專(zhuān)利名稱(chēng)：用于電極活性材料的氣相沉積系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于電極活性材料的氣相沉積系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鋰二次電池通過(guò)將電極組件和電解質(zhì)容納在殼中而形成。根據(jù)殼的材料，鋰二次電池分為罐形鋰離子二次電池和袋型鋰離子二次電池。電極組件通過(guò)堆疊或卷繞正電極板、負(fù)電極板和隔板而形成，正電極板和負(fù)電極板被稱(chēng)作電極板。電極板通過(guò)在電極集流器(electrode current collector)上涂覆電極活性材料而形成，沒(méi)有被涂覆電極活性材料的非涂覆部分形成在電極集流器的預(yù)定部分上。通過(guò)在電極集流器的表面上直接噴射活性材料衆(zhòng)(slurry)或加熱活性材料楽;，電極活 性材料被沉積在電極集流器的表面上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供ー種用于電極活性材料的氣相沉積系統(tǒng)，其能夠在通過(guò)沉積在電極板上涂覆電極活性材料的過(guò)程中防止氣相沉積源被用于形成非涂覆部分的遮罩(mask)污染。本發(fā)明的實(shí)施例還提供ー種用于電極活性材料的氣相沉積系統(tǒng)，該氣相沉積系統(tǒng)包括拆卷機(jī)(unwinder),供應(yīng)電極板；卷繞機(jī)(winder),卷繞電極板；引導(dǎo)鼓，引導(dǎo)要被傳送的電極板；遮罩，成形為具有預(yù)定寬度的圓筒，具有以規(guī)則間隔形成的多個(gè)狹縫，并在引導(dǎo)鼓下方旋轉(zhuǎn)；氣相沉積源，位于遮罩中并噴射電極活性材料到電極板上；防粘附板(anti-adhesive plate),形成為板形,并位于遮罩中氣相沉積源下方；以及加熱器,位于防粘附板下方。遮罩的狹縫可以沿圓周以預(yù)定間隔形成，并且狹縫之間的距離等干與形成在電極板上的非涂覆部分相應(yīng)的長(zhǎng)度。此外，遮罩的每個(gè)狹縫的寬度可以大于電極板的寬度。此外，遮罩的每個(gè)狹縫的寬度可以大于氣相沉積源的寬度。此外，遮罩的寬度大于電極板的寬度。防粘附板可以成形為板，并可以具有比遮罩的寬度大的寬度。此外，加熱器可以成形為板或桿，并可以具有至少與遮罩的寬度相同的寬度。此夕卜，加熱器可以位于遮罩的底部外部。此外，加熱器還可以位于防粘附板下方在遮罩的內(nèi)部底部中。遮罩可以沿與引導(dǎo)鼓旋轉(zhuǎn)的方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。加熱器可以電連接到計(jì)時(shí)器(timer)，計(jì)時(shí)器可以控制加熱器的操作。在用于電極活性材料的氣相沉積系統(tǒng)中，涂覆在遮罩的內(nèi)表面上的電極活性材料使用加熱器加熱并蒸發(fā)，從而防止氣相沉積源被污染，其中該遮罩用于在電極板上形成非涂覆部分。此外，涂覆在遮罩的內(nèi)表面上的電極活性材料的量能夠被防粘附板最小化，從而防止氣相沉積源被污染。


從以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯，在附圖中圖IA是根據(jù)本發(fā)明ー實(shí)施例的用于電極活性材料的氣相沉積系統(tǒng)的透視圖，圖IB是圖IA中示出的氣相沉積系統(tǒng)的側(cè)視圖，圖IC是圖IA中示出的氣相沉積系統(tǒng)的正視圖；圖2A和圖2B是圖IA至圖IC中示出的氣相沉積系統(tǒng)的遮罩和包括電極活性材料的氣相沉積源的局部放大圖；以及圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于電極活性材料的氣相沉積系統(tǒng)的正視圖。
具體實(shí)施方式

在下文，將參照附圖詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于電極活性材料的氣相沉積系統(tǒng)。將首先描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于電極活性材料的氣相沉積系統(tǒng)。圖IA是根據(jù)本發(fā)明ー實(shí)施例的用于電極活性材料的氣相沉積系統(tǒng)的透視圖，圖IB是圖IA中示出的氣相沉積系統(tǒng)的側(cè)視圖，圖IC是圖IA中示出的氣相沉積系統(tǒng)的正視圖。圖2A和圖2B是圖IA至圖IC中示出的氣相沉積系統(tǒng)的遮罩和包括電極活性材料的氣相沉積源的局部放大圖。參照?qǐng)DIA至圖1C，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于電極活性材料的氣相沉積系統(tǒng)100包括拆卷機(jī)120、卷繞機(jī)130、引導(dǎo)鼓140、氣相沉積源150、遮罩160、防粘附板170以及加熱器180。此外，氣相沉積系統(tǒng)100還可以包括計(jì)時(shí)器190。在氣相沉積系統(tǒng)100中，電極板110從拆卷機(jī)120供應(yīng)，在引導(dǎo)鼓140的引導(dǎo)下傳送，并卷繞在卷繞機(jī)130上。此外，從氣相沉積源150供應(yīng)的電極活性材料被涂覆在電極板110上。在涂覆電極活性材料的過(guò)程中，在遮罩160以恒定速率旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，非涂覆部分形成在電極板110上。在氣相沉積系統(tǒng)100中，利用加熱器180加熱從氣相沉積源150供應(yīng)的電極活性材料的一部分以去除該部分，該部分沒(méi)有沉積在電極板110上而是附著到遮罩160的底部?jī)?nèi)表面。因而，在電極活性材料從遮罩160的底部?jī)?nèi)表面去除的狀態(tài)下，遮罩160位于氣相沉積源150上方。此外，氣相沉積系統(tǒng)100通過(guò)防粘附板170使附著到遮罩160的底部?jī)?nèi)表面的電極活性材料減到最少。因此，氣相沉積系統(tǒng)100能夠防止氣相沉積源150在遮罩160旋轉(zhuǎn)時(shí)被污染。電極活性材料包括正電極活性材料或負(fù)電極活性材料。正電極活性材料可以是選自由諸如LiCo02、LiNi02或LiMn2O4的鋰氧化物及其等同物組成的組中的至少ー種,但是不限于此。可用的負(fù)電極活性材料的示例可以包括金屬鋰、含鋰合金、過(guò)渡金屬氧化物、能夠摻雜/不摻雜鋰的材料、能夠與鋰可逆反應(yīng)的材料、或者能夠可逆的插層(intercalated)/剝離(deintercalated)鋰離子的材料。在電極活性材料沒(méi)有被涂覆在電極集流器上的狀態(tài)下，電極板110繞拆卷機(jī)120卷繞，拆卷機(jī)120為輥的形式。在電極活性材料涂覆在電極集流器上的狀態(tài)下，電極板110再次繞卷繞機(jī)130卷繞。
拆卷機(jī)120和卷繞機(jī)130成形為圓筒，電極板110卷繞在其上。拆卷機(jī)120和卷繞機(jī)130彼此間隔開(kāi)。拆卷機(jī)120和卷繞機(jī)130可以是在活性材料涂覆裝置中通常使用的那些。拆卷機(jī)120供應(yīng)卷繞的電極板110，卷繞機(jī)130卷繞涂覆有電極活性材料的電極板110。引導(dǎo)鼓140成形為圓筒。引導(dǎo)鼓140位于拆卷機(jī)120和卷繞機(jī)130之間。引導(dǎo)鼓140引導(dǎo)從拆卷機(jī)120供應(yīng)的將被傳送的電極板110。引導(dǎo)鼓140可以通過(guò)在活性材料涂覆裝置中通常使用的引導(dǎo)鼓形成。弓丨導(dǎo)鼓140包括冷卻裝置并且降低連接到其的電極板110的溫度，從而使得沉積的電極活性材料相對(duì)快速地硬化。氣相沉積源150位于引導(dǎo)鼓140下方并位于遮罩160里面。氣相沉積源150包括 具有一敞開(kāi)頂部的接收空間(未示出)，類(lèi)似于一容器，以接收電極活性材料。這里，氣相沉積源150具有比電極板110的寬度大的寬度。此外，氣相沉積源150包括設(shè)置在接收空間周?chē)姆蛛x的加熱裝置(未示出)。電極活性材料被加熱裝置加熱。因此，通過(guò)蒸發(fā)容納在接收空間中的電極活性材料，氣相沉積源150供應(yīng)電極活性材料至其上部。從氣相沉積源150蒸發(fā)的電極活性材料穿過(guò)遮罩160被沉積在電極板110上。因此，氣相沉積源150允許電極活性材料沉積在電極板Iio的ー個(gè)表面上。遮罩160成形為具有預(yù)定寬度的圓筒,并使得ー側(cè)和另ー側(cè)敞開(kāi)。遮罩160包括沿圓周以預(yù)定間隔形成的多個(gè)狹縫160a。遮罩160的寬度大于電極板110的寬度。姆個(gè)狹縫160a的寬度大于電極板110的寬度。這里，狹縫160a的寬度指的是與遮罩160的寬度方向相應(yīng)的方向的長(zhǎng)度。此外，狹縫160a的寬度小于氣相沉積源150的寬度。因此，遮罩160允許電極活性材料穿過(guò)狹縫160a在電極板110的寬度方向上均勻地供應(yīng)。此外，遮罩160形成為使得狹縫160a之間的距離等于與形成在電極板110上的非涂覆部分相應(yīng)的距離。這里，該距離指的是在垂直于電極板的寬度方向的方向上的距離。遮罩160的寬度大于電極板110的寬度。因而，當(dāng)遮罩160位于氣相沉積源150上方時(shí),通過(guò)更有效地防止電極活性材料流動(dòng)，遮罩160允許非涂覆部分均勻地形成在電極板110上。遮罩160位于引導(dǎo)鼓140下方,并沿與引導(dǎo)鼓140旋轉(zhuǎn)的方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。例如，如果遮罩160沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，則引導(dǎo)鼓140沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。遮罩160被分離的旋轉(zhuǎn)裝置(未示出)旋轉(zhuǎn)。此外，遮罩160圍繞位于其中的氣相沉積源150。因而，參照?qǐng)D2A，遮罩160旋轉(zhuǎn)直到狹縫160a位于氣相沉積源150上方。然后，從氣相沉積源150供應(yīng)的電極活性材料穿過(guò)狹縫160a，然后沉積在電極板110上。接下來(lái)，參照?qǐng)D2B，遮罩160旋轉(zhuǎn)直到遮罩160的沒(méi)有形成狹縫160a的部分位于氣相沉積源150上方。然后，遮罩160遮蔽氣相沉積源150的頂部，防止電極活性材料供應(yīng)到電極板110。遮罩160在電極板110的一部分形成沒(méi)有電極活性材料沉積在其上的非涂覆部分。也就是說(shuō)，在遮罩160與引導(dǎo)鼓140 —起旋轉(zhuǎn)吋，電極活性材料涂覆部分和非涂覆部分反復(fù)地形成在由引導(dǎo)鼓140傳送的電極板110的ー個(gè)表面上。同時(shí)，從氣相沉積源150供應(yīng)的電極活性材料被涂覆或沉積在遮罩160的未形成狹縫160a的內(nèi)表面上。防粘附板170成形為具有預(yù)定寬度和長(zhǎng)度的板。防粘附板170在遮罩160中位于氣相沉積源150下方。
防粘附板170通過(guò)分離的固定裝置(未示出)固定。此外，防粘附板170具有比遮罩160的寬度大的寬度，并突出到遮罩160的外面。這里，防粘附板170的寬度指的是遮罩160的寬度方向上的長(zhǎng)度。因而，防粘附板170防止電極活性材料被施加到遮罩160的整個(gè)寬度。防粘附板170防止從氣相沉積源150蒸發(fā)的電極活性材料的一部分附著到遮罩160，該部分向下下落而不穿過(guò)遮罩160的狹縫160a。也就是說(shuō)，防粘附板170最小化下落的電極活性材料使其不附著到遮罩160的內(nèi)表面。此外，在附著到遮罩160的內(nèi)表面的電極活性材料被加熱器180蒸發(fā)的情形下，防粘附板170允許蒸發(fā)的電極活性材料沉積在防粘附板170的底表面上，從而防止電極活性材料再次附著到遮罩160的內(nèi)表面，因而，由于減少了附著到遮罩160的內(nèi)表面的電極活性材料的量，所以當(dāng)遮罩160旋轉(zhuǎn)并位于氣相沉積源150上方時(shí)遮罩160能夠使氣相沉積源150被污染減至最少。 加熱器180成形為具有預(yù)定寬度的板或桿。這里，加熱器180的寬度指的是在遮罩160的寬度方向上的長(zhǎng)度。加熱器180包括加熱線(xiàn)，并通過(guò)從分離的供電裝置供應(yīng)的電來(lái)產(chǎn)生熱。加熱器180位于遮罩160的底部外部(bottom outer portion)。此外,加熱器180具有至少與遮罩160的寬度相同的寬度。因此，加熱器180施加熱至沒(méi)有沉積在電極板110上而是附著到遮罩160的內(nèi)表面或外表面的電極活性材料。也就是說(shuō)，通過(guò)清理遮罩160的內(nèi)表面或外表面，加熱器180可以防止電極活性材料積聚在遮罩160上。因此，加熱器180去除附著到遮罩160的內(nèi)表面的電極活性材料，從而防止遮罩160污染氣相沉積源150。同時(shí)，被加熱器180從遮罩160蒸發(fā)的電極活性材料附著到防粘附板170的底表面，從而防止電極活性材料再次附著到遮罩160的內(nèi)表面。計(jì)時(shí)器190電連接到加熱器180。此外，計(jì)時(shí)器190位于遮罩160外面。計(jì)時(shí)器190根據(jù)設(shè)定到遮罩160的時(shí)間間隔來(lái)操作加熱器180。計(jì)時(shí)器190能夠根據(jù)沉積在遮罩160的內(nèi)表面上的電極活性材料的量和加熱器180的容量而以適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔設(shè)定。因而，計(jì)時(shí)器190允許加熱器180僅被操作預(yù)定的時(shí)間周期，從而優(yōu)化從加熱器180產(chǎn)生的熱的量并提高加熱器180的效率。接下來(lái)，將描述根據(jù)本發(fā)明另ー實(shí)施例的用于電極活性材料的氣相沉積系統(tǒng)200。圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于電極活性材料的氣相沉積系統(tǒng)的正視圖。示出的氣相沉積系統(tǒng)200包括拆卷機(jī)120、卷繞機(jī)130、引導(dǎo)鼓140、氣相沉積源150、遮罩160、防粘附板170和加熱器280。氣相沉積系統(tǒng)200還可以包括計(jì)時(shí)器190。氣相沉積系統(tǒng)200與根據(jù)圖IA至圖IC中不出的上述實(shí)施例的氣相沉積系統(tǒng)100相同，除了加熱器280的位置之外。因而，以下描述將集中在加熱器280的位置上。此外，由于氣相沉積系統(tǒng)200的拆卷機(jī)120、卷繞機(jī)130、引導(dǎo)鼓140、氣相沉積源150、遮罩160、防粘附板170和計(jì)時(shí)器190與根據(jù)上述實(shí)施例的氣相沉積系統(tǒng)100的相應(yīng)的功能元件相同并由相同的附圖標(biāo)記表示，所以將省略其詳細(xì)描述。加熱器280位于遮罩160的內(nèi)部底部分中。也就是說(shuō),加熱器280位于遮罩160的內(nèi)部底表面附近。此外，加熱器280位于防粘附板170下方。因而，由于加熱器280位于遮罩160的內(nèi)部底表面附近，所以它能夠更有效地加熱電極活性材料。雖然已經(jīng)結(jié)合目前被認(rèn)為的實(shí)際示范性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是將理解，本發(fā)明不限于所公開(kāi)的實(shí)施例，而是相反地，其g在覆蓋包括在權(quán)利要求書(shū)的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等同布置。本申請(qǐng)要求于2011年3月11日提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng) No. 10-2011-0021923的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.ー種用于電極活性材料的氣相沉積系統(tǒng)，包括 拆卷機(jī)，供應(yīng)電極板； 卷繞機(jī)，卷繞所述電極板； 引導(dǎo)鼓，引導(dǎo)要被傳送的所述電極板； 遮罩，成形為具有一預(yù)定寬度的圓筒，具有以規(guī)則間隔形成的多個(gè)狹縫，并在所述引導(dǎo)鼓下方旋轉(zhuǎn)； 氣相沉積源，位于所述遮罩中并噴射電極活性材料到所述電極板上； 防粘附板，形成為板形，并位于所述遮罩中所述氣相沉積源下方；以及 加熱器，位于所述防粘附板下方。
2.如權(quán)利要求I所述的氣相沉積系統(tǒng)，其中所述遮罩的所述狹縫沿所述遮罩的圓周以預(yù)定間隔形成，并且所述狹縫之間的距離等于與形成在所述電極板上的非涂覆部分相應(yīng)的長(zhǎng)度。
3.如權(quán)利要求I所述的氣相沉積系統(tǒng)，所述遮罩的每個(gè)所述狹縫的寬度大于所述電極板的寬度。
4.如權(quán)利要求I所述的氣相沉積系統(tǒng)，其中所述遮罩的每個(gè)所述狹縫的寬度大于所述氣相沉積源的寬度。
5.如權(quán)利要求I所述的氣相沉積系統(tǒng)，其中所述遮罩的寬度大于所述電極板的寬度。
6.如權(quán)利要求I所述的氣相沉積系統(tǒng)，其中所述防粘附板成形為板，并具有比所述遮罩的寬度大的寬度。
7.如權(quán)利要求I所述的氣相沉積系統(tǒng)，其中所述加熱器成形為板或桿，并具有至少與所述遮罩的寬度相同的寬度。
8.如權(quán)利要求I所述的氣相沉積系統(tǒng)，其中所述加熱器位于所述遮罩的底部外部。
9.如權(quán)利要求I所述的氣相沉積系統(tǒng)，其中所述加熱器位于所述防粘附板下方在所述遮罩的內(nèi)部底部中。
10.如權(quán)利要求I所述的氣相沉積系統(tǒng)，其中所述遮罩沿與所述引導(dǎo)鼓旋轉(zhuǎn)的方向相反的方向旋轉(zhuǎn)。
11.如權(quán)利要求I所述的氣相沉積系統(tǒng)，其中所述加熱器電連接到計(jì)時(shí)器，并且所述計(jì)時(shí)器控制所述加熱器的操作。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于電極活性材料的氣相沉積系統(tǒng)，其能夠在通過(guò)沉積在電極板上涂覆電極活性材料的過(guò)程中防止氣相沉積源被用于形成非涂覆部分的遮罩污染。該氣相沉積系統(tǒng)包括拆卷機(jī)，供應(yīng)電極板；卷繞機(jī)，卷繞電極板；引導(dǎo)鼓，引導(dǎo)要被傳送的電極板；遮罩，成形為具有一預(yù)定寬度的圓筒，具有以規(guī)則間隔形成的多個(gè)狹縫，并在引導(dǎo)鼓下方旋轉(zhuǎn)；氣相沉積源，位于遮罩中并噴射電極活性材料到電極板上；防粘附板，形成為板形，并位于遮罩中氣相沉積源下方；以及加熱器，位于防粘附板下方。
文檔編號(hào)H01M4/139GK102683643SQ20121006021
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者崔完旭, 樸成鎬, 李星昊, 李濟(jì)玩, 林永昌, 鄭錫憲 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社