠不被損壞，從而能夠改善塗覆質量。
圖1是根據本發明的示範性實施例的活性材料塗覆裝置的透視圖；圖2是圖1的活性材料塗覆裝置的側視圖，該活性材料塗覆裝置處於通過將狹縫模具緊密附著到塗覆輥來塗覆活性材料的狀態；圖3是在圖2的活性材料塗覆裝置中側密封構件根據形成在塗覆輥與側密封構件之間的密封狀態的變形狀態的視 圖4是圖1沿線1V-1V截取的截囬圖；圖5是圖4的側密封部的操作狀態的視圖；圖6是圖1的中央密封部的正視圖；圖7是圖1沿線VII-VII截取的截面圖；圖8是圖7的中央密封構件的操作狀態的視圖；圖9是使用圖1的活性材料塗覆裝置的活性材料塗覆狀態的視圖。附圖標記說明1 塗覆輥2 狹縫模具3 真空腔4 側密封部5:中央密封部6:支架21 下模具22 上模具23 狹縫孔31 側板32 前板33 分離板41 側密封構件42，52 第一和第二彈性構件43，53 第一和第二引導銷 51 中央密封構件61:旋轉軸311，321 第一和第二接收單元312:內引導件322:引導件411，511 緊密附著部412:外引導件413:突起414，513 第一和第二狹縫孔512 支撐件514 支撐突起B 塗覆液珠C 塗覆間隙D，L 直徑，長度S:基板W:寬度0 角度DL:排出方向線DLl, DL2 第一和第二排出方向線TL 接觸線
具體實施例方式下面將結合附圖更充分地描述本發明，附圖中示出了本發明的示範性實施例。本 領域技術人員將認識到，所述的實施例可以以各種方式改進，而不脫離本發明的精神或範 圍。附圖和說明書應該理解為本質上是示意性的，而非限制性的。相同的附圖標記在整個 說明書中指代相同的元件。圖1是根據本發明的示範性實施例的活性材料塗覆裝置的透視圖。參照圖1，根據 示範性實施例的活性材料塗覆裝置包括塗覆輥1，使形成可再充電電池的電極板的基板S 前進；狹縫模具2，塗覆活性材料到塗覆輥1 ；真空腔3，施加負壓カ到塗覆材料的塗覆液珠 B(參照圖9)，該塗覆材料從狹縫模具2排出並塗覆到基板S ；以及側密封部4和中央密封 部5，密封在真空腔3和塗覆輥1之間。側密封部4形成在真空腔3的兩側，中央密封部5 在真空腔3前部形成在側密封部4之間。
具有預定直徑D和長度L(在y軸方向)的塗覆輥1以水平狀態提供，並旋轉以將未塗覆活性材料的基板S提供到狹縫模具2以及將塗覆有活性材料的基板S從狹縫模具2 引出。基板S以預定角度纏繞在塗覆輥1周圍，並接收張力然後被提供或引出，且可以由銅片或鋁片形成。圖2是在圖1的活性材料塗覆裝置中通過將狹縫模具緊密附著到塗覆輥來塗覆活性材料的側視圖。參照圖1和圖2，狹縫模具2提供漿料狀態的壓力傳輸的活性材料從而將材料以均勻的厚度塗覆到由塗覆輥1傳輸的基板S。例如，狹縫模具2包括下模具21、上模具22以及設置在下模具21與上模具22之間的狹縫孔23。從狹縫孔23朝塗覆輥1延伸的線形成排出方向線LD。狹縫孔23朝塗覆輥1的表面敞開，狹縫孔23和塗覆輥1沿y軸方向延伸並在其間保持平行狀態。在此情況下，由狹縫孔23的排出方向線DL相對於基板S的接觸線(touch line)TL或塗覆輥1的表面形成的角度θ可以改變。此外，設置在基板S的表面或塗覆輥 1的表面與狹縫孔23之間的塗覆間隙C(參照圖2和圖9)可以根據活性材料漿料的粘度而改變。為此，活性材料塗覆裝置還包括支架6。支架6在其上安裝狹縫模具2以朝塗覆輥 1移動狹縫模具2/從塗覆輥1反向移動狹縫模具2，並關於提供在兩側的旋轉軸旋轉狹縫模具2。例如，支架6通過圍繞狹縫模具2的底部和橫向側表面來安裝狹縫模具2，從而能夠形成穩定的結構。真空腔3安裝在狹縫模具2的下模具21的下側以施加負壓力到塗覆液珠B (參照圖9)，並沿塗覆輥1的圓周方向圍繞一部分塗覆輥2，並且與真空泵(未示出)相連。例如，真空腔3包括面對側密封部分4的側板31、面對中央密封部5的前板32、形成在其中的分離板33。側板31設定真空腔3的側面(lateral side)，前板32在側板31 之間設定在塗覆輥1側的真空腔。分離板33沿塗覆輥1的長度方向(即y軸方向)提供在真空腔3中，以沿基板S 引發活性材料移動到其下部分。因此，分離板33將真空腔3的內部分為狹縫模具2側和塗覆輥1側。圖3示出在圖2的活性材料塗覆裝置中根據塗覆輥和側密封構件之間的密封狀態的側密封構件的變形狀態。參照圖3，處於實線的側密封部分4可以根據狹縫模具2關於塗覆輥1的塗覆間隙C和角度θ通過變形到單點劃線(one-point chain line)或雙點劃線 (two-point chain line)而實現密封。當狹縫孔32的排出方向線DL通過狹縫模具2的向前/向後移動和旋轉改變到第一排出方向線DLl時，如圖3所示，側密封部4的上部被壓縮且其下部擴張，使得側密封部4 能夠與塗覆輥1密封。相反，當狹縫孔32的排出方向線改變到第二排出方向線DL2時，如圖3所示，側密封部4的上部擴張且其下部被壓縮，使得側密封部4能夠與塗覆輥1密封。側密封部4在塗覆輥1的長度方向L(在y軸方向)的兩側提供在塗覆輥1和真空腔3之間，以密封塗覆輥1和真空腔3。圖4是圖1沿線IV-IV截取的截面圖，圖5是圖4的側密封部的操作視圖。參照圖4和圖5，側密封部4包括側密封構件41和第一彈性構件42。側密封構件41緊密附著到塗覆輥1的外表面，並根據塗覆輥1的曲率變形以在塗覆輥1和側板31之間密封。此外，側密封構件41密封形成在下模具21和上模具22之間的狹縫孔23的側部，以在真空腔3中形成負壓力V。第一彈性構件42提供在側密封構件 41和側板31之間以彈性支撐側密封構件41。因此，側密封構件41始終緊密附著到塗覆輥 1。側板31包括第一接收單元311和內引導件312以與側密封構件41形成密封結構，並支撐變形的側密封構件41。第一接收單元311在側板31處朝塗覆輥1敞開，以接收第一彈性構件42。內引導件312設定第一接收單元311的兩側以在側密封構件41變形時支撐並引導側密封構件41。側密封構件41包括緊密附著部411、外引導件412和突起413以與側板31形成密封結構並被緊密附著到塗覆輥1。緊密附著部411以預定寬度W緊密附著到塗覆輥1。外引導件412在緊密附著部411的寬度W的兩側處突出到與塗覆輥1相反的一側，以接收側板31的內引導件312。外引導件412和內引導件312的接觸面(contact side)在側密封構件41與側板31之間密封。突起413在外引導件412之間從緊密附著部411的中央突出， 並插入到側板31的第一接收單元311，從而被第一彈性構件42支撐。側板31的內引導件、側密封構件41的外引導件412和突起413形成在覆蓋塗覆輥1的區域上方。第一彈性構件42根據設定在塗覆輥1和緊密附著部411之間的壓力被壓縮或擴張，從而保持密封結構。側密封部4還包括第一引導銷43。第一引導銷43懸掛在形成於外引導件412中的第一狹縫孔414上然後被緊固到內引導件312。因此，在塗覆輥1與緊密附著部411之間的壓力減弱並且第一彈性構件42擴張的情況下，能夠防止側密封構件41從側板完全分離。側密封構件41由PTFE(聚四氟乙烯，Teflon )或矽酮形成，並緊密附著到旋轉的塗覆輥1的表面並保護該表面。第一彈性構件42可以由橡膠、矽酮或彈簧形成。第一彈性構件42在側板31處向上推動側密封構件41，第一引導銷43在側板31處限制側密封構件41的向上移動。圖6是圖1的中央密封部的正視圖。參照圖6，側密封部4形成在塗覆輥1的兩側，中央密封部5沿塗覆輥1的長度方向L設置在側密封部4之間。圖7是圖1沿線VII-VII截取的截面圖，圖8是圖7的中央密封構件的操作狀態視圖。參照圖7和圖8，中央密封部5包括中央密封構件51和第二彈性構件52。中央密封構件51沿塗覆輥1的長度方向(y軸方向)面對塗覆輥1的底側，然後部分附著到該底側，使得塗覆輥1和前板32被密封。基板S在塗覆輥1和中央密封構件51 之間前進，塗覆輥1和中央密封構件51彼此面對而不彼此緊密附著(參照圖6)。在此部分，中央密封構件51和基板S彼此緊密附著然後被密封。在基板S的兩側，中央密封構件 51緊密附著到塗覆輥1並形成密封。第二彈性構件52提供在中央密封構件51和前板32 之間以彈性地支撐中央密封構件51。因此，中央密封構件51始終部分附著到塗覆輥1，並保持與塗覆輥1的恆定間隙。前板32包括第二接收單元321和引導件322以密封中央密封構件51並支撐向上移動的中央密封構件51。第二接收單元321在前板32處朝塗覆輥1敞開以接收第二彈性構件52。引導件322設定第二接收單元321的兩側以在中央密封構件51向上移動時支撐和引導中央密封構件51。
中央密封構件51包括緊密附著部511和支撐件512，以與前板32形成密封結構並通過提供基板S而緊密附著到塗覆輥1。緊密附著部511具有傾斜側515以引導基板S和塗覆輥1的移動。支撐件512固定到緊密附著部511然後插入到第二接收單元321，從而被第二彈性構件52支撐。中央密封構件51還包括在長度方向(y軸方向)在塗覆輥1的兩側朝塗覆輥1突出的支撐突起514。實質上，中央密封構件51通過支撐突起514支撐塗覆輥1。因此，支撐突起514之間的中央密封構件51形成基板S的供應通道，該基板S通過圍繞塗覆輥1纏繞而提供。中央密封部5還包括第三引導銷53。第三引導銷53懸掛在形成於引導件322中的第二狹縫孔513上然後被緊固到支撐件512。因此，在塗覆輥1和緊密附著部511之間或塗覆輥1和支撐突起514之間的壓力減弱且因此第二彈性構件52擴張的情況下，能夠防止中央密封構件51從前板32完全分離。緊密附著部511由PTFE (Teflon )或矽酮形成，以保護塗覆輥1的表面。第二彈性構件52可以由橡膠、矽酮或彈簧形成。圖9是使用圖1的活性材料塗覆裝置的活性材料塗覆狀態的視圖。參照圖9，側密封部4和中央密封部5提供在真空腔3中，使得通過狹縫模具2的狹縫孔23以漿料狀態排出的活性材料塗覆到向上移動的基板2。在此情況下，形成在真空腔3中的負壓力V施加到上塗覆液珠B，塗覆液珠B被向下拉，使得塗覆到基板S的活性材料的塗覆液珠B保持穩定的狀態，從而實現高質量的塗覆。雖然已經結合當前被認為是實用的示範性實施例描述了本發明，但是應當理解， 本發明不限於所公開的實施例，而是相反，本發明旨在覆蓋包括在權利要求書的精神和範圍內的各種改進和等同布置。
權利要求
1.一種活性材料塗覆裝置，包括塗覆輥，使形成可再充電電池的電極板的基板前進；狹縫模具，提供在所述塗覆輥的一側，設定狹縫孔與所述基板之間的塗覆間隙，並將處於漿料狀態的壓力傳輸的活性材料排出到所述狹縫孔以將所述活性材料塗覆到所述基板；真空腔，安裝在所述狹縫模具的狹縫孔的一側，以沿所述塗覆輥的圓周方向部分地圍繞所述塗覆輥並向塗覆到所述基板的活性材料的塗覆液珠施加負壓力；側密封部，於所述真空腔的兩側在所述真空腔和所述塗覆輥之間密封；以及中央密封部，於所述側密封部之間在所述真空腔和所述塗覆輥之間密封。
2.根據權利要求1所述的活性材料塗覆裝置，還包括支架，在所述支架上安裝所述狹縫模具，以朝所述塗覆輥移動/從所述塗覆輥反向移動所述狹縫模具，並控制關於所述塗覆輥的表面的角度。
3.根據權利要求1所述的活性材料塗覆裝置，其中所述真空腔還包括沿所述塗覆輥的長度方向提供在其中的分離板，以引起所述活性材料沿所述基板移動到其下部。
4.根據權利要求1所述的活性材料塗覆裝置，其中所述側密封部包括側密封構件，根據所述塗覆輥的曲率緊密附著到所述塗覆輥，和第一彈性構件，提供在所述側密封構件與所述真空腔之間以彈性支撐所述側密封構件。
5.根據權利要求4所述的活性材料塗覆裝置，其中所述側密封構件由聚四氟乙烯和矽酮之一形成。
6.根據權利要求4所述的活性材料塗覆裝置，其中所述第一彈性構件由彈簧、橡膠和矽酮之一形成。
7.根據權利要求4所述的活性材料塗覆裝置，其中所述真空腔具有面對所述側密封部的側板，並且所述側板包括第一接收單元，具有開口側以接收所述第一彈性構件，和內引導件，設定所述第一接收單元的兩側以在所述側密封構件變形時支撐並引導所述側密封構件。
8.根據權利要求7所述的活性材料塗覆裝置，其中所述側密封構件包括緊密附著部，緊密附著到所述塗覆輥；外引導件，在所述緊密附著部的兩側突出到所述塗覆輥的相反側並接收所述內引導件；和突起，在所述外引導件之間從所述緊密附著部突出並插入到所述第一接收單元，使得所述突起被所述第一彈性構件支撐。
9.根據權利要求8所述的活性材料塗覆裝置，其中所述側密封部還包括第一引導銷， 所述第一引導銷懸掛在形成於所述外引導件中的第一狹縫上並緊固到所述內引導件。
10.根據權利要求1所述的活性材料塗覆裝置，其中所述中央密封部包括中央密封構件，沿所述塗覆輥的長度方向面對所述塗覆輥並部分地附著到所述塗覆輥，和第二彈性構件，提供在所述中央密封構件與所述真空腔之間以彈性支撐所述中央密封構件。
11.根據權利要求10所述的活性材料塗覆裝置，其中所述第二彈性構件由彈簧、橡膠和矽酮之一形成。
12.根據權利要求10所述的活性材料塗覆裝置，其中所述真空腔具有面對所述中央密封部的前板；並且所述前板包括第二接收單元，具有開口側以接收所述第二彈性構件；和引導件，設定所述第二接收單元的兩側以在所述中央密封構件向上移動時支撐並引導所述中央密封構件。
13.根據權利要求12所述的活性材料塗覆裝置，其中所述中央密封構件包括緊密附著部，面對所述塗覆輥並部分地附著到所述塗覆輥；和支撐件，固定到所述緊密附著部並插入到所述第二接收單元，使得所述支撐件被所述第二彈性構件支撐。
14.根據權利要求13所述的活性材料塗覆裝置，其中所述緊密附著部由聚四氟乙烯和矽酮之一形成。
15.根據權利要求13所述的活性材料塗覆裝置，其中所述中央密封部還包括第二引導銷，所述第二引導銷懸掛在形成在所述引導件中的第二狹縫孔上並緊固到所述支撐件。
16.根據權利要求10所述的活性材料塗覆裝置，其中所述中央密封構件包括支撐突起，該支撐突起沿所述塗覆輥的長度方向從兩側突出並緊密附著和支撐所述塗覆輥。
全文摘要
本發明提供一種活性材料塗覆裝置，該活性材料塗覆裝置通過實現真空腔的密封而將活性材料塗覆到形成可再充電電池的電極板的基板。根據本發明的示範性實施例的活性材料塗覆裝置包括塗覆輥，使形成可再充電電池的電極板的基板前進；狹縫模具，提供在塗覆輥的一側，設定狹縫孔與基板之間的塗覆間隙，並將處於漿料狀態的壓力傳輸的活性材料排出到狹縫孔以將活性材料塗覆到基板；真空腔，安裝在狹縫模具的狹縫孔的一側，以沿塗覆輥的圓周方向部分地圍繞塗覆輥並向塗覆到基板的活性材料的塗覆液珠施加負壓力；側密封部，於真空腔的兩側在真空腔和塗覆輥之間密封；以及中央密封部，於側密封部之間在真空腔和塗覆輥之間密封。
文檔編號B05C5/00GK102310026SQ20111018365
公開日2012年1月11日 申請日期2011年7月1日 優先權日2010年7月2日
發明者安善爀, 許經憲 申請人:三星Sdi株式會社