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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenfilms, wobei aus Partikeln eines Polymerbinders und Partikeln von Leitruß durch Vormischen eine Partikelmischung erzeugt wird, und wobei nach Zugabe eines elektrochemischen Aktivmaterials durch Walzen oder Extrudieren der Elektrodenfilm erzeugt wird.
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Stand der Technik
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Elektrische Energie ist mittels Batterien speicherbar. Batterien wandeln chemische Reaktionsenergie in elektrische Energie um. Hierbei werden Primärbatterien und Sekundärbatterien unterschieden. Primärbatterien sind nur einmal funktionsfähig, während Sekundärbatterien, die auch als Akkumulator bezeichnet werden, wieder aufladbar sind. Eine Batterie umfasst dabei eine oder mehrere Batteriezellen.
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In einem Akkumulator finden insbesondere sogenannte Lithium-Ionen-Batteriezellen Verwendung. Diese zeichnen sich unter anderem durch hohe Energiedichten, thermische Stabilität und eine äußerst geringe Selbstentladung aus. Lithium-Ionen-Batteriezellen kommen unter anderem in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Elektrofahrzeugen (Electric Vehicle, EV), Hybridfahrzeugen (Hybride Electric Vehicle, HEV) sowie Plug-In-Hybridfahrzeugen (Plug-In-Hybride Electric Vehicle, PHEV) zum Einsatz.
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Lithium-Ionen-Batteriezellen weisen eine positive Elektrode, die auch als Kathode bezeichnet wird, und eine negative Elektrode, die auch als Anode bezeichnet wird, auf. Die Kathode sowie die Anode umfassen je einen Stromableiter, auf den ein Elektrodenfilm aufgebracht ist, welcher ein elektrochemisches Aktivmaterial aufweist. Das Aktivmaterial für die Kathode enthält beispielsweise ein Metalloxid wie Li2MnO3 sowie eine NCM-Legierung, also eine Legierung aus Nickel, Cobald und Mangan. Das Aktivmaterial für die Anode enthält beispielsweise Silizium oder Graphit.
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In das Aktivmaterial der Anode sind Lithiumatome eingelagert. Beim Betrieb der Batteriezelle, also bei einem Entladevorgang, fließen Elektronen in einem äußeren Stromkreis von der Anode zur Kathode. Innerhalb der Batteriezelle wandern Lithiumionen bei einem Entladevorgang von der Anode zur Kathode. Dabei lagern die Lithiumionen aus dem Aktivmaterial der Anode reversibel aus, was auch als Delithiierung bezeichnet wird. Bei einem Ladevorgang der Batteriezelle wandern die Lithiumionen von der Kathode zu der Anode. Dabei lagern die Lithiumionen wieder in das Aktivmaterial der Anode reversibel ein, was auch als Lithiierung bezeichnet wird.
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Das Elektrodenmaterial des Elektrodenfilms umfasst neben dem Aktivmaterial oft weitere Materialien, insbesondere eine elektronischen Leitkomponente wie beispielweise Leitruß oder Graphit sowie eine ionische Leitkomponente wie beispielweise einen flüssigen oder festen Elektrolyt. Zur mechanischen Stabilisierung des Elektrodenmaterials kann beispielweise ein Polymerbinder verwendet werden.
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Der Elektrodenfilm kann in einem Nassverfahren hergestellt werden. Dazu wird das Elektrodenmaterial zunächst als Slurry erzeugt und auf den Stromableiter als dünne Schicht aufgebracht. Nach Trocknen des Elektrodenmaterials entsteht der Elektrodenfilm direkt auf dem Stromableiter.
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Der Elektrodenfilm kann auch in einem Trockenverfahren hergestellt werden. Dazu wird aus dem vorbereiteten Elektrodenmaterial durch Walzen oder Extrudieren der Elektrodenfilm hergestellt. Anschließend wird der Elektrodenfilm durch Laminieren auf den Stromableiter aufgebracht.
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Aus dem Artikel "Solvent-Free Manufacturing of Electrodes for Lithium-ion Batteries von Brandon Ludwig, Zhangfeng Zheng, Wan Shou, Yan Wang und Heng Pan (Scientific Reports | 6:23150 | DOI: 10.1038/srep23150) geht ein Verfahren zur lösemittelfreien Herstellung von Elektroden hervor. Dabei wird das Elektrodenmaterial aus trockenen Partikeln gemischt und in einem Heißwalzprozess zu einem Elektrodenfilm gewalzt.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenfilms vorgeschlagen, wobei aus Partikeln eines Polymerbinders und Partikeln von Leitruß durch Vormischen eine Partikelmischung erzeugt wird, aus der Partikelmischung durch Kompaktierung Agglomerate erzeugt werden, und wobei nach Zugabe eines elektrochemischen Aktivmaterials aus den Agglomeraten durch Walzen oder Extrudieren der Elektrodenfilm erzeugt wird. Als Polymerbinder wird bevorzugt PVDF (Polyvinylidenfluorid) verwendet.
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Das Verfahren ist geeignet zur Herstellung von Elektrodenfilmen für Anoden ebenso wie für Kathoden. Das entsprechend geeignete elektrochemische Aktivmaterial wird je nach Art des herzustellenden Elektrodenfilms ausgewählt. Zur Herstellung eines Elektrodenfilms für eine Anode enthält das elektrochemische Aktivmaterial beispielsweise Graphit und/oder Silizium. Zur Herstellung eines Elektrodenfilms für eine Kathode enthält das elektrochemische Aktivmaterial beispielsweise NCM, also eine Legierung aus Nickel, Kobalt und Mangan. Das elektrochemische Aktivmaterial kann dabei zu verschiedenen Stadien des Verfahrens zugegeben werden.
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Die Kompaktierung der Partikelmischung entspricht einem Pressen der Partikel. Dieser Vorgang kann beispielsweise in einer Presse oder in einer Walzenmühle ausgeführt werden. Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich beispielsweise auch ein von
Hosokawa Micron B.V. entwickelter Durchlaufmischer, welcher unter dem Namen "Modulomix" vertrieben wird. Es hat sich gezeigt, dass ein derartiger Durchlaufmischer, der für die Pharmaindustrie entwickelt wurde, auch zur Herstellung von Elektrodenfilmen mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhaft verwendet werden kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das Aktivmaterial zu der Partikelmischung in einem Stadium vor der Kompaktierung der Partikelmischung zugegeben. Das Aktivmaterial ist somit bereits in der Partikelmischung enthalten, bevor aus der Partikelmischung durch Kompaktierung Agglomerate erzeugt werden.
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Gemäß einer möglichen Variante wird das Aktivmaterial dabei zu der Partikelmischung während des Vormischens der Partikel zugegeben. Das Aktivmaterial wird also gleichzeitig mit den Partikeln des Polymerbinders und mit den Partikeln von Leitruß zugegeben, und die Partikelmischung wird aus den Partikeln des Polymerbinders, den Partikeln von Leitruß und dem Aktivmaterial erzeugt.
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Gemäß einer anderen möglichen Variante wird das Aktivmaterial dabei zu der Partikelmischung nach dem Vormischen der Partikel zugegeben. Die Partikelmischung wird also zunächst aus den Partikeln des Polymerbinders und den Partikeln von Leitruß erzeugt, und danach wird das Aktivmaterial zu der Partikelmischung zugegeben und mit der Partikelmischung vermischt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das Aktivmaterial zu den Agglomeraten in einem Stadium nach der Kompaktierung der Partikelmischung zugegeben. Die Partikelmischung wird also zunächst aus den Partikeln des Polymerbinders und den Partikeln von Leitruß erzeugt, und aus der Partikelmischung werden durch Kompaktierung Agglomerate erzeugt. Das Aktivmaterial wird dann den Agglomeraten zugegeben und mit den Agglomeraten vermischt.
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Gemäß noch einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das Aktivmaterial zu der Partikelmischung in einem Stadium während der Kompaktierung der Partikelmischung zugegeben. Das Aktivmaterial ist somit in der Partikelmischung enthalten, während aus der Partikelmischung durch Kompaktierung Agglomerate erzeugt werden.
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Gemäß einer möglichen Variante wird die Partikelmischung dabei vor der Kompaktierung erzeugt. Das Aktivmaterial wird also gleichzeitig mit der Partikelmischung zugegeben, und während der Kompaktierung wird das Aktivmaterial mit der Partikelmischung vermischt.
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Gemäß einer anderen möglichen Variante wird die Partikelmischung dabei während der Kompaktierung erzeugt. Das Aktivmaterial wird also gleichzeitig mit den Partikeln des Polymerbinders und den Partikeln von Leitruß zugegeben, und während der Kompaktierung werden die Partikel des Polymerbinders, die Partikel von Leitruß und das Aktivmaterial zu der Partikelmischung vermischt.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden Agglomerate, deren Größe einen vorgegebenen oberen Grenzwert überschreitet, in einem Stadium vor dem Walzen oder dem Extrudieren zerkleinert.
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Gemäß noch einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden Agglomerate, deren Größe einen vorgegebenen unteren Grenzwert unterschreitet, in einem Stadium vor dem Walzen oder dem Extrudieren ausgesiebt.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden Additive und/oder ein weiterer Polymerbinder der Partikelmischung zugeführt. Bei den besagten Additiven handelt es sich insbesondere um einen Polymerelektrolyt, expandierten Graphit oder Kohlenstoffnanoröhren. Als weiterer Polymerbinder kann beispielsweise PTFE (Polytetrafluorethylen) verwendet werden. Zusätzlich kann auch beispielsweise noch ein Lösungsmittel zugegeben werden.
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Vorteile der Erfindung
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Der Einsatz von PTFE als Polymerbinder zur Herstellung von Agglomeraten (Precursoren) zur Weiterverarbeitung ist möglich, aber nicht notwendig.
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Überraschend hat sich gezeigt, dass es ausreichend ist, die Partikelmischungen zu kompaktieren, beziehungsweise zu verpressen, insbesondere, wenn die Partikelmischungen kein PTFE enthalten sollen, wie dies klassisch in der Pressaglomeration erfolgt. Die verpressten Partikelmischungen entsprechen dabei klassischen Pressaglomeraten. Durch geeignete Herstellprozesse wie beispielsweise in der
DE 43 45 168 A beschrieben, oder durch Klassieren der Agglomerate lassen sich gezielt Größenverteilungen der Agglomerate einstellen. Diese Agglomerate lassen sich in einem Walzenspalt eines Walzwerkes unter Erwärmung zu einem Elektrodenfilm walzen.
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Die Beschädigung von Core-Shell Partikeln lässt sich bei der Kompaktierung durch einen Pressvorgang der nach Stand der Technik beispielsweise in der Pharmazie gut beherrscht wird vermeiden. Während der Kompaktierung der Partikelmischung findet auch ein Fibrillierungsprozess statt, durch welchen eine ideal homogenisierte Mischung und geeignete Fibrillen und/oder Nanopartikel in einem kontinuierlichen Prozess entstehen. Dieser Prozess kommt mit sehr geringem Reinigungsaufwand und damit ohne wesentliche Produktionsunterbrechung aus.
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Im Gegensatz zur statistischen Verweilzeit in einer Strahlmühle, wo die Verweilzeit von der Partikelgröße und der Partikeldichte abhängt, kann die Verweilzeit der Partikelmischung während der Kompaktierung eingestellt werden. Ergebnis sind geringe Qualitätsschwankungen bei den erzeugten Agglomeraten. Insbesondere ergibt sich eine Unabhängig von dem Partikelzustand eingesetzter Materialen, Mahldruck und Injektordruck. Lange Verweilzeiten von Polymeren in Strahlmühlen führen zu Ablagerungen und Verkleben, was durch das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft vermieden ist.
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Das Einstellen und Regeln eines stabilen Betriebspunktes wird insbesondere bei der Verwendung von Ringspaltmühlen oder Tablettenpressen bei der Kompaktierung zur Erzeugung der Agglomerate wesentlich erleichtert. Auch ist das Anfahren des Prozesses zu einem stabilen Betriebspunkte nach Stillstandszeiten erleichtert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenfilms gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels,
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2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenfilms gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels,
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3 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenfilms gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels,
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4 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenfilms gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels,
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5 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenfilms gemäß eines fünften Ausführungsbeispiels und
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6 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenfilms gemäß eines sechsten Ausführungsbeispiels.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenfilms 10 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels. Zunächst erfolgt ein Vormischen 101 von Partikeln eines Polymerbinders 31 und Partikeln von Leitruß 32. Bei dem Polymerbinder 31 handelt es sich vorliegend um PVDF (Polyvinylidenfluorid).
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Gleichzeitig, also während des Vormischens 101 der besagten Partikel, erfolgt eine Zugabe 102 eines Aktivmaterials 33. Zur Herstellung eines Elektrodenfilms 10 für eine Anode enthält das Aktivmaterial 33 Graphit und/oder Silizium. Zur Herstellung eines Elektrodenfilms 10 für eine Kathode enthält das Aktivmaterial 33 NCM, also eine Legierung aus Nickel, Cobald und Mangan. Somit wird eine Partikelmischung erzeugt, welche Partikel des Polymerbinders 31, Partikel von Leitruß 32 und Aktivmaterial 33 enthält.
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Aus der Partikelmischung werden anschließend durch Kompaktierung 103 Agglomerate erzeugt. Die Agglomerate enthalten somit Polymerbinder 31, Leitruß 32 und Aktivmaterial 33. Die Zugabe 102 des Aktivmaterials 33 zu der Partikelmischung erfolgt somit vor der Kompaktierung 103 der Partikelmischung.
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Die Agglomerate können dabei verschiedene Größen aufweisen. Für die nachfolgende Bearbeitung eignen sich vor allem Agglomerate mit einer definierten Größe. Daher erfolgt eine Klassierung der erzeugten Agglomerate nach ihrer Größe.
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Zunächst erfolgt eine Zerkleinerung 104 von Agglomeraten, deren Größe einen vorgegebenen oberen Grenzwert überschreitet. Anschließend erfolgt eine Aussiebung 105 von Agglomeraten, deren Größe einen vorgegebenen unteren Grenzwert unterschreitet.
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Aus den verbleibenden Agglomeraten, deren Größe zwischen dem unteren Grenzwert und dem oberen Grenzwert liegt, wird anschließend durch Walzen 106 oder Extrudieren 107 der Elektrodenfilm 10 erzeugt. Der Elektrodenfilm 10 wird dabei durch Schneiden 108 auf eine für die weitere Verarbeitung passende Größe gebracht.
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Agglomerate, welche bei der Aussiebung 105 entfernt werden sowie Verschnitt des Elektrodenfilms 10, welcher beim Schneiden 108 entsteht, werden zurückgeführt und mit den durch Kompaktierung 103 erzeugten Agglomeraten gemischt. Es erfolgt also ein Recycling 109 der bei der Aussiebung 105 entfernten Agglomerate und des beim Schneiden 108 entstehenden Verschnitts des Elektrodenfilms 10.
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Der geschnittene Elektrodenfilm 10 wird anschließend mit einem metallischen Stromableiter 12 zu einer Elektrode 14 verbunden. Bei der Herstellung einer Anode handelt es sich dem Stromableiter 12 beispielsweise um eine Kupferfolie. Bei der Herstellung einer Kathode handelt es sich dem Stromableiter 12 beispielsweise um eine Aluminiumfolie. Die Verbindung des geschnittenen Elektrodenfilms 10 mit dem Stromableiter 12 erfolgt dabei vorliegend mittels Laminierung 110.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenfilms 10 gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels. Im Folgenden wird dabei lediglich auf die Unterschiede zwischen dem zweiten Ausführungsbeispiel und dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel eingegangen.
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Während des Vormischens 101 der Partikel des Polymerbinders 31 und der Partikel von Leitruß 32 und der Zugabe 102 des Aktivmaterials 33 werden Additive 40 der Partikelmischung zugeführt. Bei den besagten Additiven handelt es sich vorliegend um einen Polymerelektrolyt, expandierten Graphit sowie Kohlenstoffnanoröhren.
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Ebenso wird während des Vormischens 101 der Partikel des Polymerbinders 31 und der Partikel von Leitruß 32 und der Zugabe 102 des Aktivmaterials 33 ein weiterer Polymerbinder 41 der Partikelmischung zugeführt. Bei dem weiteren Polymerbinder 41 handelt es sich dabei vorliegend um PTFE (Polytetrafluorethylen).
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Somit wird eine Partikelmischung erzeugt, welche Partikel des Polymerbinders 31, Partikel von Leitruß 32, Aktivmaterial 33, Additive 40 und einen weiteren Polymerbinder 41 enthält. Die Additive 40 sowie der weitere Polymerbinder 41 können auch zu einem späteren Stadium der Partikelmischung oder auch den Agglomeraten zugeführt werden. Die durch Kompaktierung 103 erzeugten Agglomerate enthalten somit Polymerbinder 31, Leitruß 32, Aktivmaterial 33, Additive 40 und einen weiteren Polymerbinder 41.
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Die verbleibenden Schritte der Zerkleinerung 104, der Aussiebung 105 und des Walzens 106 oder Extrudierens 107 von Agglomeraten, des Schneidens 108 des Elektrodenfilms 10, des Recyclings 109 der bei der Aussiebung 105 entfernten Agglomerate und des beim Schneiden 108 entstehenden Verschnitts des Elektrodenfilms 10 sowie der Verbindung des geschnittenen Elektrodenfilms 10 mit dem Stromableiter 12 mittels Laminierung 110 zur Herstellung der Elektrode 14 erfolgen anschließend wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel oben beschrieben.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenfilms 10 gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels. Im Folgenden wird dabei lediglich auf die Unterschiede zwischen dem dritten Ausführungsbeispiel und dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel eingegangen.
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Die Zugabe 102 des Aktivmaterials 33 erfolgt dabei erst nach der Kompaktierung 103 der Partikelmischung zu den Agglomeraten. Das Aktivmaterial 33 wird also nicht der Partikelmischung sondern den Agglomeraten zugegeben. Die durch Vormischen 101 erzeugte Partikelmischung enthält somit vor der Kompaktierung 103 kein Aktivmaterial 33.
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Die verbleibenden Schritte der Zerkleinerung 104, der Aussiebung 105 und des Walzens 106 oder Extrudierens 107 von Agglomeraten, des Schneidens 108 des Elektrodenfilms 10, des Recyclings 109 der bei der Aussiebung 105 entfernten Agglomerate und des beim Schneiden 108 entstehenden Verschnitts des Elektrodenfilms 10 sowie der Verbindung des geschnittenen Elektrodenfilms 10 mit dem Stromableiter 12 mittels Laminierung 110 zur Herstellung der Elektrode 14 erfolgen anschließend wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel oben beschrieben.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenfilms 10 gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels. Im Folgenden wird dabei lediglich auf die Unterschiede zwischen dem vierten Ausführungsbeispiel und dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel eingegangen.
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Die Zugabe 102 des Aktivmaterials 33 erfolgt dabei erst nach dem Vormischen 101 der Partikel des Polymerbinders 31 und der Partikeln von Leitruß 32 zu der Partikelmischung. Die Zugabe 102 des Aktivmaterials 33 erfolgt aber vor der Kompaktierung 103 der Partikelmischung zu den Agglomeraten. Somit enthalten die durch die Kompaktierung 103 erzeugten Agglomerate Polymerbinder 31, Leitruß 32 und Aktivmaterial 33.
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Die verbleibenden Schritte der Zerkleinerung 104, der Aussiebung 105 und des Walzens 106 oder Extrudierens 107 von Agglomeraten, des Schneidens 108 des Elektrodenfilms 10, des Recyclings 109 der bei der Aussiebung 105 entfernten Agglomerate und des beim Schneiden 108 entstehenden Verschnitts des Elektrodenfilms 10 sowie der Verbindung des geschnittenen Elektrodenfilms 10 mit dem Stromableiter 12 mittels Laminierung 110 zur Herstellung der Elektrode 14 erfolgen anschließend wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel oben beschrieben.
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5 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenfilms 10 gemäß eines fünften Ausführungsbeispiels. Im Folgenden wird dabei lediglich auf die Unterschiede zwischen dem fünften Ausführungsbeispiel und dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel eingegangen.
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Die Zugabe 102 des Aktivmaterials 33 erfolgt dabei während der Kompaktierung 103 der Partikelmischung zu den Agglomeraten. Das Aktivmaterial 33 wird also gleichzeitig mit der Kompaktierung 103 der Partikelmischung zugegeben. Die durch Vormischen 101 erzeugte Partikelmischung enthält somit vor der Kompaktierung 103 kein Aktivmaterial 33. Die Agglomerate enthalten jedoch Polymerbinder 31, Leitruß 32 und Aktivmaterial 33.
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Die verbleibenden Schritte der Zerkleinerung 104, der Aussiebung 105 und des Walzens 106 oder Extrudierens 107 von Agglomeraten, des Schneidens 108 des Elektrodenfilms 10, des Recyclings 109 der bei der Aussiebung 105 entfernten Agglomerate und des beim Schneiden 108 entstehenden Verschnitts des Elektrodenfilms 10 sowie der Verbindung des geschnittenen Elektrodenfilms 10 mit dem Stromableiter 12 mittels Laminierung 110 zur Herstellung der Elektrode 14 erfolgen anschließend wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel oben beschrieben.
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6 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenfilms 10 gemäß eines sechsten Ausführungsbeispiels. Im Folgenden wird dabei lediglich auf die Unterschiede zwischen dem sechsten Ausführungsbeispiel und dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel eingegangen.
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Das Vormischen 101 von Partikeln des Polymerbinders 31 und Partikeln von Leitruß 32 und die Zugabe 102 des Aktivmaterials 33 finden gleichzeitig und zeitgleich mit Kompaktierung 103 statt. Die Partikelmischung wird also während der Kompaktierung 103 erzeugt, und die Partikel des Polymerbinders 31, die Partikel von Leitruß 32 und das Aktivmaterial 33 werden während der Kompaktierung 103 zu der Partikelmischung vermischt.
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Somit wird eine Partikelmischung erzeugt, welche Partikel des Polymerbinders 31, Partikel von Leitruß 32 und Aktivmaterial 33 enthält. Auch die durch die Kompaktierung 103 erzeugten Agglomerate enthalten somit Polymerbinder 31, Leitruß 32 und Aktivmaterial 33.
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Die verbleibenden Schritte der Zerkleinerung 104, der Aussiebung 105 und des Walzens 106 oder Extrudierens 107 von Agglomeraten, des Schneidens 108 des Elektrodenfilms 10, des Recyclings 109 der bei der Aussiebung 105 entfernten Agglomerate und des beim Schneiden 108 entstehenden Verschnitts des Elektrodenfilms 10 sowie der Verbindung des geschnittenen Elektrodenfilms 10 mit dem Stromableiter 12 mittels Laminierung 110 zur Herstellung der Elektrode 14 erfolgen anschließend wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel oben beschrieben.
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Bei dem ersten, zweiten, dritten vierten und fünften Ausführungsbeispiel erfolgt die Herstellung der Agglomerate zweistufig. Dabei wird zunächst durch das Vormischen 101 der Partikel die Partikelmischung erzeugt, und in einem zeitlich nachfolgenden Schritt werden durch die Kompaktierung 103 der Partikelmischung die Agglomerate erzeugt.
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Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel erfolgt die Herstellung der Agglomerate einstufig. Dabei finden das Vormischen 101 der Partikel zur Erzeugung der Partikelmischung und die Kompaktierung 103 der Partikelmischung zur Erzeugung der Agglomerate gleichzeitig statt.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2015/0061176 A1 [0009]
- US 2015/0303481 A1 [0009]
- WO 2005/008807 A2 [0009]
- EP 1644136 A2 [0009]
- US 2015/0062779 A1 [0009]
- US 4153661 A [0009]
- US 4976904 A [0009]
- DE 4345168 A1 [0009]
- DE 4345168 A [0025]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Artikel: "Die Agglomeration partikelförmiger Feststoffe in Matrizenpressen" von Claas-Jürgen Klasen; Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 3: Verfahrenstechnik, Nr. 220; VDI-Verlag Düsseldorf 1990 [0009]
- Artikel "Solvent-Free Manufacturing of Electrodes for Lithium-ion Batteries von Brandon Ludwig, Zhangfeng Zheng, Wan Shou, Yan Wang und Heng Pan (Scientific Reports | 6:23150 | DOI: 10.1038/srep23150) [0010]
- Hosokawa Micron B.V. entwickelter Durchlaufmischer, welcher unter dem Namen "Modulomix" [0013]
