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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenfilms durch galvanische Abscheidung von Lithium auf einer bandförmigen Metallfolie. Dabei wird die Metallfolie mittels Beschichtungstrommeln, welche jeweils um eine Mittelachse rotieren, durch ein Elektrolytbecken transportiert, welches mit einer Lithiierungsflüssigkeit gefüllt ist. Die Erfindung betrifft auch eine Elektrode für eine Batteriezelle, welche mindestens einen Teil eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Elektrodenfilms umfasst.
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Stand der Technik
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Um bandförmige Metallfolien galvanisch zu metallisieren können diese durch Elektrolytbecken gezogen werden. Dabei werden dicke Metallfolien in sogenannten Bandanlagen senkrecht durch modulare Elektrolytbecken mit kleinen Flüssigkeitsvolumina gezogen. Das steife Metallband wird durch einen wässrigen Elektrolyten an Badelektroden im Abstand von wenigen Zentimetern vorbei gezogen. Dünne Metallfolien werden vorzugsweise horizontal durch die Elektrolytbecken gezogen, da bei senkrechtem Transport die Gefahr des seitlichen Verkippens der Folie gegen die Elektrode größer ist.
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Um einen elektrischen Strom zur Metallisierung in die Metallfolie einzukoppeln wird eine elektrische Kontaktierung benötigt. Diese wird beispielsweise durch Führen der Metallfolie über eine Rolle erreicht. Die Rolle stellt gemeinsam mit der Metallfolie den einen elektrischen Kontakt für die galvanische Abscheidung dar, die Badelektrode an der die Metallfolie im Elektrolyten vorbeigeführt wird, stellt den anderen Kontakt dar. Wird ein vergleichsweise großer Strom benötigt, so muss dieser an mehreren Stellen nacheinander eingekoppelt werden, damit der Spannungsverlust in Laufrichtung der Metallfolie gering bleibt.
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Eine Beschreibung zur Lithiumabscheidung findet sich beispielsweise unter: Electrochemical deposition of lithium metal in nonaqueous electrolyte containing (C,H,) ,NF (HF) 4 additive;
Kiyoshi Kanamura *, Soshi Shiraishi ', Zen-ichiro Takehara 2; Department of 'Energy and Hydrocarbon Chemistry, Gmdtmtr School Engineering; Kynfo I: nil, ersig, Yoshi~In-honmnchi. Snkyo-ku. Kwto 606-01, Japan; Received 12 August 1097; accepted 26 September 1997 -
Es sind analoge Filmstreifen bekannt, welche an ihrem Rand eine Perforation aufweisen, mit welcher die Filmstreifen exakt transportiert und geführt werden können. Das Dokument
US 1 896 526 zeigt unter anderem verschiedene Möglichkeiten bei der chemischen Prozessierung solche Filmstreifen zu führen und zu transportieren.
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Folien schwimmen beim Transport über Walzen oder Rollen auf. Aus der Papierindustrie ist bekannt, dass das Umgebungsmedium Luft beim Transport über Rollen mit eingezogen wird und es somit zu keinem Kontakt zwischen Rolle und Bahn kommt. Dies ist mitunter erwünscht. Soll dies vermieden werden, muss das Medium aufwändig aus dem Spalt zwischen Rolle und Bahn abgesaugt oder herausgequetscht werden. Dieser Effekt ist beispielsweise aus der Dissertation von Andreas Kleinert, Analyse des Spaltdrosseleffektes für den Bahntransport mit umschlungenen Walzen, Bochum 2007, bekannt.
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Beim Aufwickeln von Folien mit berührempfindlichen Oberflächen auf Rollen wird nach Stand der Technik beispielsweise ein Trennmittel aufgebracht. Dies kann ein Silikonöl oder nach
DE 10 2014 226 394 auch ein Batterieelektrolyt sein um die Wechselwirkungen mit dem Elektrodenmaterial nicht ungünstig zu beeinflussen. Alternativ kann eine zusätzliche Folie mit eingewickelt werden um das Aufeinanderliegen der Folienoberflächen beim Wickeln zu vermeiden.
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In dem Dokument
US 2015/162597 wird eine Möglichkeit vorgeschlagen, wie eine fertige Elektrodenbahn einer Lithium-Ionenbatterie - also eine Metallfolie oder ein flächiges Substrat mit Aktivmaterial - durch ein elektrochemisches Becken geführt werden kann. Dabei wird an den Umlenkrollen die Berührung durch ein aktiv erzeugtes Fluidpolster reduziert.
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Das Dokument
US 7 501 048 bietet eine Lösung für dünne Metallfolien bei horizontaler Bandführung an. Das Band wird um Beschichtungstrommeln mit innen liegenden Elektroden geschlungen. Hier ist eine Kontaktierung am Folienrandbereich auf der Trommel möglich.
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Aus dem Dokument
US 2016/0028081 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenstruktur bekannt, welche ein elektrochemisches Aktivmaterial umfasst. Dabei wird das elektrochemische Aktivmaterial in einem Galvanisierungsbad, welches einem nicht-wässrigen Elektrolyt enthält, auf eine metallische Elektrode aufgebracht.
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Das Dokument
US 2004/0013812 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Verbundkathoden und Anoden für Lithium Batterien. Dabei wird ein textiles Material aus isolierenden Fasern durch Aufbringen einer Metallschicht leitfähig gemacht. Das Aufbringen einer Metallschicht geschieht durch Galvanisierung in einer wässrigen Lösung.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenfilms durch galvanische Abscheidung von Lithium auf einer bandförmigen Metallfolie vorgeschlagen. Der Elektrodenfilm ist beispielsweise für eine negative Elektrode, also eine Anode, einer Batteriezelle vorgesehen. In diesem Fall ist die Metallfolie beispielsweise aus Kupfer gefertigt.
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Verfahrensgemäß wird zunächst auf mindestens eine Oberfläche der Metallfolie mindestens ein in Längsrichtung verlaufendes Klebeband aufgebracht. Dabei erstreckt sich die besagte Oberfläche der Metallfolie in die Längsrichtung und in eine rechtwinklig zu der Längsrichtung verlaufende Vertikalrichtung. Auch auf die gegenüberliegende Oberfläche der Metallfolie kann ein in Längsrichtung verlaufendes Klebeband aufgebracht werden.
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Ferner werden in Längsrichtung zueinander versetzte durchgehende Öffnungen in die Metallfolie und in das mindestens eine Klebeband eingebracht. Die besagten Öffnungen erstrecken sich dabei in Querrichtung durch die Metallfolie hindurch. Die Querrichtung verläuft rechtwinklig zu der Längsrichtung und rechtwinklig zu der Vertikalrichtung.
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Anschließend wird die Metallfolie mittels Beschichtungstrommeln, welche jeweils um eine Mittelachse rotieren, durch ein Elektrolytbecken transportiert. Das Elektrolytbecken ist dabei mit einer Lithiierungsflüssigkeit gefüllt. Die Transportrichtung der Metallfolie in dem Elektrolytbecken entspricht dabei der Längsrichtu ng.
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Die Beschichtungstrommeln weisen Antriebsnoppen auf, welche in die Öffnungen in der Metallfolie und in dem Klebeband eingreifen. Die Antriebsnoppen erstrecken sich dabei von den Mittelachsen der Beschichtungstrommeln aus gesehen radial nach außen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird auf die mindestens eine Oberfläche der Metallfolie ein in Längsrichtung verlaufendes erstes Klebeband von den Längsrändern der Metallfolie beabstandet aufgebracht. Die Längsränder verlaufen dabei in Längsrichtung der Metallfolie. Zwischen dem ersten Klebeband und jedem der beiden Längsränder befindet sich also ein Streifen der Metallfolie, welcher frei von Klebeband ist.
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Zusätzlich wird auf die mindestens eine Oberfläche der Metallfolie ein in Längsrichtung verlaufendes zweites Klebeband aufgebracht. Das zweite Klebeband verläuft somit parallel zu dem ersten Klebeband und ist parallel versetzt zu diesem angeordnet. Das zweite Klebeband kann sich dabei bis zu einem Längsrand der Metallfolie erstrecken.
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Die Lithiierungsflüssigkeit in dem Elektrolytbecken weist vorzugsweise einen als organisches Lösungsmittel ausgebildeten Elektrolyt auf, in welchem ein Lithiumsalz gelöst ist. Bei dem Elektrolyt handelt es sich beispielsweise um Gammabutyrolacton, Ethylencarbonat (EC), Polypropylencarbonat, Dimethylcarbonat, ionischen Flüssigkeiten wie PYR13TFSI oder Mischungen daraus, wobei die Reinstoffe oder Mischungen bei Temperaturen oberhalb der Schmelzpunkte betrieben werden, bei denen die bei Raumtemperatur festen niedermolekularen Polymere wie Ethylencarbonat, welches einen Schmelzpunkt von 36 °C aufweist, flüssig sind. Bei dem Lithiumsalz handelt es sich beispielsweise um LiPF6, LiBF4, LiTFSI oder LiBOB
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Die Beschichtungstrommeln sind bevorzugt derart in dem Elektrolytbecken positioniert, dass die Mittelachsen, um welche die Beschichtungstrommeln rotieren, in Gravitationsrichtung verlaufen, also rechtwinklig zur Erdoberfläche. Die Metallfolie wird dabei annähernd tangential an den Beschichtungstrommeln vorbei geführt. Die Vertikalrichtung der Metallfolie verläuft daher in dem Elektrolytbecken parallel zu den Mittelachsen der Beschichtungstrommeln. Somit verläuft in dem Elektrolytbecken die Vertikalrichtung der Metallfolie parallel zur Gravitationsrichtung.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weisen die Beschichtungstrommeln jeweils einen elektrisch leitfähigen Kontaktbereich auf, über welchen ein Strom in die Metallfolie eingeleitet oder aus der Metallfolie ausgeleitet wird.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind in dem Elektrolytbecken äußere Badelektroden vorgesehen, welche die Beschichtungstrommeln jeweils teilweise umgeben, und welche teilweise konzentrisch zu den Mittelachsen ausgebildet sind. Die äußeren Badelektroden weisen also einen annähernd konstanten Anstand zu der vorbeigeführten Metallfolie auf. Dabei wird ein Strom in die äußeren Badelektroden eingeleitet oder aus den äußeren Badelektroden ausgeleitet.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind in dem Elektrolytbecken innere Badelektroden vorgesehen, welche an den Beschichtungstrommeln befestigt sind. Die inneren Badelektroden weisen dabei einen annähernd konstanten Anstand zu der vorbeigeführten Metallfolie auf. Dabei wird ein Strom in die inneren Badelektroden eingeleitet oder aus den inneren Badelektroden ausgeleitet.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden in Vertikalrichtung verlaufende Klebefilme auf die Metallfolie aufgebracht, bevor die Metallfolie durch das Elektrolytbecken transportiert wird. Die Klebefilme werden dabei in Bereichen der Metallfolie aufgebracht, in denen später Schnitte durch die bandförmige Metallfolie geführt werden um plattenförmige Elektrodensegmente zu erzeugen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weisen die Beschichtungstrommeln radiale Rippen auf, zwischen denen Strömungskanäle für die Lithiierungsflüssigkeit gebildet sind. Mittels der Strömungskanäle kann ein Flüssigkeitsaustausch an den Beschichtungstrommeln erreicht werden, wodurch die Zirkulation des Elektrolyt und der Lithiierungsflüssigkeit an der Metallfolie verbessert ist.
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Es wird auch eine Elektrode für eine Batteriezelle vorgeschlagen, welche mindestens einen Teil eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Elektrodenfilms umfasst. Ein solches Teil des Elektrodenfilms ist beispielsweise ein plattenförmiges Elektrodensegment.
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Vorteile der Erfindung
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Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können hohe Ströme zur galvanischen Abscheidung von Lithium in eine bandförmige Metallfolie eingeleitet werden. Dabei kann der erforderliche Strom annähernd ohne Schwankungen des Kontaktwiderstandes auf die Metallfolie übertragen werden. Der Kontaktwiderstand wird auch durch die verhältnismäßig schlechte Leitfähigkeit eines nicht-wässrigen Elektrolyt, beziehungsweise eines als organisches Lösungsmittel ausgebildeten Elektrolyt, nicht verschlechtert. Somit ergeben sich kurze Prozesszeiten zur Herstellung eines Elektrodenfilms. Ferner können Anlagen zur Herstellung eines Elektrodenfilms kompakt und preisgünstig realisiert werden. Eine Berührung der Oberflächen, auf denen Lithium abgeschieden wird, durch Umlenkrollen oder Antriebsrollen ist vermieden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zur Herstellung eines Elektrodenfilms mit einer biegeschlaffen Metallfolie mit einer Dicke von weniger als 100 µm, sogar weniger als 20 µm, geeignet. Die Dicke ist dabei die Ausdehnung der Metallfolie in Querrichtung. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Metallfolie zur galvanischen Abscheidung von Lithium senkrecht stehend an den Badelektroden vorbei geführt werden. Das Klebeband bewirkt auch eine mechanische Verstärkung und Versteifung der Metallfolie. Werden zusätzlich Klebefilme auf die Metallfolie aufgebracht, so können dort später Schnitte durch die Metallfolie geführt werden um plattenförmige Elektrodensegmente zu erzeugen. Da auf den Klebefilmen kein Lithium abgeschieden wird, ist somit auch kein Schnitt durch Lithium erforderlich. Wird nach der Abscheidung des Lithiums der Klebefilm lokal wieder entfernt, so verbleibt dort ein blanker Bereich der Metallfolie, welcher beispielsweise als Kontaktfahne dienen kann. Das Beschichten in dem Bereich, der von der Klebefolie eingefasst wird, erzeugt zudem eine ebenso exakt berandete Beschichtung, wie es bei der galvanischen Beschichtung von Bauteilen in wässrigen Elektrolyten durch die Verwendung von Klebefolie oder Abdecklack bekannt ist.
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Figurenliste
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Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine Draufsicht auf eine bandförmige Metallfolie,
- 2 eine schematische perspektivische Darstellung eines Elektrolytbeckens,
- 3 eine vergrößerte Darstellung eines Bereichs aus 2,
- 4 eine Draufsicht auf eine erste Variante einer bandförmigen Metallfolie,
- 5 eine Draufsicht auf einen aus einem Elektrodenfilm gemäß einer ersten Variante getrennten Abschnitt,
- 6 eine Draufsicht auf ein aus dem Abschnitt aus 5 erstelltes Elektrodensegment,
- 7 eine Draufsicht auf eine zweite Variante einer bandförmigen Metallfolie,
- 8 eine Draufsicht auf einen aus einem Elektrodenfilm gemäß einer zweiten Variante getrennten Abschnitt und
- 9 eine Draufsicht auf ein aus dem Abschnitt aus 8 erstelltes Elektrodensegment.
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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 Draufsicht auf eine bandförmige Metallfolie 20, welche vorliegend aus Kupfer gefertigt ist. Sichtbar ist dabei eine erste Oberfläche 21. Eine gegenüberliegende zweite Oberfläche 22 ist verdeckt. Die Oberflächen 21, 22 erstrecken sich in eine Längsrichtung x und in eine rechtwinklig zu der Längsrichtung x verlaufende Vertikalrichtung z. In einer Querrichtung, welche rechtwinklig zu der Längsrichtung x und rechtwinklig zu der Vertikalrichtung z verläuft, weist die Metallfolie 20 vorliegend eine Dicke zwischen 20 µm und 100 µm auf. In Vertikalrichtung z ist die Metallfolie 20 von einem ersten Längsrand 23 und einem zweiten Längsrand 24 begrenzt. Die Längsränder 23, 24 verlaufen dabei in Längsrichtung x.
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Auf die erste Oberfläche 21 der Metallfolie 20 ist ein in Längsrichtung x verlaufendes erstes Klebeband 51 aufgebracht. Das erste Klebeband 51 ist dabei nahe des ersten Längsrandes 23 angeordnet, aber von beiden Längsrändern 23, 24 beabstandet. Zwischen dem ersten Klebeband 51 und dem ersten Längsrand 23 verbleibt somit ein freier Kontaktstreifen 27.
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Zusätzlich ist auf der ersten Oberfläche 21 der Metallfolie 20 ein in Längsrichtung x verlaufendes zweites Klebeband 52 aufgebracht. Das zweite Klebeband 52 verläuft parallel zu dem ersten Klebeband 51 und ist parallel versetzt zu diesem angeordnet. Das zweite Klebeband 52 erstreckt sich vorliegend bis zu dem zweiten Längsrand 24.
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Auf der zweiten Oberfläche 22 der Metallfolie 20 ist ebenfalls ein erstes Klebeband 51 deckungsgleich zu dem ersten Klebeband 51 auf der ersten Oberfläche 21 angeordnet. Auch ist auf der zweiten Oberfläche 22 der Metallfolie 20 ebenfalls ein zweites Klebeband 52 deckungsgleich zu dem zweiten Klebeband 52 auf der ersten Oberfläche 21 angeordnet.
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In der Metallfolie 20 und in den ersten Klebebändern 51 sind durchgehende Öffnungen 25 eingebracht, welche in Längsrichtung x in äquidistanten Abständen zueinander versetzt angeordnet sind. Auch sind in der Metallfolie 20 und in den zweiten Klebebändern 52 durchgehende Öffnungen 25 eingebracht, welche in Längsrichtung x in äquidistanten Abständen zueinander versetzt angeordnet sind. Die Öffnungen 25 erstrecken sich in Querrichtung durch die Metallfolie 20 und durch die Klebebänder 51, 52 hindurch.
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2 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Elektrolytbeckens 30, welches mit einer Lithiierungsflüssigkeit gefüllt ist. Die Lithiierungsflüssigkeit weist dabei einen als organisches Lösungsmittel ausgebildeten Elektrolyt auf, in welchem ein Lithiumsalz gelöst ist. Die in 1 gezeigte Metallfolie 20 wird mittels Beschichtungstrommeln 40, welche jeweils um eine Mittelachse A rotieren, durch das Elektrolytbecken 30 transportiert. Die Transportrichtung der Metallfolie 20 in dem Elektrolytbecken 30 entspricht dabei der Längsrichtung x.
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Die Mittelachsen A der Beschichtungstrommeln 40 verlaufen in Gravitationsrichtung, also rechtwinklig zur Erdoberfläche. Die Metallfolie 20 wird dabei annähernd tangential an den Beschichtungstrommeln 40 vorbei geführt. Die Vertikalrichtung z der Metallfolie 20 verläuft in dem Elektrolytbecken 30 parallel zu den Mittelachsen A der Beschichtungstrommeln 40. Somit verläuft in dem Elektrolytbecken 30 die Vertikalrichtung z der Metallfolie 20 parallel zur Gravitationsrichtung.
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Die Beschichtungstrommeln 40 weisen Antriebsnoppen 42 auf, welche in die Öffnungen 25 in der Metallfolie 20 und in den Klebebändern 51, 52 eingreifen. Die Antriebsnoppen 42 erstrecken sich von den Mittelachsen A der Beschichtungstrommeln 40 aus gesehen radial nach außen. Durch eine Rotation der Beschichtungstrommeln 40 wird die Metallfolie 20 somit in Längsrichtung x, beziehungsweise in die Transportrichtung, weiter transportiert.
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Vor Eintritt in das Elektrolytbecken 30 wird die Metallfolie 20 zunächst derart geführt, dass die Querrichtung parallel zur Gravitationsrichtung orientiert ist und die Vertikalrichtung z rechtwinklig zur Gravitationsrichtung verläuft. Die Metallfolie 20 wird dabei von mehreren Umlenkrollen 34 geführt, wobei eine der besagten Umlenkrollen 34 um eine Achse rotiert, welche um etwa 45° geneigt zu der Gravitationsrichtung verläuft.
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In dem Elektrolytbecken 30 erfolgt eine Abscheidung von Lithium auf die Metallfolie 20. Dadurch entsteht ein Elektrodenfilm 10, welcher insbesondere die Metallfolie 20 und darauf abgeschiedenes Lithium umfasst. Der Elektrodenfilm 10 wird dann aus dem Elektrolytbecken 30 heraus transportiert und, wie weiter unten beschrieben, weiter verarbeitet.
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3 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines Bereichs aus 2. Die Beschichtungstrommeln 40 weisen jeweils einen elektrisch leitfähigen Kontaktbereich 44 auf, über welchen ein Strom in die Metallfolie 20 eingeleitet oder aus der Metallfolie 20 ausgeleitet wird. Die Kontaktbereiche 44 stehen dabei in Kontakt zu dem Kontaktstreifen 27 der Metallfolie 20.
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Die Beschichtungstrommeln 40 weisen radiale Rippen 46 auf, zwischen denen Strömungskanäle 48 für die Lithiierungsflüssigkeit gebildet sind. In benachbarten Strömungskanälen 48 sind abwechselnd jeweils eine aufwärts gerichtete und eine abwärts gerichtete Anströmung der Lithiierungsflüssigkeit vorgesehen.
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Bei Störungen kann die Antriebsmechanik der Beschichtungstrommeln 40, welche hier nicht gezeigt ist, und die vorzugsweise oberhalb des Elektrolytbeckens 30 liegt, weggeschwenkt werden, und eine defekte Metallfolie 20 kann schnell nach oben abgezogen werden. Das Einlegen der neuen Metallfolie 20 kann ebenfalls von oben erfolgen. Bei Bedarf wird vorher die Lithiierungsflüssigkeit abgelassen und nach Einlegen der Metallfolie 20 erneut in das Elektrolytbecken 30 gepumpt.
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Die Lithiierungsflüssigkeit wird bis zur Füllstandmarkierung 33 in das Elektrolytbecken 30 eingefüllt. Die Füllstandmarkierung 33 ist derart ausgelegt, dass ein Kontakt der Lithiierungsflüssigkeit mit den Kontaktbereichen 44 der Beschichtungstrommeln 40 sowie mit den Kontaktstreifen 27 der Metallfolie 20 vermieden wird.
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In dem Elektrolytbecken 30 sind äußere Badelektroden 36 angeordnet, welche einen annähernd halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen. Die äußeren Badelektroden 36 umgeben die Beschichtungstrommeln 40 jeweils teilweise und sind konzentrisch zu deren Mittelachsen A ausgebildet. Die äußeren Badelektroden 36 weisen dabei einen annähernd konstanten Anstand zu der vorbeigeführten Metallfolie 20 auf.
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In dem Elektrolytbecken 30 können auch hier nicht dargestellte innere Badelektroden angeordnet sein. Die inneren Badelektroden sind beispielsweise an den Rippen 46 Beschichtungstrommeln 40 befestigt. Die inneren Badelektroden weisen dabei ebenfalls einen annähernd konstanten Anstand zu der vorbeigeführten Metallfolie 20 auf.
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In die äußeren Badelektroden 36 wird ein Strom eingeleitet oder aus den äußeren Badelektroden 36 ausgeleitet. Auch in die inneren Badelektroden wird ein Strom eingeleitet oder aus den inneren Badelektroden ausgeleitet. Insbesondere werden die äußeren Badelektroden 36 und die inneren Badelektroden mit einem negativen Pol einer Spannungsquelle verbunden, und die Kontaktbereiche 44 der Beschichtungstrommeln 40 werden mit dem positiven Pol der Spannungsquelle verbunden.
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Somit liegt zwischen der Metallfolie 20 und den Badelektroden 36 ein elektrisches Feld an. Durch das anliegende elektrische Feld werden gelöste Lithiumionen aus dem Lithiumsalz zur transportierten Metallfolie 20 transportiert und Lithium wird galvanisch auf der Metallfolie 20 abgeschieden. Vorzugsweise wird die Spannungsquelle derart betrieben, dass ein konstanter Strom durch die Metallfolie 20 fließt.
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4 zeigt eine Draufsicht auf eine erste Variante einer bandförmigen Metallfolie 20. Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Metallfolie 20 sind zusätzlich dauerhafte Klebefilme 55 und lösbare Klebefilme 56 auf die Metallfolie 20 aufgebracht. Die Klebefilme 55, 56 verlaufen dabei in Vertikalrichtung z von dem ersten Klebeband 51 zu dem zweiten Klebeband 52. Auf den Klebefilmen 55, 56 wird kein Lithium abgeschieden.
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5 zeigt eine Draufsicht auf einen aus einem Elektrodenfilm 10 gemäß einer ersten Variante getrennten Abschnitt. Der Elektrodenfilm 10 gemäß der ersten Variante wurde dabei aus einer in 4 gezeigten Metallfolie 20 nach der ersten Variante hergestellt. Durch den Elektrodenfilm 10 wurden in Vertikalrichtung z verlaufende Schnitte durch die Klebefilme 55, 56 geführt. Dadurch wurde der Elektrodenfilm 10 in mehrere hier gezeigte Abschnitte getrennt. Ferner wurden durch in Längsrichtung x verlaufende Schnitte die Klebebänder 51, 52 mit den Öffnungen 25 abgetrennt.
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6 zeigt eine Draufsicht auf ein aus dem Abschnitt aus 5 erstelltes Elektrodensegment 15. Mittels eines Konturschnitts wurde der dauerhafte Klebefilm 55 ausgeschnitten Nach Abziehen des lösbaren Klebefilms 56 entsteht dort eine Kontaktfahne 17, welche sich in Längsrichtung x erstreckt, und welche zum elektrischen Kontaktieren des Elektrodensegments 15 dient.
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Anstatt das Elektrodensegment 15 durch die hier erwähnten Schnitte aus dem Elektrodenfilm 10 auszuschneiden kann das Elektrodensegment 15 auch aus dem Elektrodenfilm 10 ausgestanzt werden.
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7 zeigt eine Draufsicht auf eine zweite Variante einer bandförmigen Metallfolie 20. Im Unterschied zu der in 1 dargestellten Metallfolie 20 sind zusätzlich dauerhafte Klebefilme 55 auf die Metallfolie 20 aufgebracht. Die dauerhaften Klebefilme 55 verlaufen dabei in Vertikalrichtung z von dem ersten Klebeband 51 zu dem zweiten Klebeband 52. Auf den dauerhaften Klebefilmen 55 wird kein Lithium abgeschieden.
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8 zeigt eine Draufsicht auf einen aus einem Elektrodenfilm 10 gemäß einer zweiten Variante getrennten Abschnitt. Der Elektrodenfilm 10 gemäß der zweiten Variante wurde dabei aus einer in 7 gezeigten Metallfolie 20 nach der zweiten Variante hergestellt. Durch den Elektrodenfilm 10 wurden in Vertikalrichtung z verlaufende Schnitte durch die dauerhaften Klebefilme 55 geführt. Dadurch wurde der Elektrodenfilm 10 in mehrere hier gezeigte Abschnitte getrennt.
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9 zeigt eine Draufsicht auf ein aus dem Abschnitt aus 8 erstelltes Elektrodensegment 15. Durch einen in Längsrichtung x verlaufenden Schnitt wurde das zweite Klebeband 52 mit den Öffnungen 25 weitgehend abgetrennt. Mittels eines Konturschnitts wurde das erste Klebeband 51 mit den Öffnungen 25 weitgehend abgetrennt, wobei jedoch eine Kontaktfahne 17 verbleibt. Die Kontaktfahne 17 erstreckt sich in Vertikalrichtung z und dient zum elektrischen Kontaktieren des Elektrodensegments 15.
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Anstatt das Elektrodensegment 15 durch die hier erwähnten Schnitte aus dem Elektrodenfilm 10 auszuschneiden kann das Elektrodensegment 15 auch aus dem Elektrodenfilm 10 ausgestanzt werden.
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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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Zitierte Patentliteratur
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- US 1896526 [0005]
- DE 102014226394 [0007]
- US 2015162597 [0008]
- US 7501048 [0009]
- US 2016/0028081 A1 [0010]
- US 2004/0013812 A1 [0011]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Kiyoshi Kanamura *, Soshi Shiraishi ', Zen-ichiro Takehara 2; Department of 'Energy and Hydrocarbon Chemistry, Gmdtmtr School Engineering; Kynfo I: nil, ersig, Yoshi~In-honmnchi. Snkyo-ku. Kwto 606-01, Japan; Received 12 August 1097; accepted 26 September 1997 [0004]
