DE102019106677A1 - Elektrodenelement für einen Energiespeicher, Energiespeicher und Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenelements - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektrodenelement (1) für einen Energiespeicher (200), aufweisend einen Elektrodenkörper (100) aus einem aktiven Elektrodenmaterial (E), wobei der Elektrodenkörper (100)- an seiner Oberfläche oder in seinem Inneren mindestens eine Aussparung (110) aufweist,- mindestens ein Teilvolumen (120) geringerer Dichte aufweist oder- ein Deckmaterial (D) aufweist, das eine Oberfläche des Elektrodenkörpers (100) zumindest abschnittsweise bedeckt, so dass die von dem Deckmaterial (D) bedeckte Oberfläche bei Kontakt mit einem Elektrolyten unbenetzt bleibt.Die Erfindung betrifft weiterhin ein Herstellungsverfahren für das Elektrodenelement sowie einen Energiespeicher (200) und ein implantierbares elektrotherapeutisches Gerät.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Elektrodenelement für einen Energiespeicher, insbesondere zur Anwendung in einem implantierbaren elektrotherapeutischen Gerät, ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenelements, einen Energiespeicher, insbesondere zur Anwendung in einem implantierbaren elektrotherapeutischen Gerät sowie ein implantierbares elektrotherapeutisches Gerät, insbesondere einen Pulsgenerator wie zum Beispiel einen Herzschrittmacher, einen implantierbaren Kardioverter-Defibrillator oder einen Neurostimulator.
  • Als Energiespeicher für implantierbare elektrotherapeutische Geräte eignen sich zum Beispiel primäre oder sekundäre Batterien, wie Lithiumbatterien oder Lithium-Ionen-Akkus und Kondensatoren wie z. B. Elektrolytkondensatoren. Solche Energiespeicher beinhalten Elektroden mit einem Elektrodenkörper aus einem aktiven Elektrodenmaterial.
  • Beispielsweise ist aus dem Dokument DE 10 2011 089 174 A1 ein Batterieanoden-Bauteil bekannt, dass mindestens zwei räumlich getrennte Aussparungen als Lithium-Aufnahmeräume aufweist, die durch eine Stromableiterkomponente voneinander getrennt sind, wobei eine Sollbruchstelle in der Stromableiterkomponente zwischen zwei benachbarten Lithium-Aufnahmeräumen ausgebildet ist. Dadurch wird bei einer mechanischen Zerstörung des Bauteils kaum Lithium freigesetzt.
  • Bei Herstellungsverfahren für Energiespeicher nach dem Stand der Technik variiert jedoch die Aktivität der Elektroden und damit die Speicherkapazität der Energiespeicher, in welche die Elektroden eingebaut sind, aufgrund von Schwankungen der Beschaffenheit der Rohmaterialien sowie aufgrund von Prozessschwankungen während der Produktion der Elektroden relativ stark.
  • Um die benötigte Toleranz der Speicherkapazität innerhalb einer vorgegebenen Spezifikation zu gewährleisten, werden die Rohmaterialien selektiert und gegebenenfalls die Befüllmasse der Elektrodenkörper mit aktivem Elektrodenmaterial variiert. Dies hat den Nachteil, dass die Selektion meist experimentell durch Testaufbauten nennenswert vieler Teile erfolgt, die je nach Ergebnis nicht in Endprodukte weiter verbaut werden können und daher signifikant erhöhte Herstellungskosten entstehen. Wird die Befüllmasse variiert, können in Abhängigkeit der zu erreichenden Elektrodendichte deren Außenmaße so weit variieren, dass die Passgenauigkeit bei der Montage des Energiespeichers nicht mehr gegeben ist. Ebenso müssen zur Erreichung einer vorgegebenen Dichte bei veränderter Befüllmasse die Form und daher auch die Werkzeuge (zumindest die Werkzeugwege) angepasst werden. Die Herstellung oder Modifikation solcher Werkzeuge ist sehr teuer und Korrekturen bzw. Modifikationen erfordern meist Veränderungen zurück bis in den Designprozess.
  • Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektrodenelement für einen Energiespeicher, ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenelements, einen Energiespeicher sowie ein implantierbares elektrotherapeutisches Gerät mit einem erfindungsgemäßen Energiespeicher zur Verfügung zu stellen, die hinsichtlich der beschriebenen Nachteile des Standes der Technik verbessert sind. Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Energiespeicher, insbesondere für ein implantierbares elektrotherapeutisches Gerät, zur Verfügung zu stellen, der geringe herstellungsbedingte Schwankungen in seiner Speicherkapazität aufweist und kostengünstig herstellbar ist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Elektrodenelement nach Anspruch 1, ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 7, ein Energiespeicher nach Anspruch 14 und ein implantierbare elektrotherapeutische Gerät nach Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 und 8 bis 13 angegeben und werden im Folgenden beschrieben.
  • Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Elektrodenelement für einen Energiespeicher, insbesondere zur Anwendung in einem implantierbaren elektrotherapeutischen Gerät, wobei das Elektrodenelement einen Elektrodenkörper aufweist, der aus einem aktiven Elektrodenmaterial gebildet ist, wobei
    • - der Elektrodenkörper an seiner Oberfläche oder in seinem Inneren mindestens eine Aussparung aufweist, wobei durch die Aussparung die Masse des Elektrodenkörpers, insbesondere auf einen gewünschten Wert, eingestellt ist und/oder einstellbar ist; oder
    • - der Elektrodenkörper mindestens ein Teilvolumen geringerer Dichte aufweist, wobei das aktive Elektrodenmaterial innerhalb des Teilvolumens eine geringere Dichte aufweist als außerhalb des Teilvolumens, wobei durch das Teilvolumen geringerer Dichte die Masse des Elektrodenkörpers, insbesondere auf einen gewünschten Wert, eingestellt ist und/oder einstellbar ist; oder
    • - das Elektrodenelement ein Deckmaterial, z. B. ein Imprägniermittel, wie Silikon(kleber), Epoxidharz, Polymere oder Lack, aufweist, wobei das Deckmaterial eine Oberfläche des Elektrodenkörpers zumindest abschnittsweise bedeckt, und wobei das Deckmaterial so ausgebildet ist, dass die von dem Deckmaterial bedeckte Oberfläche des Elektrodenkörpers bei Kontakt mit einem Elektrolyten unbenetzt bleibt, wobei das Deckmaterial insbesondere mindestens eine Deckschicht auf der Oberfläche des aktiven Elektrodenmaterials ausbildet.
  • Durch die mindestens eine Aussparung bzw. durch das mindestens eine Teilvolumen geringerer Dichte ist die Masse des aktiven Elektrodenmaterials im Vergleich zu einem Elektrodenelement ohne die Aussparung bzw. ohne das Teilvolumen geringerer Dichte reduziert. Ebenso kann durch das Deckmaterial die zugängliche Oberfläche des Elektrodenkörpers kontrolliert reduziert werden.
  • Dadurch kann bei Verwendung des Elektrodenelements in einem Energiespeicher vorteilhafterweise die Speicherkapazität des Energiespeichers auf einfache Weise und mit guter Genauigkeit eingestellt werden, denn diese Speicherkapazität hängt von der Masse des Elektrodenkörpers bzw. von dessen von einem Elektrolyten benetzbaren Oberfläche ab. Dies ermöglicht es, Schwankungen der Eigenschaften der verwendeten Rohmaterialien bzw. Schwankungen der Prozessparameter weiterer Herstellungsschritte auszugleichen. Somit können bei Herstellungsverfahren nach dem Stand der Technik notwendige aufwendige Tests sowie die teure Neubeschaffung oder Modifikation von Werkzeugen entfallen. Es lassen sich dadurch Energiespeicher mit geringen Toleranzen in der Speicherkapazität mit geringen Herstellungskosten produzieren.
  • Unter einem Elektrodenelement ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Bauteil zu verstehen, dass sich als Elektrode, insbesondere Anode, in einem Energiespeicher wie einer primären oder sekundären Batterie oder einem Kondensator, insbesondere einem Elektrolytkondensator, eignet. Dieses weist einen beliebig geformten zusammenhängenden Elektrodenkörper aus einem aktiven Elektrodenmaterial auf, kann jedoch neben dem Elektrodenkörper weitere Komponenten (z. B. Deckmaterial, Füllmaterial) aufweisen.
  • Der Begriff „aktives Elektrodenmaterial“ im Sinne dieser Erfindung beschreibt ein Material, das dazu ausgebildet ist, in einem Energiespeicher wie einer primären oder sekundären Batterie oder einem Kondensator Ladungsträger wie Elektronen oder Ionen abzugeben bzw. aufzunehmen. Z. B. können in einem Lithium-Ionen-Akku Lithium-Verbindungen wie LiCoO2 oder LiNiO2 oder andere geeignete Verbindungen das aktive Elektrodenmaterial bilden. In einem Elektrolytkondensator bilden üblicherweise Ventilmetalle wie Aluminium, Tantal, Niob oder Zirconium das aktive Elektrodenmaterial.
  • Das Elektrodenelement hat dabei insbesondere abhängig von den Materialeigenschaften des aktiven Elektrodenmaterials, der Masse des aktiven Elektrodenmaterials und der Form des Elektrodenkörpers eine bestimmte Aktivität, d.h. eine bestimmte Neigung Ladungsträger aufzunehmen oder abzugeben. Je höher diese Aktivität ist, desto größer ist die Speicherkapazität eines Energiespeichers, bei dem das Elektrodenelement als Elektrode, insbesondere Anode, verwendet wird.
  • Bei der Aussparung gemäß der ersten Variante des Elektrodenelements handelt es sich um eine Vertiefung in dem Elektrodenkörper, z. B. um einen Hohlraum im Inneren des Elektrodenkörpers, ein Sackloch an der Oberfläche des Elektrodenkörpers oder ein Durchgangsloch. Die Aussparung kann eine beliebige Form haben, z. B. kann sie einen eckigen oder rund bzw. oval geformten Querschnitt aufweisen bzw. abgerundet sein. Natürlich können auch mehrere Aussparungen in dem Elektrodenkörper vorgesehen sein, wobei auch verschiedene Formen und Größen miteinander kombiniert werden können, z. B. Sacklöcher und Durchgangslöcher oder Hohlräume im Inneren und Aussparungen auf der Oberfläche. Die Aussparung bzw. die Aussparungen werden insbesondere während des Herstellungsprozesses kontrolliert in den Elektrodenkörper eingebracht. Das Einbringen von Aussparungen hat den zusätzlichen Vorteil, dass dadurch auf besonders einfache und variable Weise die Aktivität des Elektrodenelements angepasst werden kann.
  • Das Teilvolumen oder die Teilvolumina geringerer Dichte nach der zweiten Variante des Elektrodenelements kann bzw. können sich ebenfalls im Inneren oder auf der Oberfläche des Elektrodenkörpers befinden. Die geringere Dichte des Teilvolumens kann z. B. durch eine höhere Porosität des aktiven Elektrodenmaterials bei der Erzeugung des Elektrodenkörpers in diesem Teilvolumen erzielt werden, Beispielsweise kann der Elektrodenkörper durch Pressen von pulverförmigen Rohmaterial geformt werden, wobei das oder die Teilvolumina geringerer Dichte entsprechend durch Pressen eines pulverförmigen Rohmaterials mit einer entsprechend höheren Porosität geformt werden. Eine höhere Porosität kann sich insbesondere durch die Beschaffenheit des Rohmaterials ergeben, beispielsweise die Korngröße eines Pulvers, welches als Rohmaterial verwendet wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform der dritten Variante des erfindungsgemäßen Elektrodenelements (mit Deckmaterial) weist der Elektrodenkörper eine Mehrzahl an Kapillaren auf, so dass der Elektrodenkörper zumindest abschnittsweise eine poröse Struktur aufweist, und wobei das Deckmaterial derart ausgebildet ist, dass das Deckmaterial nach dem Aufbringen auf den Elektrodenkörper in die Kapillaren des Elektrodenkörpers einzieht. Dabei ist insbesondere die Viskosität des Deckmaterials so angepasst, dass dieses nach dem Aufbringen auf den Elektrodenkörpers in die Kapillaren des Elektrodenkörpers einzieht.
  • Insbesondere liegt das Deckmaterial in bzw. auf dem Elektrodenkörper in ausgehärteter Form vor. Dieses wird dadurch ortsständig, das heißt es verbleibt an demselben Ort.
  • Das Deckmaterial verhindert, dass ein insbesondere flüssiger Elektrolyt die von dem Deckmaterial bedeckten Bereich des Elektrodenkörpers benetzt. Somit wird dieser Bereich des aktiven Elektrodenmaterials funktional inaktiviert. Die Dosierung des Deckmaterials bestimmt dabei das Ausmaß der Inaktivierung und somit den Effekt auf die Aktivität des aktiven Elektrodenmaterials. Die Inaktivierung durch das Deckmaterial hat den zusätzlichen Vorteil, dass die Aktivität des Elektrodenelements durch die Dosierung des Deckmaterials besonders genau einstellbar ist.
  • Gemäß einer Ausführungsform bildet die Aussparung oder das Teilvolumen geringerer Dichte eine Trennstelle aus, wobei die Trennstelle so ausgebildet ist, dass der Elektrodenkörper an der Trennstelle in ein erstes Teilstück und ein zweites Teilstück mechanisch trennbar ist.
  • Das mechanische Trennen bewirkt dabei die kontrollierte Reduzierung der Masse des aktiven Elektrodenmaterials. Dabei kann nach dem Trennen das erste und/oder zweite Teilstück als separates Elektrodenelement weiterverwendet werden, z. B. in einem erfindungsgemäßen Energiespeicher.
  • Dies hat den Vorteil, dass auch nach Abschluss der wesentlichen Herstellungsschritte des Elektrodenelements dessen Aktivität auf einfache und gut kontrollierbare Weise eingestellt werden kann, z. B. bei der Montage eines Energiespeichers.
  • Die Trennstelle kann insbesondere durch eine Aussparung, z. B. eine Kerbe in der Oberfläche des Elektrodenkörpers oder einen Bereich geringerer Dichte des aktiven Elektrodenmaterials oder einen mit einem Füllmaterial gefüllten Hohlraum gebildet sein, wobei das Füllmaterial eine geringere Dichte aufweist als das aktive Elektrodenmaterial.
  • Die Trennstelle kann selbstverständlich durch eine oder mehrere Aussparungen realisiert sein, im Falle mehrerer Aussparungen z. B. durch Anordnung der Aussparungen entlang einer Bruchkante.
  • Natürlich können auch mehrere Trennstellen in dem aktiven Elektrodenmaterial durch Aussparungen oder Teilvolumina geringerer Dichte realisiert sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Trennstelle als Sollbruchstelle ausgebildet, wobei der Elektrodenkörper an der Sollbruchstelle durch Brechen in das erste Teilstück und das zweite Teilstück mechanisch trennbar ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Elektrodenkörper zumindest einen ersten Teilkörper, einen zweiten Teilkörper und ein Verbindungselement auf, wobei der erste Teilkörper, der zweite Teilkörper und das Verbindungselement jeweils aus dem aktiven Elektrodenmaterial gebildet sind, und wobei der erste Teilkörper und der zweite Teilkörper durch das Verbindungselement mechanisch miteinander verbunden sind, und das Verbindungselement entlang einer Längsachse von dem ersten Teilkörper aus in Richtung des zweiten Teilkörpers erstreckt ist, und wobei das Verbindungselement senkrecht zu der Längsachse eine geringere Querschnittsfläche aufweist als der erste Teilkörper und der zweite Teilkörper, so dass zwischen dem ersten Teilkörper, dem zweiten Teilkörper und dem Verbindungselement die Aussparung gebildet ist, und wobei der erste Teilkörper und der zweite Teilkörper mittels Durchtrennen des Verbindungselementes mechanisch trennbar sind.
  • Das Durchtrennen des Verbindungselements bewirkt dabei die kontrollierte Reduzierung der Masse des aktiven Elektrodenmaterials. Dadurch ist auch nach Abschluss der wesentlichen Herstellungsschritte eine Reduzierung der Aktivität des Elektrodenelements auf einfache Weise, z. B. bei der Montage eines Energiespeichers, möglich.
  • Der erste und der zweite Teilkörper und das Verbindungselement bestehen aus demselben aktiven Elektrodenmaterial, z. B. einem Ventilmetall. Dabei eignet sich das Elektrodenelement insbesondere zum Einsatz als Elektrode in einem El ektrol ytkondensator.
  • Die Verbindungselemente können z. B. Drähte oder Laschen aus dem aktiven Elektrodenmaterial sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Elektrodenkörper mindestens einen weiteren Teilkörper sowie mindestens ein weiteres Verbindungselement auf, wobei jeweils zwei Teilkörper durch ein Verbindungselement mechanisch verbunden sind, und wobei auch die weiteren Verbindungselemente senkrecht zu ihrer Längsachse eine geringere Querschnittsfläche aufweisen als die benachbarten Teilkörper, so dass zwischen den Teilkörpern und dem Verbindungselement jeweilige Aussparungen gebildet sind, und wobei die Teilkörper mittels Durchtrennen des jeweiligen Verbindungselementes mechanisch trennbar sind.
  • In solchen Elektrodenkörpern mit mehr als zwei Teilkörpern können die Teilkörper kettenartig mittels Verbindungselementen verbunden sein oder es können Verzweigungen vorgesehen sein, so dass sich eine zwei- oder dreidimensionale Anordnung von Teilkörpern ergibt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist durch das Verbindungselement eine bzw. die besagte Trennstelle des Elektrodenkörpers realisiert.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Elektrodenelement ein Füllmaterial auf, wobei das Füllmaterial die Aussparung bzw. die Aussparungen des Elektrodenkörpers ausfüllt.
  • Das Füllmaterial kann z. B. in Form von Kugeln mit einem Durchmesser von 0.1 µm bis 3 mm (bevorzugt sind Abmessungen 0,1-50 µm oder 100-1000 µm) oder als Partikel mit einem mittleren Durchmesser bzw. mittleren Korngröße in der Größenordnung der Pulvergröße eines Rohstoffes des aktiven Elektrodenmaterials im Inneren des Elektrodenkörpers vorliegen. Typischerweise wird ein Rohstoffpulver mit einer mittleren Korngröße von weniger als 0,6 mm verwendet, vorzugsweise im Bereich von 75 µm bis 150 µm. Der Begriff mittlerer Durchmesser bzw. Korngröße im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet insbesondere das arithmetische Mittel aller Durchmesser der Partikel bzw. den Median der Größenverteilung aller Partikel.
  • Insbesondere ist das Füllmaterial Keramik oder Glas.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das aktive Elektrodenmaterial Lithium auf.
  • Dabei eignet sich das aktive Elektrodenmaterial insbesondere zur Verwendung in einer Lithiumbatterie, einem Lithium-Ionen-Akku, einem Lithium-Polymer-Akku, einer Lithium-Eisen-Phosphat-Zelle (LiFeP04) oder einer Lithium-Eisen-Mangan-Phosphat-Zelle (LFMP).
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das aktive Elektrodenmaterial ein Ventilmetall auf oder ist aus einem Ventilmetall gebildet, wobei insbesondere das Ventilmetall Aluminium, Tantal, Niob und Zirconium ist.
  • Dabei wird unter dem Begriff Ventilmetall ein Metall verstanden, das durch anodische Oxidation eine Schicht aus Metalloxid bildet, die elektrisch nichtleitend ist. Solche Ventilmetalle sind insbesondere Aluminium, Tantal, Niob und Zirconium. Diese werden z. B. für Anoden von Elektrolytkondensatoren verwendet, wobei die gebildete Metalloxidschicht als Dielektrikum fungiert.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das aktive Elektrodenmaterial Aluminium und/oder ein Aluminiumoxid, insbesondere Al2O3, auf.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das aktive Elektrodenmaterial Tantal und/oder ein Tantaloxid, insbesondere Ta2O5, auf.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das aktive Elektrodenmaterial Niob und/oder ein Nioboxid, insbesondere Nb2O5, auf.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das aktive Elektrodenmaterial Zirconium und/oder ein Zirconiumoxid, insbesondere ZrO2, auf.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenelements für einen Energiespeicher, insbesondere nach dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei ein Elektrodenkörper aus einem aktiven Elektrodenmaterial gebildet wird, insbesondere in einem Formgebungsschritt, und wobei
    • - die Masse des aktiven Elektrodenmaterials des Elektrodenkörpers reduziert wird oder
    • - ein Deckmaterial so auf den Elektrodenkörper aufgebracht wird, dass das Deckmaterial eine Oberfläche des Elektrodenkörpers zumindest abschnittsweise bedeckt, so dass die von dem Deckmaterial bedeckte Oberfläche des Elektrodenkörpers bei Kontakt mit einem Elektrolyten unbenetzt bleibt.
  • Unter einem Formgebungsschritt ist dabei ein beliebiger Herstellungsschritt zu verstehen, bei dem der Elektrodenkörper seine Form erhält. Dies kann z. B. ein Metallgussverfahren, ein Sinterverfahren, Stanzverfahren oder Schneidverfahren sein.
  • Gemäß der ersten Variante dieses Verfahrens wird die Masse des Elektrodenkörpers reduziert, z. B. durch Einbringen einer Aussparung in den Elektrodenkörper während oder nach dem Formgebungsschritt oder durch Erzeugen eines Teilvolumens mit reduzierter Dichte. Dadurch kann vorteilhafterweise die Aktivität des Elektrodenelements so eingestellt werden, dass ein Energiespeicher, der das Elektrodenelement als Elektrode verwendet, eine gewünschte Speicherkapazität erhält. Dabei kann die Aktivität des Elektrodenelements während der Herstellung eingestellt werden, z. B. durch Ausfräsen eines definierten Volumens, um die Masse des Elektrodenkörpers anzupassen oder es kann z. B. durch eine oder mehrere Aussparungen eine Trennstelle in den Elektrodenkörper eingebracht werden, so dass nach Abschluss der wesentlichen Herstellungsschritte die Aktivität des Elektrodenelements durch Trennen an der Trennstelle einstellbar ist.
  • Bei der zweiten Alternative des Verfahrens wird insbesondere mindestens eine Deckschicht des Deckmaterials auf der Oberfläche des Elektrodenkörpers gebildet.
  • Das Deckmaterial verhindert, dass Elektrolyt die von dem Deckmaterial bedeckten Bereich des Elektrodenkörpers benetzt. Somit wird dieser Bereich des aktiven Elektrodenmaterials funktional inaktiviert. Die Dosierung des Deckmaterials bestimmt dabei das Ausmaß der Inaktivierung.
  • Gemäß einer Ausführungsform der zweiten Alternative des Verfahrens wird ein zunächst flüssiges Deckmaterial bzw. Imprägniermittel auf den Elektrodenkörper bzw. einen Bereich des Elektrodenkörpers aufgebracht, wobei der Elektrodenkörper eine Mehrzahl an Kapillaren aufweist, so dass insbesondere der Elektrodenkörper zumindest abschnittsweise eine poröse Struktur aufweist, und wobei das Deckmaterial derart ausgebildet ist, dass das Deckmaterial nach dem Aufbringen auf den Elektrodenkörper in die Kapillaren des Elektrodenkörpers einzieht. Dabei ist insbesondere die Viskosität des Deckmaterials so angepasst, dass das dieses nach dem Aufbringen auf den Elektrodenkörpers in die Kapillaren des Elektrodenkörpers einzieht.
  • Für den Fall, dass der Elektrodenkörper aus einem Ventilmetall gebildet ist, wird das beschriebene Auftragen und Einziehen des Deckmaterials insbesondere nach Formierung, das heißt nach Bildung der nichtleitenden Metalloxidschicht des Ventilmetalls, durchgeführt.
  • Insbesondere härtet das Deckmaterial nach dem Eintreten in die Kapillaren aus. Dieses wird dadurch ortsständig, das heißt es verbleibt an demselben Ort.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird der, insbesondere metallische, Elektrodenkörper durch Ätzen vorbearbeitet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird der, insbesondere metallische, Elektrodenkörper während des Formgebungsschritts durch Stanzen und/oder Schneiden (z. B. mittels Laser, Wasserstrahl, Elektronenstrahl oder Sägen) geformt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der, insbesondere metallische, Elektrodenkörper während des Formgebungsschritts durch Pressen von pulverförmigem Rohmaterial (mit oder ohne Bindemittel) geformt und insbesondere gesintert.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine Aussparung an der Oberfläche des Elektrodenkörpers oder im Inneren des Elektrodenkörpers gebildet, wobei die Masse des aktiven Elektrodenmaterials des Elektrodenkörpers durch das Bilden der Aussparung reduziert wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Aussparung nach dem Bilden des Elektrodenkörpers, insbesondere nach Abschluss des Formgebungsschritts, durch Entfernen aktiven Elektrodenmaterials von dem Elektrodenkörper gebildet.
  • Das Entfernen des aktiven Elektrodenmaterials kann z. B. durch Ausbohren, Ausfräsen oder Ausstanzen, erfolgen. Dabei kann die gebildete Aussparung z. B. ein Sackloch oder ein Durchgangsloch sein.
  • Alternativ kann das Entfernen des aktiven Elektrodenmaterials z. B. auch durch Erzeugen einer Kerbe in einer Außenkontur des Elektrodenkörpers oder durch Abtrennen, insbesondere Sägen, Schleifen oder Brechen eines Teils des Elektrodenkörpers erfolgen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist das aktive Elektrodenmaterial ein Ventilmetall, wobei die Aussparung nach Bildung einer Metalloxidschicht des Ventilmetalls gebildet wird. Diese Bildung der Metalloxidschicht wird auch als Formierung bezeichnet und erfolgt insbesondere mittels anodischer Oxidation des Ventilmetalls. Insbesondere wird nach Bilden der Aussparung an der Aussparung erneut durch anodische Oxidation eine Metalloxidschicht des Ventilmetalls gebildet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die Aussparung während des Bildens des Elektrodenkörpers, insbesondere während des Formgebungsschrittes, durch Verdrängen von aktivem Elektrodenmaterial gebildet.
  • Dies ist insbesondere durch Einpressen von Aussparungen wie Löchern (Sackloch oder Durchgangsloch oder Dellen, insbesondere mit gerundeter Oberflächenform) möglich. Dabei werden die Aussparungen insbesondere derart ausgebildet, dass die nominalen Außenmaße des Elektrodenkörpers erhalten bleiben.
  • Das Einpressen erfolgt insbesondere mittels eines Stempels, insbesondere mittels eines einstellbaren Stempels.
  • Der Elektrodenkörper wird insbesondere ebenfalls durch Pressen gebildet, wobei das Einpressen der Aussparungen zeitgleich bzw. in einem Fertigungsschritt mit dem Pressen des Elektrodenkörpers erfolgt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird während des Bildens des Elektrodenkörpers, insbesondere während des Formgebungsschrittes, mindestens ein Teilvolumen des Elektrodenkörpers gebildet, wobei das aktive Elektrodenmaterial innerhalb des Teilvolumens eine geringere Dichte aufweist als außerhalb des Teilvolumens.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird durch die Aussparung oder das Teilvolumen geringerer Dichte eine Trennstelle des Elektrodenkörpers erzeugt, wobei der Elektrodenkörper an der Trennstelle in ein erstes Teilstück und ein zweites Teilstück mechanisch trennbar ist oder getrennt wird.
  • Die Trennstelle kann durch eine oder mehrere Aussparungen bzw. Teilvolumina geringerer Dichte realisiert sein.
  • Natürlich können auch mehrere Trennstellen in dem aktiven Elektrodenmaterial durch Aussparungen oder Teilvolumina geringerer Dichte realisiert sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das aktive Elektrodenmaterial ein Ventilmetall, wobei das mechanische Trennen des Elektrodenkörpers in ein erstes und zweites Teilstück bzw. weitere Teilstücke an der Trennstelle nach Bildung einer Metalloxidschicht des Ventilmetalls, also nach der sogenannten Formierung, erfolgt. Insbesondere wird nach dem besagten mechanischen Trennen an der Trennstelle erneut eine Metalloxidschicht des Ventilmetalls gebildet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden zumindest ein erster Teilkörper, ein zweiter Teilkörper und ein Verbindungselement bereitgestellt, wobei der erste Teilkörper, der zweite Teilkörper und das Verbindungselement jeweils aus dem aktiven Elektrodenmaterial gebildet sind, und wobei der erste Teilkörper und der zweite Teilkörper durch das Verbindungselement mechanisch miteinander verbunden werden, so dass das Elektrodenelement gebildet wird, und wobei das Verbindungselement entlang einer Längsachse von dem ersten Teilkörper aus in Richtung des zweiten Teilkörpers erstreckt ist, und wobei das Verbindungselement senkrecht zu der Längsachse eine geringere Querschnittsfläche aufweist als der erste Teilkörper und der zweite Teilkörper, so dass zwischen dem ersten Teilkörper, dem zweiten Teilkörper und dem Verbindungselement die Aussparung gebildet wird, und wobei der erste Teilkörper und der zweite Teilkörper mittels Durchtrennen des Verbindungselementes mechanisch trennbar sind oder getrennt werden. Das heißt, das Trennen kann Teil des Herstellungsverfahrens sein oder nach Abschluss des Herstellungsverfahrens erfolgen.
  • Als Verbindungselemente können z. B. Drähte oder Laschen aus dem aktiven Elektrodenmaterial verwendet werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zumindest ein weiterer Teilkörper sowie mindestens ein weiteres Verbindungselement bereitgestellt, wobei jeweils zwei Teilkörper durch ein Verbindungselement mechanisch verbunden werden, und wobei auch die weiteren Verbindungselemente senkrecht zu ihrer Längsachse eine geringere Querschnittsfläche aufweisen als die benachbarten Teilkörpers, so dass zwischen den Teilkörpern und dem Verbindungselement jeweilige Aussparungen gebildet werden, und wobei die Teilkörper mittels Durchtrennen des jeweiligen Verbindungselementes mechanisch trennbar sind oder getrennt werden. Das heißt, das Trennen kann Teil des Herstellungsverfahrens sein oder nach Abschluss des Herstellungsverfahrens erfolgen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das aktive Elektrodenmaterial ein Ventilmetall, wobei das Durchtrennen des Verbindungselements nach Bildung einer Metalloxidschicht des Ventilmetalls, also nach der sogenannten Formierung, erfolgt. Insbesondere wird nach dem besagten Durchtrennen an der durchtrennten Stelle des Verbindungselements erneut eine Metalloxidschicht des Ventilmetalls gebildet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist durch das Verbindungselement eine Trennstelle des Elektrodenkörpers realisiert.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Aussparung oder werden die Aussparungen mit einem Füllmaterial gefüllt. Dies dient insbesondere der Stabilisierung der mechanischen Struktur des Elektrodenkörpers. Wenn das Elektrodenelement in einem Kondensator, insbesondere einem Elektrolytkondensator als Elektrode verwendet wird, ist das Füllmaterial insbesondere so ausgebildet, dass die Funktion des Kondensators nicht beeinträchtigt wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Füllmaterial während des Bildens des Elektrodenkörpers, also während des Formgebungsschritts, oder nach dem Bilden des Elektrodenkörpers, also nach Abschluss des Formgebungsschritts, in den Elektrodenkörper eingebracht. Dies kann z. B. durch Einpressen des Füllmaterials in den Elektrodenkörper erfolgen. Das Füllmaterial kann z. B. in Form von Kugeln mit einem Durchmesser von 0.1 µm bis 3 mm (bevorzugt sind Abmessungen 0,1-50 µm oder 100-1000 µm) oder als Partikel mit einem mittleren Durchmesser in der Größenordnung der Pulvergröße eines Rohstoffes des aktiven Elektrodenmaterials in den Elektrodenkörper eingebracht werden, beispielsweise geringer als 0,6 mm, insbesondere im Bereich von 75 µm bis 150 µm. Bei dem Füllmaterial kann es sich um Keramik oder Glas handeln.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird eine Aktivität des Elektrodenelements gemessen, wobei nach der Messung der Aktivität die Aussparung oder das Teilvolumen geringerer Dichte so gebildet oder das Deckmaterial so aufgebracht wird, dass die Aktivität des Elektrodenelements auf einen Sollwert eingestellt wird.
  • Dies kann z. B. durch erneute Messung der Aktivität nach dem Bilden der Aussparung oder des Teilvolumens geringerer Dichte bzw. dem Auftragen des Deckmaterials kontrolliert werden. Alternativ kann die Kontrollmessung auch nur bei einer Stichprobe der hergestellten Elektrodenelemente erfolgen, das heißt die Justierung erfolgt auf Basis von Stichproben und wird per Los angewendet.
  • Die Aktivität des Elektrodenelements kann z. B. durch Ermittlung einer Speicherkapazität eines erfindungsgemäßen Energiespeichers erfolgen, in welchem das Elektrodenelement eine Elektrode bildet. Alternativ dazu kann diese Messung auch indirekt erfolgen, z. B. durch Ermittlung der Masse des aktiven Elektrodenmaterials.
  • Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft einen Energiespeicher, insbesondere zur Verwendung in einem implantierbaren elektrotherapeutischen Gerät, wobei der Energiespeicher mindestens ein Elektrodenelement nach dem ersten Aspekt der Erfindung aufweist, und wobei das Elektrodenelement eine Elektrode, insbesondere eine Anode, des Energiespeichers bildet.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist der Energiespeicher als primäre Batterie oder sekundäre Batterie ausgebildet, wobei insbesondere das aktive Elektrodenmaterial Lithium aufweist.
  • Unter einer primären Batterie ist eine nicht wiederaufladbare Batterie zu verstehen. Bei der primären Batterie handelt es sich insbesondere um eine Lithiumbatterie.
  • Unter einer sekundären Batterie ist eine wiederaufladbare Batterie zu verstehen. Die sekundäre Batterie kann insbesondere ein Lithium-Ionen-Akku, ein Lithium-Polymer-Akku, eine Lithium-Eisen-Phosphat-Zelle (mit LiFePO4 als aktives Elektrodenmaterial des Elektrodenelements) oder eine Lithium-Eisen-Mangan-Phosphat-Zelle (LFMP) sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Energiespeicher als Kondensator, insbesondere Elektrolytkondensator, ausgebildet.
  • Dabei umfasst das aktive Elektrodenmaterial insbesondere Aluminium und/oder ein Aluminiumoxid, insbesondere Al2O3, Tantal und/oder ein Tantaloxid, insbesondere Ta2O5, Niob und/oder ein Nioboxid, insbesondere Nb2O5, oder Zirconium und/oder ein Zirconiumoxid, insbesondere ZrO2.
  • Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Energiespeichers, insbesondere nach dem dritten Aspekt der Erfindung, wobei der Energiespeicher ein Elektrodenelement, insbesondere nach dem ersten Aspekt der Erfindung, aufweist, das mit einem Verfahren nach dem zweiten Aspekt der Erfindung hergestellt ist, wobei das Elektrodenelement eine Elektrode, insbesondere eine Anode, des Energiespeichers bildet, und wobei mittels des Reduzierens der Masse des aktiven Elektrodenmaterials des Elektrodenkörpers oder mittels des Aufbringens des Deckmaterials auf den Elektrodenkörper des Elektrodenelements eine Speicherkapazität des Energiespeichers eingestellt bzw. justiert wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Energiespeichers erfolgt eine Korrektur der Speicherkapazität des Energiespeichers um weniger als 20%, insbesondere weniger als 5%.
  • Ein fünfter Aspekt der Erfindung betrifft ein implantierbares elektrotherapeutisches Gerät, insbesondere einen Pulsgenerator, wobei das implantierbare elektrotherapeutische Gerät mindestens einen Energiespeicher nach dem dritten Aspekt der Erfindung aufweist. Der Energiespeicher dient dabei insbesondere als Energiequelle zum Betrieb des implantierbaren elektrotherapeutischen Geräts. Bei dem Pulsgenerator handelt es sich insbesondere um einen Herzschrittmacher, einen implantierbaren Kardioverter-Defibrillator (ICD) oder einen Neurostimulator.
  • Ein sechster Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines Energiespeichers nach dem dritten Aspekt der Erfindung in einem implantierbaren Gerät, insbesondere einem Pulsgenerator. Bei dem Pulsgenerator handelt es sich dabei insbesondere um einen Herzschrittmacher, einen implantierbaren Kardioverter-Defibrillator (ICD) oder einen Neurostimulator.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Diese dienen der Erläuterung der Erfindung, schränken jedoch nicht den Schutzumfang ein.
  • Dabei zeigen
    • 1 ein erfindungsgemäßes Elektrodenelement mit Aussparungen im Elektrodenkörper;
    • 2 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrodenelements mit einer Aussparung sowie eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
    • 3 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrodenelements mit Trennstelle sowie eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;
    • 4 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrodenelements mit Teilkörpern und Verbindungselementen;
    • 5 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrodenelements mit Aussparungen;
    • 6 eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrodenelements mit Partikeln aus einem Füllmaterial im Inneren des Elektrodenkörpers;
    • 7 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrodenelements mit einem Teilvolumen geringerer Dichte;
    • 8 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrodenelement mit einer Schicht aus einem Deckmaterial;
    • 9 zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Energiespeichers.
  • Im Einzelnen zeigt die 1 ein Elektrodenelement 1 mit einem zusammenhängenden Elektrodenkörper 100 im Querschnitt. Der Elektrodenkörper 100 ist aus einem aktiven Elektrodenmaterial E gebildet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Elektrodenkörper 100 zwei Aussparungen 110 bzw. Kavitäten auf, wobei eine der Aussparungen 110 als Sackloch, also als nicht durchgängige Kavität, ausgebildet ist und die andere Aussparung 110 als Durchgangsloch, also als durchgängige Kavität, ausgebildet ist.
  • Durch die Aussparung 110 lässt sich schon bei der Herstellung des Elektrodenkörpers 100 durch Reduzierung der Masse des Elektrodenkörpers 100 die Aktivität des Elektrodenelements 1 auf einen gewünschten Wert einstellen. Dabei ist unter der Aktivität des Elektrodenelements 1 die Neigung zur Aufnahme bzw. Abgabe von Ladungsträgern gemeint, die insbesondere zu einer bestimmten Speicherkapazität eines Energiespeichers wie einer Batterie oder eines Kondensators führt, wenn das Elektrodenelement 1 als Elektrode, insbesondere Anode, in dem Energiespeicher verwendet wird. Diese Aktivität hängt insbesondere von der Masse des Elektrodenkörpers 100 bzw. von der für einen Elektrolyten zugänglichen Oberfläche des Elektrodenkörpers 100 ab.
  • Die 2 zeigt eine typische Realisierung des erfindungsgemäßen Elektrodenelements 1. Dieses weist einen Elektrodenkörper 100 sowie einen leitend mit dem Elektrodenkörper 100 verbundenen Anschlusspin 140 zum elektrischen Anschließen des Elektrodenelements 1 auf.
  • Die 2a zeigt ein solches Elektrodenelement 1 in der Draufsicht. Der aus dem aktiven Elektrodenmaterial E gebildete Elektrodenkörper 100 weist im Wesentlichen eine Halbkreisform auf, wobei in die gerade Seite des Halbkreises eine als Kerbe ausgeformte Aussparung 110 eingebracht ist. Die 2b zeigt ein analog zu der Darstellung in der 2a geformtes Elektrodenelement 1 im Querschnitt.
  • In der 2c ist schematisch das Ergebnis eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens des Elektrodenelements 1 gezeigt. Bei dem Verfahren wird zunächst der Elektrodenkörper 100 aus dem aktiven Elektrodenmaterial E gebildet und mit dem Anschlusspin 140 verbunden. Der Elektrodenkörper 100 weist wiederum eine Halbkreisform auf. Im Anschluss an diesen Herstellungsschritt wird ein Elektrodenstück 150 von dem Elektrodenkörper 100 abgetrennt, zum Beispiel durch Schneiden, Sägen oder Fräsen. Dadurch wird die Masse des aktiven Elektrodenmaterials E kontrolliert reduziert, um eine entsprechende gewünschte Elektrodenaktivität zu erhalten, wenn das Elektrodenelement 1 in einem Energiespeicher verwendet wird. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens wird also keine Aussparung 110 in den Elektrodenkörper 100 eingebracht.
  • Die 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrodenelements 1 in der Draufsicht (3a und 3b) bzw. im Querschnitt ( 3c).
  • In der 3a ist das Elektrodenelement 1 vor einem Trennvorgang gezeigt und die 3b zeigt das Elektrodenelement 1 nach dem Trennvorgang. Das Elektrodenelement 1 weist in der Draufsicht im Wesentlichen eine Halbkreisform auf und besteht aus einem zusammenhängenden Elektrodenkörper 100 aus einem aktiven Elektrodenmaterial E und einem Anschlusspin 140. Der Elektrodenkörper 100 weist weiterhin eine Mehrzahl an Aussparungen 110 in Form von Bohrungen auf, die entlang einer Linie angeordnet sind. Die Aussparungen 110 können als Durchgangsbohrungen oder als Sacklöcher ausgebildet sein. Die Aussparungen 110 bilden gemeinsam eine Trennstelle 130 bzw. Sollbruchstelle, die es ermöglicht, den Elektrodenkörper 100 an der Trennstelle 130 in ein erstes Teilstück 131 und ein zweites Teilstück 132 mechanisch zu trennen, zum Beispiel durch Brechen. Die 3b zeigt das erste Teilstück 131 und das zweite Teilstück 132 nach dem Trennen an der Trennstelle 130.
  • Die 3c zeigt ein Elektrodenelement 1 im Querschnitt, bei dem Trennstellen 130 bzw. Sollbruchstellen durch Aussparungen 110 in Form von Kerben realisiert sind.
  • Durch die beschriebene Trennstelle 130 lässt sich die Masse des Elektrodenkörpers 100 auch nach Abschluss der wesentlichen Herstellungsschritte des Elektrodenelements 1 durch Trennen an der Trennstelle 130 reduzieren, um die Aktivität des Elektrodenelements 1 auf einen gewünschten Wert einzustellen, z. B. um die Speicherkapazität eines Energiespeichers zu justieren, in dem das Elektrodenelement 1 als Elektrode, insbesondere Anode, verwendet wird. Eines der Teilstücke 131,132 kann dann als Elektrodenelement 1 reduzierter Masse und Aktivität weiterverwendet werden, hier vorzugsweise das erste Teilstück 131, das bereits einen Anschlusspin 140 aufweist.
  • Die 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Elektrodenelements 1 im Querschnitt, das bereits herstellungsseitig Teilkörper 400, 401, 402, 403 aus dem aktiven Elektrodenmaterial E aufweist, wobei die Teilkörper 400, 401, 402, 403 durch Verbindungselemente 410 miteinander verbunden sind. Die Verbindungselemente 410 sind dabei aus demselben aktiven Elektrodenmaterial E, zum Beispiel einem Ventilmetall, gebildet wie die Teilkörper 400, 401, 402, 403. In dem hier gezeigten Beispiel sind die Teilkörper 400, 401, 402, 403 durch die Verbindungselemente 410 als lineare Kette miteinander verbunden, wobei die Verbindungselemente 410 entlang einer gemeinsamen Längsachse L erstreckt sind. Es ist jedoch auch denkbar, verzweigte Strukturen bzw. eine zweidimensionale oder dreidimensionale Anordnung von Teilkörpern des Elektrodenkörpers 100 zu bilden.
  • Die Teilkörper 400, 401, 402, 403 lassen sich an den Verbindungselementen 410 mechanisch voneinander trennen, indem die Verbindungselemente 410 durchtrennt werden. Dies kann z. B. durch Brechen oder Schneiden erfolgen. Auf diese Weise lässt sich vorteilhafter Weise auch nach Abschluss der wesentlichen Herstellungsschritte des Elektrodenelements 1 die Masse des Elektrodenkörpers 100 auf einfache Weise kontrolliert reduzieren, sodass die Elektrodenaktivität des Elektrodenelements 1 einstellbar ist, z. B. hinsichtlich der Verwendung in einem Energiespeicher, wobei die Elektrodenaktivität dort die Speicherkapazität des Energiespeichers beeinflusst.
  • Die Verbindungselemente 410 können zum Beispiel als Drähte oder Laschen realisiert sein.
  • Weiterhin weisen die Verbindungselemente 410 senkrecht zu der Längsachse L eine geringere Querschnittsfläche auf als der erste Teilkörper 400, der zweite Teilkörper 401, der dritte Teilkörper 402 und der vierte Teilkörper 403, so dass zwischen den Teilkörpern 400, 401, 402, 403 und den Verbindungselementen 410 jeweils Aussparungen 110 gebildet sind.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Verbindungselemente 410 bei dieser Ausführungsform Trennstellen 130 im Sinne dieser Erfindung realisieren.
  • Die 5 zeigt eine Schnittdarstellung durch einen Elektrodenkörper 100 eines erfindungsgemäßen Elektrodenelements 1 mit insbesondere eingepressten Aussparungen 110 in Form von Kavitäten. Eine dieser Aussparungen 110 ist durchgängig gestaltet, während die anderen beiden Aussparungen 110 als Dellen in der Oberfläche des Elektrodenkörpers 100 ausgeführt sind. Solche Aussparungen 110 können insbesondere während eines Formgebungsschrittes bei der Herstellung des Elektrodenkörpers 100, z. B. durch Pressen mittels eines Stempels in den Elektrodenkörper 100 eingebracht werden.
  • Durch Wahl der Dimensionierung der Aussparungen ist wiederum die Masse des aktiven Elektrodenmaterials E auf einen gewünschten Wert eingestellt, um trotz Schwankungen in den Rohmaterialien und vorherigen Herstellungsschritten eine gewünschte Aktivität zu erzielen. Diese Aktivität führt dann insbesondere zu einer gewünschten Speicherkapazität eines Energiespeichers, in dem das Elektrodenelement 1 eingesetzt wird.
  • In der 6 ist eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Elektrodenelements 1 gezeigt, das Aussparungen 110 im Inneren des Elektrodenkörpers 100 aufweist. Diese Aussparungen 110 sind mit Partikeln 500 eines Füllmaterials F ausgefüllt. Dieses Füllmaterial F ist nicht dasselbe Material wie das aktive Elektrodenmaterial E und besitzt insbesondere keine aktiven Elektrodeneigenschaften. Die Partikel 500 können zum Beispiel während eines Formgebungsschritts des Elektrodenkörpers 100 in diesen eingepresst werden. Die Partikel 500 können unterschiedlich geformt sein und unterschiedliche Größen haben. Insbesondere können die Partikel 500 auch in verschiedenen Elektrodenkörpern 100 unterschiedliche Positionen einnehmen.
  • Selbstverständlich muss das Füllmaterial F nicht in Form von Partikeln 500 vorliegen, sondern kann beispielsweise auch in flüssiger Form in an der Oberfläche des Elektrodenkörpers 100 vorgesehene Aussparungen 110 gegossen werden.
  • Durch das Füllmaterial F ist vorteilhafter Weise die Masse des aktiven Elektrodenmaterials E und somit die Aktivität des Elektrodenelements 1 auf einen gewünschten Wert eingestellt, da aktives Elektrodenmaterial E durch das Füllmaterial F verdrängt wird. Gleichzeitig ist die mechanische Stabilität des Elektrodenkörpers 100 aufgrund des Füllmaterials F in den Aussparungen 110 erhöht.
  • Die 7 zeigt eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Elektrodenelements 1, bei dem der Elektrodenkörper 100 an seiner Oberfläche ein Teilvolumen 120 geringerer Dichte aufweist. Der Elektrodenkörper 100 besteht sowohl innerhalb als auch außerhalb des Teilvolumens 120 aus demselben aktiven Elektrodenmaterial E, wobei jedoch die Dichte des aktiven Elektrodenmaterials E innerhalb des Teilvolumens 120 geringer ist als außerhalb des Teilvolumens 120.
  • Dadurch ist die Aktivität des Elektrodenelements 1 im Vergleich zu einem Elektrodenelement 1 mit homogener höherer Dichte reduziert, sodass sich bei Verwendung des Elektrodenelements 1 als Elektrode, insbesondere Anode, in einem Energiespeicher eine gewünschte Speicherkapazität durch Wahl der Größe und Dichte des Teilvolumens 120 einstellen lässt.
  • Selbstverständlich muss das Teilvolumen 120 sich nicht an der Oberfläche des Elektrodenkörpers 100 befinden, sondern kann auch im Inneren des Elektrodenkörpers 100 angeordnet sein.
  • Ebenso können natürlich auch mehrere Teilvolumina 120 geringerer Dichte in dem Elektrodenkörper 100 vorgesehen sein.
  • In der 8 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Elektrodenelements 1 mit einem aus dem aktiven Elektrodenmaterial E gebildeten Elektrodenkörper 100 und einer Deckschicht aus einem Deckmaterial D, zum Beispiel einem Imprägniermaterial, auf der Oberfläche des Elektrodenkörpers 100 gezeigt. Das Deckmaterial D bewirkt, dass die von dem Deckmaterial D bedeckte Oberfläche des Elektrodenkörpers 100 bei Kontakt des Elektrodenkörpers 100 mit einem Elektrolyten nicht von dem Elektrolyten benetzt wird. Dadurch kann die von der Deckschicht bedeckte Oberfläche ihre Funktion als Elektrode insbesondere in einem Energiespeicher, nicht erfüllen, wodurch die Aktivität des Elektrodenelements 1 abhängig von der Dosierung und Anordnung des Deckmaterials D auf dem Elektrodenkörper 100 reduziert ist. Hierdurch lässt sich die Speicherkapazität eines Energiespeichers, der das erfindungsgemäße Elektrodenelement 1 verwendet, auf einen gewünschten Wert einstellen.
  • Alternativ zu der in 8 gezeigten Ausführung kann das Deckmaterial D auch die Oberfläche von Kapillaren bedecken, die von der Oberfläche in das Innere des Elektrodenkörpers 100 hinein verlaufen.
  • Die 9 zeigt schematisch zwei verschiedene Ausführungen eines Energiespeichers 200 mit Anode 210 und Katode 220, welcher das erfindungsgemäße Elektrodenelement 1 als Elektrode, nämlich als Anode 210, verwendet.
  • Gemäß 9a ist der Energiespeicher eine primäre oder sekundäre Batterie, wobei das erfindungsgemäße Elektrodenelement 1, aufweisend einen Elektrodenkörper 100 aus dem aktiven Elektrodenmaterial E und einen Anschlusspin 140 zum elektrischen Anschließen des Elektrodenkörpers 100, die Anode 210 der Batterie bildet. Im Fall einer primären Batterie kann es sich zum Beispiel um eine Lithiumbatterie handeln. Als sekundäre Batterie kommt zum Beispiel ein Lithium-Ionen-Akkumulator in Frage.
  • In der 9b ist der Energiespeicher 200 als Elektrolytkondensator ausgeführt. Dieser weist eine Katode 220 sowie als Anode 210 das erfindungsgemäße Elektrodenelement 1 auf, wobei das Elektrodenelement 1 hier aus einem Ventilmetall wie Aluminium, Tantal, Niob oder Zirconium gebildet ist. Eine Oxidschicht dieses Ventilmetall bildet bei dem Elektrolytkondensator das Dielektrikum.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Elektrodenelement
    100
    Elektrodenkörper
    110
    Aussparung
    120
    Teilvolumen
    130
    Trennstelle
    131
    Erstes Teilstück
    132
    Zweites Teilstück
    140
    Anschlusspin
    150
    Elektrodenstück
    200
    Energiespeicher
    210
    Anode
    220
    Kathode
    400
    Erster Teilkörper
    401
    Zweiter Teilkörper
    402
    Dritter Teilkörper
    403
    Vierter Teilkörper
    410
    Verbindungselement
    500
    Partikel
    D
    Deckmaterial
    E
    Aktives Elektrodenmaterial
    F
    Füllmaterial
    L
    Längsachse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102011089174 A1 [0003]

Claims (15)

  1. Elektrodenelement (1) für einen Energiespeicher (200), aufweisend einen Elektrodenkörper (100), der aus einem aktiven Elektrodenmaterial (E) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass a) der Elektrodenkörper (100) an seiner Oberfläche oder in seinem Inneren mindestens eine Aussparung (110) aufweist, wobei durch die Aussparung (110) die Masse des Elektrodenkörpers (100) eingestellt ist und/oder einstellbar ist, oder b) der Elektrodenkörper (100) mindestens ein Teilvolumen (120) aufweist, wobei das aktive Elektrodenmaterial (E) innerhalb des Teilvolumens (120) eine geringere Dichte aufweist als außerhalb des Teilvolumens (120), wobei durch das Teilvolumen (120) die Masse des Elektrodenkörpers (100) eingestellt ist und/oder einstellbar ist, oder c) das Elektrodenelement (1) ein Deckmaterial (D) aufweist, wobei das Deckmaterial (D) eine Oberfläche des Elektrodenkörpers (100) zumindest abschnittsweise bedeckt, und wobei das Deckmaterial (D) so ausgebildet ist, dass die von dem Deckmaterial (D) bedeckte Oberfläche des Elektrodenkörpers (100) bei Kontakt mit einem Elektrolyten unbenetzt bleibt.
  2. Elektrodenelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (110) oder das Teilvolumen (120) eine Trennstelle (130) ausbildet, wobei die Trennstelle (130) so ausgebildet ist, dass der Elektrodenkörper (100) an der Trennstelle (130) in ein erstes Teilstück (131) und ein zweites Teilstück (132) mechanisch trennbar ist.
  3. Elektrodenelement (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrodenkörper (100) zumindest einen ersten Teilkörper (400), einen zweiten Teilkörper (401) und ein Verbindungselement (410) aufweist, wobei der erste Teilkörper (400), der zweite Teilkörper (401) und das Verbindungselement (410) jeweils aus dem aktiven Elektrodenmaterial (E) gebildet sind, und wobei der erste Teilkörper (400) und der zweite Teilkörper (401) durch das Verbindungselement (410) mechanisch miteinander verbunden sind, und das Verbindungselement (410) entlang einer Längsachse (L) von dem ersten Teilkörper (400) aus in Richtung des zweiten Teilkörpers (401) erstreckt ist, und wobei das Verbindungselement (410) senkrecht zu der Längsachse (L) eine geringere Querschnittsfläche aufweist als der erste Teilkörper (400) und der zweite Teilkörper (401), so dass zwischen dem ersten Teilkörper (400), dem zweiten Teilkörper (401) und dem Verbindungselement (410) die Aussparung (110) gebildet ist, und wobei der erste Teilkörper (400) und der zweite Teilkörper (401) mittels Durchtrennen des Verbindungselementes (410) mechanisch trennbar sind.
  4. Elektrodenelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrodenelement (1) ein Füllmaterial (F) aufweist, wobei das Füllmaterial (F) die Aussparung (110) des Elektrodenkörpers (100) ausfüllt.
  5. Elektrodenelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das aktive Elektrodenmaterial (E) Lithium aufweist.
  6. Elektrodenelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das aktive Elektrodenmaterial (E) ein Ventilmetall, insbesondere Aluminium, Tantal, Niob und Zirconium, aufweist.
  7. Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenelements (1) für einen Energiespeicher (200), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Elektrodenkörper (100) aus einem aktiven Elektrodenmaterial (E) gebildet wird, und wobei a) die Masse des aktiven Elektrodenmaterials (E) des Elektrodenkörpers (100) reduziert wird, oder b) ein Deckmaterial (D) so auf den Elektrodenkörper (100) aufgebracht wird, dass das Deckmaterial (D) eine Oberfläche des Elektrodenkörpers (100) zumindest abschnittsweise bedeckt, so dass die von dem Deckmaterial (D) bedeckte Oberfläche des Elektrodenkörpers (100) bei Kontakt mit einem Elektrolyten unbenetzt bleibt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei eine Aussparung (110) an der Oberfläche des Elektrodenkörpers (100) oder im Inneren des Elektrodenkörpers (100) gebildet wird, und wobei die Masse des aktiven Elektrodenmaterials (E) des Elektrodenkörpers (100) durch das Bilden der Aussparung (110) reduziert wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Aussparung (110) nach dem Bilden des Elektrodenkörpers (100) durch Entfernen aktiven Elektrodenmaterials (E) von dem Elektrodenkörper (100) gebildet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Aussparung (110) während des Bildens des Elektrodenkörpers (100) durch Verdrängen von aktivem Elektrodenmaterial (E) gebildet wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei während des Bildens des Elektrodenkörpers (100) mindestens ein Teilvolumen (120) des Elektrodenkörpers (100) gebildet wird, und wobei das aktive Elektrodenmaterial (E) innerhalb des Teilvolumens (120) eine geringere Dichte aufweist als außerhalb des Teilvolumens (120).
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei durch die Aussparung (110) oder das Teilvolumen (120) eine Trennstelle (130) des Elektrodenkörpers (100) erzeugt wird, wobei der Elektrodenkörper (100) an der Trennstelle (130) in ein erstes Teilstück (131) und ein zweites Teilstück (132) mechanisch getrennt wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei zumindest ein erster Teilkörper (400), ein zweiter Teilkörper (401) und ein Verbindungselement (410) bereitgestellt werden, und wobei der erste Teilkörper (400), der zweite Teilkörper (401) und das Verbindungselement (410) jeweils aus dem aktiven Elektrodenmaterial (E) gebildet sind, und wobei der erste Teilkörper (400) und der zweite Teilkörper (401) durch das Verbindungselement (410) mechanisch miteinander verbunden werden, so dass das Elektrodenelement (1) gebildet wird, wobei das Verbindungselement (410) entlang einer Längsachse (L) von dem ersten Teilkörper (400) aus in Richtung des zweiten Teilkörpers (401) erstreckt ist, und wobei das Verbindungselement (410) senkrecht zu der Längsachse (L) eine geringere Querschnittsfläche aufweist als der erste Teilkörper (400) und der zweite Teilkörper (401), so dass zwischen dem ersten Teilkörper (400), dem zweiten Teilkörper (401) und dem Verbindungselement (410) die Aussparung (110) gebildet wird, und wobei der erste Teilkörper (400) und der zweite Teilkörper (401) mittels Durchtrennen des Verbindungselementes (410) mechanisch getrennt werden.
  14. Energiespeicher (200), insbesondere zur Verwendung in einem implantierbaren elektrotherapeutischen Gerät, wobei der Energiespeicher (200) mindestens ein Elektrodenelement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist, und wobei das Elektrodenelement (1) eine Elektrode, insbesondere eine Anode (210), des Energiespeichers (200) bildet.
  15. Implantierbares elektrotherapeutisches Gerät, insbesondere Pulsgenerator, wobei das implantierbare elektrotherapeutische Gerät mindestens einen Energiespeicher (200) nach Anspruch 14 aufweist.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019106677A1 (de) * 2019-03-15 2020-09-17 Biotronik Se & Co. Kg Elektrodenelement für einen Energiespeicher, Energiespeicher und Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenelements

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6094337A (en) * 1996-08-09 2000-07-25 Toray Industries Inc. Polypropylene film and capacitor made by using it as a dielectric
US6416559B1 (en) * 1999-05-14 2002-07-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for manufacturing electrodes for battery
DE69719911T2 (de) * 1996-10-21 2003-09-11 Japan Storage Battery Co Ltd Verfahren zur Herstellung einer Batterieelektrode
DE102011089174A1 (de) * 2011-12-20 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Batterieanoden-Bauteil für eine Batteriezelle und Verfahren zum Herstellen eines Batterieanoden-Bauteils für eine Batteriezelle
US20160013469A1 (en) * 2014-07-11 2016-01-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Secondary battery and electronic device including the same
DE102018203033A1 (de) * 2018-03-01 2019-09-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Fließfertigen von Elektroden für eine Batterie

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04127512A (ja) * 1990-09-19 1992-04-28 Tdk Corp コンデンサ及びその容量値調整方法
JP3863232B2 (ja) 1996-09-27 2006-12-27 ローム株式会社 固体電解コンデンサに使用するコンデンサ素子の構造及びコンデンサ素子におけるチップ体の固め成形方法
US5968210A (en) * 1997-11-12 1999-10-19 Pacesetter, Inc. Electrolytic capacitor and method of manufacture
JPH11191513A (ja) 1997-12-26 1999-07-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回路基板、および回路基板におけるインダクタンスまたはキャパシタンスの調整方法
US6556863B1 (en) 1998-10-02 2003-04-29 Cardiac Pacemakers, Inc. High-energy capacitors for implantable defibrillators
DE19961675A1 (de) * 1999-12-21 2001-06-28 Philips Corp Intellectual Pty Bauteil mit Dünnschichtschaltkreis mit trimmbarem Kondensator
JP2001284166A (ja) 2000-03-31 2001-10-12 Kyocera Corp レーザートリマブルコンデンサ
US7154742B1 (en) * 2006-05-10 2006-12-26 Kemet Electronics Corporation Fluted anode with improved capacitance and capacitor comprising same
US9502179B2 (en) * 2011-05-31 2016-11-22 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Metallized film and metallized film capacitor using same
GB2498066B (en) * 2011-12-20 2015-09-23 Avx Corp Wet electrolytic capacitor containing an improved anode
US8971019B2 (en) * 2012-03-16 2015-03-03 Avx Corporation Wet capacitor cathode containing an alkyl-substituted poly(3,4-ethylenedioxythiophene)
JP2013254816A (ja) * 2012-06-06 2013-12-19 Wacom Co Ltd コンデンサ
JP5983821B2 (ja) 2014-09-10 2016-09-06 三菱マテリアル株式会社 リチウムイオン二次電池用正極及びリチウムイオン二次電池
DE102019106677A1 (de) * 2019-03-15 2020-09-17 Biotronik Se & Co. Kg Elektrodenelement für einen Energiespeicher, Energiespeicher und Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenelements

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6094337A (en) * 1996-08-09 2000-07-25 Toray Industries Inc. Polypropylene film and capacitor made by using it as a dielectric
DE69719911T2 (de) * 1996-10-21 2003-09-11 Japan Storage Battery Co Ltd Verfahren zur Herstellung einer Batterieelektrode
US6416559B1 (en) * 1999-05-14 2002-07-09 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method for manufacturing electrodes for battery
DE102011089174A1 (de) * 2011-12-20 2013-06-20 Robert Bosch Gmbh Batterieanoden-Bauteil für eine Batteriezelle und Verfahren zum Herstellen eines Batterieanoden-Bauteils für eine Batteriezelle
US20160013469A1 (en) * 2014-07-11 2016-01-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Secondary battery and electronic device including the same
DE102018203033A1 (de) * 2018-03-01 2019-09-05 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Fließfertigen von Elektroden für eine Batterie

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