DE102012224324B4 - Battery cell, electrode material layer stack and use of an electrode material layer stack in a battery cell - Google Patents

Battery cell, electrode material layer stack and use of an electrode material layer stack in a battery cell Download PDF

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Abstract

Batteriezelle umfassend mindestens:
- einen Kathodenstromableiter (4),
- eine ein positives Aktivmaterial aufweisende erste Elektrodenmaterialschicht (3), die einen Bestandteil einer Kathode der Batteriezelle darstellt,
- einen Separator (2),
- eine ein negatives Aktivmaterial aufweisende zweite Elektrode, die eine Anode der Batteriezelle darstellt und
- einen Anodenstromableiter, wobei das positive Aktivmaterial ein Potential gegenüber dem negativen Aktivmaterial aufweist,
wobei
zwischen dem Kathodenstromableiter (4) und der ersten Elektrodenmaterialschicht (3) eine erste weitere Elektrodenmaterialschicht (5) und zwischen der ersten Elektrodenmaterialschicht (3) und dem Separator (2) eine zweite weitere Elektrodenmaterialschicht (6) angeordnet ist, wobei die erste weitere Elektrodenmaterialschicht (5) und die zweite weitere Elektrodenmaterialschicht (6) jeweils ein weiteres positives Aktivmaterial aufweisen und wobei das weitere positive Aktivmaterial ein geringeres Potential gegenüber dem negativen Aktivmaterial aufweist als das positive Aktivmaterial,
und dass das positive Aktivmaterial ein Potential von mindestens 4,2 Volt gegenüber dem negativen Aktivmaterial aufweist.

Figure DE102012224324B4_0000
Battery cell comprising at least:
- a cathode current arrester (4),
- A first electrode material layer (3) which has a positive active material and which is a component of a cathode of the battery cell,
- a separator (2),
a second electrode which has a negative active material and which represents an anode of the battery cell and
- An anode current arrester, wherein the positive active material has a potential compared to the negative active material,
whereby
a first further electrode material layer (5) is arranged between the cathode current arrester (4) and the first electrode material layer (3) and a second further electrode material layer (6) is arranged between the first electrode material layer (3) and the separator (2), the first further electrode material layer ( 5) and the second further electrode material layer (6) each have a further positive active material and wherein the further positive active material has a lower potential compared to the negative active material than the positive active material,
and that the positive active material has a potential of at least 4.2 volts with respect to the negative active material.
Figure DE102012224324B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Batteriezelle, umfassend einen Kathodenstromableiter, eine ein positives Aktivmaterial aufweisende erste Elektrode, einen Separator, eine ein negatives Aktivmaterial aufweisende zweite Elektrode und einen Anodenstromableiter, wobei das positive Aktivmaterial ein Potential, beispielsweise von mindestens 4,2 Volt, gegenüber dem negativen Aktivmaterial aufweist.The invention relates to a battery cell, comprising a cathode current arrester, a first electrode having a positive active material, a separator, a second electrode having a negative active material and an anode current arrester, the positive active material having a potential, for example of at least 4.2 volts, compared to the negative Has active material.

Unter Aktivmaterial wird ein chemisch aktives Material verstanden, dessen Zusammensetzung sich unter Abgabe von Strom und Aufnahme von Strom einer externen Energiequelle ändert.Active material is understood to be a chemically active material, the composition of which changes when it emits electricity and absorbs electricity from an external energy source.

Zur Steigerung der Energiedichte von Batterien und insbesondere Lithium-Ionen-Zellen können Kathodenmaterialien mit elektrochemischen Potentialen über 4,2 Volt in Bezug auf metallisches Lithium eingesetzt werden. Diese Materialien werden als Hochvoltmaterialien bezeichnet, um sie von herkömmlichen Materialien mit einer Spannung von nur 4,2 Volt oder weniger gegenüber metallischem Lithium abzuheben. Aufgrund der hohen Potentiallage gegenüber metallischem Lithium zeigen Hochvoltmaterialien ein starkes Oxidationspotential gegenüber organischen Verbindungen, Kohlenstoff und metallischen Ableitern.To increase the energy density of batteries and, in particular, lithium-ion cells, cathode materials with electrochemical potentials above 4.2 volts in relation to metallic lithium can be used. These materials are referred to as high-voltage materials in order to set them apart from conventional materials with a voltage of only 4.2 volts or less compared to metallic lithium. Due to the high potential in relation to metallic lithium, high-voltage materials show a strong oxidation potential in relation to organic compounds, carbon and metallic arresters.

Diese Eigenschaft ist als ein großer Nachteil von Hochvoltmaterialien anzusehen, da aufgrund des hohen Oxidationspotentials Abbau- und Nebenreaktionen beschleunigt werden wenn ein direkter Kontakt der Hochvoltmaterialien mit organischen Substanzen wie z.B. Elektrolytlösungsmitteln, Lösungmitteladditiven, Leitfähigkeitsadditiven, Binder- sowie Separatorenmaterialien in den Zellen vorliegt. Dies führt tendenziell zur Verkürzung der Lebensdauer der entsprechenden Zellen, kann aber auch zu Sicherheitsproblemen führen. Des Weiteren können die hohen Oxidationspotentiale der Hochvoltmaterialien zu Korrosionserscheinungen am Kathodenableiter führen.This property is to be regarded as a major disadvantage of high-voltage materials, as degradation and secondary reactions are accelerated due to the high oxidation potential if the high-voltage materials come into direct contact with organic substances such as electrolyte solvents, solvent additives, conductivity additives, binder and separator materials in the cells. This tends to shorten the life of the cells in question, but it can also lead to safety problems. Furthermore, the high oxidation potentials of the high-voltage materials can lead to signs of corrosion on the cathode arrester.

Besonders stark treten derartige Abbau-, Neben- und Korrosionsreaktionen an der Oberfläche der Hochvoltmaterialien auf.Such degradation, secondary and corrosion reactions occur particularly strongly on the surface of the high-voltage materials.

Um dieses Problem abzumildern, ist es bekannt, das positive Aktivmaterial mit einer Partikelbeschichtung aus einem inaktiven Material (beispielsweise Ruß) zu versehen, das ein geringeres Potential gegenüber Lithium aufweist und gleichzeitig die Leitfähigkeit der aktiven Masse erhöht. Als inaktives Material wird ein Material bezeichnet, dass beim Entladen der Batteriezelle an keiner (oder zumindest keiner durch erneutes Laden reversiblen) chemische Reaktion teilnimmt. Derartige Partikelbeschichtungen können jedoch nur mit einem großen Aufwand aufgebracht werden, so dass die Herstellungskosten von Batteriezellen mit Hochvoltmaterialien deutlich erhöht sind. Außerdem führen sie zu einer Reduzierung der Energiedichte der Batteriezelle.In order to alleviate this problem, it is known to provide the positive active material with a particle coating made of an inactive material (for example carbon black) which has a lower potential compared to lithium and at the same time increases the conductivity of the active material. Inactive material is a material that does not take part in any chemical reaction (or at least none of which is reversible by recharging) when the battery cell is discharged. However, such particle coatings can only be applied with great effort, so that the production costs of battery cells with high-voltage materials are significantly increased. They also lead to a reduction in the energy density of the battery cell.

Die US 2009 0 301 866 A1 beschreibt eine Zelle mit zwei Schichten aus Elektrodenaktivmaterial und einer zusätzlichen Schutzschicht.the US 2009 0 301 866 A1 describes a cell with two layers of electrode active material and an additional protective layer.

In der US 4 176 214 A ist eine elektrochemische Primärzelle offenbart. Die Primärzelle umfasst eine Anode, die Lithiummetall aufweist und eine Kathode, die Bleisulfat umfasst. Die Anode und die Kathode sind voneinander beabstandet angeordnet stehen in Kontakt mit einer Elektrolytlösung, die ein dissoziierbares Lithiumsalz umfasst, das in einem flüssigen organischen Lösungsmittel gelöst ist.In the U.S. 4,176,214 A discloses a primary electrochemical cell. The primary cell includes an anode comprising lithium metal and a cathode comprising lead sulfate. The anode and the cathode are arranged at a distance from one another and are in contact with an electrolyte solution which comprises a dissociable lithium salt which is dissolved in a liquid organic solvent.

Die US 2006 0 286 459 A1 beschreibt eine nichtwässrige Sekundärbatterie und die US 2012 0 141 881 A1 offenbart eine Hochenergie-Polymerbatterie.the US 2006 0 286 459 A1 describes a non-aqueous secondary battery and the US 2012 0 141 881 A1 discloses a high energy polymer battery.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Batteriezelle vorzuschlagen, die ein Hochvoltmaterial als positives Aktivmaterial aufweist, wobei das Auftreten von Abbau-, Neben- und Korrosionsreaktionen mit möglichst geringem Aufwand reduziert wird.The object of the invention is to propose a battery cell which has a high-voltage material as the positive active material, the occurrence of degradation, secondary and corrosion reactions being reduced with as little effort as possible.

Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche. Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche angegeben.The object is achieved by the subject matter of the independent claims. Further developments of the invention are indicated by the features of the subclaims.

Dadurch, dass zwischen dem Kathodenstromableiter und der ersten aktiven Materialschicht der Elektrode eine erste weitere Materialschicht der Elektrode und zwischen der ersten Elektrodenmaterialschicht und dem Separator eine zweite weitere Elektrodenmaterialschicht angeordnet sind, wobei die erste und zweite weitere Elektrodenmaterialschicht jeweils ein weiteres positives Aktivmaterial aufweisen, wobei das weitere positive Aktivmaterial ein geringeres Potential gegenüber dem negativen Aktivmaterial aufweist als das positive Aktivmaterial wird das Auftreten von Korrosionsreaktionen an den Oberflächen des Separators und des Kathodenstromableiters vermieden bzw. verringert.In that a first further material layer of the electrode is arranged between the cathode current arrester and the first active material layer of the electrode and a second further electrode material layer is arranged between the first electrode material layer and the separator, the first and second further electrode material layers each having a further positive active material, the further positive active material has a lower potential compared to the negative active material than the positive active material, the occurrence of corrosion reactions on the surfaces of the separator and the cathode current arrester is avoided or reduced.

Die weitere Elektrodenmaterialschicht kann aus einem durchgehenden Material bestehen das im Wesentlichen frei von Hohlräumen ist. Mit „im Wesentlichen frei von Hohlräumen“ ist gemeint, dass ein Anteil der Hohlräume am Gesamtvolumen der weiteren Elektrodenmaterialschicht kleiner als 5% oder sogar kleiner als 1% ist.The further electrode material layer can consist of a continuous material that is essentially free of cavities. “Essentially free of cavities” means that a proportion of the cavities in the total volume of the further electrode material layer is less than 5% or even less than 1%.

Die erste und/oder zweite weitere Elektrodenmaterialschicht kann insbesondere als flächiges Element mit einer Dicke von unter 50 µm, unter 30 µm oder unter 20 µm ausgebildet sein. Als flächiges Element wird im Rahmen der Anmeldung ein Gegenstand bezeichnet, dessen Abmessung in einer ersten Raumrichtung höchstens 1% der Abmessungen des Gegenstandes in den zur ersten Raumrichtung orthogonalen anderen Raumrichtungen beträgt. Durch die geringe Dicke führt die weitere Elektrodenmaterialschicht zu einer nur geringen Reduzierung der Energiedichte der Batteriezelle. Die erste und/oder zweite weitere Elektrodenmaterialschicht kann beispielsweise als Beschichtung ausgebildet sein, die beispielsweise auf den Kathodenstromableiter bzw. die erste Elektrodenmaterialschicht aufgebracht sein kann. In derartigen Ausführungsformen kann die erste weitere Elektrodenmaterialschicht mit dem Kathodenstromableiter und/oder die zweite weitere Elektrodenmaterialschicht mit der ersten Elektrodenmaterialschicht stoffschlüssig verbunden sein. Alternativ kann die erste und/oder zweite weitere Elektrodenmaterialschicht auch als Folie ausgebildet sein, die entsprechend keine direkte, durch das weitere positive Aktivmaterial erzeugte stoffschlüssige Verbindung mit dem Kathodenstromableiter bzw. der ersten Elektrodenmaterialschicht aufweist. Die erste und zweite weitere Elektrodenmaterialschicht kann die erste Elektrodenmaterialschicht vollständig vom Kathodenstromableiter bzw. vom Separator trennen, sodass weder der Kathodenstromableiter, noch der Separator die erste Elektrodenmaterialschicht berührt. Es ist nicht zwingend notwendig, dass die weiteren Elektrodenmaterialschichten die erste Elektrodenmaterialschicht auf ihrer zum Kathodenstromableiter weisenden Seite und ihrer zum Separator weisenden Seite vollständig abdecken. Solange sichergestellt wird, dass kein direkter Kontakt zwischen dem Kathodenstromableiter und der ersten Elektrodenmaterialschicht bzw. zwischen dem Separator und der ersten Elektrodenmaterialschicht entsteht, reicht es aus, wenn die zum Kathodenstromableiter bzw. zum Separator weisende Seite teilweise durch jeweils eine der weiteren Elektrodenmaterialschicht abgedeckt wird. Ein vollflächiges Abdecken ist jedoch zumeist unter anderem aus fertigungstechnischen Gründen sinnvoller.The first and / or second further electrode material layer can in particular be designed as a flat element with a thickness of less than 50 μm, less than 30 μm or less than 20 μm. As a flat In the context of the application, element is referred to as an object whose dimensions in a first spatial direction are at most 1% of the dimensions of the object in the other spatial directions orthogonal to the first spatial direction. Due to the small thickness, the further electrode material layer leads to only a slight reduction in the energy density of the battery cell. The first and / or second further electrode material layer can be designed, for example, as a coating that can be applied, for example, to the cathode current arrester or the first electrode material layer. In such embodiments, the first further electrode material layer can be materially connected to the cathode current arrester and / or the second further electrode material layer to the first electrode material layer. Alternatively, the first and / or second further electrode material layer can also be designed as a film, which accordingly does not have a direct material connection produced by the further positive active material with the cathode current arrester or the first electrode material layer. The first and second further electrode material layers can completely separate the first electrode material layer from the cathode current arrester or from the separator, so that neither the cathode current arrester nor the separator touches the first electrode material layer. It is not absolutely necessary for the further electrode material layers to completely cover the first electrode material layer on its side facing the cathode current arrester and on its side facing the separator. As long as it is ensured that there is no direct contact between the cathode current arrester and the first electrode material layer or between the separator and the first electrode material layer, it is sufficient if the side facing the cathode current arrester or the separator is partially covered by one of the further electrode material layers. However, a full-surface covering is usually more useful for reasons of manufacturing technology, among other things.

Die erste Elektrodenmaterialschicht kann ebenfalls als flächiges Element ausgebildet sein. Die erste Elektrodenmaterialschicht kann dicker als die erste und/oder zweite weitere Elektrodenmaterialschicht sein. Hierdurch weist die Batteriezelle besonders viel des das höhere Potential aufweisenden positiven Aktivmaterials im Vergleich zu dem das niedrigere Potential aufweisenden weiteren positiven Aktivmaterials auf, wodurch eine besonders hohe Energiedichte der Batteriezelle ermöglicht wird. Insbesondere kann die Dicke der ersten Elektrodenmaterialschicht das 2 bis 50-fache oder 3 bis 20-fache oder 4 bis 10-fache der Dicke der ersten und/oder zweiten weiteren Elektrodenmaterialschicht betragen.The first electrode material layer can also be designed as a flat element. The first electrode material layer can be thicker than the first and / or second further electrode material layer. As a result, the battery cell has a particularly large amount of the positive active material having the higher potential compared to the further positive active material having the lower potential, which enables a particularly high energy density of the battery cell. In particular, the thickness of the first electrode material layer can be 2 to 50 times or 3 to 20 times or 4 to 10 times the thickness of the first and / or second further electrode material layer.

Die Gesamtdicke der ersten weiteren Elektrodenmaterialschicht, der ersten Elektrode und der zweiten weiteren Elektrode zusammen kann beispielsweise zwischen 10 µm und 1000 µm, zwischen 30 µm und 500 µm und/oder zwischen 50 µm und 300 µm betragen.The total thickness of the first further electrode material layer, the first electrode and the second further electrode together can for example be between 10 μm and 1000 μm, between 30 μm and 500 μm and / or between 50 μm and 300 μm.

In einer ersten Ausführungsvariante weist die erste weitere Elektrodenmaterialschicht ein anderes weiteres positives Aktivmaterial auf als die zweite weitere Elektrodenmaterialschicht. Die erste weitere Elektrodenmaterialschicht kann in einer zweiten Ausführungsvariante jedoch auch aus dem gleichen weiteren positiven Aktivmaterial ausgebildet sein wie die zweite weitere Elektrodenmaterialschicht.In a first embodiment variant, the first further electrode material layer has a different further positive active material than the second further electrode material layer. In a second embodiment variant, however, the first further electrode material layer can also be formed from the same further positive active material as the second further electrode material layer.

Die erste weitere Elektrodenmaterialschicht und die zweite weitere Elektrodenmaterialschicht können so ausgebildet und angeordnet sein, dass sie sich nicht berühren. Insbesondere können die beiden weiteren Elektrodenmaterialschichten durch die erste Elektrodenmaterialschicht derart voneinander getrennt sein, dass jede Linie zwischen einem Punkt der ersten weiteren Elektrodenmaterialschicht und einem Punkt der zweiten weiteren Elektrodenmaterialschicht durch die erste Elektrodenmaterialschicht verläuft.The first further electrode material layer and the second further electrode material layer can be designed and arranged in such a way that they do not touch one another. In particular, the two further electrode material layers can be separated from one another by the first electrode material layer in such a way that each line between a point of the first further electrode material layer and a point of the second further electrode material layer runs through the first electrode material layer.

Eine besonders hohe Energiedichte lässt sich erreichen, wenn das positive Aktivmaterial der ersten Elektrodenmaterialschicht ein Potential von über 4, 4 Volt gegenüber dem negativen Aktivmaterial aufweist. Beispielsweise weist Lithiumcobaltphosphat ein Potential von 4, 8 Volt gegenüber Lithium auf und kann als positives Aktivmaterial verwendet werden. Um zugleich Korrosionsreaktionen zu begrenzen, kann das weitere positive Aktivmaterial ein Potential von weniger als 4,2 Volt gegenüber dem negativen Aktivmaterial aufweisen. Beispielsweise kann Lithiumeisenphosphat (dies weist ein Potential von ca. 3,3 Volt gegenüber Lithium auf) als weiteres positives Aktivmaterial verwendet werden. Zugleich kann die Potentialdifferenz des weiteren positiven Aktivmaterials zum negativen Aktivmaterial jedoch größer als 1 Volt sein. Ein Unterschied zwischen der Potentialdifferenz des positiven Aktivmaterials gegenüber dem negativen Aktivmaterial und der Potentialdifferenz des weiteren positiven Aktivmaterials gegenüber dem negativen Aktivmaterial kann insbesondere mindestens 0,2 Volt, mindestens 0,5 Volt oder sogar mindestens 1 Volt betragen. Ein derart hoher Unterschied der Potentialdifferenzen lässt sich beispielsweise erreichen, wenn Lithiumcobaltphosphat als positives Aktivmaterial, Lithiumeisenphosphat als weiteres positives Aktivmaterial und metallisches Lithium als negatives Aktivmaterial verwendet wird. Durch eine derart hohe Potentialdifferenz wird ein besonders großer Vorteil hinsichtlich der Reduzierung von Korrosionsreaktionen durch die weiteren Elektrodenschichten des Aktivmaterials erreicht.A particularly high energy density can be achieved if the positive active material of the first electrode material layer has a potential of over 4.4 volts compared to the negative active material. For example, lithium cobalt phosphate has a potential of 4.8 volts compared to lithium and can be used as a positive active material. In order to limit corrosion reactions at the same time, the further positive active material can have a potential of less than 4.2 volts compared to the negative active material. For example, lithium iron phosphate (this has a potential of approx. 3.3 volts compared to lithium) can be used as a further positive active material. At the same time, however, the potential difference between the further positive active material and the negative active material can be greater than 1 volt. A difference between the potential difference between the positive active material and the negative active material and the potential difference between the further positive active material and the negative active material can in particular be at least 0.2 volt, at least 0.5 volt or even at least 1 volt. Such a large difference in potential differences can be achieved, for example, if lithium cobalt phosphate is used as the positive active material, lithium iron phosphate is used as a further positive active material and metallic lithium is used as the negative active material. Such a high potential difference achieves a particularly great advantage with regard to the reduction of corrosion reactions through the further electrode layers of the active material.

Als negatives Aktivmaterial kann insbesondere Lithium in reiner Form oder Graphit oder Koks mit interkalierendem Lithium verwendet werden.In particular, lithium in pure form or graphite or coke with intercalating lithium can be used as negative active material.

Lithiumcobaltphosphat, Lithiumnickelmanganspinell oder ein Gemisch aus Lithiummangannickelcobaltoxiden haben sich als geeignete positive Aktivmaterialien erwiesen und zeichnen sich jeweils durch ein hohes Potential gegenüber Lithium aus. Mit diesen Materialien lassen sich somit Batteriezellen mit besonders hoher Energiedichte realisieren.Lithium cobalt phosphate, lithium nickel manganese spinel or a mixture of lithium manganese nickel cobalt oxides have proven to be suitable positive active materials and are each characterized by a high potential compared to lithium. With these materials, battery cells with a particularly high energy density can be realized.

Als weiteres positives Material für die weiteren Elektrodenmaterialschichten können insbesondere Lithiumcobaltat, aluminiumstabilisiertes Lithiumnickelcobaltat, Lithiummangannickelcobaltat, Lithiummanganspinell, Lithiumeisenphosphat oder Derivate der vorangehend genannten Materialien verwendet werden. Insbesondere kann das weitere positive Material, das auch als Niedervoltmaterial bezeichnet wird, (zum Beispiel vollständig) delithiiert sein. Als besonders geeignet haben sich Phosphatverbindungen als weiteres positives Aktivmaterial erwiesen.Lithium cobaltate, aluminum-stabilized lithium nickel cobaltate, lithium manganese nickel cobaltate, lithium manganese spinel, lithium iron phosphate or derivatives of the aforementioned materials can be used as further positive material for the further electrode material layers. In particular, the further positive material, which is also referred to as low-voltage material, can be (for example completely) delithiated. Phosphate compounds have proven to be particularly suitable as a further positive active material.

Der Kathodenstromableiter kann insbesondere aus Aluminium ausgebildet sein. Hierdurch entstehen durch den Kathodenstromableiter nur geringe Herstellungskosten.The cathode current arrester can in particular be made of aluminum. This results in only low manufacturing costs due to the cathode current arrester.

Offenbart ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle. Bei dem Verfahren wird zunächst die erste weitere Elektrodenschicht als erste Beschichtung auf den Kathodenstromableiter aufgebracht. Anschließend wird die erste Elektrodenmaterialschicht als zweite Beschichtung auf die erste weitere Elektrodenmaterialschicht aufgetragen. Hiernach wird die zweite weitere Elektrodenmaterialschicht als dritte Beschichtung auf die erste Elektrodenmaterialschicht aufgebracht. Somit ist die erste Elektrodenmaterialschicht zumindest zweiseitig durch zusätzliche Elektrodenmaterialschichten umgeben. Wie bereits erwähnt, weist die erste Elektrodenmaterialschicht ein positives Aktivmaterial mit einem Potential von über 4, 2 Volt gegenüber Lithium auf, während die erste und zweite weitere Elektrode jeweils ein weiteres positives Aktivmaterial (dieses kann bei der ersten und zweiten weiteren Elektrodenmaterialschicht identisch oder nicht identisch sein) mit einem Potential gegenüber Lithium aufweisen, das geringer ist, als das Potential des positiven Aktivmaterials der ersten Elektrodenmaterialschicht.A method for manufacturing a battery cell is also disclosed. In the method, the first further electrode layer is first applied to the cathode current conductor as the first coating. The first electrode material layer is then applied as a second coating to the first further electrode material layer. The second further electrode material layer is then applied as a third coating to the first electrode material layer. The first electrode material layer is thus surrounded at least on two sides by additional electrode material layers. As already mentioned, the first electrode material layer has a positive active material with a potential of over 4.2 volts compared to lithium, while the first and second further electrodes each have a further positive active material (this can be identical or not identical for the first and second further electrode material layers be) with a potential with respect to lithium which is lower than the potential of the positive active material of the first electrode material layer.

In einem alternativen Herstellungsverfahren wird zumindest die erste Elektrodenmaterialschicht als Folie produziert. In dem Verfahren werden die erste und zweite weitere Elektrodenmaterialschicht jeweils ebenfalls als Folie hergestellt, wobei die Folien durch Laminieren verbunden werden, oder die erste und zweite weitere Elektrodenmaterialschicht werden als Beschichtungen auf die Folie der ersten Elektrode aufgebracht. In an alternative production method, at least the first electrode material layer is produced as a film. In the method, the first and second further electrode material layers are each also produced as a foil, the foils being connected by lamination, or the first and second further electrode material layers are applied as coatings to the foil of the first electrode.

Außerdem betrifft die Erfindung einen Elektrodenmaterialschichtstapel mit einer ersten Elektrodenmaterialschicht und mindestens zwei weiteren Elektrodenmaterialschichten. Die erste Elektrodenmaterialschicht weist ein positives Aktivmaterial mit einem Potential gegenüber Lithium auf. Das Potential des positiven Aktivmaterials bezogen auf Lithium kann beispielsweise größer als 4,2 Volt sein. Die beiden weiteren Elektrodenmaterialschichten weisen jeweils ein weiteres positives Aktivmaterial auf, dessen Potential bezogen auf Lithium geringer ist als das Potential des positiven Aktivmaterials der ersten Elektrodenmaterialschicht bezogen auf Lithium. Die beiden weiteren Elektrodenmaterialschichten sind auf gegenüberliegenden Seiten der ersten Elektrodenmaterialschicht mit hohem Potenzial gegenüber Lithium angeordnet.The invention also relates to an electrode material layer stack with a first electrode material layer and at least two further electrode material layers. The first electrode material layer has a positive active material with a potential with respect to lithium. The potential of the positive active material based on lithium can be greater than 4.2 volts, for example. The two further electrode material layers each have a further positive active material whose potential in relation to lithium is lower than the potential of the positive active material of the first electrode material layer in relation to lithium. The two further electrode material layers are arranged on opposite sides of the first electrode material layer with a high potential with respect to lithium.

Erfindungsgemäß werden als positives Material für die weiteren Elektrodenmaterialschichten insbesondere Lithiumcobaltat, aluminiumstabilisiertes Lithiumnickelcobaltat, Lithiummangannickelcobaltat, Lithiummanganspinell, Lithiumeisenphosphat oder Derivate dieser Materialien verwendet.According to the invention, lithium cobaltate, aluminum-stabilized lithium nickel cobaltate, lithium manganese nickel cobaltate, lithium manganese spinel, lithium iron phosphate or derivatives of these materials are used as positive material for the further electrode material layers.

Jegliche Merkmale, die vorangehend im Zusammenhang mit der Batteriezelle beschrieben wurden, können in gleicher Weise bei dem Elektrodenmaterialschichtstapel Anwendung finden.Any features that have been described above in connection with the battery cell can be used in the same way in the electrode material layer stack.

Zusätzlich betrifft die Erfindung die Verwendung eines Elektrodenmaterialschichtstapels für eine Batterie.In addition, the invention relates to the use of an electrode material layer stack for a battery.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figur näher erläutert. Es zeigt

  • 1 einen schematischen Aufbau der positiven Elektrode mit Separator (also positive Seite der Batterie) der Batterie.
Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the figure. It shows
  • 1 a schematic structure of the positive electrode with separator (i.e. positive side of the battery) of the battery.

In 1 ist der Aufbau des positiven Seite 1 einer Batterie schematisch dargestellt. Wie zu erkennen ist, umfasst die Batterie einen Separator 2, der die Aufgabe hat die positive und die negative Seite (Elektrode) voneinander zu trennen (zu separieren), eine erste Elektrodenmaterialschicht 3 sowie einen Kathodenstromableiter 4. Zwischen dem Separator 2 und der ersten Elektrodenmaterialschicht 3 sowie zwischen der ersten Elektrodenmaterialschicht 3 und dem Kathodenstromableiter 4 ist jeweils eine weitere Elektrodenmaterialschicht 5, 6 angeordnet. Zwar sind die erste Elektrodenmaterialschicht 3 sowie die weiteren Elektrodenmaterialschichten 5, 6 als gleich dick dargestellt, jedoch ist der Aufbau nur schematisch dargestellt und die erste Elektrodenmaterialschicht 3 kann deutlich dicker als die weiteren Elektrodenmaterialschichten 5, 6 ausgebildet sein. In einer Ausführungsform weisen die beiden weiteren Elektrodenmaterialschichten 5, 6 jeweils eine Dicke von 15 µm auf, während die erste Elektrodenmaterialschicht 3 eine Dicke von 200 µm aufweist. Die beiden weiteren Elektrodenmaterialschichten 5, 6 berühren sich nicht und sind durch die zwischen ihnen angeordnete erste Elektrodenmaterialschicht 3 beabstandet zueinander angeordnet.In 1 is building the positive side 1 a battery shown schematically. As can be seen, the battery includes a separator 2 , which has the task of separating (separating) the positive and negative side (electrode) from one another, a first electrode material layer 3 as well as a cathode current arrester 4th . Between the separator 2 and the first electrode material layer 3 as well as between the first electrode material layer 3 and the cathode current arrester 4th is in each case a further electrode material layer 5 , 6th arranged. It is true that the first electrode material layer 3 as well as the further electrode material layers 5 , 6th shown as having the same thickness, but the structure and the first electrode material layer are only shown schematically 3 can be significantly thicker than the others Electrode material layers 5 , 6th be trained. In one embodiment, the two further electrode material layers 5 , 6th each have a thickness of 15 µm, while the first electrode material layer 3 has a thickness of 200 µm. The two other electrode material layers 5 , 6th do not touch and are through the first electrode material layer arranged between them 3 arranged at a distance from one another.

In einem ersten Ausführungsbeispiel besteht die erste Elektrodenmaterialschicht 3 aus Lithiumcobaltphosphat (LiCoPO4) und weist somit ein Potential von 4,8 V gegenüber Lithium auf. In dieser Ausführungsform bestehen die weiteren Elektrodenmaterialschichten 5, 6 beide aus Lithiumeisenphosphat (LiFePO4) und weisen somit ein Potential von etwa 3,3 Volt gegenüber Lithium auf. Durch die weiteren Elektrodenmaterialschichten 5, 6 wird somit vermieden, dass ein direkter Kontakt zwischen dem Hochvoltmaterial der ersten Elektrodenmaterialschicht 3 und dem Separator 2 oder dem Kathodenstromableiter 4 besteht. Stattdessen steht das Niedervoltmaterial (Lithiumeisenphosphat) mit dem Separator 2 und dem Kathodenstromableiter 4 in Kontakt, wobei das Niedervoltmaterial deutlich weniger reaktiv ist und somit nicht (oder zumindest nicht im gleichen Umfang wie das Hochvoltmaterial im Falle des direkten Kontakts mit dem Separator 2 oder Kathodenstromableiter 4) zu Korrosionsreaktionen führt.In a first exemplary embodiment, there is the first electrode material layer 3 made of lithium cobalt phosphate (LiCoPO 4 ) and thus has a potential of 4.8 V compared to lithium. In this embodiment, there are the further electrode material layers 5 , 6th both made of lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) and thus have a potential of around 3.3 volts compared to lithium. Through the further electrode material layers 5 , 6th this avoids direct contact between the high-voltage material of the first electrode material layer 3 and the separator 2 or the cathode current arrester 4th consists. Instead, the low-voltage material (lithium iron phosphate) stands with the separator 2 and the cathode current arrester 4th in contact, the low-voltage material being significantly less reactive and therefore not (or at least not to the same extent as the high-voltage material in the case of direct contact with the separator 2 or cathode current arrester 4th ) leads to corrosion reactions.

In einer weiteren Ausführungsform bestehen die beiden Elektrodenmaterialschichten 5, 6 aus verschiedenen Materialien. Beispielsweise kann eine erste weitere Elektrodenmaterialschicht 5 aus Lithiumeisenphosphat bestehen, während eine zweite weitere Elektrode 6 aus Lithiumcobaltat ausgebildet ist.In a further embodiment, the two electrode material layers are made 5 , 6th made of different materials. For example, a first further electrode material layer can be used 5 consist of lithium iron phosphate, while a second further electrode 6th is formed from lithium cobaltate.

Als Material der ersten Elektrodenmaterialschicht 3 kann beispielsweise LiMn1.5Ni0.5O4 verwendet werden. Dieses Material besitzt ein hohes Korrosionspotenzial und kann bei alleiniger Verwendung zu einer verhältnismäßig kürzeren Lebensdauer der Batteriezelle führen.As the material of the first electrode material layer 3 For example, LiMn 1.5 Ni 0.5 O 4 can be used. This material has a high corrosion potential and can lead to a relatively shorter service life of the battery cell when used on its own.

Ebenfalls als Material der ersten Elektrodenmaterialschicht können LiCoPO4 oder LiNiPO4 verwendet werden. Durch diese Materialien lassen sich besonders hohe Energiedichten erzielen. Diese Materialien haben in Batteriezellen nach dem Stand der Technik, d.h. bei alleiniger Verwendung, jedoch Nachteile hinsichtlich der Sicherheit und Lebensdauer. LiCoPO 4 or LiNiPO 4 can likewise be used as the material of the first electrode material layer. These materials allow particularly high energy densities to be achieved. In battery cells according to the state of the art, ie when used alone, however, these materials have disadvantages with regard to safety and service life.

Im Folgenden werden Beispiele für Materialien von ersten weiteren und/oder zweiten weiteren Elektrodenmaterialschichten 5, 6 genannt. Alle nachfolgend genannten Materialien haben - wenn auch im verschiedenen Maße - gemein, dass sich durch aus diesen Materialien bestehende weitere Elektrodenmaterialschichten 5, 6 die oben genannten, bei Batteriezellen aus dem Stand der Technik durch das Hochvoltmaterial der ersten Elektrodenmaterialschicht 3 auftretenden Nachteile reduzieren lassen, wobei die Vorteile von Batteriezellen mit einer ein Hochvoltmaterial aufweisenden Kathode zumindest überwiegend bewahrt werden. Die vorangehend genannten Materialien der ersten Elektrodenmaterialschicht 3 können unter anderem mit ersten und zweiten weiteren Elektrodenmaterialschichten 5, 6 aus den nachfolgend genannten Materialien kombiniert werden. Für die erste weitere Elektrodenmaterialschicht kann dabei das gleiche oder ein anderes Material als für die zweite weitere Elektrodenmaterialschicht verwendet werden.Examples of materials of first further and / or second further electrode material layers are given below 5 , 6th called. All of the materials mentioned below have in common - albeit to a different extent - that further electrode material layers consisting of these materials are created 5 , 6th those mentioned above, in the case of battery cells from the prior art, due to the high-voltage material of the first electrode material layer 3 The disadvantages that occur can be reduced, the advantages of battery cells with a cathode having a high-voltage material being at least predominantly preserved. The aforementioned materials of the first electrode material layer 3 can inter alia with first and second further electrode material layers 5 , 6th can be combined from the following materials. The same or a different material than for the second further electrode material layer can be used for the first further electrode material layer.

Als Material der ersten und/oder zweiten weiteren Elektrodenmaterialschicht 5, 6 kann beispielsweise LiFePO4 verwendet werden. Dieses Material zeichnet sich durch eine hohe erzielbare Sicherheit und Lebensdauer aus. Das Material hat den Nachteil, dass die Energie- und Leistungsdichte - im Vergleich zu den nachfolgend genannten anderen Materialien für die weiteren Elektrodenmaterialschichten 5, 6 - relativ niedrig ist. Der Anteil der ersten und zweiten weiteren Elektrodenmaterialschicht 5, 6 am Gesamtvolumen der Kathode kann jedoch gering gehalten werden, indem die weiteren Elektrodenmaterialschichten relativ dünn (beispielsweise 15 µm) ausgebildet werden. Der Einfluss der weiteren Elektrodenmaterialschichten 5, 6 auf die Energie- und Leistungsdichte der gesamten Batteriezelle ist bei einer dünnschichtigen Ausbildung der weiteren Elektrodenmaterialschichten gering, sodass die Energiedichte der Batteriezelle im Vergleich zu einer Batteriezelle mit einer vollständig aus Hochvoltmaterial bestehenden Kathode nur geringfügig reduziert ist.As the material of the first and / or second further electrode material layer 5 , 6th For example, LiFePO 4 can be used. This material is characterized by a high level of safety and durability that can be achieved. The material has the disadvantage that the energy and power density - in comparison to the other materials mentioned below for the further electrode material layers 5 , 6th - is relatively low. The proportion of the first and second further electrode material layers 5 , 6th however, the total volume of the cathode can be kept small by making the further electrode material layers relatively thin (for example 15 μm). The influence of the other electrode material layers 5 , 6th on the energy and power density of the entire battery cell is low with a thin formation of the further electrode material layers, so that the energy density of the battery cell is only slightly reduced compared to a battery cell with a cathode made entirely of high-voltage material.

Ebenfalls als Material der ersten und/oder zweiten weiteren Elektrodenmaterialschicht 5, 6 kann LiNixCoyMnzO2 verwendet werden. Dieses Material zeichnet sich durch eine gute Verfügbarkeit bei geringen Kosten aus. Auch hinsichtlich der erzielbaren Sicherheit, Lebensdauer und der Leistungsdichte ist dieses Material von Vorteil. Als Nachteil des Materials ist die geringe Energiedichte zu nennen, wobei der Einfluss der weiteren Elektrodenmaterialschichten 5, 6 auf die Energiedichte der gesamten Batteriezelle wie bereits erwähnt durch eine geringe Schichtdicke reduziert werden kann.Also as the material of the first and / or second further electrode material layer 5 , 6th LiNi x Co y Mn z O 2 can be used. This material is characterized by good availability at low costs. This material is also advantageous in terms of the safety, service life and power density that can be achieved. A disadvantage of the material is the low energy density, with the influence of the other electrode material layers 5 , 6th can be reduced to the energy density of the entire battery cell, as already mentioned, by a small layer thickness.

Auch LiNiO2, LiCoO2 oder LiNiCoO2 kommen als Material der ersten und/oder zweiten weiteren Elektrodenmaterialschicht 5, 6 in Frage. Diese Materialien ermöglichen eine besonders hohe Energiedichte, jedoch wird die Sicherheit der Batteriezelle durch weitere Elektrodenmaterialschichten 5,6 aus diesen Materialien weniger stark verbessert als bei weiteren Elektrodenmaterialschichten 5, 6 aus LiFePO4 oder LiNixCoyMnzO2.LiNiO 2 , LiCoO 2 or LiNiCoO 2 are also used as the material of the first and / or second further electrode material layer 5 , 6th in question. These materials enable a particularly high energy density, but the safety of the battery cell is not so much improved by further electrode material layers 5, 6 made of these materials than with further electrode material layers 5 , 6th made of LiFePO 4 or LiNi x Co y Mn z O 2 .

Des Weiteren kann auch LiMn2O4 als Material der ersten und/oder zweiten weiteren Elektrodenmaterialschicht 5, 6 verwendet werden. Dieses Material ist hinsichtlich der erzielbaren Sicherheit der Batteriezelle und hinsichtlich der Energiedichte vorteilhaft. Furthermore, LiMn 2 O 4 can also be used as the material of the first and / or second further electrode material layer 5 , 6th be used. This material is advantageous with regard to the achievable safety of the battery cell and with regard to the energy density.

Unabhängig von der Wahl der Materialien für die erste Elektrodenmaterialschicht 3 und die weiteren Elektrodenmaterialschichten 5, 6 weist die Batterie zusätzlich zu den dargestellten Komponenten eine zweite Elektrode sowie einen Anodenstromableiter auf. Die zweite Elektrode kann beispielsweise aus metallischem Lithium oder aus Graphit oder aus Koks usw. bestehen.Regardless of the choice of materials for the first electrode material layer 3 and the further electrode material layers 5 , 6th If the battery has, in addition to the components shown, a second electrode and an anode current arrester. The second electrode can consist, for example, of metallic lithium or of graphite or of coke, etc.

In einem Verfahren zur Herstellung einer Batterie wird der Kathodenstromableiter in eine Beschichtungsanlage eingeführt. In der Beschichtungsanlage wird zunächst die erste weitere Elektrodenmaterialschicht 5 auf den Kathodenstromableiter als Beschichtung aufgebracht. Üblicherweise beinhalten Auftragungsmaschinen (Coater) mindestens zwei Prozessverfahren für den Beschichtungsprozess und umfassen eine Extrudereinheit für das Beschichten (Austrittsdüsenverfahren) oder den Rückrollenbeschichter und/oder ein Abstreifmesser. Beide Verfahren ermöglichen es, die Viskosität und die Beschichtungsgeschwindigkeiten für die Elektrodenmaterialschichten leicht zu kontrollieren. Das Austrittsdüsenverfahren erzeugt dabei eine unterbrochene Elektrodenmaterialschicht von aufgetragenen aktiven Massen in Querrichtung, während das Rückrollenverfahren eine ununterbrochene Schicht erzeugt, wobei die Elektrodenmaterialschicht in Längsrichtung voneinander getrennt sein können. Beide Verfahren besitzen die Möglichkeit, über eine elektromechanische Steuerung die Beschichtungsstärke sehr fein zu justieren. Anschließend wird die erste Elektrodenmaterialschicht 3 als Beschichtung auf die erste weitere Elektrodenmaterialschicht 5 aufgebracht. Hiernach wird noch die zweite weitere Elektrodenmaterialschicht 6 als Beschichtung auf die erste Elektrodenmaterialschicht 3 aufgebracht. Die erste Elektrodenmaterialschicht 3 und die zweite weitere Elektrodenmaterialschicht 6 können durch das gleiche oder durch jeweils ein anderes Beschichtungsverfahren wie die erste weitere Elektrodenmaterialschicht 5 aufgebracht werden.In a method for manufacturing a battery, the cathode current arrester is introduced into a coating installation. In the coating system, the first further electrode material layer is first applied 5 applied to the cathode current arrester as a coating. Application machines (coaters) usually contain at least two process methods for the coating process and comprise an extruder unit for the coating (outlet nozzle method) or the back roll coater and / or a doctor blade. Both methods make it possible to easily control the viscosity and the coating speeds for the electrode material layers. The outlet nozzle process produces an interrupted electrode material layer of applied active compounds in the transverse direction, while the roll-back process produces an uninterrupted layer, whereby the electrode material layer can be separated from one another in the longitudinal direction. Both processes have the option of fine-tuning the coating thickness using an electromechanical control. Then the first electrode material layer 3 as a coating on the first further electrode material layer 5 upset. The second further electrode material layer is then made 6th as a coating on the first electrode material layer 3 upset. The first electrode material layer 3 and the second further electrode material layer 6th can by the same or by a different coating process as the first further electrode material layer 5 be applied.

Alternativ können die erste weitere Elektrodenmaterialschicht 5, die erste Elektrodenmaterialschicht 3 und die zweite weitere Elektrodenmaterialschicht 6 als Folien hergestellt und anschließend, beispielsweise durch Laminieren, verbunden werden.Alternatively, the first further electrode material layer 5 , the first electrode material layer 3 and the second further electrode material layer 6th produced as foils and then connected, for example by lamination.

Claims (11)

Batteriezelle umfassend mindestens: - einen Kathodenstromableiter (4), - eine ein positives Aktivmaterial aufweisende erste Elektrodenmaterialschicht (3), die einen Bestandteil einer Kathode der Batteriezelle darstellt, - einen Separator (2), - eine ein negatives Aktivmaterial aufweisende zweite Elektrode, die eine Anode der Batteriezelle darstellt und - einen Anodenstromableiter, wobei das positive Aktivmaterial ein Potential gegenüber dem negativen Aktivmaterial aufweist, wobei zwischen dem Kathodenstromableiter (4) und der ersten Elektrodenmaterialschicht (3) eine erste weitere Elektrodenmaterialschicht (5) und zwischen der ersten Elektrodenmaterialschicht (3) und dem Separator (2) eine zweite weitere Elektrodenmaterialschicht (6) angeordnet ist, wobei die erste weitere Elektrodenmaterialschicht (5) und die zweite weitere Elektrodenmaterialschicht (6) jeweils ein weiteres positives Aktivmaterial aufweisen und wobei das weitere positive Aktivmaterial ein geringeres Potential gegenüber dem negativen Aktivmaterial aufweist als das positive Aktivmaterial, und dass das positive Aktivmaterial ein Potential von mindestens 4,2 Volt gegenüber dem negativen Aktivmaterial aufweist.Battery cell comprising at least: - a cathode current arrester (4), - A first electrode material layer (3) which has a positive active material and which is a component of a cathode of the battery cell, - a separator (2), a second electrode which has a negative active material and which represents an anode of the battery cell and - An anode current arrester, wherein the positive active material has a potential compared to the negative active material, whereby a first further electrode material layer (5) is arranged between the cathode current arrester (4) and the first electrode material layer (3) and a second further electrode material layer (6) is arranged between the first electrode material layer (3) and the separator (2), the first further electrode material layer ( 5) and the second further electrode material layer (6) each have a further positive active material and wherein the further positive active material has a lower potential compared to the negative active material than the positive active material, and that the positive active material has a potential of at least 4.2 volts with respect to the negative active material. Batteriezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von der ersten und zweiten weiteren Elektrodenmaterialschicht (5, 6) mindestens eine, insbesondere jede der beiden, als jeweils ein flächiges Element mit einer Dicke von unter 50 µm, unter 30 µm oder unter 20 µm ausgebildet ist.Battery cell after Claim 1 , characterized in that at least one of the first and second further electrode material layers (5, 6), in particular each of the two, is designed as a flat element with a thickness of less than 50 µm, less than 30 µm or less than 20 µm. Batteriezelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste weitere Elektrodenmaterialschicht (5) das gleiche weitere positive Aktivmaterial aufweist wie die zweite weitere Elektrodenmaterialschicht (6) .Battery cell according to one of the preceding claims, characterized in that the first further electrode material layer (5) has the same further positive active material as the second further electrode material layer (6). Batteriezelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste weitere Elektrodenmaterialschicht (5) ein anderes weiteres positives Aktivmaterial aufweist als die zweite weitere Elektrodenmaterialschicht (6).Battery cell after Claim 1 or 2 , characterized in that the first further electrode material layer (5) has a different further positive active material than the second further electrode material layer (6). Batteriezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite weitere Elektrodenmaterialschicht (5, 6) durch die erste Elektrodenmaterialschicht (3) räumlich voneinander getrennt sind.Battery cell according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that the first and the second further electrode material layer (5, 6) are spatially separated from one another by the first electrode material layer (3). Batteriezelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das positive Aktivmaterial ein Potential von über 4,4 V gegenüber dem negativen Aktivmaterial aufweist und/oder dass das weitere positive Aktivmaterial ein Potential von weniger als 4,2 V und/oder mehr als 1 V gegenüber dem negativen Aktivmaterial aufweist und/oder dass das positive Aktivmaterial eine um mindestens 0,2 V, vorzugsweise mindestens 0,5 V oder mindestens 1V höhere Potentialdifferenz gegenüber dem negativen Aktivmaterial aufweist als das weitere positive Aktivmaterial.Battery cell according to one of the preceding claims, characterized in that the positive active material has a potential of over 4.4 V compared to the negative active material and / or that the further positive active material has a potential of less than 4.2 V and / or more than 1 V compared to the negative active material and / or that the positive active material has a potential of at least 0.2 V, preferably at least 0.5 V or at least 1V higher potential difference compared to the negative active material than the further positive active material. Batteriezelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass metallisches Lithium, Graphit, Kohlenstoff oder Koks als das negatives Aktivmaterial vorliegt.Battery cell according to one of the preceding claims, characterized in that metallic lithium, graphite, carbon or coke is present as the negative active material. Batteriezelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Lithiumnickelphosphat, Lithiumcobaltphosphat, Lithiumnickelmanganspinelle oder ein Gemisch aus Lithiummangannickelcobaltoxiden als positives Aktivmaterial vorliegt.Battery cell according to one of the preceding claims, characterized in that lithium nickel phosphate, lithium cobalt phosphate, lithium nickel manganese spinels or a mixture of lithium manganese nickel cobalt oxides is present as the positive active material. Batteriezelle nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Lithiumcobaltat, aluminium-stabilisiertes Lithiumnickelcobaltat, Lithiummangannickelcobaltat, Lithiummanganspinell, Lithiumeisenphosphat oder Derivate dieser Materialien als weiteres positives Aktivmaterial vorliegt.Battery cell according to one of the preceding claims, characterized in that lithium cobaltate, aluminum-stabilized lithium nickel cobaltate, lithium manganese nickel cobaltate, lithium manganese spinel, lithium iron phosphate or derivatives of these materials are present as further positive active material. Elektrodenmaterialschichtstapel mit einer ersten Elektrodenmaterialschicht (3), die ein positives Aktivmaterial mit einem Potential gegenüber Lithium aufweist, wobei der Elektrodenmaterialschichtstapel mindestens zwei weitere Elektrodenmaterialschichten (5, 6) umfasst, die auf gegenüberliegenden Seiten der ersten Elektrodenmaterialschicht angeordnet sind und die jeweils ein weiteres positives Aktivmaterial aufweisen, das ein geringeres Potential gegenüber Lithium aufweist als das positive Aktivmaterial der ersten Elektrodenmaterialschicht (3), wobei das positive Aktivmaterial ein Potential von mindestens 4,2 Volt gegenüber Lithium aufweist und wobei Lithiumcobaltat, aluminium-stabilisiertes Lithiumnickelcobaltat, Lithiummangannickelcobaltat, Lithiummanganspinell, Lithiumeisenphosphat oder Derivate dieser Materialien als weiteres positives Aktivmaterial vorliegen.Electrode material layer stack with a first electrode material layer (3) which has a positive active material with a potential with respect to lithium, the electrode material layer stack comprising at least two further electrode material layers (5, 6) which are arranged on opposite sides of the first electrode material layer and which each have a further positive active material which has a lower potential with respect to lithium than the positive active material of the first electrode material layer (3), the positive active material having a potential of at least 4.2 volts with respect to lithium and where lithium cobaltate, aluminum-stabilized lithium nickel cobaltate, lithium manganese nickel cobaltate, lithium manganese spinel, lithium iron phosphate or Derivatives of these materials are present as a further positive active material. Verwendung eines Elektrodenmaterialschichtstapels nach Anspruch 10 in einer Batteriezelle.Use of an electrode material layer stack according to Claim 10 in a battery cell.
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