DE102019102557A1 - Method of making an electrode - Google Patents

Method of making an electrode Download PDF

Info

Publication number
DE102019102557A1
DE102019102557A1 DE102019102557.5A DE102019102557A DE102019102557A1 DE 102019102557 A1 DE102019102557 A1 DE 102019102557A1 DE 102019102557 A DE102019102557 A DE 102019102557A DE 102019102557 A1 DE102019102557 A1 DE 102019102557A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coating agent
binder
plasma
cleaning process
carrier material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019102557.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Patrick Schichtel
Dominik Alexander Weber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE102019102557.5A priority Critical patent/DE102019102557A1/en
Priority to CN202010074538.2A priority patent/CN111525093A/en
Publication of DE102019102557A1 publication Critical patent/DE102019102557A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64Carriers or collectors
    • H01M4/66Selection of materials
    • H01M4/661Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/0471Processes of manufacture in general involving thermal treatment, e.g. firing, sintering, backing particulate active material, thermal decomposition, pyrolysis
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139Processes of manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362Composites
    • H01M4/364Composites as mixtures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (100) zum Herstellen einer Elektrode (1) umfassend die folgenden Schritte:- Auftragen (102) eines Beschichtungsmittels (10) in zumindest teilweise flüssigem Zustand auf ein Trägermaterial (2), wobei das Beschichtungsmittel (10) ein Bindemittel (11) aufweist,- Zumindest teilweises Aushärten (104) des Beschichtungsmittels (10) zur Erzeugung von elektrolytleitfähigen Strukturen (13).The invention relates to a method (100) for producing an electrode (1) comprising the following steps: application (102) of a coating agent (10) in an at least partially liquid state on a carrier material (2), the coating agent (10) being a binder (11), - At least partial hardening (104) of the coating agent (10) to produce electrolyte-conductive structures (13).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode, insbesondere für eine Batterie.The invention relates to a method for producing an electrode, in particular for a battery.

Batterien, wie beispielsweise Lithium-Ionen-Batterien, weisen in der Regel zwei Elektroden auf, welche in einen Elektrolyten getaucht werden, sodass entsprechend über chemische Vorgänge bzw. Reaktionen Energie in der Batterie speicherbar bzw. von der Batterie abgebbar ist. Um die Batterie möglichst klein bauen zu können, ist es wünschenswert, eine hohe Energiedichte zu erzielen, was u.a. durch den Elektrodenaufbau beeinflusst werden kann. Um die Mobilität der Batterie zu verbessern, ist es ferner wünschenswert, dass die Elektrode möglichst ein geringes Gewicht aufweist. Aus dem Stand der Technik, wie beispielsweise der EP 2 330 663 A1 ist es bekannt, die Elektrode zumindest teilweise aus einem Aktivmaterial auszubilden, welches mittels eines Binders zusammengehalten wird. Derartige Aktivmaterialien können Poren und Elektrolytleitungspfade innerhalb der Elektrode ausbilden und so die chemische Aktivität der Elektrode verbessern.Batteries, such as, for example, lithium-ion batteries, generally have two electrodes which are immersed in an electrolyte, so that energy can be stored in the battery or emitted by the battery via chemical processes or reactions. In order to be able to build the battery as small as possible, it is desirable to achieve a high energy density, which can be influenced, among other things, by the electrode structure. In order to improve the mobility of the battery, it is also desirable that the electrode be as light as possible. From the prior art, such as the EP 2 330 663 A1 it is known to at least partially form the electrode from an active material which is held together by means of a binder. Such active materials can form pores and electrolyte conduction paths within the electrode and thus improve the chemical activity of the electrode.

Beim Herstellen derartiger Elektroden wird häufig das Aktivmaterial zunächst als Paste aufgetragen und anschließend getrocknet. Dabei ist es jedoch von Nachteil, dass der Trocknungsvorgang oft sehr langwierig ist und entsprechend die Produktionszeit der Elektrode verlängert. Wird der Trocknungsvorgang verkürzt, indem beispielsweise technische Mittel zum Beschleunigen der Trocknung eingesetzt werden, kann der Binder sich zumindest teilweise an der Oberfläche des Aktivmaterials sammeln. Diese Ansammlung des Binders kann jedoch dazu führen, dass an der Oberfläche Poren und/oder Elektrolytleitungspfade verstopft werden und sich in der Folge die Leistungsdaten der Batterie bzw. der Elektrode verschlechtern.When producing such electrodes, the active material is often first applied as a paste and then dried. However, it is disadvantageous that the drying process is often very lengthy and accordingly increases the electrode production time. If the drying process is shortened, for example by using technical means to accelerate the drying, the binder can at least partially collect on the surface of the active material. However, this accumulation of the binder can lead to the fact that pores and / or electrolyte conduction paths on the surface become blocked and the performance data of the battery or the electrode deteriorate as a result.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, voranstehende aus dem Stand der Technik bekannte Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode derart zu verbessern, dass die Herstellung schneller durchgeführt werden kann und/oder Leistungsparameter der Elektrode verbessert sind.It is an object of the present invention to at least partially overcome the above disadvantages known from the prior art. In particular, it is an object of the present invention to improve a method for producing an electrode in such a way that the production can be carried out more quickly and / or performance parameters of the electrode are improved.

Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.The above object is achieved by a method having the features of claim 1. Further advantages of the invention result from the subclaims, the description and the drawings.

Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren zum Herstellen einer Elektrode, insbesondere für eine Batterie, die folgenden Schritte:

  • - Auftragen eines Beschichtungsmittels in zumindest teilweise flüssigem Zustand auf ein Trägermaterial, wobei das Beschichtungsmittel ein Bindemittel aufweist,
  • - Zumindest teilweises Aushärten des Beschichtungsmittels zur Erzeugung von elektrolytleitfähigen Strukturen,
  • - Entfernen eines Teils des Bindemittels vom Beschichtungsmittel durch einen Reinigungsvorgang zum Freilegen der elektrolytleitfähigen Strukturen.
According to the invention, the method for producing an electrode, in particular for a battery, comprises the following steps:
  • Applying a coating agent in an at least partially liquid state to a carrier material, the coating agent having a binder,
  • At least partial curing of the coating agent to produce electrolytically conductive structures,
  • - Removing part of the binder from the coating agent by a cleaning process to expose the electrolyte-conductive structures.

Bei der Elektrode handelt es sich vorzugsweise um eine Kathode oder eine Anode für eine Batterie. Die Batterie, für welche die Elektrode vorzugsweise ausgestaltet ist, kann vorzugsweise eine Lithium-Ionen-Batterie und/oder eine Fahrzeugbatterie sein. Das Beschichtungsmittel kann vorzugsweise ein Aktivmaterial für die Elektrode umfassen. Das Trägermaterial kann insbesondere leitfähig ausgebildet sein, sodass das Trägermaterial als Stromkollektor der Elektrode einsetzbar ist. Durch eine Leitfähigkeit des Trägermaterials kann insbesondere eine geringe Leitfähigkeit des Beschichtungsmittels ausgeglichen werden, sodass beispielsweise ein Beschichtungsmittel mit einer geringen elektrischen Leitfähigkeit, aber einer hohen chemischen Reaktivität verwendet werden kann. Unter dem zumindest teilweise flüssigen Zustand des Beschichtungsmittels kann vorzugsweise verstanden werden, dass das Beschichtungsmittel beim Auftragen als Paste vorliegt, die somit vorteilhaft auf dem Trägermaterial verteilbar ist. Das Bindemittel kann insbesondere auch als Binder bezeichnet werden. So kann das Bindemittel dazu ausgebildet sein, nach dem Aushärten des Beschichtungsmittels das Beschichtungsmittel zusammenzuhalten und/oder auf dem Trägermaterial, insbesondere stoffschlüssig, zu befestigen. Insbesondere kann das Beschichtungsmittel im flüssigen Zustand Aktivmaterial der Elektrode, Bindemittel, Leitzusätze und/oder weitere Additive aufweisen, wobei die Komponenten des Beschichtungsmittels in einem Lösemittel gelöst sein können. Beim Aushärten des Beschichtungsmittels fungiert das Bindemittel vorzugsweise als Kleber. Das Lösemittel kann beim Aushärten entfernt werden. Vorzugsweise kann das Bindemittel organisch sein. Das zumindest teilweise Aushärten kann derart durchgeführt werden, dass noch eine Restviskosität des Beschichtungsmittels erhalten bleibt. Alternativ kann das Beschichtungsmittel vollständig ausgehärtet werden. Die elektrolytleitfähigen Strukturen können ferner Poren und/oder Elektrolytleitungspfade umfassen, durch welche ein Elektrolyt einer Batterie hindurchdringen, insbesondere hindurchfließen und/oder hindurchdiffundieren, kann. Das Aushärten kann unter Temperatureinfluss durchgeführt werden, um dieses zu beschleunigen. So kann beispielsweise Heißluft zugeführt werden oder dergleichen. Zumindest im ausgehärteten Zustand kann das Beschichtungsmittel vorzugsweise Aktivmaterial von 50 oder mehr Gewichtsprozent, besonders bevorzugt von etwa 90 Gewichtsprozent, einen Leitzusatz von 1 oder mehr Gewichtsprozent, besonders bevorzugt etwa 5 Gewichtsprozent, Bindemittel von 1 oder mehr Gewichtsprozent, besonders bevorzugt etwa 5 Gewichtsprozent, und/oder weitere Additive umfassen.The electrode is preferably a cathode or an anode for a battery. The battery for which the electrode is preferably configured can preferably be a lithium-ion battery and / or a vehicle battery. The coating agent can preferably comprise an active material for the electrode. The carrier material can in particular be made conductive, so that the carrier material can be used as a current collector of the electrode. A conductivity of the carrier material can in particular compensate for a low conductivity of the coating agent, so that, for example, a coating agent with a low electrical conductivity but a high chemical reactivity can be used. The at least partially liquid state of the coating agent can preferably be understood to mean that the coating agent is present as a paste when it is applied, and can therefore advantageously be distributed over the carrier material. The binder can in particular also be referred to as a binder. Thus, the binder can be designed to hold the coating agent together after the curing of the coating agent and / or to fasten it to the carrier material, in particular with a material bond. In particular, the coating agent in the liquid state can have active material of the electrode, binders, conductive additives and / or further additives, wherein the components of the coating agent can be dissolved in a solvent. When the coating agent cures, the binder preferably acts as an adhesive. The solvent can be removed during curing. The binder can preferably be organic. The at least partial curing can be carried out in such a way that a residual viscosity of the coating composition is retained. Alternatively, the coating agent can be fully cured. The electrolyte-conductive structures can further comprise pores and / or electrolyte conduction paths through which an electrolyte of a battery can penetrate, in particular flow and / or diffuse through. The curing can be carried out under the influence of temperature in order to accelerate this. For example, hot air can be supplied or the like. At least in the hardened The coating agent can preferably contain active material of 50 or more percent by weight, particularly preferably of about 90 percent by weight, a guide additive of 1 or more percent by weight, particularly preferably about 5 percent by weight, binder of 1 or more percent by weight, particularly preferably about 5 percent by weight, and / or others Additives include.

Der Reinigungsvorgang, der einen Teil des Bindemittels vom Beschichtungsmittel entfernt, kann zum Beispiel über Laserablation, ein mechanisches Verfahren, wie z.B. Sandstrahlen oder Abkratzen, und/oder dergleichen durchgeführt werden. Somit ist es durch die Integration des Reinigungsvorgangs in einfacher Art und Weise möglich, das Aushärten des Beschichtungsmittels zur Erzeugung von elektrolytleitfähigen Strukturen insbesondere unabhängig von der Verteilung des Bindemittels durchzuführen, da gegebenenfalls lokale Ansammlungen des Bindemittels an einer Oberfläche des Beschichtungsmittels durch den Reinigungsvorgang abgetragen werden. Folglich werden durch den Reinigungsvorgang auch die elektrolytleitfähigen Strukturen durch das Abtragen des Teils des Bindemittels freigelegt, sodass die Leistungsdaten der Elektrode in Bezug auf die Elektrolytleitfähigkeit verbessert bzw. zurückgewonnen werden.The cleaning process, which removes part of the binder from the coating agent, can, for example, by laser ablation, a mechanical process, such as e.g. Sandblasting or scraping, and / or the like can be carried out. Thus, by integrating the cleaning process, it is possible in a simple manner to carry out the curing of the coating agent to produce electrolyte-conductive structures, in particular independently of the distribution of the binder, since local accumulations of the binder on a surface of the coating agent may be removed by the cleaning process. As a result, the cleaning process also exposes the electrolyte-conductive structures by removing the part of the binder, so that the performance data of the electrode with respect to the electrolyte conductivity are improved or recovered.

Weiterhin kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das zumindest teilweise Aushärten des Beschichtungsmittels über eine vorgegebene Zeitspanne durchgeführt wird, wobei die Zeitspanne derart bemessen ist, dass sich während des zumindest teilweisen Aushärtens Bindemittel an einer Oberfläche des Beschichtungsmittels sammelt. Die Zeit, die für das Aushärten vorgesehen ist, d.h. die vorgegebene Zeitspanne, kann somit besonders kurz bemessen werden, sodass das Verfahren zum Herstellen der Elektrode insgesamt verkürzt sein kann. Um das Aushärten zu beschleunigen kann vorgesehen sein, dass das Aushärten unter Wärmeeinfluss durchgeführt wird und/oder Materialien verwendet werden, die aufgrund einer Materialeigenschaft schneller trocknen bzw. aushärten. Weiterhin kann die Materialauswahl unabhängig vom Einfluss auf die Segregation des Bindemittels erfolgen. Durch den anschließenden Reinigungsvorgang kann an der Oberfläche gesammeltes Bindemittel effizient entfernt werden. Insbesondere handelt es sich bei dem entfernten Teil des Bindemittels um einen beim Aushärten aufgeschwommenen Teil des Bindemittels.Furthermore, it can advantageously be provided in a method according to the invention that the at least partial hardening of the coating agent is carried out over a predetermined period of time, the period of time being dimensioned such that during the at least partial hardening, binder collects on a surface of the coating agent. The time allowed for curing, i.e. the predetermined period of time can thus be dimensioned to be particularly short, so that the method for producing the electrode can be shortened overall. In order to accelerate the hardening, it can be provided that the hardening is carried out under the influence of heat and / or materials are used which dry or harden faster due to a material property. Furthermore, the material can be selected regardless of the influence on the segregation of the binder. The subsequent cleaning process can efficiently remove binder that has collected on the surface. In particular, the removed part of the binding agent is a part of the binding agent that has floated open during curing.

Vorteilhafterweise kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass der Reinigungsvorgang zum Freilegen der elektrolytleitfähigen Strukturen unter Einsatz eines Plasmas durchgeführt wird. Somit kann es sich bei dem Reinigungsvorgang um einen Plasmareinigungsvorgang handeln. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Plasma an einer Oberfläche des zumindest teilweise ausgehärteten Beschichtungsmittels zum Entfernen des insbesondere überschüssigen Teils des Bindemittels an der Oberfläche des Beschichtungsmittels eingesetzt, insbesondere erzeugt, wird. Durch den Einsatz des Plasmas beim Reinigungsvorgang kann der Reinigungsvorgang schnell und effektiv durchgeführt werden, sodass kein oder kaum Bindemittel an der Oberfläche des Beschichtungsmittels verbleibt und somit das Freilegen der elektrolytleitfähigen Strukturen effizient ausgestaltet sein kann. Insbesondere kann der Einsatz des Plasmas weiterhin das Aushärten des Beschichtungsmittels unterstützen und somit beschleunigen, da der Plasmareinigungsvorgang insbesondere bei erhöhten Temperaturen durchgeführt wird. Dabei kann sich auch eine hohe Temperatur des Plasmas positiv auf eine Verteilung des Bindemittels im Beschichtungsmittel während des Aushärtens auswirken.In a method according to the invention, it can advantageously be provided that the cleaning process for exposing the electrolytically conductive structures is carried out using a plasma. Thus, the cleaning process can be a plasma cleaning process. It can be provided that the plasma is used, in particular generated, on a surface of the at least partially hardened coating agent to remove the excess part of the binder, in particular, on the surface of the coating agent. By using the plasma in the cleaning process, the cleaning process can be carried out quickly and effectively, so that no or hardly any binder remains on the surface of the coating agent and the exposure of the electrolytically conductive structures can thus be designed efficiently. In particular, the use of the plasma can further assist and thus accelerate the curing of the coating agent, since the plasma cleaning process is carried out in particular at elevated temperatures. A high temperature of the plasma can also have a positive effect on the distribution of the binder in the coating agent during curing.

Im Rahmen der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass beim Reinigungsvorgang das Plasma an einer Oberfläche des Beschichtungsmittels eingesetzt wird, sodass durch den Reinigungsvorgang ein beim zumindest teilweisen Aushärten des Beschichtungsmittels an der Oberfläche angesammeltes Bindemittel entfernt wird. Somit kann der Teil des Bindemittels, der entfernt wird, ein an der Oberfläche angesammelter Teil des Bindemittels sein. Dadurch können die elektrolytleitfähigen Strukturen in vorteilhafter Art und Weise freigelegt werden und einer verbliebenen Ansammlung von Bindemittel an der Oberfläche kann entgegengewirkt werden.Within the scope of the invention it can further be provided that the plasma is used on a surface of the coating agent during the cleaning process, so that a binder accumulated on the surface during the at least partial curing of the coating agent is removed by the cleaning process. Thus, the part of the binder that is removed can be a surface-accumulated part of the binder. As a result, the electrolyte-conductive structures can be exposed in an advantageous manner, and a remaining accumulation of binder on the surface can be counteracted.

Ferner ist bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ferner denkbar, dass das Verfahren zumindest einen der folgenden Schritte umfasst:

  • - Erzeugen des Plasmas durch Anlegen einer elektrischen Spannung an ein zumindest teilweise das Beschichtungsmittel umgebendes Fluid, und/oder
  • - Polarisieren des Beschichtungsmittels und/oder des Trägermaterials durch Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen einem zumindest teilweise das Beschichtungsmittel umgebenden Fluid und dem Beschichtungsmittel und/oder dem Trägermaterial.
Vorzugsweise kann jeweils eine elektrische Spannung an das Fluid selbst und an das Fluid mit dem Beschichtungsmittel und/oder dem Trägermaterial angelegt werden, sodass zum einen das Plasma erzeugt wird und zum anderen das Beschichtungsmittel bzw. das Trägermaterial polarisiert wird. Das Fluid kann das Beschichtungsmittel zumindest teilweise umgeben, d. h. das Fluid kann auf eine Oberfläche des Beschichtungsmittels aufgegeben werden und/oder bereits die Oberfläche des Beschichtungsmittels zumindest teilweise umgeben. Vorzugsweise kann es sich bei dem Fluid um ein Gas handeln. Somit kann in vorteilhafter Weise das Plasma direkt in Oberflächennähe des Beschichtungsmittels erzeugt werden und/oder das Beschichtungsmittel bzw. das Trägermaterial polarisiert werden. Durch das Polarisieren des Beschichtungsmittels und/oder des Trägermaterials kann eine elektrische Anziehung erzeugt werden, sodass Ionen des Plasmas in Richtung des Beschichtungsmittels beschleunigt werden und somit das Entfernen des Bindemittels bewirken. Zusätzlich oder alternativ kann das Plasma entfernt von der Oberfläche erzeugt und anschließend auf die Oberfläche des Beschichtungsmittels beschleunigt werden.Furthermore, in a method according to the invention, it is also conceivable that the method comprises at least one of the following steps:
  • Generating the plasma by applying an electrical voltage to an at least partially surrounding fluid, and / or
  • - Polarizing the coating agent and / or the carrier material by applying an electrical voltage between a fluid at least partially surrounding the coating agent and the coating agent and / or the carrier material.
In each case, an electrical voltage can preferably be applied to the fluid itself and to the fluid with the coating agent and / or the carrier material, so that on the one hand the plasma is generated and on the other hand the coating agent or the carrier material is polarized. The fluid can at least partially surround the coating agent, ie the fluid can be applied to a surface of the coating agent and / or the surface of the coating agent at least partially surrounded. The fluid can preferably be a gas. The plasma can thus advantageously be generated directly in the vicinity of the surface of the coating agent and / or the coating agent or the carrier material can be polarized. An electrical attraction can be generated by polarizing the coating agent and / or the carrier material, so that ions of the plasma are accelerated in the direction of the coating agent and thus cause the removal of the binder. Additionally or alternatively, the plasma can be generated away from the surface and then accelerated onto the surface of the coating agent.

Im Rahmen der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass das Plasma ein Sputterplasma aufweist und der Reinigungsvorgang einen mechanischen Abtrag des Bindemittels durch das Sputterplasma umfasst. Vorzugsweise kann zum Durchführen des Reinigungsvorgangs unter Einsatz eines Plasmas mit einem mechanischen Abtrag des Bindemittels ein Polarisieren des Beschichtungsmittels und/oder des Trägermaterials vorgesehen sein, sodass der mechanische Abtrag durch beschleunigte Ionen des Plasmas erfolgen kann. Durch den Einsatz des Sputterplasmas können insbesondere weitere Verunreinigungen vom Beschichtungsmittel abgetragen werden, sodass eine saubere Oberfläche entsteht. Darüber hinaus kann in einfacher Art und Weise der Abtrag gesteuert werden bzw. in einer kurzen Zeit durchgeführt werden. Somit kann das Verfahren zum Herstellen der Elektrode insgesamt verkürzt sein.Within the scope of the invention it can further be provided that the plasma has a sputter plasma and the cleaning process comprises mechanical removal of the binder by the sputter plasma. To carry out the cleaning process using a plasma with mechanical removal of the binder, the coating agent and / or the carrier material can preferably be polarized so that the mechanical removal can be carried out by accelerated ions of the plasma. By using the sputtering plasma, further contaminants can be removed from the coating agent, so that a clean surface is created. In addition, the removal can be controlled in a simple manner or carried out in a short time. The method for producing the electrode can thus be shortened overall.

Vorteilhafterweise kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass das Plasma ein reaktives Plasma aufweist und der Reinigungsvorgang eine chemische Reaktion des reaktiven Plasmas mit dem Bindemittel zur Herauslösung des Bindemittels aus dem Beschichtungsmittel umfasst. Das reaktive Plasma kann vorzugsweise freie Radikale aufweisen, durch welche insbesondere organische Moleküle des Beschichtungsmittels chemisch reagieren. Das reaktive Plasma kann somit einen selektiven Reinigungsvorgang begünstigen, sodass gezielt bestimmte Stoffe, d.h. vorliegend zumindest das Bindemittel, aus dem Beschichtungsmittel bzw. der Oberfläche des Beschichtungsmittels entfernt werden. Somit kann vorgesehen sein, dass weitere Stoffe an der Oberfläche des Beschichtungsmittels durch das reaktive Plasma nicht beeinflusst werden und somit beispielsweise weitere Bestandteile des Beschichtungsmittels an der Oberfläche erhalten bleiben. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass UV-Strahlung eingesetzt wird, um das Bindemittel aus dem Beschichtungsmittel zumindest teilweise herauszulösen.In a method according to the invention, it can advantageously be provided that the plasma has a reactive plasma and the cleaning process comprises a chemical reaction of the reactive plasma with the binder in order to detach the binder from the coating agent. The reactive plasma can preferably have free radicals, by means of which in particular organic molecules of the coating agent react chemically. The reactive plasma can thus promote a selective cleaning process, so that specific substances, i.e. in the present case, at least the binder from which the coating agent or the surface of the coating agent is removed. It can thus be provided that other substances on the surface of the coating agent are not influenced by the reactive plasma and thus, for example, further components of the coating agent are retained on the surface. In addition, it can be provided that UV radiation is used to at least partially detach the binder from the coating agent.

Im Rahmen der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass das Trägermaterial eine Metallfolie, insbesondere eine Aluminiumfolie und/oder eine Kupferfolie umfasst. Somit kann das Trägermaterial als dünne, metallische und leitende Schicht vorgesehen sein, die als Träger für das Beschichtungsmaterial dient und gleichzeitig die elektrische Leitfähigkeit begünstigt, sodass ein Stromabgriff an der Elektrode vorteilhaft möglich ist. Aluminium und/oder Kupfer sind ferner leichtbauende Materialien, sodass ein Eigengewicht der Elektrode durch Einsatz dieser Materialien reduziert sein kann.Within the scope of the invention it can further be provided that the carrier material comprises a metal foil, in particular an aluminum foil and / or a copper foil. The carrier material can thus be provided as a thin, metallic and conductive layer which serves as a carrier for the coating material and at the same time favors the electrical conductivity, so that a current tap at the electrode is advantageously possible. Aluminum and / or copper are also lightweight materials, so that the weight of the electrode can be reduced by using these materials.

Im Rahmen der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass das Fluid Sauerstoff und/oder ein Edelgas aufweist. Der Sauerstoff kann im Prozess für den Reinigungsvorgang zusätzlich hinzugegeben werden oder direkt aus der atmosphärischen Luft gewonnen werden. Dabei stellt Sauerstoff ein vorteilhaftes Element dar, um als reaktives Plasma eingesetzt zu werden und radikale bzw. freie Ionen zu bilden, welche entsprechend mit dem Bindemittel reagieren können. Edelgas kann zum einen eine Schutzatmosphäre bilden, durch welche Verunreinigungen durch weitere Reaktionen, z.B. der Luft, mit dem Plasma vermieden werden können. Ferner kann das Edelgas, beispielsweise Argon, vorteilhafterweise zur mechanischen Abtragung als Sputterplasma eingesetzt werden. So kann das Edelgas besonders große Moleküle umfassen, welche bei einem mechanischen Einschlag auf der Oberfläche des Beschichtungsmittels wirkungsvoll Bindemittel herauslösen können.Within the scope of the invention it can further be provided that the fluid has oxygen and / or a noble gas. The oxygen can also be added in the process for the cleaning process or can be obtained directly from the atmospheric air. Oxygen is an advantageous element in order to be used as a reactive plasma and to form radical or free ions which can react accordingly with the binder. On the one hand, noble gas can form a protective atmosphere, through which contamination by further reactions, e.g. the air with which plasma can be avoided. Furthermore, the noble gas, for example argon, can advantageously be used for mechanical ablation as sputter plasma. For example, the noble gas can comprise particularly large molecules, which can effectively release binders in the event of a mechanical impact on the surface of the coating agent.

Weiterhin kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass das Verfahren folgenden Schritt umfasst:

  • - Erzeugen eines Unterdruckbereiches, insbesondere eines zumindest teilweisen Vakuums, am Beschichtungsmittel,
insbesondere wobei das Erzeugen des Unterdruckbereiches kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt wird. Somit kann der Reinigungsvorgang und/oder das Aushärten unter Unterdruck durchgeführt werden. Dazu kann an einem Teilbereich einer Oberfläche des Beschichtungsmittels und/oder um das gesamte Beschichtungsmittel und/oder das gesamte Trägermaterial der Unterdruckbereich erzeugt werden. Vorzugsweise kann ein zumindest teilweises oder vollständiges Vakuum erzeugt werden, sodass insbesondere gasförmige Zersetzungsprodukte und/oder staubförmiger Abrieb direkt abgesaugt werden können. Dadurch kann das Beschichtungsmittel schnell und effizient vom zu entfernenden Teil des Bindemittels befreit werden.Furthermore, it can be provided in a method according to the invention that the method comprises the following step:
  • Generating a vacuum region, in particular an at least partial vacuum, on the coating agent,
in particular, the generation of the vacuum region being carried out continuously or discontinuously. The cleaning process and / or curing can thus be carried out under reduced pressure. For this purpose, the negative pressure region can be generated on a partial area of a surface of the coating agent and / or around the entire coating agent and / or the entire carrier material. An at least partial or complete vacuum can preferably be generated, so that in particular gaseous decomposition products and / or dusty abrasion can be sucked off directly. This enables the coating agent to be quickly and efficiently freed from the part of the binder to be removed.

Im Rahmen der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass das Verfahren folgenden Schritt umfasst:

  • - Anmischen des Beschichtungsmittels mit dem Bindemittel.
Vorzugsweise kann dabei das Beschichtungsmittel eine erforderliche Bindemittelmenge aufweisen und beim Anmischen des Beschichtungsmittels eine tatsächliche Bindemittelmenge verwendet werden, die die erforderliche Bindemittelmenge um mindestens eine vorbestimmte Mehrmenge des Bindemittels übersteigt. Somit kann vorgesehen sein, dass mehr Bindemittel beim Anmischen des Beschichtungsmittels verwendet wird, als tatsächlich für ein vorteilhaftes Aushärten benötigt wird. Dabei kann insbesondere die vorbestimmte Mehrmenge derart ausgelegt sein, dass die vorbestimmte Mehrmenge dem entfernten Teil des Bindemittels durch den Reinigungsvorgang entspricht. Vorzugsweise kann die vorbestimmte Mehrmenge des Bindemittels 1 % bis 5 % der erforderlichen Bindemittelmenge betragen. Die vorbestimmte Mehrmenge kann somit insbesondere der Menge des Bindemittels entsprechen, die beim insbesondere beschleunigten Aushärten des Beschichtungsmittels an einer Oberfläche des Beschichtungsmittels aufschwimmt und/oder sich ansammelt. Somit kann in definierter Art und Weise die Bindemittelmenge bereits beim Anmischen des Beschichtungsmittels mit dem Bindemittel auf den Reinigungsvorgang abgestimmt sein.Within the scope of the invention it can further be provided that the method comprises the following step:
  • - Mixing the coating agent with the binder.
The coating agent can preferably have a required amount of binder and when mixing the coating agent an actual amount of binder can be used which exceeds the required amount of binder by at least a predetermined additional amount of the binder. It can thus be provided that more binder is used when mixing the coating agent than is actually required for advantageous curing. In particular, the predetermined additional amount can be designed such that the predetermined additional amount corresponds to the removed part of the binder due to the cleaning process. The predetermined additional amount of the binder can preferably be 1% to 5% of the required amount of binder. The predetermined additional amount can thus correspond in particular to the amount of binder which floats and / or accumulates on a surface of the coating agent when the coating agent cures, in particular accelerated. The amount of binder can thus be matched to the cleaning process in a defined manner when the coating agent is mixed with the binder.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu einigen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Dabei ist zu beachten, dass die Figuren nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen:

  • 1 Herstellschritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer Elektrode in einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 2 das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen der Elektrode gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer weiteren schematischen Darstellung von Verfahrensschritten,
  • 3 eine schematische Darstellung von Bindemittelmengen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 4 eine schematische Darstellung einer Zeit beim Aushärten bei dem erfindungsgemäßen Verfahren des ersten Ausführungsbeispiels,
  • 5 einen Reinigungsvorgang unter Einsatz eines Plasmas bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Elektrode gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
  • 6 einen Reinigungsvorgang unter Einsatz eines Plasmas bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Elektrode gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
Further measures improving the invention result from the following description of some exemplary embodiments of the invention, which are shown schematically in the figures. All features and / or advantages arising from the claims, the description or the drawings, including constructive details, spatial arrangements and method steps, can be essential to the invention both individually and in the most varied of combinations. It should be noted that the figures are only descriptive and are not intended to limit the invention in any way. Show it:
  • 1 Manufacturing steps of a method according to the invention for manufacturing an electrode in a first exemplary embodiment,
  • 2nd the inventive method for producing the electrode according to the first embodiment in a further schematic representation of process steps,
  • 3rd 2 shows a schematic representation of amounts of binder in the method according to the invention in accordance with the first exemplary embodiment,
  • 4th 1 shows a schematic representation of a time during curing in the method according to the invention of the first exemplary embodiment,
  • 5 a cleaning process using a plasma in a method according to the invention for producing an electrode according to a further exemplary embodiment,
  • 6 a cleaning process using a plasma in a method according to the invention for producing an electrode according to a further embodiment.

In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.In the following figures, the same reference numerals are used for the same technical features of different exemplary embodiments.

In den 1 und 2 sind Verfahrensschritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zum Herstellen einer Elektrode 1 schematisch dargestellt. Dabei umfasst das Verfahren 100 vorzugsweise zunächst ein Anmischen 101 eines Beschichtungsmittels 10 mit einem Bindemittel 11. Das Beschichtungsmittel 10 kann dabei ein Aktivmaterial 12 der Elektrode 1 umfassen, welches durch das Bindemittel 11 zusammengehalten wird. Zum Herstellen der Elektrode 1 ist ein Auftragen 102 des Beschichtungsmittels 10 in zumindest teilweise flüssigem Zustand auf ein Trägermaterial 2 vorgesehen. Das Trägermaterial 2 kann vorzugsweise eine Metallfolie, insbesondere eine Kupfer- und/oder Aluminiumfolie, umfassen. Somit kann das Trägermaterial 2 als Stromkollektor ausgebildet sein, welcher die Leitfähigkeit der Elektrode 1 insgesamt verbessern kann. Weiterhin kann am Trägermaterial 2 Spannung abgegriffen werden, wenn die Elektrode 1 beispielsweise in einer Batterie verbaut ist. Vorzugsweise kann die Elektrode 1 zum Einsatz in einer Fahrzeugbatterie hergestellt werden. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Verfahren 100 ein Erzeugen 103 eines Unterdruckbereiches 4 am Beschichtungsmittel 10, insbesondere an einer Oberfläche 3 des Beschichtungsmittels 10 umfasst. Dabei kann der Unterdruckbereich 4 kontinuierlich oder diskontinuierlich während des Verfahrens 100 erzeugt werden. Der Unterdruckbereich 4, der insbesondere als teilweises oder vollständiges Vakuum ausgestaltet sein kann, kann vorteilhafterweise dafür sorgen, dass lose Verunreinigungen abgesaugt werden, wobei gleichzeitig durch den Unterdruck weitere Reaktionen des Beschichtungsmittels 10 unterbunden oder reduziert sein können. Weiterhin umfasst das Verfahren 100 ein zumindest teilweises Aushärten 104 des Beschichtungsmittels 10 zur Erzeugung von elektrolytleitfähigen Strukturen 13. Beim Aushärten kann das Beschichtungsmittel 10 vorzugsweise die elektrolytleitfähigen Strukturen 13 in Form von Poren und/oder Elektrolytleitpfaden ausbilden. Dabei kann das Aushärten 104 derart durchgeführt werden, dass sich während des Aushärtens 104 Bindemittel 11 an einer Oberfläche 3 des Beschichtungsmittels 10 sammelt, wie in 1 dargestellt. Während des zumindest teilweisen Aushärtens 104 oder gleichzeitig mit dem zumindest teilweisen Aushärten 104 ist ferner ein Entfernen 105 eines Teils des Bindemittels 11 vom Beschichtungsmittel 10 durch einen Reinigungsvorgang 105.3 zum Freilegen der elektrolytleitfähigen Strukturen 13 vorgesehen. Wie in 1 dargestellt, kann sich beim Aushärten 104 ein Teil des Bindemittels 11 an der Oberfläche 3 sammeln, das schließlich durch das Entfernen 105 vom Beschichtungsmittel 10 gelöst wird. Vorzugsweise kann der Reinigungsvorgang 105.3 zum Freilegen der elektrolytleitfähigen Strukturen 13 unter Einsatz eines Plasmas 20 durchgeführt werden, wie in den 5 bzw. 6 dargestellt. Durch das Entfernen 105 des Bindemittels 11 können beim Aushärten 104 oberflächlich verstopfte elektrolytleitfähige Strukturen 13 freigelegt werden.In the 1 and 2nd are process steps of a method according to the invention 100 for making an electrode 1 shown schematically. The process includes 100 preferably first mixing 101 a coating agent 10th with a binder 11 . The coating agent 10th can be an active material 12th the electrode 1 include which by the binder 11 is held together. To manufacture the electrode 1 is an application 102 of the coating agent 10th in an at least partially liquid state on a carrier material 2nd intended. The carrier material 2nd can preferably comprise a metal foil, in particular a copper and / or aluminum foil. Thus the carrier material 2nd be designed as a current collector, which has the conductivity of the electrode 1 can improve overall. Furthermore, on the carrier material 2nd Voltage can be tapped when the electrode 1 for example, is installed in a battery. Preferably the electrode 1 for use in a vehicle battery. It can further be provided that the method 100 a generating 103 a negative pressure area 4th on the coating agent 10th , especially on a surface 3rd of the coating agent 10th includes. The vacuum range 4th continuously or discontinuously during the process 100 be generated. The vacuum area 4th , which can be designed in particular as a partial or complete vacuum, can advantageously ensure that loose impurities are suctioned off, with further reactions of the coating agent being effected simultaneously by the negative pressure 10th can be prevented or reduced. The process also includes 100 an at least partial curing 104 of the coating agent 10th for the production of electrolytically conductive structures 13 . When curing, the coating agent 10th preferably the electrolyte-conductive structures 13 form in the form of pores and / or electrolyte conductive paths. This can harden 104 be carried out in such a way that during curing 104 binder 11 on a surface 3rd of the coating agent 10th collects as in 1 shown. During the at least partial curing 104 or simultaneously with the at least partial curing 104 is also a removal 105 part of the binder 11 of the coating agent 10th through a Cleaning process 105.3 to expose the electrolytically conductive structures 13 intended. As in 1 shown, can harden 104 part of the binder 11 on the surface 3rd collect that eventually by removing it 105 of the coating agent 10th is solved. Preferably, the cleaning process 105.3 to expose the electrolytically conductive structures 13 using a plasma 20 be carried out as in the 5 or. 6 shown. By removing 105 of the binder 11 can when curing 104 superficially blocked electrolyte conductive structures 13 be exposed.

Vorzugsweise kann beim Anmischen 101 des Beschichtungsmittels 10 vorgesehen sein, dass, wie in 3 schematisch dargestellt, eine tatsächliche Bindemittelmenge 11.2 verwendet wird, die eine erforderliche Bindemittelmenge 11.1 des Beschichtungsmittels 10 um mindestens eine vorbestimmte Mehrmenge 11.3 des Bindemittels 11 übersteigt. Dadurch kann eine Ansammlung von Bindemittel 11 beim Aushärten 104 bereits vorberechnet sein und entsprechend vorteilhaft beim Reinigungsvorgang 105.3 berücksichtigt werden.Preferably, when mixing 101 of the coating agent 10th be provided that, as in 3rd shown schematically, an actual amount of binder 11.2 the required amount of binder is used 11.1 of the coating agent 10th by at least a predetermined additional quantity 11.3 of the binder 11 exceeds. This can cause a buildup of binders 11 when curing 104 be pre-calculated and therefore advantageous during the cleaning process 105.3 be taken into account.

Folglich kann, wie in 4 schematisch dargestellt, eine vorgegebene Zeitspanne 30 für das Aushärten 104 des Beschichtungsmittels 11 vorgesehen sein und die Zeitspanne 30 derart bemessen sein, dass sich während des Aushärtens 104 Bindemittel 11 an der Oberfläche 3 des Beschichtungsmittels 10 sammelt. So kann eine Bindemittelmenge 11.4, die sich im Bereich der Oberfläche 3 des Beschichtungsmittels 10 beim Aushärten 104 ansammelt, von einer Zeit t abhängen, über die das Aushärten 104 durchgeführt wird. Dies kann beispielsweise dadurch bedingt sein, dass das Bindemittel 11 eine geringere Dichte aufweist, als das Aktivmaterial 12 und somit teilweise aufschwimmt. Bei einer längeren Zeit t zum Aushärten 104 sammelt sich weniger Bindemittel 11 im Bereich der Oberfläche 3 des Beschichtungsmittels 10, d.h. mit steigender Zeit t für das Aushärten 104 reduziert sich die Bindemittelmenge 11.4 im Bereich der Oberfläche 3. Durch den Reinigungsvorgang 105.3 ist es jedoch nicht notwendig dies bei der Bestimmung der Zeitspanne 30 für das Aushärten 104 zu berücksichtigen, da der angesammelte Teil des Bindemittels 11 entfernt wird. Die vorgegebene Zeitspanne 30 kann z.B. derart ausgelegt sein, dass die angesammelte Bindemittelmenge 11.4 der vorbestimmten Mehrmenge 11.3 entspricht, die schließlich durch den Reinigungsvorgang 105.3 abgetragen wird. Somit kann das Verfahren 100 zum Herstellen der Elektrode 1 insgesamt in kurzer Zeit und unter definierten Umständen durchgeführt werden.Consequently, as in 4th shown schematically, a predetermined period of time 30th for curing 104 of the coating agent 11 be provided and the period of time 30th be dimensioned such that during curing 104 binder 11 on the surface 3rd of the coating agent 10th collects. So can an amount of binder 11.4 that are in the area of the surface 3rd of the coating agent 10th when curing 104 accumulates, depend on a time t over which the curing 104 is carried out. This can be due, for example, to the fact that the binder 11 has a lower density than the active material 12th and thus partially floats up. With a longer time t to harden 104 less binder collects 11 in the area of the surface 3rd of the coating agent 10th , ie with increasing time t for curing 104 the amount of binder is reduced 11.4 in the area of the surface 3rd . Through the cleaning process 105.3 however, it is not necessary to do this when determining the time period 30th for curing 104 to take into account as the accumulated part of the binder 11 Will get removed. The specified period of time 30th can for example be designed such that the accumulated amount of binder 11.4 the predetermined excess 11.3 corresponds to that eventually through the cleaning process 105.3 is removed. Thus the procedure 100 for making the electrode 1 can be carried out in a short time and under defined circumstances.

5 zeigt ferner ein Entfernen 105 eines Teils eines Bindemittels 11 von einem Beschichtungsmittel 10 durch einen Reinigungsvorgang 105.3 zum Freilegen von elektrolytleitfähigen Strukturen 13 des Beschichtungsmittels 10 bei einem Verfahren 100 zum Herstellen einer Elektrode 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Dabei ist ein Erzeugen 105.1 eines Plasmas 20 durch Anlegen einer Spannung an ein zumindest teilweise das Beschichtungsmittel 10 umgebendes Fluid 21 vorgesehen. Dadurch kann der Reinigungsvorgang 105.3 unter Einsatz des Plasmas 20 erfolgen. Das Plasma 20 weist vorzugsweise ein reaktives Plasma 20.1 auf. Der Reinigungsvorgang 105.3 umfasst dabei eine chemische Reaktion des reaktiven Plasmas 20.1 mit dem Bindemittel 11, um das Bindemittel 11 aus dem Beschichtungsmittel 10 herauszulösen. Vorzugsweise weist das Fluid 21 einen Sauerstoff und/oder das reaktive Plasma 20.1 Sauerstoffionen auf, um die Reaktionsfähigkeit des reaktiven Plasmas 20.1 gewährleisten zu können. Dabei kann der Reinigungsvorgang 105.3 unter Einsatz des Plasmas 20 selektiv ausgestaltet sein, sodass zum Beispiel ein organisches Bindemittel 11 mit dem reaktiven Plasma 20.1 reagiert und die Reaktionsprodukte in einem Unterdruckbereich 4 abgesaugt werden können. Zum Erzeugen der Spannung kann eine Spannungsquelle 5 vorgesehen sein, wodurch entsprechend das Fluid 21 erzeugt werden kann. 5 also shows removal 105 part of a binder 11 of a coating agent 10th through a cleaning process 105.3 to expose electrolytically conductive structures 13 of the coating agent 10th in a case 100 for making an electrode 1 according to a further embodiment. There is a generation 105.1 of a plasma 20 by applying a voltage to an at least partially the coating agent 10th surrounding fluid 21 intended. This allows the cleaning process 105.3 using the plasma 20 respectively. The plasma 20 preferably has a reactive plasma 20.1 on. The cleaning process 105.3 involves a chemical reaction of the reactive plasma 20.1 with the binder 11 to the binder 11 from the coating agent 10th detach. The fluid preferably has 21 an oxygen and / or the reactive plasma 20.1 Oxygen ions on the reactivity of the reactive plasma 20.1 to be able to guarantee. The cleaning process can 105.3 using the plasma 20 be designed selectively so that, for example, an organic binder 11 with the reactive plasma 20.1 reacts and the reaction products in a negative pressure area 4th can be suctioned off. A voltage source can be used to generate the voltage 5 be provided, whereby the fluid accordingly 21 can be generated.

6 zeigt ferner ein Entfernen 105 eines Teils eines Bindemittels 11 von einem Beschichtungsmittel 10 durch einen Reinigungsvorgang 105.3 zum Freilegen von elektrolytleitfähigen Strukturen 13 bei einem Verfahren 100 zum Herstellen einer Elektrode 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Dabei umfasst der Reinigungsvorgang 105.3 einen Einsatz eines Plasmas 20, das ein Sputterplasma 20.2 aufweist. Das Sputterplasma 20.2 kann vorzugsweise ein Edelgas, insbesondere Argon, bzw. Edelgasionen, insbesondere Argonionen, umfassen. Ein Erzeugen 105.1 des Sputterplasmas 20.2 kann durch Anlegen einer elektrischen Spannung an ein zumindest teilweise das Beschichtungsmittel 10 umgebendes Fluid 21 erfolgen, wobei weiterhin ein Polarisieren 105.2 des Beschichtungsmittels 10 und/oder des Trägermaterials 2 durch Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen dem zumindest teilweise das Beschichtungsmittel 10 umgebenden Fluid 21 und dem Beschichtungsmittel 10 und/oder einem Trägermaterial 2 des Beschichtungsmittels 10 durchgeführt werden. Durch das Polarisieren 105.2 können beim Reinigungsvorgang 105.3 Ionen des Sputterplasmas 20.2 in Richtung des Beschichtungsmittels 10 beschleunigt werden und somit einen mechanischen Abtrag des Bindemittels 11 an einer Oberfläche 3 des Beschichtungsmittels 10 erwirken. Vorzugsweise kann für das Erzeugen 105.1 und das Polarisieren 105.2 jeweils eine separate Spannungsquelle 5 vorgesehen sein. 6 also shows removal 105 part of a binder 11 of a coating agent 10th through a cleaning process 105.3 to expose electrolytically conductive structures 13 in a case 100 for making an electrode 1 according to a further embodiment. The cleaning process includes 105.3 use of a plasma 20 which is a sputtering plasma 20.2 having. The sputtering plasma 20.2 can preferably comprise a noble gas, in particular argon, or noble gas ions, in particular argon ions. A create 105.1 of the sputtering plasma 20.2 can by at least partially applying an electrical voltage to the coating agent 10th surrounding fluid 21 take place, while still polarizing 105.2 of the coating agent 10th and / or the carrier material 2nd by applying an electrical voltage between the at least partially the coating agent 10th surrounding fluid 21 and the coating agent 10th and / or a carrier material 2nd of the coating agent 10th be performed. By polarizing 105.2 can during the cleaning process 105.3 Sputtering plasma ions 20.2 towards the coating agent 10th be accelerated and thus mechanical removal of the binder 11 on a surface 3rd of the coating agent 10th obtain. Preferably for creating 105.1 and polarizing 105.2 each a separate voltage source 5 be provided.

Durch einen Plasmareinigungsvorgang kann ein Aushärten 104 eines Beschichtungsmittels 10 zum Erzeugen von elektrolytleitfähigen Strukturen 13 beim Herstellen einer Elektrode 1 durch ein Verfahren 100 insbesondere parallel oder vor dem Reinigungsvorgang 105.3 durchgeführt werden. Durch den Plasmareinigungsvorgang ist ein stabil durchführbarer Reinigungsvorgang 105.3 ermöglicht, der effizient durchführbar ist. Curing can occur through a plasma cleaning process 104 a coating agent 10th for creating electrolytically conductive structures 13 when making an electrode 1 through a process 100 especially in parallel or before the cleaning process 105.3 be performed. The plasma cleaning process is a stable cleaning process 105.3 enables that can be carried out efficiently.

Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.The above explanation of the embodiments describes the present invention exclusively in the context of examples. Of course, if technically meaningful, individual features of the embodiments can be freely combined with one another without departing from the scope of the present invention.

BezugszeichenlisteReference list

11
Elektrodeelectrode
22nd
TrägermaterialBacking material
33rd
Oberfläche von 2 Surface of 2nd
44th
UnterdruckbereichVacuum range
55
Spannungsquelle Voltage source
1010th
BeschichtungsmittelCoating agent
1111
Bindemittelbinder
11.111.1
erforderliche Bindemittelmengerequired amount of binder
11.211.2
tatsächliche Bindemittelmengeactual amount of binder
11.311.3
vorbestimmte Mehrmengepredetermined excess
11.411.4
Bindemittelmenge im Bereich von 3 Amount of binder in the range of 3rd
1212th
AktivmaterialActive material
1313
elektrolytleitfähige Strukturen Electrolyte conductive structures
2020
Plasmaplasma
20.120.1
reaktives Plasmareactive plasma
20.220.2
SputterplasmaSputtering plasma
2121
Fluid Fluid
3030th
vorgegebene Zeitspanne predetermined period of time
100100
VerfahrenProcedure
101101
Anmischen von 10 Mixing of 10th
102102
Auftragen von 10 Applying 10th
103103
Erzeugen von 4 Generate 4th
104104
Aushärten von 10 Curing of 10th
105105
Entfernen eines Teils von 11 Remove part of 11
105.1105.1
Erzeugen von 10 Generate 10th
105.2105.2
PolarisierenPolarize
105.3105.3
Reinigungsvorgang Cleaning process
tt
Zeittime

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of documents listed by the applicant has been generated automatically and is only included for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 2330663 A1 [0002]EP 2330663 A1 [0002]

Claims (10)

Verfahren (100) zum Herstellen einer Elektrode (1) umfassend die folgenden Schritte: - Auftragen (102) eines Beschichtungsmittels (10) in zumindest teilweise flüssigem Zustand auf ein Trägermaterial (2), wobei das Beschichtungsmittel (10) ein Bindemittel (11) aufweist, - Zumindest teilweises Aushärten (104) des Beschichtungsmittels (10) zur Erzeugung von elektrolytleitfähigen Strukturen (13), - Entfernen (105) eines Teils des Bindemittels (11) vom Beschichtungsmittel (10) durch einen Reinigungsvorgang (105.3) zum Freilegen der elektrolytleitfähigen Strukturen (13).Method (100) for producing an electrode (1) comprising the following steps: - applying (102) a coating agent (10) in an at least partially liquid state to a carrier material (2), the coating agent (10) having a binder (11), - At least partially curing (104) the coating agent (10) to produce electrolytically conductive structures (13), - Removing (105) part of the binder (11) from the coating agent (10) by a cleaning process (105.3) to expose the electrolyte-conductive structures (13). Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest teilweise Aushärten (104) des Beschichtungsmittels (10) über eine vorgegebene Zeitspanne (30) durchgeführt wird, wobei die Zeitspanne (30) derart bemessen ist, dass sich während des zumindest teilweisen Aushärtens (104) Bindemittel (11) an einer Oberfläche (3) des Beschichtungsmittels (10) sammelt.Method (100) according to Claim 1 characterized in that the at least partial curing (104) of the coating agent (10) is carried out over a predetermined period of time (30), the period of time (30) being dimensioned such that during the at least partial curing (104) binder (11 ) collects on a surface (3) of the coating agent (10). Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungsvorgang (105.3) zum Freilegen der elektrolytleitfähigen Strukturen (13) unter Einsatz eines Plasmas (20) durchgeführt wird.Method (100) according to Claim 1 or 2nd , characterized in that the cleaning process (105.3) for exposing the electrolyte-conductive structures (13) is carried out using a plasma (20). Verfahren (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Reinigungsvorgang (105.3) das Plasma (20) an einer Oberfläche (3) des Beschichtungsmittels (10) eingesetzt wird, sodass durch den Reinigungsvorgang (105.3) ein beim zumindest teilweisen Aushärten (104) des Beschichtungsmittels (10) an der Oberfläche (3) angesammeltes Bindemittel (11) entfernt wird.Method (100) according to Claim 3 , characterized in that during the cleaning process (105.3) the plasma (20) is used on a surface (3) of the coating agent (10), so that the cleaning process (105.3) causes the coating agent (10) to at least partially harden (104) the surface (3) accumulated binder (11) is removed. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) zumindest einen der folgenden Schritte umfasst: - Erzeugen (105.1) des Plasmas (20) durch Anlegen einer elektrischen Spannung an ein zumindest teilweise das Beschichtungsmittel (10) umgebendes Fluid (21), und/oder - Polarisieren (105.2) des Beschichtungsmittels (10) und/oder des Trägermaterials (2) durch Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen einem zumindest teilweise das Beschichtungsmittel (10) umgebenden Fluid (21) und dem Beschichtungsmittel (10) und/oder dem Trägermaterial (2).Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the method (100) comprises at least one of the following steps: - Generation (105.1) of the plasma (20) by applying an electrical voltage to an at least partially the coating agent (10) surrounding fluid (21), and / or - polarizing (105.2) the coating agent (10) and / or the carrier material (2) by applying an electrical voltage between an at least partially surrounding the coating agent (10) fluid (21) and the coating agent ( 10) and / or the carrier material (2). Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Plasma (20) ein Sputterplasma (20.2) aufweist und der Reinigungsvorgang (105.3) einen mechanischen Abtrag des Bindemittels (11) durch das Sputterplasma (20.2) umfasst.Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the plasma (20) has a sputtering plasma (20.2) and the cleaning process (105.3) comprises mechanical removal of the binder (11) by the sputtering plasma (20.2). Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Plasma (20) ein reaktives Plasma (20.1) aufweist und der Reinigungsvorgang (105.3) eine chemische Reaktion des reaktiven Plasmas (20.1) mit dem Bindemittel (11) zur Herauslösung des Bindemittels (11) aus dem Beschichtungsmittel (10) umfasst.Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the plasma (20) has a reactive plasma (20.1) and the cleaning process (105.3) a chemical reaction of the reactive plasma (20.1) with the binder (11) to remove the Contains binder (11) from the coating agent (10). Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial (2) eine Metallfolie, insbesondere eine Aluminiumfolie und/oder eine Kupferfolie, umfasst, und/oder dass das Fluid (21) Sauerstoff und/oder ein Edelgas aufweist.Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier material (2) comprises a metal foil, in particular an aluminum foil and / or a copper foil, and / or that the fluid (21) comprises oxygen and / or an inert gas. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) folgenden Schritt umfasst: - Erzeugen (103) eines Unterdruckbereiches (4), insbesondere eines zumindest teilweisen Vakuums, am Beschichtungsmittel (10), wobei das Erzeugen (103) des Unterdruckbereiches (4) kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt wird.Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the method (100) comprises the following step: - Generating (103) a negative pressure region (4), in particular an at least partial vacuum, on the coating agent (10), the generation ( 103) of the vacuum region (4) is carried out continuously or discontinuously. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren (100) folgenden Schritt umfasst: - Anmischen (101) des Beschichtungsmittels (10) mit dem Bindemittel (11), wobei das Beschichtungsmittel (10) eine erforderliche Bindemittelmenge (11.1) aufweist und beim Anmischen (101) des Beschichtungsmittels (10) eine tatsächliche Bindemittelmenge (11.2) verwendet wird, die die erforderliche Bindemittelmenge (11.1) um mindestens eine vorbestimmte Mehrmenge (11.3) des Bindemittels (11) übersteigt.Method (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the method (100) comprises the following step: - Mixing (101) the coating agent (10) with the binder (11), the coating agent (10) having a required amount of binder ( 11.1) and when mixing (101) the coating agent (10) an actual amount of binder (11.2) is used which exceeds the required amount of binder (11.1) by at least a predetermined additional amount (11.3) of the binder (11).
DE102019102557.5A 2019-02-01 2019-02-01 Method of making an electrode Pending DE102019102557A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019102557.5A DE102019102557A1 (en) 2019-02-01 2019-02-01 Method of making an electrode
CN202010074538.2A CN111525093A (en) 2019-02-01 2020-01-22 Method for producing an electrode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019102557.5A DE102019102557A1 (en) 2019-02-01 2019-02-01 Method of making an electrode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019102557A1 true DE102019102557A1 (en) 2020-08-06

Family

ID=71615375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019102557.5A Pending DE102019102557A1 (en) 2019-02-01 2019-02-01 Method of making an electrode

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN111525093A (en)
DE (1) DE102019102557A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69321084T2 (en) * 1992-12-17 1999-02-25 Sanyo Electric Co Hydrogen absorbing alloy electrode and method of manufacturing the same
EP2330663A1 (en) 2009-07-31 2011-06-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for producing battery electrode
DE102018105669A1 (en) * 2018-03-12 2019-09-12 Hochschule Aalen Method for producing an electrode for a battery

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2624251B2 (en) * 1987-03-31 1997-06-25 松下電器産業株式会社 Manufacturing method of solid electrochemical device
JPH08315807A (en) * 1995-05-15 1996-11-29 Furukawa Electric Co Ltd:The Electrode for mh battery, battery using it, and manufacture of electrode for mh battery
JPH11260354A (en) * 1998-03-13 1999-09-24 Toshiba Corp Manufacture of battery
JP2000077059A (en) * 1998-08-31 2000-03-14 Fujitsu Ltd Battery and its manufacture
KR100553732B1 (en) * 1999-04-21 2006-02-17 삼성에스디아이 주식회사 Electrode manufacturing method for lithum secondary battery
BR9901512A (en) * 1999-05-27 2001-01-09 Lupatech S A Binding plasma extraction process
CN103474623B (en) * 2013-09-13 2016-06-08 东莞新能源科技有限公司 The preparation method of cathode pole piece and electrochemical appliance

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69321084T2 (en) * 1992-12-17 1999-02-25 Sanyo Electric Co Hydrogen absorbing alloy electrode and method of manufacturing the same
EP2330663A1 (en) 2009-07-31 2011-06-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for producing battery electrode
DE102018105669A1 (en) * 2018-03-12 2019-09-12 Hochschule Aalen Method for producing an electrode for a battery

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Counter-Electrode Comprising Platinium-Black Dispersion. 01.09.1984, IP.com [online]. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111525093A (en) 2020-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3322382C2 (en)
DE102009004196A1 (en) A method for regenerating a separator for a fuel cell, regenerated separator for a fuel cell and fuel cell
DE2632520A1 (en) LAMINATE FROM A POLYMER SUBSTRATE
DE102015115298B4 (en) Manufacturing method for a separator of a fuel cell
DE102016105963A1 (en) Fuel cell separator and manufacturing method for a fuel cell separator
DE102011011156A1 (en) Process for the production of electrodes
DE102014014894A1 (en) Process for the recovery of active material from the cathodes of lithium-ion batteries
EP2676311A2 (en) Process for producing electrodes
DE2155377C3 (en) Method of manufacturing a body formed from a metal body and rubber adhering to its surface
DE102018211187A1 (en) Method and device for producing a bipolar plate half for a fuel cell
DE102019102557A1 (en) Method of making an electrode
DE102020103531A1 (en) Electrode, its use, accumulator and method for producing an electrode
DE102014205512A1 (en) Fuel cell separator and method for producing the same
DE3046629C2 (en) Process for the production of insulator surfaces
DE112007002067B4 (en) Process for the production of a fuel cell separator
EP2732494B1 (en) Electrochemical cell
DE102018201296A1 (en) Method for producing an electrode for a battery and electrode for a battery
DE102019216667A1 (en) Method for producing a seal for a distribution structure of a fuel cell
DE102011011154A1 (en) Process for the production of electrodes
DE102020102646B4 (en) Preparation of a carrier film for an electrode of a lithium-ion battery
DE102016205313A1 (en) Process for the electrochemical generation of particles
DE102017218419A1 (en) Process for producing an electrode film and electrode
DE102021000763A1 (en) Process for coating bipolar plates and bipolar plates
DE102021113591A1 (en) METHOD FOR FORMING A HYDROPHILIC SURFACE ON A GRAPHITE-CONTAINING MATERIAL AND METHOD FOR MANUFACTURING A BIPOLAR PLATE AND BIPOLAR PLATE AND FUEL CELL RESPECTIVELY. FLOW BATTERY WITH THE SAME
EP4304983A1 (en) Method for forming a hydrophilic surface on a graphite-containing material and method for manufacturing a bipolar plate, bipolar plate, and fuel cell or flow battery comprising same

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified