WO2019174844A1 - Verfahren zum herstellen einer elektrodenfolie für eine batterie - Google Patents

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WO2019174844A1
WO2019174844A1 PCT/EP2019/053611 EP2019053611W WO2019174844A1 WO 2019174844 A1 WO2019174844 A1 WO 2019174844A1 EP 2019053611 W EP2019053611 W EP 2019053611W WO 2019174844 A1 WO2019174844 A1 WO 2019174844A1
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foil
arrester
active
arrester foil
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PCT/EP2019/053611
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Martin Scherner
Johannes Proell
Andreas RINGK
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an electrode foil for a battery.
  • an active layer applied to an arrester foil and the drain foil itself are cut by a laser to produce a flag-shaped electrode foil for the anode or cathode. If the electrode film has a high loading, i. has much active material and little binder and / or little Leitruß in the active layer, under unfavorable circumstances particle contamination and / or
  • the surface of the surface can sink.
  • by heating undesired chemical reactions of the active layer can take place. The meltdowns,
  • US 2017098857 A1 shows an electrode stack for use in a battery cell, wherein the electrode stack comprises a porous separator, a
  • Electrode layer and a current collector layer has.
  • Current collector layer is applied to the electrode layer, wherein the current collector layer is sintered metal comprising particles.
  • the finished powder is applied to the collector foil and pressed in the middle region of the collector foil.
  • a method for producing an electrode foil for a battery comprising the steps of providing a drain foil, applying a first active layer to at least a first side of the drain foil, applying a second active layer to the first side the arrester foil comprises.
  • the first active layer and the second active layer are applied to the arrester foil such that the first active layer is arranged adjacent to the second active layer.
  • the first active layer has a higher proportion
  • Binder material as the second active layer comprises the step of laser cutting through the first active layer and the arrester foil for separating a part of the arrester foil and for producing the
  • Active layers usually a high quality cut edge (clean
  • Cutting edge is produced technically simple by means of the laser. Thus are on the cutting edge usually few or no sharp-edged areas present, which penetrate a separator and thus can lead to a short circuit. Also, a reduction of the surface is usually reliably prevented. Due to the higher proportion of binder material in the first
  • Electrode film generally at the same time a high energy density.
  • a clean cut edge is generally produced by means of the laser and it is usually possible at the same time to form a battery with a high capacitance and a high energy density due to the lower binder content in the second active layer with the electrode foil ,
  • the proportion of binder material in the first active layer is preferably at least twice as high, more preferably at least four times as high, in particular at least ten times as high, as the proportion of binder material in the second active layer.
  • One advantage of this is that the formation of fouling, particle contamination and chemical reactions is usually even more suppressed. Thus, the quality of the cut edge generally increases.
  • the electrode film usually has a particularly high energy density.
  • the first active layer has a lower content of active material than the second active layer, in particular, the first active layer has at most half the amount of active material as the second active layer.
  • the first active layer has a higher proportion of conductive material, in particular conductive carbon black, than the second active layer, preferably the first active layer has at least twice as high, more preferably at least four times as high, the proportion of conductive material as the second active layer.
  • conductive material in particular conductive carbon black
  • the Leitruß generally absorbs the laser when laser cutting particularly well or effectively, so that the laser cutting can be performed very quickly and safely.
  • the first active layer is applied as two spaced-apart segments on the first side of the arrester foil, and the first active layer and the second active layer are arranged such that the second active layer is arranged between the two spaced-apart segments of the first active layer and adjacent to each other is arranged on the two spaced-apart segments of the first active layer.
  • Electrode film to obtain two elements each having a first active layer adjacent to a second active layer.
  • a laser cut is performed by the first active layer, so that usually two
  • each of the opposite sides of the second active layer has a high quality cut edge, i. without melting or sharp-edged protuberances, particle contamination and / or chemical reactions.
  • the binder material comprises an organic material, in particular a polymer binder material.
  • the binder material may also include, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF), SBR / CMC (styrene butadiene rubber or styrene butadiene rubber / carboxymethyl cellulose).
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • SBR / CMC styrene butadiene rubber or styrene butadiene rubber / carboxymethyl cellulose
  • the first active layer and the second active layer have the same thickness, wherein the thicknesses of the first active layer and the second active layer each perpendicular to a surface of
  • the electrode foil can generally be assembled in a technically simple and space-saving manner with further electrode foils, so that a battery with a high energy output can be assembled
  • the first active layer and the second active layer are additionally applied to a second side of the arrester foil opposite the first side of the arrestor foil, wherein in particular the first active layer and the second active layer lie on the two
  • the electrode foil can be arranged between two further electrode foils (each having a separator between two electrode foils) in order to produce a battery with a particularly high capacity.
  • laser cutting can usually be performed particularly effectively and quickly because from one side through the entire electrode film, i. the first active layer on the first side, the drain foil and the first active layer on the second side can be cut.
  • laser-cutting is carried out in such a way that essentially no first active layer adjacent to the second active layer is present after the laser cutting.
  • an electrode foil with a particularly high energy density is generally achieved.
  • the electrode film it is therefore usually possible to form a battery with a particularly high energy density or volume efficiency.
  • Fig. 1 shows a cross-sectional view of an electrode foil produced according to the method of the invention before the step of laser cutting
  • Fig. 2 shows a distribution of the binder material portion in the first
  • Fig. 3 shows the electrode foil of Fig. 1 after the laser cutting step
  • Fig. 4 shows an embodiment of an apparatus for carrying out the
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of an electrode foil 10 made according to the method of the invention before the step of FIG
  • FIG. 2 shows a distribution of the binder material fraction in the first active layer 30, 35 and the second active layer 40.
  • the dashed lines between FIG. 1 and FIG. 2 denote the respective regions of FIG. 1, for the respective binder material portion in FIG. 2 is specified.
  • the y-axis in Fig. 2 indicates the binder material content in% by weight, the x-axis in Fig. 2 indicates the respective position.
  • the electrode foil 10 may become part of the anode or cathode of a battery.
  • a first active layer 30, 35 and a second active layer 40 are applied to a first upper side of the collector foil 20.
  • the first active layer 30, 35 before the second Active layer 40 applied to the arrester foil 20 is also the reverse order possible.
  • the first active layer 30, 35 has a different binder content or
  • Binder content as the second active layer 40 has, for example, a lower binder content or binder material content than the first active layer 30, 35 on.
  • the first active layer 30, 35 is applied in two segments or in two regions on the first side of the arrester foil 20.
  • the second active layer 40 is disposed adjacent, in particular immediately adjacent, to the first active layer 30, 35.
  • the second active layer 40 is arranged between the two segments of the first active layer 30, 35, wherein the second active layer 40 contacts both segments of the first active layer 30, 35.
  • the thickness, measured perpendicularly to the surface of the arrester foil 20, of the first active layer 30, 35 is the same as the thickness, measured perpendicularly to the surface of the arrester foil 20, of the second active layer 40.
  • the width (running from left to right in FIG. 1) of the respective segment of the first active layer 30, 35 may amount to approximately 1/5 of the width of the second active layer 40.
  • the two segments can each have the same width.
  • the width of the respective segment of the first active layer 30, 35 may be e.g. about 1 pm to about 5000 pm, preferably about 20 pm to about 100 pm, e.g. 30 pm, 60 pm or 80 pm.
  • the width of the first active layer 30, 35 or the respective segments of the first active layer 30, 35 corresponds to the
  • the first active layer 30, 35 and / or the second active layer 40 may comprise, in addition to the binder material, active material and conductive black.
  • the first active layer comprises 70% by weight of active material, 20% by weight of binder material and 10% by weight of conductive carbon black, while the second active layer comprises 90% by weight of active material, 5% by weight of binder material and 5% by weight.
  • Leitruß has.
  • the first active layer has less than 50 wt .-% of active material and, accordingly, the proportions of Leitruß and / or binder material are higher.
  • the second active layer 40 may have an active material content of about 85.0% by weight to about 95.0% by weight, a binder content of about 2.5% by weight to about 10.0% by weight. and have a Leitrußanteil of about 2.5 wt .-% to about 5.0 wt .-%.
  • the active material may have particles with a diameter of about 2 mhh to about 30 mhh, in particular from about 2 mhh to about 20 mhh, preferably from about 15 mhh to about 20 mhh.
  • the Leitruß may have particles with a diameter of about 20 nm to about 30 nm.
  • the arrester foil 20 may be a metal, e.g. Copper, aluminum or nickel or a metal alloy thereof.
  • the drain foil 20 may comprise an alloy comprising copper, aluminum and nickel, the alloy being particularly provided with a nickel coating and / or carbon coating (e.g., having a thickness of about 0.5 pm to about 1.0 pm). The coating achieves better bonding or better adhesion between the arrester foil 20 and the active layers 30, 35, 40.
  • the arrester foil 20 may be formed as a mesh.
  • the Leitrußanteil the first active layer 30, 35 may be higher than that
  • the active material content of the first active layer 30, 35 may be lower than the active material content of the second active layer 40.
  • the active material may include transition metals, such as nickel, manganese and / or cobalt.
  • the active material may include, for example, lithium nickel cobalt aluminum oxides (LiNiCoAlO 2 ; NCA), lithium nickel cobalt manganese oxides (LiNiCoMnO 2 ; NMC), and / or lithium nickel manganese spinei (LiNi 0.5 Nn 5 O 4; LNMO). It is also conceivable that the active material conversion materials, such as tin oxide (SnO x , where x may be 1, 2, 3 or 4) and / or silicon.
  • the arrester foil 20 faces on both sides in the direction of the respective lateral outer edge of the arrester foil 20, i. parallel to the
  • the first active layer 30, 35 or the two segments of the first active layer 30, 35 and the arrester foil 20 are cut by means of a laser.
  • part of the first active layer 30, 35 and part of the arrester foil 20 are separated off.
  • the first active layer 30, 35 for example, if their width corresponds to the diameter of the laser beam 95 and the focus of the laser beam 95, disappears, ie no part of the first active layer 30, 35 is still present after the laser cutting.
  • Fig. 3 shows the electrode film 10 of Fig. 1 after the performed step of the laser cutting.
  • no part of the first active layer 30, 35 is still present.
  • the first active layer 30, 35 and the second active layer 40 can likewise be applied to the underside or second side of the arrester foil 20 in FIG. 1. This is preferably done mirror-inverted to one another on the first side (upper side in FIG. 1) and the second side (lower side in FIG. 1), the arrester foil 20 forming the mirror plane.
  • the first active layer 30, 35 on the first side, the arrester foil 20 itself, and the first active layer 30, 35 on the second side are then cut through with the laser.
  • first active layer 30, 35 has a higher binder content than the second active layer 40 and that is cut through the first active layer 30, 35 results in a high-quality cut edge (also called a clean cut edge), i. no smudges and particle contamination are present at the cut edge and there have been no unwanted chemical reactions at the cut edge.
  • a high-quality cut edge also called a clean cut edge
  • Fig. 4 shows an embodiment of an apparatus for carrying out the steps of the method according to the invention.
  • the arrester foil 20 is transported or moved in FIG. 4 from the front left to the rear right.
  • the first active layer 30, 35 or the two segments of the first active layer 30, 35 is applied to the arrester foil 20 in the vicinity of the edges of the arrester foil 20 by means of a first application device 50, 55 which is divided into two.
  • the first active layer 30, 35 can be applied to the first side of the arrester foil 20, for example in the form of a slurry, ie in the form of a pourable mass.
  • the upper side is dried and calendered by means of a first furnace or IR radiator and a first calender 70.
  • the slurry or the first active layer 30, 35 is flattened and dried (by means of heat). It is also possible that the slurry is first dried and then flattened or flattened.
  • the second active layer 40 is applied to the top side or first side of the arrester foil 20. This can be done, for example, by means of a second application device 60.
  • the second active layer 40 can likewise be applied to the arrester foil 20 as a slurry, ie in the form of an aqueous mass.
  • the second active layer 40 is applied to the arrester foil 20 such that the second active layer 40 directly touches or contacts the two segments of the first active layer 30, 35.
  • the second active layer 40 has a higher proportion of binder material than the first active layer 30, 35.
  • the proportion of conductive carbon black of the second active layer 40 can be lower than the proportion of conductive carbon black in the first active layer 30, 35.
  • the active material content of the second active layer 40 can be higher than that
  • Active material portion of the first active layer 30, 35 is Active material portion of the first active layer 30, 35.
  • the second active layer 40 is dried by a second oven or IR radiator and calendered by a second calender 80, i. flattened.
  • the first active layer 30, 35 applied and / or poured on the left and right and at the same time or offset in time, the second active layer 40 is applied.
  • the fact that the first active layer 30, 35 and the second active layer 40 do not run into one another in this viscous state can be prevented by setting the viscosity of the pourable masses or slurries of the first active layer 30, 35 and the second active layer 40 accordingly.
  • both active layers 30, 35, 40 can be dried simultaneously with only one furnace or IR emitter, and both active layers 30, 35, 40 can be compacted simultaneously with only one calender.
  • a laser beam 95 is guided out of a laser device 90 through the first active layer 30, 35 and the arrester foil 20, whereby a part of the arrestor foil 20 is separated from the remaining part of the arrester foil 20. If on the lower or
  • second side of the arrester foil 20 also active layers are present e.g.
  • mirror image of the two active layers 30, 35, 40 on the first side of the Ableitfolie 20, is here cut by the same laser beam 95 through the first active layer 30, 35 on the lower side of the arrester foil 20.
  • a part of the first active layer 30, 35 after laser cutting with the laser beam 95 may still be present adjacent to the second active layer 40.
  • the electrode foil 10 comprising the arrester foil 20 and the first active layer 30, 35 and, if still present after the laser cutting, the second active layer 40 is produced.
  • This can now be used for a battery or a battery cell, whereby the battery has a high energy density or volume efficiency, as was cut through the first active layer 30, 35.
  • the second active layer 40 with a high active content thus remains unaffected by the laser or laser cutting and contributes to the high energy density and volume efficiency of the cell or battery. It is also more advantageous to cut through a first active layer 30, 35 than through the uncoated arrester foil, since tolerances of different types are found in production plants
  • the second active layer 40 with high active content not to hit and / or not to hurt.
  • areas would always be affected by the laser, becoming particles and / or chemical
  • the laser beam 95 can be guided in such a way that discharge lugs 12, 14, 16 protruding from the edge of the electrode foil 10 remain at the edge for connecting the electrode foil 10 with further electrode foils, as can be seen in FIG.
  • a plurality of electrode films can each be separated or joined together by a separator, and the respective anodes and cathodes are connected to one another by means of the discharge lugs 12, 14, 16.
  • a battery having a high energy density or volume efficiency can be formed.
  • the proportion may in particular denote or indicate the respective weight percent value at the respective active layer.
  • the binder material content or proportion of binder material of the active layer 30, 35, 40 can thus be particularly indicate how much weight percent (wt .-%), the active layer 30, 35, 40 consists of binder material.
  • the proportion of active material or active material content may indicate how much weight percent (wt.%)
  • the active layer 30, 35, 40 consists of active material.
  • percentage of conductive material may indicate how much weight percent

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrodenfolie (10) für eine Batterie vorgeschlagen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: - Bereitstellen einer Ableiterfolie (20); - Aufbringen einer ersten Aktivschicht (30, 35) auf zumindest eine erste Seite der Ableiterfolie (20); - Aufbringen einer zweiten Aktivschicht (40) auf die erste Seite der Ableiterfolie (20), wobei die erste Aktivschicht (30, 35) und die zweite Aktivschicht (40) derart auf die Ableiterfolie (20) aufgebracht werden, dass die erste Aktivschicht (30, 35) angrenzend an die zweite Aktivschicht (40) angeordnet ist, und wobei die erste Aktivschicht (30, 35) einen höheren Anteil an Bindermaterial als die zweite Aktivschicht (40) aufweist; und - Laserschneiden durch die erste Aktivschicht (30, 35) und die Ableiterfolie (20) zum Abtrennen eines Teils der Ableiterfolie (20) und zum Herstellen der Elektrodenfolie (10).

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Herstellen einer Elektrodenfolie für eine Batterie
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrodenfolie für eine Batterie.
Stand der Technik
Eine Vielzahl von Verfahren zum Herstellen einer Elektrodenfolie für eine Batterie ist bekannt. Bei diesen Verfahren wird eine auf eine Ableiterfolie aufgebrachte Aktivschicht sowie die Ableiterfolie selbst mittels eines Lasers geschnitten, um eine flaggenförmige Elektrodenfolie für die Anode oder Kathode herzustellen. Wenn die Elektrodenfolie eine hohe Beladung aufweist, d.h. viel Aktivmaterial und wenig Binder und/oder wenig Leitruß in der Aktivschicht aufweist, können unter ungünstigen Umständen Partikelkontaminationen und/oder
Schmelzaufwürfe auf der Materialoberfläche in Folge thermischen Eintrags bzw. Erwärmung bzw. Erhitzung durch den Laser entstehen. Hierdurch können scharfkantige Bereiche entstehen. Zudem kann die Fläche der Oberfläche sinken. Darüber hinaus können durch die Erwärmung ungewünschte chemische Reaktionen der Aktivschicht stattfinden. Die Schmelzaufwürfe,
Partikelkontaminationen und die chemischen Reaktionen an der Schnittkante stellen eine Schnittkante mit einer niedrigen Qualität dar. Gleichzeitig ist eine hohe Beladung der Aktivschicht, d.h. eine Aktivschicht mit viel Aktivmaterial, wünschenswert, da hierdurch eine hohe Energiedichte bzw. Kapazität der Batterie erreicht werden kann. US 2017098857 Al zeigt einen Elektrodenstapel zur Verwendung in einer Batteriezelle, wobei der Elektrodenstapel einen porösen Separator, eine
Elektrodenschicht und eine Stromkollektorschicht aufweist. Die
Stromkollektorschicht wird auf die Elektrodenschicht aufgetragen, wobei die Stromkollektorschicht gesintertes Metall umfassend Partikel vorliegt.
Aus der US 2017179465 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenplatte für eine Lithium-Ionen-Batterie bekannt. Das Verfahren umfassend das
Herstellen eines Pulvers aus granulierten Partikeln, wobei das Pulver
Aktivmaterialteilchen und ein Bindemittel aufweist. Das fertig hergestellte Pulver wird auf die Kollektorfolie aufgetragen und im Mittelbereich der Kollektorfolie gepresst.
Offenbarung der Erfindung Vorteile der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, eine Elektrodenfolie für eine Batterie technisch einfach
herzustellen, bei der eine hochqualitative Schnittkante vorhanden ist und mittels der eine Batterie mit einer hohen Energiedichte gebildet werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrodenfolie für eine Batterie vorgeschlagen, wobei das Verfahren die Schritte des Bereitstellens einer Ableiterfolie, des Aufbringens einer ersten Aktivschicht auf zumindest eine erste Seite der Ableiterfolie, des Aufbringens einer zweiten Aktivschicht auf die erste Seite der Ableiterfolie umfasst. Die erste Aktivschicht und die zweite Aktivschicht werden derart auf die Ableiterfolie aufgebracht, dass die erste Aktivschicht angrenzend an die zweite Aktivschicht angeordnet ist. Die erste Aktivschicht weist einen höheren Anteil an
Bindermaterial als die zweite Aktivschicht auf. Zudem umfasst das Verfahren den Schritt des Laserschneidens durch die erste Aktivschicht und die Ableiterfolie zum Abtrennen eines Teils der Ableiterfolie und zum Herstellen der
Elektrodenfolie.
Ein Vorteil hiervon ist, dass durch die unterschiedlich ausgestalteten
Aktivschichten in der Regel eine hochqualitative Schnittkante (saubere
Schnittkante) mittels des Lasers technisch einfach erzeugt wird. Somit sind an der Schnittkante in der Regel wenige oder keine scharfkantigen Bereiche vorhanden, die einen Separator durchdringen und folglich zu einem Kurzschluss führen können. Auch wird ein Verringern der Oberfläche in der Regel sicher verhindert. Durch den höheren Anteil an Bindermaterial in der ersten
Aktivschicht, in der mit dem Laser geschnitten wird, wird üblicherweise ein Entstehen von Schmelzaufwürfen, Partikelkontaminationen und chemischen Reaktionen stark vermindert oder sogar verhindert. Zudem weist die
Elektrodenfolie im Allgemeinen gleichzeitig eine hohe Energiedichte auf. Durch die zwei Aktivschichten und dem Schneiden in der ersten Aktivschicht wird in der Regel mittels des Lasers eine saubere Schnittkante erzeugt und es kann üblicherweise gleichzeitig aufgrund des niedrigeren Binderanteils in der zweiten Aktivschicht mit der Elektrodenfolie eine Batterie mit einer hohen Kapazität und einer hohe Energiedichte gebildet werden.
Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Anteil an Bindermaterial in der ersten Aktivschicht vorzugsweise mindestens doppelt so hoch, weiter vorzugsweise mindestens viermal so hoch, insbesondere mindestens zehnmal so hoch, ist wie der Anteil an Bindermaterial in der zweiten Aktivschicht. Ein Vorteil hiervon ist, dass das Entstehen von Schmelzaufwürfen, Partikelkontaminationen und chemischen Reaktionen in der Regel noch stärker unterdrückt wird. Somit steigt die Qualität der Schnittkante im Allgemeinen. Zudem weist die Elektrodenfolie üblicherweise eine besonders hohe Energiedichte auf.
Gemäß einer Ausführungsform weist die erste Aktivschicht einen niedrigeren Anteil an Aktivmaterial als die zweite Aktivschicht auf, insbesondere weist die erste Aktivschicht höchstens einen halb so hohen Anteil an Aktivmaterial wie die zweite Aktivschicht auf. Vorteilhaft hieran ist, dass in der Regel das Entstehen von Schmelzaufwürfen, Partikelkontaminationen und chemische Reaktionen besonders sicher unterdrückt oder sogar verhindert wird. Dies steigert im
Allgemeinen die Qualität der Schnittkante.
Gemäß einer Ausführungsform weist die erste Aktivschicht einen höheren Anteil an Leitmaterial, insbesondere an Leitruß, als die zweite Aktivschicht auf, vorzugsweise weist die erste Aktivschicht einen mindestens doppelt so hohen, weiter vorzugsweise einen mindestens vierfach so hohen, Anteil an Leitmaterial wie die zweite Aktivschicht auf. Ein Vorteil hiervon ist, dass in der Regel die Wärme, die beim Laserschneiden entsteht, besonders gut verteilt wird. Zudem absorbiert der Leitruß im Allgemeinen den Laser beim Laserschneiden besonders gut bzw. effektiv, so dass das Laserschneiden besonders schnell und sicher durchgeführt werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform wird die erste Aktivschicht als zwei voneinander beabstandete Segmente auf der ersten Seite der Ableiterfolie aufgebracht, und die erste Aktivschicht und die zweite Aktivschicht werden derart angeordnet, dass die zweite Aktivschicht zwischen den zwei voneinander beabstandeten Segmenten der ersten Aktivschicht angeordnet ist und jeweils angrenzend an die zwei voneinander beabstandeten Segmente der ersten Aktivschicht angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, auf den beiden gegenüberliegenden Seiten der zweiten Aktivschicht einen Laserschnitt durch die erste Aktivschicht
durchzuführen, der zu einer hochqualitativen Schnittkante führt, und/oder durch ein mechanisches Durchschneiden der ersten Aktivschicht (sowie der
Elektrodenfolie) zwei Elemente zu erlangen, die jeweils eine erste Aktivschicht angrenzend an eine zweite Aktivschicht aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform wird durch beide Segmente der ersten
Aktivschicht zum Abtrennen eines Teils der ersten Aktivschicht und der
Ableiterfolie lasergeschnitten. Vorteilhaft hieran ist, dass auf zwei
gegenüberliegenden Seiten der zweiten Aktivschicht ein Laserschnitt durch die erste Aktivschicht ausgeführt wird, so dass in der Regel auf zwei
gegenüberliegenden Seiten der zweiten Aktivschicht jeweils eine hochqualitative Schnittkante, d.h. ohne Schmelzaufwürfe bzw. scharfkantigen Ausstülpungen, Partikelkontaminationen und/oder chemische Reaktionen, entsteht.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Bindermaterial ein organisches Material, insbesondere ein Polymer-Bindermaterial. Das Bindermaterial kann auch beispielsweise Polyvinylidenfluorid (PVDF), SBR/CMC (Styrol-Butadien- Kautschuk bzw. styrene butadiene rubber/Carboxymethylcellulose) aufweisen. Hierdurch können die erste Aktivschicht und die zweite Aktivschicht
üblicherweise besonders kostengünstig und zuverlässig ausgebildet werden.
Gemäß einer Ausführungsform weisen die erste Aktivschicht und die zweite Aktivschicht die gleiche Dicke auf, wobei sich die Dicken der ersten Aktivschicht und der zweiten Aktivschicht jeweils senkrecht zu einer Oberfläche der
Ableiterfolie erstrecken. Ein Vorteil hiervon ist, dass die Elektrodenfolie in der Regel technisch einfach und raumsparend mit weiteren Elektrodenfolien zusammengebaut werden kann, so dass eine Batterie mit einer hohen
Volumeneffizienz entsteht.
Gemäß einer Ausführungsform werden die erste Aktivschicht und die zweite Aktivschicht zusätzlich auf eine zweite der ersten Seite der Ableiterfolie gegenüberliegenden Seite der Ableiterfolie aufgebracht, wobei insbesondere die erste Aktivschicht und die zweite Aktivschicht auf den beiden
gegenüberliegenden Seiten der Ableiterfolie spiegelbildlich in Bezug auf die Ableiterfolie aufgebracht werden. Vorteilhaft hieran ist, dass die Elektrodenfolie zwischen zwei weiteren Elektrodenfolien (mit jeweils einem Separator zwischen zwei Elektrodenfolien) angeordnet werden kann, um eine Batterie mit besonders hoher Kapazität herzustellen. Bei der spiegelbildlichen Ausbildung kann das Laserschneiden in der Regel besonders effektiv und schnell durchgeführt werden, da von einer Seite aus durch die gesamte Elektrodenfolie, d.h. die erste Aktivschicht auf der ersten Seite, die Ableiterfolie und die erste Aktivschicht auf der zweiten Seite, geschnitten werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform wird derart lasergeschnitten, dass nach dem Laserschneiden im Wesentlichen keine erste Aktivschicht angrenzend an die zweite Aktivschicht mehr vorhanden ist. Hierdurch wird im Allgemeinen eine Elektrodenfolie mit einer besonders hohen Energiedichte erreicht. Mittels der Elektrodenfolie kann somit üblicherweise eine Batterie mit einer besonders hohen Energiedichte bzw. Volumeneffizienz gebildet werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen des Verfahrens zum Herstellen einer Elektrodenfolie für eine Batterie beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale in geeigneter Weise kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren
Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Elektrodenfolie, die gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde, vor dem Schritt des Laserschneidens;
Fig. 2 zeigt eine Verteilung des Bindermaterialanteils in der ersten
Aktivschicht und der zweiten Aktivschicht;
Fig. 3 zeigt die Elektrodenfolie aus Fig. 1 nach dem durchgeführten Schritt des Laserschneidens; und
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ausführen der
Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende
Merkmale.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer Elektrodenfolie 10, die gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde, vor dem Schritt des
Laserschneidens. Fig. 2 zeigt eine Verteilung des Bindermaterialanteils in der ersten Aktivschicht 30, 35 und der zweiten Aktivschicht 40. Die gestrichelten Linien zwischen Fig. 1 und Fig. 2 kennzeichnen die jeweiligen Bereiche der Fig. 1, für die jeweils der Bindermaterialanteil in Fig. 2 angegeben ist. Die y-Achse in Fig. 2 gibt den Bindermaterialanteil in Gewichts-% an, die x-Achse in Fig. 2 gibt die jeweilige Position an.
Die Elektrodenfolie 10 kann Teil der Anode oder Kathode einer Batterie werden.
Auf eine Ableiterfolie 20, die elektrisch leitend ist, werden eine erste Aktivschicht 30, 35 und eine zweite Aktivschicht 40 auf eine erste obere Seite der Ableiterfolie 20 aufgebracht. Beispielsweise wird die erste Aktivschicht 30, 35 vor der zweiten Aktivschicht 40 auf die Ableiterfolie 20 aufgebracht. Es ist jedoch auch die umgekehrte Reihenfolge möglich.
Die erste Aktivschicht 30, 35 weist einen anderen Binderanteil bzw.
Bindermaterialanteil auf als die zweite Aktivschicht 40. Die zweite Aktivschicht 40 weist beispielsweise einen niedrigeren Binderanteil bzw. Bindermaterialanteil als die erste Aktivschicht 30, 35 auf. Die erste Aktivschicht 30, 35 wird in zwei Segmenten bzw. in zwei Bereichen auf der ersten Seite der Ableiterfolie 20 aufgebracht. Die zweite Aktivschicht 40 ist angrenzend, insbesondere unmittelbar angrenzend, an die erste Aktivschicht 30, 35 angeordnet. Die zweite Aktivschicht 40 ist zwischen den zwei Segmenten der ersten Aktivschicht 30, 35 angeordnet, wobei die zweite Aktivschicht 40 beide Segmente der ersten Aktivschicht 30, 35 berührt.
Die Dicke, gemessen senkrecht zur Oberfläche der Ableiterfolie 20, der ersten Aktivschicht 30, 35 ist gleich groß wie die Dicke, gemessen senkrecht zur Oberfläche der Ableiterfolie 20, der zweiten Aktivschicht 40.
Die Breite (in Fig. 1 von links nach rechts verlaufend) des jeweiligen Segments der ersten Aktivschicht 30, 35 kann ca. 1/5 der Breite der zweiten Aktivschicht 40 betragen. Die beiden Segmente können jeweils die gleiche Breite aufweisen. Die Breite des jeweiligen Segments der ersten Aktivschicht 30, 35 kann z.B. ca. 1 pm bis ca. 5000 pm, vorzugsweise ca. 20 pm bis ca. 100 pm, z.B. 30 pm, 60 pm oder 80 pm, betragen. Vorzugsweise entspricht die Breite der ersten Aktivschicht 30, 35 bzw. der jeweiligen Segmente der ersten Aktivschicht 30, 35 dem
Durchmesser des Fokus des Laserstrahls 95.
Die erste Aktivschicht 30, 35 und/oder die zweite Aktivschicht 40 kann neben dem Bindermaterial Aktivmaterial und Leitruß umfassen. Beispielsweise weist die erste Aktivschicht 70 Gew.-% Aktivmaterial, 20 Gew.-% Bindermaterial und 10 Gew.-% Leitruß auf, während die zweite Aktivschicht 90 Gew.-% Aktivmaterial, 5 Gew.-% Bindermaterial und 5 Gew.-% Leitruß aufweist. Vorstellbar ist jedoch auch, dass die erste Aktivschicht weniger als 50 Gew.-% Aktivmaterial aufweist und dementsprechend die Anteile an Leitruß und/oder Bindermaterial höher sind.
Die zweite Aktivschicht 40 kann einen Aktivmaterialanteil von ca. 85,0 Gew.-% bis ca. 95,0 Gew.-%, einen Binderanteil von ca. 2,5 Gew.-% bis ca. 10,0 Gew.-% und einen Leitrußanteil von ca. 2,5 Gew.-% bis ca. 5,0 Gew.-% aufweisen. Das Aktivmaterial kann Partikel mit einem Durchmesser von ca. 2 mhh bis ca. 30 mhh, insbesondere von ca. 2 mhh bis ca. 20 mhh, vorzugsweise von ca. 15 mhh bis ca. 20 mhh, aufweisen. Der Leitruß kann Partikel mit einem Durchmesser von ca. 20 nm bis ca. 30 nm aufweisen.
Die Ableiterfolie 20 kann ein Metall, z.B. Kupfer, Aluminium oder Nickel bzw. eine Metalllegierung daraus sein. Auch kann die Ableiterfolie 20 eine Legierung umfassend Kupfer, Aluminium und Nickel aufweisen, wobei die Legierung insbesondere mit einer Nickelbeschichtung und/oder Kohlenstoffbeschichtung (z.B. mit einer Dicke von ca. 0,5 pm bis ca. 1,0 pm) versehen ist. Durch die Beschichtung wird eine bessere Bindung bzw. eine bessere Haftung zwischen der Ableiterfolie 20 und den Aktivschichten 30, 35, 40 erreicht. Die Ableiterfolie 20 kann als Netz (Mesh) ausgeformt sein.
Der Leitrußanteil der ersten Aktivschicht 30, 35 kann höher sein als der
Leitrußanteil der zweiten Aktivschicht 40. Der Aktivmaterialanteil der ersten Aktivschicht 30, 35 kann niedriger sein als der Aktivmaterialanteil der zweiten Aktivschicht 40. Das Aktivmaterial kann Übergangsmetalle, wie z.B. Nickel, Mangan und/oder Kobalt, umfassen. Das Aktivmaterial kann beispielsweise Lithium Nickel Cobalt Aluminium Oxide (LiNiCoAI02; NCA), Lithium Nickel Cobalt Manganese Oxide (LiNiCoMn02; NMC) und/oder Lithium Nickel Manganese Spinei (LiNi0.5Mnl.5O4; LNMO) umfassen. Vorstellbar ist auch, dass das Aktivmaterial Konversionsmaterialien, wie z.B. Zinnoxid (SnOx, wobei x 1, 2, 3 oder 4 betragen kann) und/oder Silizium umfasst.
Wie in Fig. 1 zu sehen, steht die Ableiterfolie 20 zu beiden Seiten in Richtung der jeweiligen seitlichen Außenkante der Ableiterfolie 20, d.h. parallel zu der
Oberfläche der Ableiterfolie 20, über die erste Aktivschicht 30, 35 hinaus, d.h. ein Teil der Ableiterfolie 20 ist nicht durch die erste Aktivschicht 30, 35 und/oder auch nicht durch die zweite Aktivschicht 40 bedeckt.
Nach dem Aufbringen der beiden Aktivschichten 30, 35, 40 wird mittels eines Lasers durch die erste Aktivschicht 30, 35 bzw. die beiden Segmente der ersten Aktivschicht 30, 35 sowie durch die Ableiterfolie 20 geschnitten. Hierdurch werden ein Teil der ersten Aktivschicht 30, 35 und ein Teil der Ableiterfolie 20 (vom in Fig. 1 mittleren Teil der Ableiterfolie 20) abgetrennt. Möglich ist auch, dass die erste Aktivschicht 30, 35, wenn z.B. ihre Breite dem Durchmesser des Laserstrahls 95 bzw. des Fokus des Laserstrahls 95 entspricht, verschwindet, d.h. kein Teil der ersten Aktivschicht 30, 35 ist nach dem Laserschneiden noch vorhanden.
Fig. 3 zeigt die Elektrodenfolie 10 aus Fig. 1 nach dem durchgeführten Schritt des Laserschneidens. In Fig. 3 ist kein Teil der ersten Aktivschicht 30, 35 noch vorhanden. Denkbar ist jedoch, dass links und/oder rechts von der zweiten Aktivschicht 40 noch jeweils ein Teil der ersten Aktivschicht 30, 35 vorhanden ist.
Auf der Unterseite bzw. zweiten Seite der Ableiterfolie 20 in Fig. 1 können ebenfalls die erste Aktivschicht 30, 35 und die zweite Aktivschicht 40 aufgebracht werden. Dies geschieht vorzugsweise spiegelbildlich zueinander auf der ersten Seite (Oberseite in Fig. 1) und der zweiten Seite (Unterseite in Fig. 1), wobei die Ableiterfolie 20 die Spiegelebene bildet. Beim Schneiden werden dann die erste Aktivschicht 30, 35 auf der ersten Seite, die Ableiterfolie 20 selbst, und die erste Aktivschicht 30, 35 auf der zweiten Seite mit dem Laser durchgeschnitten.
Dadurch dass die erste Aktivschicht 30, 35 einen höheren Binderanteil als die zweite Aktivschicht 40 hat und dadurch, dass durch die erste Aktivschicht 30, 35 geschnitten wird, entsteht eine hochqualitative Schnittkante (auch saubere Schnittkante genannt), d.h. keine Schmelzaufwürfe und Partikelkontaminationen sind an der Schnittkante vorhanden und es haben keine unerwünschten chemischen Reaktionen an der Schnittkante stattgefunden.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Ausführen der Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Ableiterfolie 20 wird in Fig. 4 von vorne links nach hinten rechts transportiert bzw. bewegt. Zunächst wird mittels einer ersten Aufbringvorrichtung 50, 55, die zweigeteilt ist, die erste Aktivschicht 30, 35 bzw. die beiden Segmente der ersten Aktivschicht 30, 35 in der Nähe der Ränder der Ableiterfolie 20 auf die Ableiterfolie 20 aufgebracht. Die erste Aktivschicht 30, 35 kann z.B. in Form eines Slurry, d.h. in Form einer gießfähigen Masse, auf die erste Seite der Ableiterfolie 20 aufgebracht werden. Anschließend wird die Oberseite getrocknet und kalandriert mittels eines ersten Ofens oder IR-Strahlers und eines ersten Kalanders 70. Hier wird das Slurry bzw. die erste Aktivschicht 30, 35 platt- bzw. flachgedrückt und (mittels Wärme) getrocknet. Auch ist es möglich, dass das Slurry zuerst getrocknet wird und anschließend platt- bzw. flachgedrückt wird. Nun wird zwischen den beiden Segmenten der ersten Aktivschicht 30, 35 die zweite Aktivschicht 40 auf die Oberseite bzw. erste Seite der Ableiterfolie 20 aufgebracht. Dies kann z.B. mittels einer zweiten Aufbringvorrichtung 60 geschehen. Die zweite Aktivschicht 40 kann ebenfalls als Slurry, d.h. in Form einer wässrigen Masse, auf die Ableiterfolie 20 aufgebracht werden. Die zweite Aktivschicht 40 wird derart auf die Ableiterfolie 20 aufgebracht, dass die zweite Aktivschicht 40 die beiden Segmente der ersten Aktivschicht 30, 35 unmittelbar berührt bzw. kontaktiert.
Die zweite Aktivschicht 40 weist einen höheren Anteil an Bindermaterial auf als die erste Aktivschicht 30, 35. Der Anteil an Leitruß der zweiten Aktivschicht 40 kann niedriger sein als der Anteil an Leitruß in der ersten Aktivschicht 30, 35. Der Aktivmaterialanteil der zweiten Aktivschicht 40 kann höher sein als der
Aktivmaterialanteil der ersten Aktivschicht 30, 35.
Anschließend wird die zweite Aktivschicht 40 mittels eines zweiten Ofens oder IR-Strahlers getrocknet und mittels eines zweiten Kalanders 80 kalandriert, d.h. flachgedrückt.
Eine weitere Möglichkeit ist, dass die erste Aktivschicht 30, 35 links und rechts aufgebracht bzw. aufgegossen werden und zeitgleich oder zeitlich versetzt die zweite Aktivschicht 40 aufgebracht wird. Dass die erste Aktivschicht 30, 35 und die zweite Aktivschicht 40 in diesem zähflüssigen Zustand nicht ineinander verlaufen, kann verhindert werden, indem die Viskosität der gießfähigen Massen bzw. Slurries der ersten Aktivschicht 30,35 und der zweiten Aktivschicht 40 entsprechend eingestellt wird. Somit wird das Fließverhalten der beiden
Aktivschichten 30, 35, 40 vorhersagbar und nach den Gesetzen der
Strömungsmechanik beschreibbar. Anschließend können mit nur einem Ofen oder IR-Strahler beide Aktivschichten 30, 35, 40 gleichzeitig getrocknet und mit nur einem Kalander beide Aktivschichten 30, 35, 40 gleichzeitig verdichtet werden.
Nun wird ein Laserstrahl 95 aus einem Lasergerät 90 durch die erste Aktivschicht 30, 35 und die Ableiterfolie 20 geführt, wodurch ein Teil der Ableiterfolie 20 vom übrigen Teil der Ableiterfolie 20 getrennt wird. Sofern auf der unteren bzw.
zweiten Seite der Ableiterfolie 20 auch Aktivschichten vorhanden sind z.B.
spiegelbildlich zu den beiden Aktivschichten 30, 35, 40 auf der ersten Seite der Ableiterfolie 20, wird auch hier durch den gleichen Laserstrahl 95 durch die erste Aktivschicht 30, 35 auf der unteren Seite der Ableiterfolie 20 geschnitten. Es kann ein Teil der ersten Aktivschicht 30, 35 nach dem Laserschneiden mit dem Laserstrahl 95 noch angrenzend an die zweite Aktivschicht 40 vorhanden sein. Alternativ ist es möglich, dass nach dem Laserschneiden mit dem Laserstrahl 95 kein Teil der ersten Aktivschicht 30, 35 angrenzend an die zweite Aktivschicht 40 mehr vorhanden ist.
Nun ist die Elektrodenfolie 10 umfassend die Ableiterfolie 20 und die erste Aktivschicht 30, 35 sowie, falls nach dem Laserschneiden noch vorhanden, die zweite Aktivschicht 40 hergestellt. Diese kann nun für eine Batterie oder eine Batteriezelle verwendet werden, wodurch die Batterie eine hohe Energiedichte bzw. Volumeneffizienz aufweist, da durch die erste Aktivschicht 30, 35 geschnitten wurde. Die zweite Aktivschicht 40 mit hohem Aktivanteil bleibt also vom Laser bzw. Laserschneiden unberührt und trägt zur hohen Energiedichte und Volumeneffizienz der Zelle bzw. Batterie bei. Auch ist es vorteilhafter durch eine erste Aktivschicht 30, 35 zu schneiden als durch die unbeschichtete Ableiterfolie, da sich in Produktionsanlagen Toleranzen verschiedener
Prozessschritte aufsummieren, weshalb es unter ungünstigen Umständen schwierig sein kann, die zweite Aktivschicht 40 mit hohem Aktivanteil nicht zu treffen und/oder nicht zu verletzen. Es würden statistisch immer Bereiche vom Laser beeinflusst werden, wobei es zu Partikeln und/oder chemischen
Modifikationen kommen kann, mit den oben genannten Nachteilen.
Der Laserstrahl 95 kann so geführt werden, dass vom Rand der Elektrodenfolie 10 hervorstehende Ableitfähnchen 12, 14, 16 zum Verbinden der Elektrodenfolie 10 mit weiteren Elektrodenfolien am Rand stehenbleiben, wie dies in Fig. 4 zu sehen ist.
Mehrere Elektrodenfolien können jeweils durch einen Separator getrennt zusammengefügt bzw. zusammengelegt werden und mittels der Ableitfähnchen 12, 14, 16 die jeweiligen Anoden und Kathoden miteinander verbunden werden. Somit kann eine Batterie mit einer hohen Energiedichte bzw. Volumeneffizienz gebildet werden.
Der Anteil kann insbesondere den jeweiligen Gewichtsprozentwert an der jeweiligen Aktivschicht bezeichnen bzw. angeben. Der Bindermaterialanteil bzw. Anteil an Bindermaterial der Aktivschicht 30, 35, 40 kann somit insbesondere angeben, zu wieviel Gewichtsprozent (Gew.-%) die Aktivschicht 30, 35, 40 aus Bindermaterial besteht. Der Anteil an Aktivmaterial bzw. Aktivmaterialanteil kann insbesondere angeben, zu wieviel Gewichtsprozent (Gew.-%) die Aktivschicht 30, 35, 40 aus Aktivmaterial besteht. Der Anteil an Leitmaterial bzw.
Leitmaterialanteil kann insbesondere angeben, zu wieviel Gewichtsprozent
(Gew.-%) die Aktivschicht aus Leitmaterial, z.B. Leitruß, besteht.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Herstellen einer Elektrodenfolie (10) für eine Batterie, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
- Bereitstellen einer Ableiterfolie (20);
- Aufbringen einer ersten Aktivschicht (30, 35) auf zumindest eine erste Seite der Ableiterfolie (20);
- Aufbringen einer zweiten Aktivschicht (40) auf die erste Seite der
Ableiterfolie (20),
wobei die erste Aktivschicht (30, 35) und die zweite Aktivschicht (40) derart auf die Ableiterfolie (20) aufgebracht werden, dass die erste Aktivschicht (30, 35) angrenzend an die zweite Aktivschicht (40) angeordnet ist, und wobei die erste Aktivschicht (30, 35) einen höheren Anteil an Bindermaterial als die zweite Aktivschicht (40) aufweist; und
- Laserschneiden durch die erste Aktivschicht (30, 35) und die Ableiterfolie (20) zum Abtrennen eines Teils der Ableiterfolie (20) und zum Herstellen der Elektrodenfolie (10).
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei
der Anteil an Bindermaterial in der ersten Aktivschicht (30, 35) vorzugsweise mindestens doppelt so hoch, weiter vorzugsweise mindestens viermal so hoch, insbesondere mindestens zehnmal so hoch, wie der Anteil an
Bindermaterial in der zweiten Aktivschicht (40) ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei
die erste Aktivschicht (30, 35) einen niedrigeren Anteil an Aktivmaterial als die zweite Aktivschicht (40) aufweist, insbesondere die erste Aktivschicht (30, 35) höchstens einen halb so hohen Anteil an Aktivmaterial wie die zweite Aktivschicht (40) aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die erste Aktivschicht (30, 35) einen höheren Anteil an Leitmaterial, insbesondere an Leitruß, als die zweite Aktivschicht (40) aufweist, insbesondere die erste Aktivschicht (30, 35) einen mindestens doppelt so hohen, vorzugsweise einen mindestens vierfach so hohen, Anteil an
Leitmaterial wie die zweite Aktivschicht (40) aufweist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die erste Aktivschicht (30, 35) als zwei voneinander beabstandete Segmente auf der ersten Seite der Ableiterfolie (20) aufgebracht wird, und
die erste Aktivschicht (30, 35) und die zweite Aktivschicht (40) derart angeordnet werden, dass die zweite Aktivschicht (40) zwischen den zwei voneinander beabstandeten Segmenten der ersten Aktivschicht (30, 35) angeordnet ist und jeweils angrenzend an die zwei voneinander
beabstandeten Segmente der ersten Aktivschicht (30, 35) angeordnet ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei durch beide Segmente der ersten
Aktivschicht (30, 35) zum Abtrennen eines Teils der ersten Aktivschicht (30, 35) und der Ableiterfolie (20) lasergeschnitten wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
das Bindermaterial ein organisches Bindermaterial aufweist, insbesondere ein Polymer-Bindermaterial .
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die erste Aktivschicht (30, 35) und die zweite Aktivschicht (40) die gleiche Dicke aufweisen, wobei sich die Dicken der ersten Aktivschicht (30, 35) und der zweiten Aktivschicht (40) jeweils senkrecht zu einer Oberfläche der Ableiterfolie (20) erstrecken.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die erste Aktivschicht (30, 35) und die zweite Aktivschicht (40) zusätzlich auf eine zweite der ersten Seite der Ableiterfolie (20) gegenüberliegenden Seite der Ableiterfolie (20) aufgebracht werden, wobei insbesondere die erste Aktivschicht (30, 35) und die zweite Aktivschicht (40) auf den beiden gegenüberliegenden Seiten der Ableiterfolie (20) spiegelbildlich in Bezug auf die Ableiterfolie (20) aufgebracht werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
derart lasergeschnitten wird, dass nach dem Laserschneiden im
Wesentlichen keine erste Aktivschicht (30, 35) angrenzend an die zweite Aktivschicht (40) mehr vorhanden ist.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111384358A (zh) * 2020-03-25 2020-07-07 广州中国科学院工业技术研究院 一种电池极片的制作工艺
EP3879597A1 (de) 2020-03-11 2021-09-15 Volkswagen Ag Verfahren zur bearbeitung einer elektrodenbahn und bearbeitungsvorrichtung hierfür
DE102020203092A1 (de) 2020-03-11 2021-09-16 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Bearbeitung einer Elektrodenbahn und Bearbeitungsvorrichtung hierfür
DE102020214087A1 (de) 2020-11-10 2022-05-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Bearbeitung einer Elektrodenbahn und Bearbeitungsvorrichtung hierfür

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160329602A1 (en) * 2015-05-08 2016-11-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Production method of laminate for a battery
US20170098857A1 (en) 2015-04-15 2017-04-06 Optodot Corporation Coated stacks for batteries and related manufacturing methods
US20170179465A1 (en) 2014-07-08 2017-06-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of manufacturing lithium-ion secondary battery electrode sheet
EP3211694A1 (de) * 2014-10-24 2017-08-30 LG Chem, Ltd. Elektrodenherstellungsverfahren zur verbesserung der batteriekapazität und dadurch hergestellte elektrode

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012028006A (ja) * 2010-07-20 2012-02-09 Panasonic Corp 非水電解質二次電池用電極板および非水電解質二次電池
US8574763B2 (en) * 2010-10-13 2013-11-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrode plate with a binder in a surface section with a lower glass transition point than a binder in a current collector plate section, secondary battery, and method for producing the electrode plate
KR101599168B1 (ko) * 2011-10-07 2016-03-02 도요타지도샤가부시키가이샤 리튬 이온 이차 전지
JP2013218898A (ja) * 2012-04-09 2013-10-24 Toyota Motor Corp 非水電解質二次電池
JP6672706B2 (ja) * 2015-10-30 2020-03-25 三洋電機株式会社 電極板の製造方法及び二次電池の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170179465A1 (en) 2014-07-08 2017-06-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of manufacturing lithium-ion secondary battery electrode sheet
EP3211694A1 (de) * 2014-10-24 2017-08-30 LG Chem, Ltd. Elektrodenherstellungsverfahren zur verbesserung der batteriekapazität und dadurch hergestellte elektrode
US20170098857A1 (en) 2015-04-15 2017-04-06 Optodot Corporation Coated stacks for batteries and related manufacturing methods
US20160329602A1 (en) * 2015-05-08 2016-11-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Production method of laminate for a battery

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3879597A1 (de) 2020-03-11 2021-09-15 Volkswagen Ag Verfahren zur bearbeitung einer elektrodenbahn und bearbeitungsvorrichtung hierfür
DE102020203092A1 (de) 2020-03-11 2021-09-16 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Bearbeitung einer Elektrodenbahn und Bearbeitungsvorrichtung hierfür
US11735707B2 (en) 2020-03-11 2023-08-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for processing an electrode sheet and processing device for this purpose
CN111384358A (zh) * 2020-03-25 2020-07-07 广州中国科学院工业技术研究院 一种电池极片的制作工艺
CN111384358B (zh) * 2020-03-25 2021-06-01 广州中国科学院工业技术研究院 一种电池极片的制作工艺
DE102020214087A1 (de) 2020-11-10 2022-05-12 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Bearbeitung einer Elektrodenbahn und Bearbeitungsvorrichtung hierfür

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