DE102017130397A1 - Systeme und verfahren zur herstellung von lithium-ionen-zellen, um die verunreinigung der zellen zu begrenzen - Google Patents

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Abstract

Ein System zum Bilden einer Elektrode für eine Lithium-Ionen-Batteriezelle beinhaltet ein Elektrodenmaterial, einen Materialzuführmechanismus, einen Benetzungsmechanismus, ein rückstandserzeugendes Werkzeug und einen Konditionierer. Der Materialzuführmechanismus ist ausgelegt, das Elektrodenmaterial zu liefern. Der Benetzungsmechanismus ist ausgelegt, das Elektrodenmaterial vom Materialzuführmechanismus zu empfangen und eine Lösung auf das Elektrodenmaterial aufzubringen, um eine nasse Vorstufe zu erzeugen. Das rückstandserzeugende Werkzeug ist ausgelegt, einen Anteil des Elektrodenmaterials aus der nassen Vorstufe zu entfernen, um eine Vorelektrode zu bilden. Der Konditionierer ist ausgelegt, die Lösung aus der Vorelektrode zu beseitigen und somit die Elektrode zu bilden.

Description

  • EINLEITUNG
  • Die Offenbarung betrifft ein Verfahren und System zum Bilden einer Elektrode für eine Lithium-Ionen-Batteriezelle.
  • Lithium-Ionen-Batterien können als Energiequelle in vielen Anwendungen zum Einsatz kommen, von Fahrzeugen bis hin zu tragbarer Elektronik, wie Laptop-Computern, Mobiltelefonen und so weiter. Eine solche Anwendung, ein Fahrzeug auf elektrischer Basis („Elektrofahrzeug“; „EV“), erfordert effiziente und kostengünstige Energiespeichersysteme mit hoher Energiedichte und hohem Leistungsvermögen. Solche EVs können beispielsweise Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEV), batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (BEV), Plug-in-HEV und Elektrofahrzeuge mit erweiterter Reichweite (EREV) beinhalten. Durch Lithium-Ionen-Batterien versorgte EVs besitzen oft eine zu erwartende Fahrtreichweite, die auf Test- und Entwurfsdaten basiert.
  • Bei der Fertigung des Lithium-Ionen-Batterien können Rückstände erzeugt werden. Die Rückstände können in Form von Graten oder Partikeln, wie Metallpartikeln, Partikeln aus beim Herstellungsprozess verwendeten Materialien und sonstigen Verunreinigungen, bestehen.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Es ist wünschenswert, die Verunreinigung von Lithium-Ionen-Zellen zu begrenzen. Gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung wird die Verunreinigung von Lithium-Ionen-Zellen durch das Management der Rückstände bei der Herstellung der Lithium-Ionen-Zelle begrenzt.
  • Gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Verfahren zur Bildung einer Elektrode für eine Lithium-Ionen-Batteriezelle die Benetzung eines Elektrodenmaterials mit einer Lösung zur Bildung einer nassen Vorstufe, das Entfernen eines Anteils des Elektrodenmaterials aus der nassen Vorstufe mit einem rückstandserzeugenden Werkzeug, um eine Vorelektrode zu bilden, und das Beseitigen der Lösung aus der Vorelektrode, um derart die Elektrode zu bilden.
  • Gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Offenbarung umfasst das Beseitigen der Lösung des Weiteren das aktive Beseitigen der Lösung aus der Vorelektrode.
  • Gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Offenbarung umfasst das aktive Beseitigen der Lösung mindestens eines aus der Reduzierung durch einen Unterdruckmechanismus des auf die Vorelektrode einwirkenden Luftdrucks, um die Lösung zu verdunsten oder zu verdampfen, das Erhöhen, über einen Heizmechanismus, einer Temperatur der Vorelektrode, um die Lösung zu verdunsten oder zu verdampfen, oder das Lenken, über einen Luftstrommechanismus, eines Luftstroms über die Vorelektrode, um die Lösung zu verdunsten oder zu verdampfen.
  • Gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Offenbarung ist die Lösung Wasser und das aktive Beseitigen der Lösung umfasst das Aufbringen eines organischen Lösungsmittels auf die Vorelektrode.
  • Gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Offenbarung wird das organische Lösungsmittel in einer Gasphase auf die Vorelektrode aufgebracht.
  • Gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Offenbarung erfolgt die Benetzung der Elektrode gleichzeitig mit dem Entfernen des Anteils.
  • Gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Offenbarung beinhaltet die Benetzung das Eintauchen des Elektrodenmaterials in ein Bad der Lösung.
  • Gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Offenbarung beinhaltet das Entfernen des Anteils das Stanzen der nassen Vorstufe mit einem Stanzwerkzeug.
  • Gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Offenbarung beinhaltet das Entfernen des Anteils das Schneiden der nassen Vorstufe mit einem Schneidwerkzeug.
  • Gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein System zum Bilden einer Elektrode für eine Lithium-Ionen-Batteriezelle ein Elektrodenmaterial, einen Materialzuführmechanismus, einen Benetzungsmechanismus, ein rückstandserzeugendes Werkzeug und einen Konditionierer. Der Materialzuführmechanismus ist ausgelegt, das Elektrodenmaterial zu liefern. Der Benetzungsmechanismus ist ausgelegt, das Elektrodenmaterial vom Materialzuführmechanismus zu empfangen und eine Lösung auf das Elektrodenmaterial aufzubringen, um eine nasse Vorstufe zu erzeugen. Das rückstandserzeugende Werkzeug ist ausgelegt, einen Anteil des Elektrodenmaterials aus der nassen Vorstufe zu entfernen, um eine Vorelektrode zu bilden. Der Konditionierer ist ausgelegt, die Lösung aus der Vorelektrode zu beseitigen und somit die Elektrode zu bilden.
  • Gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Offenbarung ist der Konditionierer ein Unterdruckmechanismus und ausgelegt, einen Luftdruck zu reduzieren, der auf die Vorelektrode ausgeübt wird, und somit die Lösung zu verdunsten oder zu verdampfen.
  • Gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Offenbarung ist der Konditionierer ein Heizmechanismus und ausgelegt, eine Temperatur der Lösung zu erhöhen.
  • Gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Offenbarung ist der Konditionierer ein Luftstrommechanismus und ausgelegt, einen Luftstrom über die Vorelektrode zu lenken, um die Lösung zu verdunsten oder zu verdampfen.
  • Gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Offenbarung beinhaltet das System des Weiteren eine Elektrodenausgabe, die ausgelegt ist, die Elektrode aus dem rückstandserzeugenden Werkzeug aufzunehmen.
  • Gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Offenbarung ist die Lösung ein organisches Lösungsmittel.
  • Gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Offenbarung ist das organische Lösungsmittel wässrig.
  • Gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Offenbarung ist das organische Lösungsmittel gasförmig.
  • Gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Offenbarung ist die Lösung Wasser, und das System umfasst des Weiteren einen Wasserentfernungsmechanismus, der ausgelegt ist, das Wasser von der Vorelektrode unter Verwendung eines organischen Lösungsmittels zu entfernen.
  • Gemäß weiteren Aspekten der vorliegenden Offenbarung ist das Elektrodenmaterial Lithiummanganoxid.
  • Die oben genannten Eigenschaften und Vorteile sowie anderen Eigenschaften und Funktionen der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ohne weiteres hervor.
  • Figurenliste
  • Die Zeichnungen sind illustrativ und nicht dazu bestimmt, den durch die Ansprüche definierten Gegenstand einzuschränken. Exemplarische Aspekte werden in der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung erläutert und in den beigefügten Zeichnungen, in denen sie dargestellt sind, in denen:
    • 1 ist eine schematische Darstellung einer perspektivischen Ansicht eines Systems zur Bildung einer Elektrode; und
    • 2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Bildung einer Elektrode.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Bei der Fertigung von Batteriezellen, wie Lithium-Ionen-Batteriezellen, kann eine Reihe von Prozessen Rückstände erzeugen. Rückstände entstehen beispielsweise beim Schneiden und/oder Stanzen von getrockneten Elektroden. Die relative Feuchtigkeit wird während dieser Prozesse im Allgemeinen niedrig gehalten, etwa bei weniger als 0,5 % relativer Feuchtigkeit, den entstehenden Rückständen ermöglicht, sich leicht über die gesamte Elektrode oder Batteriezelle auszubreiten und die Batteriezelle zu verunreinigen. Es wird angenommen, dass die Verunreinigung die Leistung der Batteriezelle durch die Wechselwirkung zwischen der verunreinigenden Substanz den Batteriekomponenten, wie dem Elektrolyten und den Elektroden, mindern kann. Es wird beispielsweise davon ausgegangen, dass die Rückstände durch diese Wechselwirkungen die Systemstabilität der Zelle beeinflussen können. Es wird weiterhin angenommen, dass Lade-/Entladezyklen kann die Probleme durch die Rückstände verschärfen können.
  • Es wird davon ausgegangen, dass sich die Rückstände, sowie sie in die Batteriezelle durch die Elektroden eingebracht werden, kann im Elektrolyten lösen und sich und auf den Anoden und Kathoden als Separator in Form eines Dendriten ablagern können. Es wird angenommen, dass diese Dendriten während der Lade- und Entladezyklen wachsen können. Des Weiteren wird davon ausgegangen, dass der wachsende Dendrit einen Feinschluss zwischen den Elektroden der Batteriezelle auslösen kann, der zu einem kontinuierlichen Abfall der Zellspannung führen kann. Es wird außerdem angenommen, dass diese Situation dominanter werden kann, wenn Batteriezellen unter mechanischer Krafteinwirkung in einem Batteriemodul oder Modulpack zusammengefasst werden.
  • Systeme und Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung können mehrere Probleme im Zusammenhang mit den Kosten und der Leistung von Anwendungen, die durch Batteriezellen bestromt werden, wie Elektrofahrzeugen und tragbarer Elektronik, verringern oder beheben. Gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Offenbarung, kann der Spannungsabfall von Batteriezellen und ein Verlust des Isolationswiderstandes nach einem Service durch Hemmung der Verunreinigung von Batteriezellen reduziert werden. Gemäß einigen Aspekten der vorliegenden Offenbarung bietet die Hemmung der Verunreinigung von Batteriezellen optimale Batteriezellenleistungen, optimierte Batteriezellen-Lebensdauern, kostengünstige Herstellung, Zuverlässigkeit, Gleichförmigkeit zwischen den Batteriezellen, reduzierte Rebalancezeiten für den Batterie-Pack, geringere Gesamtkosten für die Anwendung und eine ausgezeichnete Systemstabilität der Anwendung.
  • Außerdem werden gemäß Aspekten der vorliegenden Offenbarung Kosteneinsparungen beim Herstellungsprozess erzielt, weil die relative Luftfeuchtigkeit über 0,5 % liegen kann. In einigen Ausführungsformen ist die relative Feuchtigkeit größer als 1 %, größer als 5 %, größer als 10 %, größer als 30 % oder größer als 50 %. In einigen Ausführungsformen wird kein Trockenraum verwendet, und die relative Luftfeuchtigkeit wird bei der relativen Feuchtigkeit der Umgebung der Fertigungsanlage gehalten.
  • Unter Bezugnahme auf 1 wird dort eine System 100 zur Bildung von Elektroden 104 für eine oder mehrere Lithium-Ionen-Batteriezellen dargestellt. Das System 100 beinhaltet eine einen Materialzuführmechanismus 106, einen Benetzungsmechanismus 108, ein rückstandserzeugendes Werkzeug 110 und eine Elektrodenausgabe 112.
  • Elektrodenmaterial 102 wird durch den Materialzuführmechanismus 106 zugeführt. Das Elektrodenmaterial 102 kann jedes zur Herstellung einer Elektrode zur Verwendung in einer Batteriezelle geeignete Material sein. In einigen Ausführungsformen ist das Elektrodenmaterial 102 ist eine Materialfolie aus Lithium-Kobalt-Oxid (LiCoO2) („LCO“), Lithium-Mangan-Oxid (LiMn2O4) („LMO“), Lithium-Eisen-Phosphat (LiFePO4) („LFP“), Nickel-Kobalt-Aluminium (LiNi0,8Co0,15Al0,05O2) („NCA“), Nickel-Mangan-Kobalt (LiNi1-x-y MnxCoyO2) („NMC“) usw.
  • Die Elektroden 104 werden unter Verwendung eines oder mehrerer rückstandserzeugender Werkzeuge 110 hergestellt, wie eines Kerbwerkzeugs 211, eines Schneidwerkzeugs 310, eines Polierwerkzeugs 410, eines Schleifwerkzeugs 510, usw. In der dargestellten Ausführungsform beinhalten die Elektroden 104 Laschen 114. Die Vielzahl der Elektroden 104 ist ausgelegt, durch zusätzliche Prozesse, wie Stanzen oder Schneiden, in einzelne Elektroden unterteilt zu werden. Die Laschen 114 der einzelnen Elektroden sind ausgelegt, elektrisch miteinander verbunden zu werden, beispielsweise durch Schweißen, und mit zusätzlichen Komponenten zusammengesetzt zu werden, um die Lithium-Ionen Batteriezelle zu erzeugen.
  • Die Materialzuführmechanismus 106 ist ausgelegt, dem System 100 das Elektrodenmaterial 102 zuzuführen. In einigen Ausführungsformen beinhaltet der Materialzuführmechanismus 106 eine Folie des Elektrodenmaterials 102, das um eine Spule gewunden ist. In einigen Ausführungsformen besteht der Materialzuführmechanismus 106 in einer kontinuierlichen Einspeisung von Elektrodenmaterial zum System 100 von einem stromaufwärtigen Verfahren aus.
  • Der Benetzungsmechanismus 108 ist ausgelegt, das Elektrodenmaterial 102 vom Materialzuführmechanismus 106 zu empfangen und eine Lösung 116 auf das Elektrodenmaterial 102 aufzubringen, um eine nasse Vorstufe 105 zu erzeugen. Die Benetzung des Elektrodenmaterials 102 mit der Lösung 116, sodass das Elektrodenmaterial 102 während eines rückstandserzeugenden Verfahrens benetzt bleibt, reduziert die Menge der Rückstände auf dem Produkt des rückstandserzeugenden Verfahrens, wie den Elektroden 104, erheblich. In einigen Ausführungsformen beinhaltet der Benetzungsmechanismus 108 ein Bad der Lösung 116. In einigen Ausführungsformen gießt oder sprüht der Benetzungsmechanismus die Lösung 116 auf das Elektrodenmaterial 102, um eine ausreichende Beschichtung darauf bereitzustellen.
  • Die Lösung 116 kann ein organisches Lösungsmittel, ein wässriges organisches Lösungsmittel oder Wasser sein. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das organische Lösungsmittel Alkohole, Aldehyde, Carbonsäuren, Kombinationen davon und dergleichen. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das wässrige organische Lösungsmittel Alkohole, Aldehyde, Carbonsäuren oder Kombinationen davon, die mit einem Anteil Wasser verdünnt werden. Ist die Lösung 116 lediglich Wasser, kann Restwasser vor Montage der Lithium-Ionen-Batteriezelle unter Verwendung eines organischen Lösungsmittels aus dem Elektrodenmaterial 102 oder den Elektroden 104 beseitigt werden. In einigen Ausführungsformen wird das Wasser unter Verwendung des organischen Lösungsmittels in der Gasphase beseitigt.
  • Das rückstandserzeugende Werkzeug 110 ist ausgelegt, einen Anteil des Elektrodenmaterials 102 aus der nassen Vorstufe 105 zu entfernen, um eine Vorelektrode 103 zu bilden. Der Anteil kann von dem Elektrodenmaterial 102 durch Kerbung, Schneiden oder ähnliches entfernt werden. In einigen Ausführungsformen ist das rückstandserzeugende Werkzeug 110 so angeordnet, dass das Entfernen eines Teils des Elektrodenmaterials 102 im Bad der Lösung 116 erfolgt.
  • Weitere Komponenten können am rückstandserzeugenden Werkzeug 110 angebracht oder mit diesem verbunden sein. Einer oder mehrere Konditioniere 118, welche die Lösung 116 von den Elektroden 104 aktiv beseitigen, können beispielsweise im System 100 oder direkt am rückstandserzeugenden Werkzeug 110 beinhaltet sein. In einigen Ausführungsformen ist ein Unterdruckmechanismus 218, der eine Unterdruckabsaugung bietet, mit dem rückstandserzeugenden Werkzeug 110 verbunden. Der Unterdruckmechanismus 218 bietet einen niedrigeren Luftdruck rund um die Elektroden 104, um die Beseitigung der Lösung durch Verdunsten oder Verdampfung zu fördern. In einigen Ausführungsformen ist ein Heizmechanismus 318 vorgesehen, der erhöhte Temperaturen liefert. Die Heizmechanismus 318 erhöht die Temperatur der Lösung 116, welche die Elektroden 104 benetzt, um die Beseitigung der Lösung 116 durch Verdunsten oder Verdampfung zu fördern. In einigen Ausführungsformen kann ein Luftstrommechanismus 418 verwendet werden, der einen gerichteten Luftstrom liefert. Die Luftstrommechanismus 418 erhöht einen Luftstrom auf die Oberfläche der Elektroden 104 benetzt, um die Beseitigung der Lösung 116 durch Verdunsten oder Verdampfung zu fördern. Zusätzlich können Kombinationen dieser Mechanismen verwendet werden.
  • Die Elektrodenausgabe 112 sammelt die durch das rückstandserzeugende Werkzeug 110 produzierten Elektroden 104. Die Elektrodenausgabe 112 wird stromabwärts weiteren Systemen und Verfahren geliefert, welche die Elektroden 104 in einzelne Elektroden aufteilen und die einzelnen Elektroden mit zusätzlichen Bauelementen montieren, um die Lithium-Ionen Batteriezelle herzustellen.
  • In einigen Ausführungsformen wird die Elektrodenausgabe 112 stromabwärts in einem Stapelprozess geliefert. Die Elektroden 104 können beispielsweise um eine Spule gewickelt werden. Sobald die Spule voll oder der Materialzuführmechanismus 106 erschöpft ist, wird die Spule aus dem Kerbsystem 100 für den endgültigen Transport zu stromabwärtigen Verfahren entfernt.
  • In einigen Ausführungsformen wird die Elektrodenausgabe 112 stromabwärts in einem halbkontinuierlichen oder kontinuierlichen Verfahren geliefert. Die Elektroden 104 können beispielsweise direkt den stromabwärtigen Verfahren zugeführt werden. Dies ermöglicht dem Kerbsystem 100, kontinuierlich oder bis der Materialzuführmechanismus 106 erschöpft ist zu arbeiten, ohne Unterbrechungen für den Transport der Elektroden 104.
  • Unter Bezugnahme auf 2 wird dort ein Verfahren 200 zum Bilden einer Elektrode 104 für eine Lithium-Ionen-Batteriezelle dargestellt. Das Verfahren 200 kann die Verunreinigung bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batteriezellen verringern. Verfahren 200 beinhaltet die Benetzung 204 eines Elektrodenmaterials 102 mit einer Lösung 116 zur Bildung einer nassen Vorstufe 105, das Entfernen 206 eines Anteils des Elektrodenmaterials 102 aus der nassen Vorstufe 105, um eine Vorelektrode 103 zu bilden, und das Beseitigen 210 der Lösung aus der Vorelektrode 103, um derart die Elektrode 104 zu bilden. Das Verfahren 200 kann gegebenenfalls das Zuführen 202 des Elektrodenmaterials 102 und/oder Aufbringen 208 eines organischen Lösungsmittels beinhalten.
  • Das Zuführen 202 des Elektrodenmaterials 102 kann beispielsweise durch den Materialzuführmechanismus 106 erfolgen. Das Elektrodenmaterial 102 kann beispielsweise eine Folie aus LCO, LMO, LFP, NCA oder NMC sein.
  • Die Benetzung 204 des Elektrodenmaterials 102 mit der Lösung 116 bildet die nasse Vorstufe 105. Die Benetzung 204 des Elektrodenmaterials 102 kann über den Benetzungsmechanismus 108 erfolgen. Die Lösung 116 ist ausgelegt, die Verunreinigung der Lithium-Ionen-Batteriezelle zu hemmen. In einigen Ausführungsformen wird die Verunreinigung durch das Verringern der Rückstandsmenge, die während mindestens einem rückstandserzeugenden Verfahren erzeugt wird, gehemmt. In einigen Ausführungsformen wird die Verunreinigung durch das Verringern der Rückstandsmenge, die während mindestens einem rückstandserzeugenden Verfahren luftbefördert wird, gehemmt. Die Benetzungsmechanismus 108 kann beispielsweise ein Tauchbad 209 beinhalten, das zum Eintauchen des Elektrodenmaterials 102 in ein Bad der Lösung 116 ausgelegt ist, einen Sprühmechanismus 308, der ausgelegt ist, die Lösung 116 auf das Elektrodenmaterial 102 aufzusprühen, oder einen Gussmechanismus 408, der ausgelegt ist, die Lösung 116 über die Oberfläche des Elektrodenmaterials 102 zu gießen.
  • Das Entfernen 206 des Anteils des Elektrodenmaterials 102 aus der nassen Vorstufe 105 mit einem rückstandserzeugenden Werkzeug 110 bildet die Vorelektrode 103. Der Anteil des Elektrodenmaterials 102 kann mit einem oder mehreren aus dem Elektrodenstanzen, dem Elektrodenschneiden, dem Elektrodenschleifen, dem Elektrodenpolieren und dergleichen entfernt werden. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Benetzung 204 des Elektrodenmaterials 102 das Eintauchen des Elektrodenmaterials 102 in die Lösung 116 und das gleichzeitige Entfernen des Anteils des Elektrodenmaterials 102, während das Elektrodenmaterial 102 in die Lösung 116 eingetaucht ist. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Benetzung 204 des Elektrodenmaterials 102 das Eintauchen des Elektrodenmaterials 102 in die Lösung 116 und das Entfernen des Anteils des Elektrodenmaterials 102, nachdem das Elektrodenmaterial 102 aus Lösung 116 entnommen wurde, aber bevor die Lösung auf dem Elektrodenmaterial 102 wesentlich getrocknet ist.
  • Das Aufbringen 208 eines organischen Lösungsmittels auf die Vorelektrode 103 kann in einem vergleichbaren Verfahren, wie das Benetzen 204 des Elektrodenmaterials 102, erfolgen.
  • Das Beseitigen 210 der Lösung 116 von der Vorelektrode 103 bildet die Elektrode 104. In einigen Ausführungsformen wird die Lösung 116 von der Vorelektrode 103 vor der Montage der Lithium-Ionen-Batteriezelle beseitigt. In einigen Ausführungsformen wird die Lösung 116 von der Vorelektrode 103 nach der Montage der Lithium-Ionen-Batteriezelle, aber vor dem Kontakt der Elektrode 104 mit einem Elektrolyten beseitigt. Optional kann die Lösung 116 vom Elektrodenmaterial 102 aktiv entfernt werden. Das aktive Entfernen der Lösung 116 kann beispielsweise die Verwendung von Unterdruck, erhöhte Temperatur, die Verwendung eines zusätzlichen Lösungsmittels, Kombinationen davon und dergleichen beinhalten.
  • Es ist vorgesehen, dass eine zweite Lösung auf die nasse Vorstufe 105, die Vorelektrode 103 oder die Elektrode 104 in einem Vergleichbaren Verfahren mit der Benetzung 204 des Elektrodenmaterials 102 aufgebracht werden kann. Die zweite Lösung kann dieselbe Lösung 116 oder eine andere Lösung sein. Das Aufbringen der zweiten Lösung kann vor, während oder nach dem Entfernen von Anteilen des Elektrodenmaterials 102 und/oder der Beseitigung der Lösung 116 von der Vorelektrode 103 erfolgen.
  • Die folgenden Beispiele sollen die Offenbarung veranschaulichen und sind in keiner Weise als den Umfang der Offenbarung einschränkend gedacht.
  • BEISPIELE
  • Vergleichendes Beispiel 1
  • Eine rohe LMO-Elektrode wird an sechs Stellen unter trockenen Bedingungen gekerbt und geschnitten. Proben der gekerbten und geschnittenen LMO-Elektrode werden unter einem Mikroskop entlang der Schnittkanten auf das Vorhandensein von Rückständen und Graten aus dem Kerb- und Schneidevorgang untersucht. Dreizehn Vorkommnisse von Rückständen entlang der Schnittkanten werden beobachtet.
  • Beispiel 2
  • Eine rohe LMO-Elektrode wird für fünf Sekunden mit einer Ethanollösung benetzt, um eine nasse Vorstufe zu bilden. Teile der nassen Vorstufe werden durch Kerben und Schneiden der nassen Vorstufe an sechs Stellen entfernt, während sie mit der Ethanollösung benetzt ist. Die Ethanollösung wird dann von der Elektrode beseitigt. Die Elektrode wird unter dem Mikroskop entlang der Schnittkanten auf das Vorhandensein von Rückständen und Graten aus dem Kerb- und Schneidevorgang untersucht. Zwei Vorkommnisse von Rückständen entlang der Schnittkanten werden beobachtet.
  • Beispiel 3
  • Eine rohe LMO-Elektrode wird für dreißig Minuten mit einer Ethanollösung behandelt, um eine nasse Vorstufe zu bilden. Teile der nassen Vorstufe werden durch Kerben und Schneiden der nassen Vorstufe an sechs Stellen entfernt, während sie mit der Ethanollösung benetzt ist. Die Ethanollösung wird dann von der Elektrode beseitigt. Die Elektrode wird unter dem Mikroskop entlang der Schnittkanten auf das Vorhandensein von Rückständen und Graten aus dem Kerb- und Schneidevorgang untersucht. Drei Vorkommnisse von Rückständen entlang den Schnittkanten wurden beobachtet.
  • Beispiel 4
  • Eine rohe LMO-Elektrode wird für dreißig Minuten mit Wasser behandelt, um eine nasse Vorstufe zu bilden. Teile der nassen Vorstufe werden durch Kerben und Schneiden der nassen Vorstufe an sechs Stellen entfernt, während sie mit der Ethanollösung benetzt ist. Das Wasser wird dann von der Elektrode beseitigt. Die Elektrode wird unter dem Mikroskop entlang der Schnittkanten auf das Vorhandensein von Rückständen und Graten aus dem Kerb- und Schneidevorgang untersucht. Drei Vorkommnisse von Rückständen entlang der Schnittkanten werden beobachtet.
  • Tabelle 1 fasst die Ergebnisse der Beispiele zusammen. Wie aus der Tabelle ersichtlich, führen Behandlungen in den Beispielen zu einer erheblichen Verringerung der beobachteten Rückstände gegenüber dem unbehandelten Vergleichsbeispiel. Tabelle 1. Zusammenfassung der Ergebnisse
    Behandlung Rückstandszählung Differenz
    Vergleichendes Beispiel 1 13 -
    Beispiel 2 2 85 % Reduzierung
    Beispiel 3 3 77 % Reduzierung
    Beispiel 4 3 77 % Reduzierung
  • Während die besten Arten der Ausführung der Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, werden die mit der hier beschriebenen Technik vertrauten Fachleute diverse alternative Ausgestaltungen und Ausführungen erkennen, mit denen die Offenbarung im Rahmen der nachfolgend aufgeführten Patentansprüche ausgeführt werden kann.

Claims (10)

  1. Verfahren, umfassend: das Benetzen eines Elektrodenmaterials mit einer Lösung zur Bildung einer nassen Vorstufe; das Entfernen eines Teils der Elektrodenmaterial aus der nassen Vorstufe mit einem rückstandserzeugenden Werkzeug zur Bildung einer Vorelektrode; und das Beseitigen der Lösung von der Vorelektrode, um dadurch eine Elektrode zu bilden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Beseitigen der Lösung des Weiteren das aktive Beseitigen der Lösung aus der Vorelektrode umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, worin das aktiv Beseitigen der Lösung mindestens eines aus Folgenden umfasst: das Reduzieren, durch einen Unterdruckmechanismus des auf die Vorelektrode einwirkenden Luftdrucks, um die Lösung zu verdunsten oder zu verdampfen; das Erhöhen, über einen Heizmechanismus, einer Temperatur der Vorelektrode, um die Lösung zu verdunsten oder zu verdampfen; oder das Lenken, über einen Luftstrommechanismus, eines Luftstroms über die Vorelektrode, um die Lösung zu verdunsten oder zu verdampfen.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, worin die Lösung Wasser ist und das aktive Beseitigen der Lösung das Aufbringen eines organischen Lösungsmittels auf die Vorelektrode umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, worin das organische Lösungsmittel in einer Gasphase auf die Vorelektrode aufgebracht wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Benetzung der Elektrode gleichzeitig mit dem Entfernen des Anteils erfolgt.
  7. System, umfassend: ein Elektrodenmaterial; einen Materialzuführmechanismus, der ausgelegt ist, das Elektrodenmaterial zu liefern; einen Benetzungsmechanismus, der ausgelegt ist, das Elektrodenmaterial vom Materialzuführmechanismus zu empfangen und eine Lösung auf das Elektrodenmaterial aufzubringen, um eine nasse Vorstufe zu erzeugen; ein rückstandserzeugendes Werkzeug, das ausgelegt ist, einen Anteil des Elektrodenmaterials aus der nassen Vorstufe zu entfernen, um eine Vorelektrode zu bilden; und einen Konditionierer, der ausgelegt ist, die Lösung von der Vorelektrode zu beseitigen, um dadurch eine Elektrode zu bilden.
  8. System nach Anspruch 7, worin die Lösung ein organisches Lösungsmittel ist.
  9. System nach Anspruch 8, worin das organische Lösungsmittel wässrig ist.
  10. System nach Anspruch 8, worin das organische Lösungsmittel gasförmig ist.
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