DE102019107020A1

DE102019107020A1 - Stamping tool, textured metal foil and method of manufacturing

Info

Publication number: DE102019107020A1
Application number: DE102019107020.1A
Authority: DE
Inventors: Klaus Bender; Holger Hain; Georg Bauer
Original assignee: Bender Maschb U Streckmetallfabrik GmbH; Bender Maschinenbau- U Streckmetallfabrik GmbH; Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bender Maschb U Streckmetallfabrik GmbH; Bender Maschinenbau- U Streckmetallfabrik GmbH; Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-03-19
Filing date: 2019-03-19
Publication date: 2020-09-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stanzwerkzeug für eine Stanze zur Herstellung einer strukturierten Metallfolie, eine strukturierte Metallfolie (34), insbesondere Streckgitter für einen Akkumulator oder dergleichen, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer strukturierten Metallfolie, wobei aus einer Metallfolie mit einer Stanze mit einem Stanzwerkzeug, welches als ein gerades Messer mit einer Schneide mit einer Vielzahl von Zähnen ausgebildet ist, eine Vielzahl von strukturiert angeordneten Öffnungen (35) in der Metallfolie ausgebildet werden, wobei die Öffnungen in Zeilen und Reihen, die relativ zueinander um eine halbe Öffnung versetzt sind, durch einen schrittweisen Vorschub der Metallfolie und einen abwechselnden Versatz des Stanzwerkzeugs quer zu einer Vorschubrichtung ausgebildet werden, wobei an den Öffnungen jeweils Fortsätze (36) ausgebildet werden, wobei mittels eines ersten Zahns der Schneide die Öffnungen und mittels eines zweiten Zahns der Schneide die Fortsätze ausgebildet werden.The invention relates to a punching tool for a punch for producing a structured metal foil, a structured metal foil (34), in particular expanded metal for a battery or the like, and a method for producing a structured metal foil, using a metal foil with a punch with a punching tool which is designed as a straight knife with a cutting edge with a plurality of teeth, a plurality of structured arranged openings (35) are formed in the metal foil, the openings in rows and rows that are offset relative to one another by half an opening, through a step-by-step feed of the metal foil and an alternating offset of the punching tool transversely to a feed direction, with extensions (36) being formed at the openings, the openings being formed by means of a first tooth of the cutting edge and the extensions being formed by means of a second tooth of the cutting edge the.

Description

Die Erfindung betrifft ein Stanzwerkzeug für eine Stanze zur Herstellung einer strukturierten Metallfolie, eine strukturierte Metallfolie und ein Verfahren zur Herstellung einer strukturierten Metallfolie, insbesondere Streckgitter für einen Akkumulator oder dergleichen, wobei die strukturierte Metallfolie aus einer Metallfolie mit einer Stanze ausgebildet wird, wobei mit einem Stanzwerkzeug, welches als ein gerades Messer mit einer Schneide mit einer Vielzahl von Zähnen ausgebildet ist, eine Vielzahl von strukturiert angeordneten Öffnungen in der Metallfolie ausgebildet werden, wobei die Öffnungen in Zeilen und Reihen, die relativ zueinander um eine halbe Öffnung versetzt sind, durch einen schrittweisen Vorschub der Metallfolie und einen abwechselnden Versatz des Stanzwerkzeugs quer zu einer Vorschubrichtung ausgebildet werden.The invention relates to a punching tool for a punch for producing a structured metal foil, a structured metal foil and a method for producing a structured metal foil, in particular expanded metal for a battery or the like, the structured metal foil being formed from a metal foil with a punch, with a Punching tool, which is designed as a straight knife with a cutting edge with a plurality of teeth, a plurality of structured openings are formed in the metal foil, the openings in rows and rows that are offset relative to one another by half an opening, through a stepwise advance of the metal foil and an alternating offset of the punching tool transversely to a direction of advance.

Derartige strukturierte Metallfolien bzw. sehr dünne Bahnen Streckgitter oder Streckmetall, Verfahren zu deren Herstellung sowie die dazu verwendeten Stanzwerkzeuge sind hinreichend bekannt. Die Herstellung von Streckgittern erfolgt mittels einer Stanze mit einem Stanzwerkzeug und einem gegenüberliegend dem Stanzwerkzeug angeordneten Amboss, wobei dem Stanzwerkzeug eine glatte und ebene Metallfolie bzw. ein derartiges Metallblech mit einem schrittweisen Vorschub zugeführt wird. Das Stanzwerkzeug ist als ein gerades Messer mit einer Schneide ausgebildet, wobei an der Schneide eine Vielzahl von Zähnen in einem stets gleichen Abstand bzw. einer Zahnteilung ausgebildet sind. Die Zähne weisen eine im Wesentlichen gerade Schneidkante auf, das heißt, sie sind ohne eine Spitze ausgebildet. Die Metallfolie wird von den Zähnen des Schneidwerkzeugs am Amboss gestanzt und dann abschnittsweise geschnitten, sodass beispielsweise eine rautenförmige Öffnung in der Metallfolie ausgebildet wird. Nach einem Vorschubschritt wird erneut ein Stanzschnitt ausgeführt, wobei dann das Stanzwerkzeug um eine halbe Öffnungsbreite bzw. eine halbe Zahnteilung versetzt wird. Hieraus ergibt sich eine Abfolge von Öffnungen in der Metallfolie in Zeilen und Reihen, die relativ zueinander um eine halbe Öffnung versetzt sind. Materialabfälle fallen während des Stanzvorgangs selbst nicht an. Derart hergestellte Streckgitter bzw. strukturierte Metallfolien werden vielfältig verwendet, beispielsweise als eine Elektrode eines Akkumulators. Die Elektrode kann weiter mit einer Beschichtung aus einem Aktivmaterial, einem Leitmaterial und einem Binder versehen sein.Such structured metal foils or very thin webs of expanded metal or expanded metal, processes for their production and the punching tools used for this purpose are well known. Expanded metal is produced by means of a punch with a punching tool and an anvil arranged opposite the punching tool, a smooth and even metal foil or such a metal sheet being fed to the punching tool at a step-by-step feed. The punching tool is designed as a straight knife with a cutting edge, with a multiplicity of teeth being configured on the cutting edge at a constant distance or a tooth pitch. The teeth have a substantially straight cutting edge, that is, they are designed without a point. The metal foil is punched by the teeth of the cutting tool on the anvil and then cut in sections so that, for example, a diamond-shaped opening is formed in the metal foil. After a feed step, another punching cut is carried out, the punching tool then being offset by half an opening width or half a tooth pitch. This results in a sequence of openings in the metal foil in rows and rows which are offset by half an opening relative to one another. There is no material waste during the punching process itself. Expanded metal or structured metal foils produced in this way are used in many ways, for example as an electrode of a storage battery. The electrode can further be provided with a coating composed of an active material, a conductive material and a binder.

Unter einem Akkumulator werden hier zumindest ein einzelnes wieder aufladbares Speicherelement oder eine Sekundärzelle sowie eine Anordnung von mehreren zusammengeschalteten Sekundärzellen zu einer sogenannten Batterie verstanden. Die Elektrode eines Akkumulators bzw. Anode oder Kathode besteht regelmäßig aus einer dünnen Metallfolie, die von einem Elektrodenmaterial des Akkumulators umgeben ist. Das Elektrodenmaterial kann beispielsweise Graphit für eine Anode oder NMC (Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-Oxide) für eine Kathode sein. Um eine hohe Leistungsdichte im Verhältnis zur Masse bzw. einer volumenbezogenen Energiedichte des Akkumulators vorteilhaft zu erhöhen, kann die Elektrode aus einem Streckgitter bzw. einer entsprechend ausgebildeten strukturierten Metallfolie bestehen. Derartige strukturierte Metallfolien müssen reißfest und gleichzeitig ausreichend dehnbar sein, um auch bei Temperaturschwankungen innerhalb eines Akkumulators nicht beschädigt zu werden. Darüber hinaus ist es wünschenswert, dass die Oberfläche der strukturierten Metallfolie so beschaffen ist, dass eine Delamination der strukturierten Metallfolie in Folge von beispielsweise Temperaturschwankungen verhindert wird und eine gute Bindung der strukturierten Metallfolie mit dem Elektrodenmaterial besteht. Je nach Bauart des Akkumulators ist die Metallfolie bei einem Akkumulator in Flachbauweise in einer Ebene oder bei einem Akkumulator in zylindrischer Bauweise spiralförmig gewickelt im Elektrodenmaterial angeordnet. Hieraus ergeben sich unterschiedliche Anforderungen an die strukturierte Metallfolie in Folge einer Wärmedehnung bei beispielsweise durch einen Lade- oder Entladevorgang induzierter Wärme im Akkumulator. Wenn die strukturierte Metallfolie als ein Streckgitter ausgebildet ist, kann diese besonders gut im Elektrodenmaterial eingebettet werden und aufgrund der Öffnungen in der strukturierten Metallfolie kann ein Masseanteil an Elektrodenmaterial erhöht werden. Nachteilig ist jedoch weiterhin, dass sich nach einer Anzahl Lade- und Entladezyklen eine Verbindung der strukturierten Metallfolie mit dem Elektrodenmaterial verschlechtert. Die Verbindung der strukturierten Metallfolie mit dem Elektrodenmaterial kann sich in Folge von durch Temperaturschwankungen bedingter Dehnung auflösen. So ergibt sich mit ansteigender Zyklenzahl oder bedingt durch externe mechanische und thermische Belastungen eine nachlassende Kapazität des Akkumulators.An accumulator is understood here to mean at least a single rechargeable storage element or a secondary cell and an arrangement of several interconnected secondary cells to form a so-called battery. The electrode of an accumulator or anode or cathode usually consists of a thin metal foil which is surrounded by an electrode material of the accumulator. The electrode material can for example be graphite for an anode or NMC (lithium-nickel-manganese-cobalt-oxide) for a cathode. In order to advantageously increase a high power density in relation to the mass or a volume-related energy density of the accumulator, the electrode can consist of an expanded metal mesh or a correspondingly structured metal foil. Structured metal foils of this type must be tear-resistant and at the same time sufficiently expandable in order not to be damaged even in the event of temperature fluctuations within an accumulator. In addition, it is desirable that the surface of the structured metal foil is designed in such a way that delamination of the structured metal foil as a result of, for example, temperature fluctuations is prevented and there is a good bond between the structured metal foil and the electrode material. Depending on the type of accumulator, the metal foil is arranged in a plane in the case of an accumulator with a flat design or in the case of an accumulator with a cylindrical design, wound spirally in the electrode material. This results in different requirements for the structured metal foil as a result of thermal expansion in the case of heat induced in the accumulator, for example by a charging or discharging process. If the structured metal foil is in the form of expanded metal, it can be embedded particularly well in the electrode material and, due to the openings in the structured metal foil, a mass fraction of electrode material can be increased. A further disadvantage, however, is that after a number of charging and discharging cycles, a connection between the structured metal foil and the electrode material deteriorates. The connection between the structured metal foil and the electrode material can dissolve as a result of expansion caused by temperature fluctuations. With an increasing number of cycles or due to external mechanical and thermal loads, the capacity of the accumulator decreases.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Stanzwerkzeug zur Herstellung einer strukturierten Metallfolie, eine strukturierte Metallfolie und ein Verfahren zur Herstellung einer strukturierten Metallfolie vorzuschlagen, mit dem bzw. der eine verbesserte Leistung eines Akkumulators erzielbar ist.It is therefore the object of the invention to propose a punching tool for producing a structured metal foil, a structured metal foil and a method for producing a structured metal foil with which an improved performance of a rechargeable battery can be achieved.

Diese Aufgabe wird durch ein Stanzwerkzeug zur Herstellung einer strukturierten Metallfolie mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine strukturierte Metallfolie mit den Merkmalen des Anspruchs 6, einen Akkumulator mit den Merkmalen des Anspruchs 18 und ein Verfahren zur Herstellung einer strukturierten Metallfolie mit den Merkmalen des Anspruchs 19 gelöst.This object is achieved by a punching tool for producing a structured metal foil with the features of claim 1, a structured metal foil with the features of claim 6, an accumulator with the features of claim 18 and a method for producing a structured metal foil with the features of claim 19 solved.

Das erfindungsgemäße Stanzwerkzeug für eine Stanze zur Herstellung einer strukturierten Metallfolie, insbesondere Streckgitter für einen Akkumulator oder dergleichen, ist als ein gerades Messer mit einer Schneide ausgebildet, welches an der Stanze gegenüberliegend einem Amboss der Stanze anordbar und zur Ausbildung von partiellen Schnitten in einem über dem Amboss mittels der Stanze vorschiebbaren Metallblech ausgebildet ist, wobei die Schneide eine Vielzahl von Zähnen zur Ausbildung von Maschen in dem Metallblech ausweist, wobei die Zähne entlang der Schneide mit einer regelmäßigen Zahnteilung Z ausgebildet sind, wobei ein erster Zahn trapezförmig mit zwei Schenkeln und einer geraden Schneidkante ausgebildet ist, wobei ein zweiter Zahn mit einer Zahnspitze ausgebildet ist, wobei die ersten Zähne und zweiten Zähne in einer regelmäßigen Abfolge entlang der Schneide ausgebildet sind.The punching tool according to the invention for a punch for producing a structured metal foil, in particular expanded metal for an accumulator or the like, is designed as a straight knife with a cutting edge, which can be arranged on the punch opposite an anvil of the punch and for making partial cuts in one above the Anvil is formed by means of the punch advance metal sheet, the cutting edge having a plurality of teeth for forming meshes in the metal sheet, the teeth along the cutting edge are formed with a regular tooth pitch Z, a first tooth trapezoidal with two legs and one straight Cutting edge is formed, wherein a second tooth is formed with a tooth tip, wherein the first teeth and second teeth are formed in a regular sequence along the cutting edge.

Die Zähne der Schneide sind demnach in einem regelmäßigen Abstand von Zahnmitte zu Zahnmitte ausgebildet. Der erste Zahn ist dabei trapezförmig, das heißt, mit zwei Schenkeln, die in ihrer Verlängerung aufeinander zulaufen, und einer geraden Schneidkante, die die Schenkel verbindet, und die entlang der Schneide verläuft, ausgebildet. Mit der geraden Schneidkante kann dann durch Stanzen einer Metallfolie an einem Amboss eine Öffnung in der Metallfolie ausgebildet werden. Die Schneidkante kann nicht nur gerade sondern auch gerundet bzw. bogenförmig ausgebildet sein. Der zweite Zahn ist ebenfalls mit zwei Schenkeln ausgebildet, die zusammen die Zahnspitze bilden. Eine die Schenkel verbindende Schneidkante ist hier nicht vorgesehen. Mit dem zweiten Zahn ist es möglich, an den Öffnungen, die von dem ersten Zahn ausgebildet wurden, bei einem Hub des Stanzwerkzeugs Fortsätze auszubilden, in dem der zweite Zahn die Metallfolie am Rand einer Öffnung mit der Zahnspitze durchstößt und abschnittsweise schneidet, so dass Fortsätze an den Öffnungen ausgebildet werden. Die ersten und zweiten Zähne sind in einer regelmäßigen Abfolge entlang der Schneide ausgebildet, beispielsweise derart, dass bei einem seitlichen Versatz des Stanzwerkzeugs zwischen Hüben des Stanzwerkzeugs Öffnungen und Fortsätze an bereits ausgebildeten Öffnungen ausgebildet werden.The teeth of the cutting edge are accordingly formed at a regular distance from tooth center to tooth center. The first tooth is trapezoidal, that is, with two legs that converge in their extension and a straight cutting edge that connects the legs and that runs along the cutting edge. An opening can then be formed in the metal foil with the straight cutting edge by punching a metal foil on an anvil. The cutting edge can not only be straight but also rounded or curved. The second tooth is also designed with two legs which together form the tooth tip. A cutting edge connecting the legs is not provided here. With the second tooth, it is possible to form extensions on the openings that were formed by the first tooth during a stroke of the punching tool, in which the second tooth pierces the metal foil at the edge of an opening with the tooth tip and cuts it in sections, so that extensions are formed at the openings. The first and second teeth are formed in a regular sequence along the cutting edge, for example in such a way that if the punching tool is laterally offset between strokes of the punching tool, openings and extensions are formed at openings that have already been formed.

Wie sich herausgestellt hat, ist die aus der Metallfolie mit dem Stanzwerkzeug ausgebildete strukturierte Metallfolie besonders vorteilhaft als eine Elektrode eines Akkumulators nutzbar. Insbesondere die Fortsätze an den Öffnungen, die durch den Eingriff der zweiten Zähne ausgebildet werden, bewirken eine besonders innige Verbindung von strukturierter Metallfolie und Elektrodenmaterial sowie eine weitere Vergrößerung einer Oberfläche der strukturierten Metallfolie. So wird es dann möglich mit der strukturierten Metallfolie Akkumulatoren mit vergleichsweise verlängerter Lebensdauer herzustellen, da eine Verbindung von strukturierter Metallfolie und Elektrodenmaterial aufgrund der Fortsätze besonders innig und widerstandsfähig gegenüber mechanischen und thermischen Belastungen ist.As has been found, the structured metal foil formed from the metal foil with the punching tool can be used particularly advantageously as an electrode of a storage battery. In particular, the extensions on the openings, which are formed by the engagement of the second teeth, bring about a particularly intimate connection between the structured metal foil and the electrode material and a further enlargement of a surface of the structured metal foil. It then becomes possible to use the structured metal foil to produce accumulators with a comparatively longer service life, since a connection of structured metal foil and electrode material is particularly intimate and resistant to mechanical and thermal loads due to the projections.

Vorteilhaft können der erste Zahn und der zweite Zahn im aufeinanderfolgenden Wechsel entlang der Schneide ausgebildet sein. Ein einzelner erster Zahn kann dann zwischen zwei einzelnen zweiten Zähnen oder umgekehrt an der Schneide angeordnet sein. Prinzipiell ist es auch möglich eine Mehrzahl erster Zähne neben zweiten Zähnen mit dergleichen Anzahl anzuordnen und das Schneidwerkzeug dann zwischen Hüben entsprechend weit seitlich, das heißt quer zu einer Vorschubrichtung, zu versetzen. Dadurch ergeben sich dann jedoch längere Wege bei der Bewegung des Stanzwerkzeugs, was eine Herstellung einer strukturierten Metallfolie verlangsamt.The first tooth and the second tooth can advantageously be formed in a successive alternation along the cutting edge. A single first tooth can then be arranged between two single second teeth or vice versa on the cutting edge. In principle, it is also possible to arrange a plurality of first teeth next to second teeth with the same number and then to move the cutting tool correspondingly far to the side between strokes, that is, transversely to a feed direction. However, this then results in longer paths in the movement of the punching tool, which slows down the production of a structured metal foil.

Relativ zu einer Zahngrundlinie der Schneide kann eine erste Zahnhöhe A des ersten Zahns kleiner sein als eine zweite Zahnhöhe B des zweiten Zahns. Bezogen auf die Zahngrundlinie kann dann die Zahnspitze höher sein als die Schneidkante. So kann sichergestellt werden, dass beim Stanzen von Öffnungen in der Metallfolie mit dem Stanzwerkzeug stets auch eine Durchtrennung des Materials der Metallfolie mit der Zahnspitze an den Öffnungen zur Ausbildung der Fortsätze erfolgt.Relative to a tooth base line of the cutting edge, a first tooth height A of the first tooth can be smaller than a second tooth height B of the second tooth. In relation to the tooth base line, the tooth tip can then be higher than the cutting edge. It can thus be ensured that when openings are punched in the metal foil with the punching tool, the material of the metal foil is always severed with the tooth tip at the openings to form the extensions.

Ein erster Keilwinkel α des ersten Zahns kann größer sein als ein zweiter Keilwinkel β des zweiten Zahns. Der zweite Zahn kann dann mit seinen Keilwinkel spitzer ausgebildet werden wie der erste Zahn. Insofern kann der zweite Zahn vorteilhaft zum Durchstoßen vom Material der Metallfolie und der erste Zahn zum Schneiden und Stanzen des Material der Metallfolie bzw. zum Formen von Öffnungen verwendet werden.A first wedge angle α of the first tooth can be greater than a second wedge angle β of the second tooth. The wedge angle of the second tooth can then be designed to be more acute than the first tooth. In this respect, the second tooth can advantageously be used for piercing the material of the metal foil and the first tooth for cutting and punching the material of the metal foil or for forming openings.

Auch können die Zähne jeweils symmetrisch ausgebildet sein. Es ist dann ebenfalls möglich symmetrische Öffnungen mit an den Öffnungen symmetrisch angeordneten Fortsätzen mit dem Stanzwerkzeug auszubilden. Eine Symmetrieachse der Zähne kann dann stets quer bzw. orthogonal zur Schneide, und damit auch quer zu einem Amboss einer Stanze verlaufen.The teeth can also be designed symmetrically. It is then also possible to use the punching tool to form symmetrical openings with extensions arranged symmetrically at the openings. An axis of symmetry of the teeth can then always run transversely or orthogonally to the cutting edge, and thus also transversely to an anvil of a punch.

Die erfindungsgemäße strukturierte Metallfolie, insbesondere Streckgitter für einen Akkumulator oder dergleichen, ist mit einer Vielzahl von Maschen ausgebildet, wobei die Maschen von strukturiert angeordneten Öffnungen in der strukturierten Metallfolie ausgebildet sind, wobei die Öffnungen in Zeilen und Reihen, die relativ zueinander um eine halbe Öffnung versetzt sind, ausgebildet sind, wobei an den Öffnungen jeweils Fortsätze ausgebildet sind.The structured metal foil according to the invention, in particular expanded metal for an accumulator or the like, is formed with a multiplicity of meshes, the meshes being formed by structured openings in the structured metal foil, the openings in rows and rows that are half an opening relative to one another are offset, are formed, with extensions being formed on each of the openings.

Die erfindungsgemäße strukturierte Metallfolie ist vorzugsweise mit dem erfindungsgemäßen Stanzwerkzeug aus einer Metallfolie hergestellt, wobei dann in einer Oberfläche der strukturierten Metallfolie die Öffnungen mittels des Stanzwerkzeuges ausgebildet wurden. Insbesondere durch die Ausbildung der Fortsätze an den Öffnungen wird es möglich, die strukturierte Metallfolie vorteilhaft als eine Elektrode eines Akkumulators zu verwenden. Durch die Fortsätze kann eine Oberfläche der Elektrode bzw. strukturierten Metallfolie vergrößert und eine verbesserte Verankerung bzw. Einbettung der strukturierten Metallfolie in einem Elektrodenmaterial des Akkumulators erzielt werden. Eine frühzeitige Delamination bzw. Trennung von Oberflächen der strukturierten Metallfolie und des Elektrodenmaterials kann weitestgehend verhindert und somit eine Lebensdauer des Akkumulators verlängert werden.The structured metal foil according to the invention is preferably produced from a metal foil with the punching tool according to the invention, the openings then being formed in a surface of the structured metal foil by means of the punching tool. In particular, the formation of the extensions on the openings makes it possible to use the structured metal foil advantageously as an electrode of a storage battery. The projections can enlarge a surface of the electrode or structured metal foil and achieve improved anchoring or embedding of the structured metal foil in an electrode material of the accumulator. An early delamination or separation of surfaces of the structured metal foil and the electrode material can largely be prevented and thus the service life of the accumulator can be extended.

Je Öffnung können zwei Fortsätze ausgebildet sein und die Fortsätze können mit freien Enden ausgebildet sein. Die Fortsätze können demnach in Art eines Stegs ausgebildet sein, der sich an der Öffnung erstreckt und das freie Ende aufweist. An jeder Öffnung können vorzugsweise zwei Fortsätze ausgebildet sein, wobei es jedoch auch denkbar ist, je nach Ausgestaltung eines Stanzwerkzeugs, nur einen Fortsatz oder auch mehr als zwei Fortsätze je Öffnung auszubilden.Two extensions can be formed per opening and the extensions can be formed with free ends. The extensions can accordingly be designed in the manner of a web which extends at the opening and has the free end. Two extensions can preferably be formed on each opening, although it is also conceivable, depending on the design of a punching tool, to form only one extension or even more than two extensions per opening.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Fortsätze aus der Öffnung herausragen. Die Fortsätze können sich dann zwar auch ein Stück weit innerhalb der Öffnung erstrecken, jedoch ist dann vorgesehen, dass die Fortsätze aus der Öffnung heraustreten. Eine Öffnungsebene, die die Öffnung überspannt, wird dann von den Fortsätzen überragt bzw. durchdrungen. So ist es möglich die Öffnung mit einer dreidimensionalen Gestalt auszubilden, durch die eine besonders innige Verbindung der strukturierten Metallfolie mit einem Elektrodenmaterial ausgebildet werden kann. Wenn an jeder Öffnung zwei Fortsätze ausgebildet sind, können sich diese Fortsätze, bezogen auf die Öffnungsebene, in die gleiche Richtung erstrecken. Prinzipiell ist es aber auch möglich, dass die Fortsätze in entgegengesetzte Richtungen verlaufen.It is particularly advantageous if the extensions protrude from the opening. The extensions can then also extend to a certain extent within the opening, but it is then provided that the extensions emerge from the opening. An opening plane that spans the opening is then surmounted or penetrated by the extensions. It is thus possible to design the opening with a three-dimensional shape, through which a particularly intimate connection between the structured metal foil and an electrode material can be formed. If two extensions are formed on each opening, these extensions can extend in the same direction with respect to the plane of the opening. In principle, however, it is also possible for the extensions to run in opposite directions.

Die Fortsätze können in Art eines Hakens, einer Wendel oder einer Öse ausgebildet sein. Bei der Ausbildung der Fortsätze mit einem Zahn eines Stanzwerkzeugs können die Fortsätze ein Stück weit gekrümmt werden, sodass diese die Gestalt eines Hakens annehmen. Werden längere Fortsätze ausgebildet, kann ein wendelförmiger Fortsatz oder auch eine Öse entstehen, wenn ein freies Ende eines Fortsatzes an einem die Öffnung umgebendem Materialabschnitt zur Anlage gelangt. Auch durch die Ausbildung einer bestimmten Gestalt der Fortsätze kann eine Verbindung von strukturierter Metallfolie und Elektrodenmaterial vorteilhaft beeinflusst werden.The extensions can be designed in the manner of a hook, a helix or an eyelet. When forming the extensions with a tooth of a punching tool, the extensions can be curved to some extent so that they assume the shape of a hook. If longer extensions are formed, a helical extension or an eyelet can be created when a free end of an extension comes to rest on a section of material surrounding the opening. A connection of structured metal foil and electrode material can also be advantageously influenced by the formation of a specific shape of the extensions.

Die Öffnungen können rund, oval, dreieckig, quadratisch, rechtseckig, rautenförmig oder polygonförmig ausgebildet sein. Eine Form bzw. eine Kontur der Öffnungen kann prinzipiell beliebig und abhängig von einer Zahnform eines Stanzwerkzeugs sein. Wesentlich ist, dass jede Öffnung eine Masche ausbildet.The openings can be round, oval, triangular, square, rectangular, diamond-shaped or polygonal. A shape or a contour of the openings can in principle be arbitrary and dependent on a tooth shape of a punching tool. It is essential that each opening forms a mesh.

Eine Masche kann aus über vier Knoten verbundenen Stegen benachbarter Maschen ausgebildet sein, wobei vier Stege benachbarter Maschen über einen Knoten verbunden sein können. Die aus dem Material der Metallfolie gebildeten Stege umgeben demnach geschlossen eine Öffnung und treffen an vier Knoten mit Stegen benachbarter Maschen zusammen bzw. sind dort mit diesen verbunden. Ein Knoten kann dabei auch in Art einer Brücke ausgebildet sein, sodass Stege ein Stück weit parallel verlaufen und in diesem Abschnitt miteinander verbunden sind.A mesh can be formed from webs of adjacent meshes connected via four knots, wherein four webs of adjacent meshes can be connected via a knot. The webs formed from the material of the metal foil accordingly surround an opening in a closed manner and meet at four nodes with webs of adjacent meshes or are connected to them there. A node can also be designed in the manner of a bridge, so that webs run parallel to a certain extent and are connected to one another in this section.

Weiter können die Stege relativ zueinander paarweise versetzt und zu einer von der strukturierten Metallfolie ausgebildeten Folienebene geneigt verlaufen. Der Versatz der Stege ergibt sich dann dadurch, dass die Öffnungen um eine halbe Öffnungsweite relativ zueinander in Zeilen und Reihen versetzt sind. Da beim Stanzen der Öffnungen die Metallfolie stets ein Stück weit vorgeschoben wird, ergibt sich eine treppenförmige Ausbildung der paarweisen versetzten Stege. In einer Folienebene, die hier durch die Erstreckung der Folie in zwei Raumdimensionen definiert ist, sind die Stege dann relativ zu der Folienebene geneigt ausgebildet. Die geschränkten Stege bilden dann auch eine dreidimensionale Gestalt der strukturierten Metallfolie aus, die zusammen mit den Fortsätzen noch besser innerhalb von Elektrodenmaterial verankerbar ist.Furthermore, the webs can be offset in pairs relative to one another and run inclined to a film plane formed by the structured metal film. The offset of the webs then results from the fact that the openings are offset by half an opening width relative to one another in rows and rows. Since the metal foil is always pushed forward a little when punching the openings, the result is a stepped design of the webs that are offset in pairs. In a film plane, which is defined here by the extension of the film in two spatial dimensions, the webs are then formed inclined relative to the film plane. The set webs then also form a three-dimensional shape of the structured metal foil, which, together with the extensions, can be anchored even better within the electrode material.

Vorteilhaft können die Fortsätze an einem Knoten einer Masche ausgebildet sein. Da an einem Knoten durch die dort zusammentreffenden Stege vergleichsweise viel Material der Metallfolie vorhanden ist, kann hier dieses Material durch Schneiden mit einem Zahn eines Stanzwerkzeugs leicht zu Fortsätzen umgeformt werden. Auch kann an jedem Knoten zumindest ein Fortsatz ausgebildet sein.The extensions can advantageously be formed at a knot of a mesh. Since there is a comparatively large amount of metal foil material at a node due to the webs that meet there, this material can easily be formed into extensions here by cutting with a tooth of a punching tool. At least one extension can also be formed at each node.

Die strukturierte Metallfolie kann eine Kupferfolie oder eine Aluminiumfolie sein. Diese Materialien sind besonders gut für Elektroden von Akkumulatoren geeignet und mittels eines Stanzwerkzeugs gut verformbar. Neben Reinstoffen können auch Legierungen dieser Materialien verwendet werden. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, eine Oberfläche der strukturierten Metallfolie elektrochemisch zu behandeln oder zu beschichten.The structured metal foil can be a copper foil or an aluminum foil. These materials are particularly suitable for electrodes of accumulators and can be easily deformed by means of a punching tool. In addition to pure substances, alloys of these materials can also be used. In addition, it can be provided that a surface of the structured metal foil is treated or coated electrochemically.

Die strukturierte Metallfolie kann mit einer Dicke D von 10 µm bis 400 µm, bevorzugt 20 µm bis 250 µm, besonders bevorzugt 30 µm bis 100 µm ausgebildet sein. Die Dicke D kann auch einer Dicke der Metallfolie vor einem Strecken entsprechen. Weiter kann auf ein Walzen der strukturierten Metallfolie nach einer Ausbildung der Öffnungen und Fortsätze vollständig verzichtet werden. Durch die besonders dünne Ausbildung der strukturierten Metallfolie wird es möglich besonders kompakte Akkumulatoren mit hoher Energiedichte herzustellen. Gleichfalls kann die Dicke der strukturierten Metallfolie größer sein als die Dicke einer Metallfolie, welche zur Herstellung der strukturierten Metallfolie verwendet wurde, insbesondere wenn die Öffnungen relativ zueinander geschränkt verlaufen und die Fortsätze aus den Öffnungen herausragen.The structured metal foil can have a thickness D of 10 μm to 400 μm, preferably 20 μm to 250 μm, particularly preferably 30 μm to 100 μm. The thickness D can also correspond to a thickness of the metal foil before stretching. It is also possible to completely dispense with rolling the structured metal foil after the openings and extensions have been formed. The particularly thin design of the structured metal foil makes it possible to manufacture particularly compact batteries with a high energy density. Likewise, the thickness of the structured metal foil can be greater than the thickness of a metal foil which was used to produce the structured metal foil, in particular if the openings run offset relative to one another and the extensions protrude from the openings.

Die Öffnungen können jeweils mit einer langen Öffnungsweite von < 2 mm, bevorzugt < 0,5 mm, besonders bevorzugt < 0,1 mm ausgebildet sein. Unter einer langen Öffnungsweite wird hier die größtmögliche Öffnungsweite einer Öffnung verstanden.The openings can each have a long opening width of <2 mm, preferably <0.5 mm, particularly preferably <0.1 mm. A long opening width is understood here to mean the largest possible opening width of an opening.

Eine von den Öffnungen ausgebildete Öffnungsfläche einer Oberfläche der strukturierten Metallfolie kann zumindest 50 %, bevorzugt zumindest 60 %, besonders bevorzugt zumindest 70 % der Oberfläche betragen. Dadurch kann die strukturierte Metallfolie mit einem geringen Gewicht und einer großen Erstreckung bzw. Fläche im Verhältnis zur eingesetzten Metallfolie ausgebildet werden.An opening area formed by the openings of a surface of the structured metal foil can be at least 50%, preferably at least 60%, particularly preferably at least 70% of the surface. As a result, the structured metal foil can be designed with a low weight and a large extension or area in relation to the metal foil used.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen einer strukturierten Metallfolie ergeben sich aus der Verwendung des erfindungsgemäßen Stanzwerkzeugs zur Herstellung der strukturierten Metallfolie sowie den auf den Vorrichtungsanspruch 1 rückbezogenen Unteransprüchen.Further advantageous embodiments of a structured metal foil result from the use of the punching tool according to the invention for producing the structured metal foil and from the device claim 1 related subclaims.

Der erfindungsgemäße Akkumulator weist eine erfindungsgemäße strukturierte Metallfolie auf, die zumindest teilweise eine Elektrode des Akkumulators ausbildet. Die Elektrode kann mit einem Elektrodenmaterial, insbesondere mit einer Beschichtung, die aus einem Aktivmaterial, einem Leitmaterial und einem Binder besteht, versehen sein. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen eines Akkumulators ergeben sich aus den auf den Vorrichtungsanspruch 6 rückbezogenen Unteransprüchen.The accumulator according to the invention has a structured metal foil according to the invention, which at least partially forms an electrode of the accumulator. The electrode can be provided with an electrode material, in particular with a coating consisting of an active material, a conductive material and a binder. Further advantageous embodiments of an accumulator result from the device claim 6th related subclaims.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer strukturierten Metallfolie, insbesondere Streckgitter für einen Akkumulator oder dergleichen, aus einer Metallfolie mit einer Stanze, wird mit einem Stanzwerkzeug, welches als ein gerades Messer mit einer Schneide mit einer Vielzahl von Zähnen ausgebildet ist, eine Vielzahl von strukturiert angeordneten Öffnungen in der Metallfolie ausgebildet, wobei die Öffnungen in Zeilen und Reihen, die relativ zueinander um eine halbe Öffnung versetzt sind, durch einen schrittweisen Vorschubs der Metallfolie und einen abwechselnden Versatz des Stanzwerkzeugs quer zu einer Vorschubrichtung ausgebildet werden, wobei an den Öffnungen jeweils Fortsätze ausgebildet werden, wobei mittels eines ersten Zahns der Schneide die Öffnungen und mittels eines zweiten Zahns der Schneide die Fortsätze ausgebildet werden. Zu den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf die Vorteilsbeschreibung des erfindungsgemäßen Stanzwerkzeugs und der erfindungsgemäßen strukturierten Metallfolie verwiesen. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den auf die Vorrichtungsansprüche 1 und 6 rückbezogenen Unteransprüchen.In the method according to the invention for producing a structured metal foil, in particular expanded metal for an accumulator or the like, from a metal foil with a punch, a plurality of is structured with a punching tool, which is designed as a straight knife with a cutting edge with a plurality of teeth arranged openings are formed in the metal foil, the openings being formed in rows and rows, which are offset relative to one another by half an opening, by a step-by-step advance of the metal foil and an alternating displacement of the punching tool transversely to a feed direction, with extensions on the openings are formed, the openings being formed by means of a first tooth of the cutting edge and the extensions being formed by means of a second tooth of the cutting edge. With regard to the advantages of the method according to the invention, reference is made to the description of the advantages of the punching tool according to the invention and the structured metal foil according to the invention. Further advantageous embodiments of the method emerge from the device claims 1 and 6th related subclaims.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.

Es zeigen:

1 Eine Draufsicht auf ein Streckgitter nach dem Stand der Technik;
2 eine Schnittansicht des Streckgitters nach dem Stand der Technik;
3 eine abschnittsweise Seitenansicht einer Schneide eines Stanzwerkzeugs nach dem Stand der Technik;
4 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer strukturierten Metallfolie;
5 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform einer strukturierten Metallfolie;
6 eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform einer strukturierten Metallfolie;
7 eine abschnittsweise Seitenansicht einer Schneide eines Stanzwerkzeugs;
8 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer strukturierten Metallfolie.

Show it:

1 A top view of an expanded metal mesh according to the prior art;
2 a sectional view of the expanded metal according to the prior art;
3 a sectional side view of a cutting edge of a punching tool according to the prior art;
4th a plan view of a first embodiment of a structured metal foil;
5 a plan view of a second embodiment of a structured metal foil;
6th a plan view of a third embodiment of a structured metal foil;
7th a sectional side view of a cutting edge of a punching tool;
8th a sectional view of a further embodiment of a structured metal foil.

Die 1 und die 2 zeigen eine strukturierte Metallfolie 10 bzw. ein Streckgitter, welches mit dem in der 3 dargestellten Stanzwerkzeug 11 hergestellt wurde. Die strukturierte Metallfolie 10 wurde mittels des Stanzwerkzeugs 11 an einer Stanze aus einer Metallfolie ausgebildet und weist Öffnungen 12 auf, die in Zeilen 13 und Reihen 14 relativ zueinander um eine halbe Öffnung 12 versetzt ausgebildet sind. Jede Öffnung 12 ist aus einer Masche 15 ausgebildet, die über vier mit Knoten 16 verbundenen Stege 17 benachbarter Maschen ausgebildet ist. Die 2 zeigt eine Schnittansicht der strukturierten Metallfolie 10 entlang einer hier nicht näher dargestellten Reihe der strukturierten Metallfolie 10. Die strukturierte Metallfolie 10 kann mit einer hier andeutungsweise dargestellten Beschichtung 63 bzw. mit einem Elektrodenmaterial eines Akkumulators umgeben werden.The 1 and the 2 show a structured metal foil 10 or an expanded metal mesh, which with the in the 3 shown punching tool 11 was produced. The structured metal foil 10 was made using the punching tool 11 formed on a punch made of a metal foil and has openings 12th on that in lines 13 and rows 14th relative to each other by half an opening 12th are formed offset. Every opening 12th is from a stitch 15th trained over four with knots 16 connected webs 17th adjacent meshes is formed. The 2 shows a sectional view of the structured metal foil 10 along a row, not shown here, of the structured metal foil 10 . The structured metal foil 10 can with a hint here coating shown 63 or surrounded by an electrode material of a battery.

Das Stanzwerkzeug 11 ist als ein Messer 18 mit einer Schneide 19, die hier nur abschnittsweise dargestellt ist, ausgebildet, wobei an der Schneide 19 eine Vielzahl von Zähnen 20 ausgebildet ist. Die Zähne 20 sind mit zwei Schenkeln 21 und einer Schneidkante 22, die gerade entlang der Schneide 19 verläuft, trapezförmig ausgebildet. Die Zähne 20 sind mit einer regelmäßigen Zahnteilung Z, das heißt in einem Abstand von Zahnmitte 23 zu Zahnmitte 23 ausgebildet. Insbesondere sind die Schenkel 21 relativ zueinander in einem Winkel α von 120° ausgebildet. Eine Zahnhöhe A relativ bezogen auf eine Zahngrundlinie 24 der Schneide 19, ist stets gleich groß.The punching tool 11 is as a knife 18th with a cutting edge 19th , which is shown here only in sections, formed on the cutting edge 19th a variety of teeth 20th is trained. The teeth 20th are with two legs 21st and a cutting edge 22nd that are straight along the cutting edge 19th runs, trapezoidal. The teeth 20th are with a regular tooth pitch Z, i.e. at a distance from the tooth center 23 to the center of the tooth 23 educated. In particular are the legs 21st formed relative to each other at an angle α of 120 °. A tooth height A relative to a tooth base line 24 the cutting edge 19th is always the same size.

Bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Herstellung der strukturierten Metallfolie 10 wird eine Metallfolie an einem hier nicht dargestellten Amboss einer Stanze schrittweise vorgeschoben und mittels des Stanzwerkzeugs 11 bzw. der Zähne 20 soweit geschnitten und verformt, dass die Öffnungen 12 entstehen. Nach jedem schrittweisen Vorschub der Metallfolie wird das Stanzwerkzeug 11 um eine halbe Öffnung 12 bzw. eine Öffnungsweite seitlich relativ zu dem Amboss versetzt, sodass die regelmäßige Ausbildung der Öffnungen 12 in Zeilen 12 und Reihen 14 entsteht. Die Stege 17 sind dabei in den Knoten 16 relativ zueinander bzw. in einer Vorschubrichtung 25 verschränkt ausgebildet.In the method known from the prior art for producing the structured metal foil 10 a metal foil is advanced step by step on an anvil of a punch, not shown here, and by means of the punching tool 11 or the teeth 20th cut and deformed to the extent that the openings 12th arise. After each step-by-step feed of the metal foil, the punching tool 11 by half an opening 12th or an opening width laterally offset relative to the anvil, so that the regular formation of the openings 12th in lines 12th and rows 14th arises. The bridges 17th are doing it in the knot 16 relative to each other or in a feed direction 25th trained entangled.

Die 4 zeigt eine strukturierte Metallfolie 26 in einer ersten Ausführungsform, wobei hier die strukturierte Metallfolie 26 ebenfalls mit einem nicht näher dargestellten Stanzwerkzeug hergestellt wurde und wobei Öffnungen 27 in Zeilen 28 und Reihen 29 um eine halbe Öffnung 27 versetzt ausgebildet sind. Im Unterschied zum Stand der Technik sind hier an den Öffnungen 27 jeweils Fortsätze 30 ausgebildet.The 4th shows a structured metal foil 26th in a first embodiment, the structured metal foil here 26th was also made with a punching tool not shown and with openings 27 in lines 28 and rows 29 by half an opening 27 are formed offset. In contrast to the prior art, there are openings here 27 in each case extensions 30th educated.

Die 5 zeigt eine strukturierte Metallfolie 31 mit Öffnungen 32 sowie Fortsätzen 33, die hier hakenförmig ausgebildet sind.The 5 shows a structured metal foil 31 with openings 32 as well as appendages 33 , which are hook-shaped here.

Die vergrößerte Darstellung einer strukturierten Metallfolie 34 in 6 zeigt eine Öffnung 35 in der strukturierten Metallfolie 34 mit Fortsätzen 36. Die Öffnung 35 wird von über vier Knoten 37 miteinander verbundenen Stegen 38 ausgebildet. Die Stege 38 und die Knoten 37 bilden so eine Masche 39 der strukturierten Metallfolie 34 aus. Die Fortsätze 36 sind an jedem der Knoten 37 angeordnet, sodass sich in jede Öffnung 35 zwei Fortsätze 36 erstrecken. Die Fortsätze 36 weisen jeweils freie Enden 40 auf, die aus der Öffnung 35 herausragen.The enlarged representation of a structured metal foil 34 in 6th shows an opening 35 in the structured metal foil 34 with appendages 36 . The opening 35 is of over four knots 37 interconnected webs 38 educated. The bridges 38 and the knots 37 form such a mesh 39 the structured metal foil 34 out. The appendages 36 are at each of the nodes 37 arranged so that it fits into each opening 35 two appendages 36 extend. The appendages 36 each have free ends 40 on that from the opening 35 stick out.

Die 7 zeigt ein Stanzwerkzeug 41 zur Herstellung einer strukturierten Metallfolie mit Fortsätzen, wobei das Stanzwerkzeug 41 als ein gerades Messer 42 mit einer Schneide 43 ausgebildet ist. Die Schneide 43 weist eine Vielzahl erster Zähne 44 und zweiter Zähne 45 auf, die im aufeinanderfolgenden Wechsel entlang der Schneide 43 ausgebildet sind. Der erste Zahn 44 ist trapezförmig mit zwei Schenkeln 46 und einer geraden Schneidkante 47 ausgebildet, die die Schenkel 46 verbindet. Der zweite Zahn 45 ist alleine mit zwei Schenkeln 48 ausgebildet, die ihrerseits eine Zahnspitze 49 des zweiten Zahns 45 ausbilden. Relativ zu einer Zahngrundlinie 50 der Schneide 43 ist eine erste Zahnhöhe A des ersten Zahns 44 kleiner als eine zweite Zahnhöhe B des zweiten Zahns 45. Das heißt, der zweite Zahn 45 überragt mit der Zahnspitze 49 die Schneidkante 47 des ersten Zahns 44. Weiter ist ein erster Keilwinkel α des ersten Zahns 44 größer als ein zweiter Keilwinkel β des zweiten Zahns 45 ausgebildet. Beim Stanzen einer Metallfolie, zu beispielsweise der strukturierten Metallfolie 34 aus 6, wird mit einem Hub einer Stanze zunächst mit dem ersten Zahn 44 die Öffnung 35 ausgebildet und mit einem zweiten Hub die Fortsätze 36, dadurch dass die Zahnspitze 49 an dem Knoten 37 das Material der Metallfolie abschnittsweise durchtrennt und aufbiegt. Die Ausbildung der Fortsätze 36 erfolgt dann immer gleichzeitig mit der Ausbildung der Öffnungen 35 angrenzend zu der Öffnung 35 mit den Fortsätzen 36. Im Unterschied zum Stand der Technik ist daher hier stets eine doppelte Anzahl Hübe zur Ausbildung der strukturierten Metallfolie 34 erforderlich, da die zweiten Zähne 45 nicht zur Ausbildung der Öffnung 35 genutzt werden können. Auch erfolgt bei aufeinanderfolgenden Hüben ein seitlicher Versatz des Stanzwerkzeugs 41 entsprechend einer regelmäßigen Zahnteilung Z um eine halbe Öffnungsweite. Die Zahnteilung Z entspricht einem Abstand von einer Zahnmitte 51 des ersten Zahns 44 zu einer Zahnmitte 52 des zweiten Zahns 45.The 7th shows a punching tool 41 for producing a structured metal foil with extensions, the punching tool 41 than a straight knife 42 with a cutting edge 43 is trained. The cutting edge 43 has a large number of first teeth 44 and second teeth 45 on that in succession along the cutting edge 43 are trained. The first tooth 44 is trapezoidal with two legs 46 and a straight cutting edge 47 formed the thighs 46 connects. The second tooth 45 is alone with two legs 48 formed, which in turn has a tooth tip 49 of the second tooth 45 form. Relative to a tooth baseline 50 the cutting edge 43 is a first tooth height A of the first tooth 44 smaller than a second tooth height B of the second tooth 45 . That is, the second tooth 45 surmounted by the tooth tip 49 the cutting edge 47 of the first tooth 44 . Next is a first wedge angle α of the first tooth 44 greater than a second wedge angle β of the second tooth 45 educated. When punching a metal foil, for example the structured metal foil 34 out 6th , starts with the first tooth with one stroke of a punch 44 the opening 35 formed and the extensions with a second stroke 36 , in that the tooth tip 49 at the knot 37 cuts through the material of the metal foil in sections and bends it open. The formation of the processes 36 then always takes place simultaneously with the formation of the openings 35 adjacent to the opening 35 with the appendages 36 . In contrast to the prior art, there is always a double number of strokes here for the formation of the structured metal foil 34 required as the second teeth 45 not to form the opening 35 can be used. There is also a lateral offset of the punching tool with successive strokes 41 corresponding to a regular tooth pitch Z by half an opening width. The tooth pitch Z corresponds to a distance from a tooth center 51 of the first tooth 44 to a tooth center 52 of the second tooth 45 .

Die 8 zeigt eine Schnittansicht einer strukturierten Metallfolie 53 entlang einer hier nicht näher dargestellten Reihe der strukturierten Metallfolie 53. Auch hier werden Öffnungen 54 aus Maschen 55 mit Knoten 56 und Stegen 57 ausgebildet. An den Knoten 56 sind an den Öffnungen 54 Fortsätze 58 ausgebildet. Da die strukturierte Metallfolie 53 durch Stanzen einer Metallfolie ausgebildet wird ergibt sich in den Knoten 56 ein Absatz 59 zwischen den Stegen 57 durch das Verschränken des Materials der Metallfolie mit einem hier nicht näher dargestellten Stanzwerkzeug. Öffnungsebenen 60 der jeweiligen Öffnungen 54 verlaufen daher stets parallel zueinander um eine Dicke D eines Stegs 57 beabstandet. Die Dicke D entspricht dann auch einem Vorschub der Metallfolie zwischen zwei Hüben mit dem Stanzwerkzeug. Da sich die fertige strukturierte Metallfolie 53 in einer ebenen Fläche erstreckt, verläuft die Öffnungsebene 60 dann quer zu einer Folienebene 61. Auch ist eine Dicke D der strukturierten Metallfolie 53 dann größer als eine Dicke der zur Herstellung verwendeten Metallfolie. Insbesondere die Fortsätze 58 sind so ausgeformt, dass diese aus den jeweiligen Öffnungen 54 bzw. den Öffnungsebenen 60 herausragen und zusammen mit den quer zur Folienebene 61 angeordneten Stegen 57 eine dreidimensionale Gestalt der strukturierten Metallfolie 53 ausbilden. Die strukturierte Metallfolie 53 kann so vorteilhaft mit einer hier andeutungsweise dargestellten Beschichtung 62 bzw. mit einem Elektrodenmaterial eines Akkumulators umgeben werden, ohne dass es bei thermischen oder mechanischen Belastungen zu einer Trennung von strukturierter Metallfolie 53 und Elektrodenmaterial kommt. Das Elektrodenmaterial besteht regelmäßig aus einer Mischung aus einem Aktivmaterial, einem Leitmaterial und einem Binder.The 8th shows a sectional view of a structured metal foil 53 along a row, not shown here, of the structured metal foil 53 . Here too there are openings 54 from mesh 55 with knot 56 and bars 57 educated. At the knot 56 are at the openings 54 Appendages 58 educated. As the textured metal foil 53 formed by punching a metal foil arises in the knot 56 a paragraph 59 between the webs 57 by interleaving the material of the metal foil with a punching tool not shown here. Opening levels 60 the respective openings 54 therefore always run parallel to one another by a thickness D of a web 57 spaced. The thickness D then also corresponds to an advance of the metal foil between two strokes with the punching tool. As the finished textured metal foil 53 extends in a flat surface, the opening plane runs 60 then across a film plane 61 . There is also a thickness D of the structured metal foil 53 then greater than a thickness of the metal foil used for production. In particular the appendages 58 are shaped so that they come out of the respective openings 54 or the opening levels 60 protrude and together with the transverse to the film level 61 arranged webs 57 a three-dimensional shape of the structured metal foil 53 form. The structured metal foil 53 can thus be advantageous with a coating indicated here 62 or surrounded by an electrode material of a rechargeable battery without the structured metal foil being separated in the event of thermal or mechanical loads 53 and electrode material comes. The electrode material usually consists of a mixture of an active material, a conductive material and a binder.

Claims

Punching tool (41) for a punch for producing a structured metal foil (26, 31, 34, 53), in particular expanded metal for an accumulator or the like, the punching tool being designed as a straight knife (42) with a cutting edge (43) which Can be arranged on the punch opposite an anvil of the punch and is designed to form partial cuts in a metal foil that can be advanced over the anvil by means of the punch, the cutting edge having a plurality of teeth (44, 45) for forming meshes (53) in the metal foil having, wherein the teeth are formed along the cutting edge with a regular tooth pitch Z, wherein a first tooth (44) is trapezoidal with two legs (46) and a cutting edge (47), characterized in that a second tooth (45) with a tooth tip (49), wherein the first teeth and second teeth are formed in a regular sequence along the cutting edge.

Punching tool after Claim 1 , characterized in that the first tooth (44) and the second tooth (45) are formed in successive alternation along the cutting edge (43).

Punching tool after Claim 1 or 2 , characterized in that a first tooth height A of the first tooth (44) is smaller than a second tooth height B of the second tooth (45) relative to a tooth base line (50) of the cutting edge (43).

Punching tool according to one of the preceding claims, characterized in that a first wedge angle α of the first tooth (44) is greater than a second wedge angle β of the second tooth (45).

Punching tool according to one of the preceding claims, characterized in that the teeth (44, 45) are each designed symmetrically.

Structured metal foil (26, 31, 34, 53), in particular expanded metal for an accumulator or the like, wherein the structured metal foil is formed with a multiplicity of meshes (39, 55), the meshes of structured openings (27, 32, 35 , 54) are formed in the structured metal foil, the openings being formed in rows (28) and rows (29) which are offset relative to one another by half an opening, characterized in that extensions (30, 33 , 36, 58) are formed.

Structured metal foil after Claim 6 , characterized in that two extensions (30, 33, 36, 58) are formed for each opening (27, 32, 35, 54), and the extensions are formed with free ends (40).

Structured metal foil after Claim 6 or 7th , characterized in that the extensions (30, 33, 36, 58) protrude from the opening (27, 32, 35, 54).

Structured metal foil according to one of the Claims 6 to 8th , characterized in that the extensions (30, 33, 36, 58) are designed in the manner of a hook, a helix or an eye.

Structured metal foil according to one of the Claims 6 to 9 , characterized in that the openings (27, 32, 35, 54) are round, oval, triangular, square, rectangular, diamond-shaped or polygonal.

Structured metal foil according to one of the Claims 6 to 10 , characterized in that a mesh (39, 55) is formed from webs (38, 57) of adjacent meshes connected via four nodes (37, 56), four webs of adjacent meshes being connected via a knot.

Structured metal foil after Claim 11 , characterized in that the webs (38, 57) offset in pairs relative to one another and run inclined to a foil plane (61) formed by the structured metal foil (26, 31, 34, 53).

Structured metal foil after Claim 11 or 12th , characterized in that the extensions (30, 33, 36, 58) are formed at a knot (37, 56) of a mesh (39, 55).

Structured metal foil according to one of the Claims 6 to 13 , characterized in that the structured metal foil (26, 31, 34, 53) is a copper foil or an aluminum foil.

Structured metal foil according to one of the Claims 6 to 14th , characterized in that the structured metal foil (26, 31, 34, 53) with a thickness D of 10 µm to 400 µm, preferably 20 µm to 250 µm, particularly preferably 30 µm to 100 µm.

Structured metal foil according to one of the Claims 6 to 15th , characterized in that the openings (27, 32, 35, 54) are each formed with a long opening width of <2 mm, preferably <0.5 mm, particularly preferably <0.1 mm.

Structured metal foil according to one of the Claims 6 to 16 , characterized in that an opening area formed by the openings (27, 32, 35, 54) of a surface of the structured metal foil is at least 50%, preferably at least 60%, particularly preferably at least 70% of the surface.

Accumulator with a structured metal foil (26, 31, 34, 53) according to one of the Claims 6 to 17th , characterized in that the structured metal foil at least partially forms an electrode of the accumulator.

Method for producing a structured metal foil (26, 31, 34, 53), in particular expanded metal for an accumulator or the like, from a metal foil with a punch, with a punching tool (41), which is designed as a straight knife (42) with a cutting edge (43) is formed with a plurality of teeth (44, 45), a plurality of structured openings (27, 32, 35, 54) are formed in the metal foil, the openings in rows (28) and rows (29) , which are offset by half an opening relative to one another, are formed by a stepwise advance of the metal foil and an alternating displacement of the punching tool transversely to a direction of advance, characterized in that extensions (30, 33, 36, 58) are formed on the openings whereby the openings are formed by means of a first tooth (44) of the cutting edge and the extensions are formed by means of a second tooth (45) of the cutting edge.