DE102019203057A1 - Manufacturing method for an electrode precursor and electrode precursor and manufacturing method for an electrode paste - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für einen Elektrodenvorläufer (11, 12), umfassend wenigstens die Schritte:• Mischen oder Erhalten einer Elektrodenpaste (20) und• Thermische Behandlung (S12, S14, S22, S24) der Elektrodenpaste (20) zum Erhalt des Elektrodenvorläufers (11, 12), gekennzeichnet durchBereitstellen von porenbildenden Partikeln (60) in der Elektrodenpaste (20) vor der thermischen Behandlung (S12, S14, S22, S24), welche durch die thermische Behandlung (S12, S14, S22, S24) ausgegast und/oder verbrannt werden.The invention relates to a manufacturing method for an electrode precursor (11, 12), comprising at least the following steps: • Mixing or obtaining an electrode paste (20) and • Thermal treatment (S12, S14, S22, S24) of the electrode paste (20) to obtain the electrode precursor (11, 12), characterized by providing pore-forming particles (60) in the electrode paste (20) prior to the thermal treatment (S12, S14, S22, S24), which are degassed by the thermal treatment (S12, S14, S22, S24) and / or burned.

Description

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für einen Elektrodenvorläufer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Elektrodenvorläufer gemäß dem Anspruch 12. Weiterhin betriff die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenpaste gemäß dem Anspruch 13.The invention relates to a production method for an electrode precursor according to the preamble of claim 1 and an electrode precursor according to claim 12. Furthermore, the invention relates to a method for producing an electrode paste according to claim 13.

Lithium-Ionen-Batterien finden in der Unterhaltungsindustrie sowie bei elektrifizierten Fahrzeugen häufig Anwendung als Energiequelle. Insbesondere Feststoffbatterien versprechen dabei hohe Sicherheit, Lebensdauer und Energiedichte. Feststoffbatterieelektroden werden üblicherweise aus einem Aktivmaterial, einem Festelektrolyten, einem Binder und einem Leitadditiv gefertigt, die zunächst in einer Elektrodenpaste, auch als „Slurry“ bezeichnet, gemischt werden, anschließend auf eine Ableiterfolie aufgebracht und dann zur fertigen Elektrode weiterverarbeitet werden. Deren Leistungsfähigkeit ist derzeit jedoch noch eingeschränkt. Dies ist unter anderem auf eine sich in den bisher bekannten Herstellungsverfahren einstellende hohe Porosität bei Feststoffbatterieelektroden zurückzuführen. Diese führt unter Anderem zu hohen Grenzflächenwiderstände zwischen Festelektrolyt und Aktivmaterial sowie zu einer Verringerung des in den Elektroden vorhandenen Aktivmaterials und Festelektrolyten, was unter Anderem sowohl eine verringerte Belastbarkeit als auch Energiedichte der fertigen Batterie zur Folge hat.Lithium-ion batteries are often used as an energy source in the entertainment industry and in electrified vehicles. Solid-state batteries in particular promise high safety, durability and energy density. Solid-state battery electrodes are usually made of an active material, a solid electrolyte, a binder and a conductive additive, which are first mixed in an electrode paste, also known as a “slurry”, then applied to a discharge foil and then processed to the finished electrode. However, their performance is currently still limited. This can be attributed, among other things, to a high porosity in solid-state battery electrodes that occurs in the previously known production processes. Among other things, this leads to high interfacial resistances between the solid electrolyte and active material and to a reduction in the active material and solid electrolytes present in the electrodes, which among other things results in both a reduced load capacity and energy density of the finished battery.

Der Stand der Technik, wie beispielsweise in dem Dokument US 2015 056 520 A1 offenbart, fokussiert sich derzeit zur Verbesserung von Feststoffbatterien-Kennwerten beispielsweise auf die Optimierung des Verhältnisses von Aktivmaterial zu Festelektrolyt in der Elektrodenpaste.The state of the art, such as in the document US 2015 056 520 A1 discloses, is currently focused on improving the solid battery characteristics, for example on the optimization of the ratio of active material to solid electrolyte in the electrode paste.

Auch ist aus dem Dokument DE 10 2016 220 675 A1 bekannt, dass aktiv Substanzen in Zwischenräume in Batterieelektrodenvorläufern eingebracht werden.Is also from the document DE 10 2016 220 675 A1 known that substances are actively introduced into spaces in battery electrode precursors.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die genannten Nachteile des Stands der Technik zumindest teilweise zu überwinden.The object of the present invention is to at least partially overcome the disadvantages of the prior art mentioned.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Verfahren mit den Merkmalen gemäß der Ansprüche 1 und 13 sowie einen Elektrodenvorläufer gemäß Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen charakterisiert. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und/oder Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.This object is achieved according to the invention by the method having the features according to claims 1 and 13 and an electrode precursor according to claim 12. Advantageous developments of the invention are characterized in the dependent claims. The features listed individually in the patent claims can be combined with one another in a technologically sensible manner and can be supplemented by explanatory facts from the description and / or details from the figures, further embodiment variants of the invention being shown.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um ein Herstellungsverfahren für einen Elektrodenvorläufer, umfassend wenigstens die Schritte:

  • • Mischen oder Erhalten einer Elektrodenpaste und
  • • Thermische Behandlung der Elektrodenpaste zum Erhalt des Elektrodenvorläufers,
The method according to the invention is a manufacturing method for an electrode precursor, comprising at least the steps:
  • • Mixing or maintaining an electrode paste and
  • Thermal treatment of the electrode paste to maintain the electrode precursor,

Das Verfahren ist gekennzeichnet durch das Bereitstellen von porenbildenden Partikeln in der Elektrodenpaste vor der thermischen Behandlung, welche durch die thermische Behandlung ausgegast und/oder verbrannt werden.The method is characterized by the provision of pore-forming particles in the electrode paste before the thermal treatment, which are outgassed and / or burned by the thermal treatment.

Unter einem Elektrodenvorläufer ist vorliegend eine in der Fertigung befindliche Batterieelektrode zu verstehen. Die Fertigung der Batterieelektrode endet erfindungsgemäß kurz vorher oder mit dem Verbau der Batterieelektrode in einer Batteriezelle. Es ist aber auch denkbar, dass die Fertigung einige Zeit vor dem Verbau vollständig abgeschlossen ist. Im erfindungsgemäßen Sinne ist unter einem Elektrodenvorläufer insbesondere ein Zwischenprodukt des Elektroden-Fertigungsprozesses zu verstehen, in welchem die Elektrodenpaste bereits auf eine Ableiterfolie, beispielsweise Kupfer oder Aluminium, aufgetragen ist. Bevorzugt handelt es sich um ein Zwischenprodukt des Elektroden-Fertigungsprozesses, welches außerdem bereits einen Trocknungsprozess durchlaufen hat, besonders bevorzugt um ein Zwischenprodukt des Batterieelektroden-Fertigungsprozesses, welches sich unmittelbar vor dem Verbau in einer Batteriezelle befindet.In the present case, an electrode precursor is to be understood as a battery electrode that is being manufactured. According to the invention, the production of the battery electrode ends shortly before or with the installation of the battery electrode in a battery cell. However, it is also conceivable that the production is completely completed some time before the installation. In the sense of the invention, an electrode precursor is to be understood in particular as an intermediate product of the electrode manufacturing process in which the electrode paste has already been applied to a conductor foil, for example copper or aluminum. It is preferably an intermediate product of the electrode manufacturing process which has also already undergone a drying process, particularly preferably an intermediate product of the battery electrode manufacturing process, which is located in a battery cell immediately prior to installation.

Unter porenbildenden Partikeln sind vorliegend Partikel zu verstehen, die beispielsweise einen definierten Durchmesser haben und/oder deren Form anderweitig definiert ist, sodass sie bei verbrennen und/oder ausgasen einen definierten Raum in dem Elektrodenvorläufer hinterlassen. Die Nutzung von Partikeln zur Erzeugung von Porosität hat den Vorteil, dass die Porosität im Rahmen des Fertigungsprozesses aktiv eingestellt werden kann.In the present case, pore-forming particles are to be understood as particles which, for example, have a defined diameter and / or whose shape is defined in another way, so that they leave a defined space in the electrode precursor when they burn and / or outgas. The use of particles to create porosity has the advantage that the porosity can be actively adjusted as part of the manufacturing process.

Bereitstellen von porenbildenden Partikeln in der Elektrodenpaste kann im erfindungsgemäßen Sinne bedeuten, dass entweder eine Elektrodenpaste erhalten und/oder ausgewählt und/oder aktiv gemischt wird, in welcher die porenbildenden Partikel vorhanden sind.Providing pore-forming particles in the electrode paste can mean in the sense of the invention that either an electrode paste is obtained and / or selected and / or actively mixed in which the pore-forming particles are present.

Die im Anschluss oder im Wege der thermischen Behandlung ausgegasten und/oder verbrannten Partikel hinterlassen definierte Poren in dem Elektrodenvorläufer. Durch eine mögliche spätere Infiltration von einer Partikelsuspension können diese Poren unter besonders geeigneter Raumausnutzung gefüllt werden. Bei der Auswahl der porenbildenden Partikel kann deshalb besonders die Beschaffenheit der Partikelsuspension, insbesondere die Größe und/oder Form der enthaltenen Partikel, berücksichtigt werden.The particles that are outgassed and / or burned in the course of or by thermal treatment leave defined pores in the electrode precursor. By a possible later one Infiltration of a particle suspension allows these pores to be filled with particularly suitable use of space. When selecting the pore-forming particles, the nature of the particle suspension, in particular the size and / or shape of the particles contained, can therefore be taken into account.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält die Elektrodenpaste Aktivmaterialpartikel und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellungsverfahren weiterhin den Schritt:

  • • Infiltrieren einer Festelektrolytmaterialpartikelsuspension umfasst.
In one embodiment of the method according to the invention, the electrode paste contains active material particles and is characterized in that the production method further comprises the step:
  • • Infiltrating a solid electrolyte material particle suspension comprises.

Darunter ist zu verstehen, dass die zur Fertigung des Elektrodenvorläufers genutzte Elektrodenpaste Aktivmaterial enthält. In der Fertigung kann aus dieser Elektrodenpaste eine poröse Matrix aus, im Wesentlichen Aktivmaterialpartikeln, erzeugt werden, in welche anschließend eine Suspension mit Festelektrolytmaterialpartikeln infiltriert wird. Besonders vorteilhaft sind die porenbildenden Partikel in der Elektrodenpaste dabei auf die Größe und Form der Festelektrolytmaterialpartikel abgestimmt, sodass die Festelektrolytmaterialpartikel die Poren vollständig oder im Wesentlichen vollständig ausfüllen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform entspricht die Größe und Form der porenbildenden Partikel im Wesentlichen der Größe und Form der Festelektrolytmaterialpartikel und/oder einem ganzzahligen Vielfachen davon. Dadurch entsteht am Ende des Fertigungsprozesses ein Elektrodenvorläufer mit besonders niedriger Porosität.This means that the electrode paste used to manufacture the electrode precursor contains active material. In manufacture, a porous matrix of essentially active material particles can be produced from this electrode paste, into which a suspension with solid electrolyte material particles is subsequently infiltrated. The pore-forming particles in the electrode paste are particularly advantageously matched to the size and shape of the solid electrolyte material particles, so that the solid electrolyte material particles completely or substantially completely fill the pores. In a particularly preferred embodiment, the size and shape of the pore-forming particles essentially corresponds to the size and shape of the solid electrolyte material particles and / or an integral multiple thereof. This creates an electrode precursor with a particularly low porosity at the end of the manufacturing process.

In einer weiteren Ausführungsform enthält die Elektrodenpaste Festelektrolytmaterialpartikel und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellungsverfahren weiterhin den Schritt:

  • • Infiltrieren einer Aktivmaterialpartikelsuspension umfasst.
In a further embodiment, the electrode paste contains solid electrolyte material particles and is characterized in that the manufacturing method further comprises the step:
  • • Infiltrating an active material particle suspension includes.

In diesem Fall wird in einem Fertigungsschritt aus der Elektrodenpaste eine poröse Matrix aus, im Wesentlichen, Festelektrolytmaterial erzeugt, in welche anschließend eine Suspension mit Aktivmaterialpartikeln infiltriert wird. Dabei sind besonders vorteilhaft die porenbildenden Partikel auf die Größe und Form der Aktivmaterialpartikel in der Suspension angepasst. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform entspricht die Größe und Form der porenbildenden Partikel im Wesentlichen der Größe und Form der Aktivmaterialpartikel und/oder einem ganzzahligen Vielfachen davon. Somit entsteht am Ende des Fertigungsprozesses ein Elektrodenvorläufer mit besonders niedriger Porosität.In this case, a porous matrix of essentially solid electrolyte material is produced from the electrode paste in a manufacturing step, into which a suspension with active material particles is subsequently infiltrated. The pore-forming particles are particularly advantageously adapted to the size and shape of the active material particles in the suspension. In a particularly preferred embodiment, the size and shape of the pore-forming particles essentially corresponds to the size and shape of the active material particles and / or an integer multiple thereof. This creates an electrode precursor with a particularly low porosity at the end of the manufacturing process.

Bei Festelektrolytpartikeln kann es sich erfindungsgemäß auch um Partikel aus einem Festelektrolytvorläufermaterial, beispielsweise Li2S und/oder P2S5 handeln, welches erst ein einem weiteren Fertigungsschritt, insbesondere in einem thermischen Behandlungsschritt, zu einem Festelektrolytmaterial reagiert.According to the invention, solid electrolyte particles can also be particles made of a solid electrolyte precursor material, for example Li2S and / or P2S5, which only reacts to a solid electrolyte material in a further manufacturing step, in particular in a thermal treatment step.

Als Aktivmaterial kann beispielsweise LCO, NCM LFP oder HV.Spinell zum Einsatz kommen. Die Aktivmaterialpartikel können weiterhin mit einem Coating, beispielsweise aus LiNbO3 und/oder NCM, versehen sein.LCO, NCM LFP or HV.Spinell can be used as active material. The active material particles can also be provided with a coating, for example made of LiNbO3 and / or NCM.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Infiltrieren im Vakuum durchgeführt. Unter Vakuum ist dabei ein Zustand zu verstehen, bei welchem am Werkstück, also dem in der Fertigung befindlichen Elektrodenvorläufer, ein geringerer als der Umgebungsdruck anliegt.In a particularly preferred embodiment, the infiltration is carried out in a vacuum. Vacuum is understood to mean a state in which a lower pressure than the ambient pressure is present on the workpiece, ie the electrode precursor being manufactured.

In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass in der Suspension ein Leitadditiv bereitgestellt wird. Das Leitadditiv verringert in der Batterieelektrode den Grenzflächenwiderstand zwischen Aktivmaterial und Festelektrolyt. Bei der Infiltration mit einer Festelektrolyt- oder Aktivmaterialsuspension kann es bei der Auslegung und/oder Auswahl der Größe der porenbildenden Partikel berücksichtigt werden. Somit kann sich das Leitadditiv im Fertigungsprozess optimal zwischen Aktivmaterial und Festelektrolyt anlagern. Als Leitadditiv können beispielsweise Carbon Black oder Acetylenschwarz zum Einsatz kommen.In a further embodiment it can be provided that a master additive is provided in the suspension. The leading additive reduces the interfacial resistance between active material and solid electrolyte in the battery electrode. When infiltrating with a solid electrolyte or active material suspension, it can be taken into account when designing and / or selecting the size of the pore-forming particles. This means that the main additive can optimally accumulate between the active material and the solid electrolyte in the manufacturing process. Carbon black or acetylene black, for example, can be used as the main additive.

In einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens wird die thermische Behandlung im Wesentlichen bei einer Temperatur oberhalb einer Zersetzungsschwelle der porenbildenden Partikel und/oder unterhalb der Zersetzungsschwelle eines Aktivmaterials und/oder eines Festelektrolytmaterials durchgeführt wird. Dadurch werden im Wege der thermischen Behandlung die porenbildenden Partikel zersetzt und bilden Poren aus, die im Wesentlichen der Größe und Form der porenbildenden Partikel und/oder einem ganzzahligen Vielfachen davon entsprechen können. Aufgrund der Durchführung des Behandlungsschritts bei einer Temperatur unterhalb einer Zersetzungsschwelle des Aktivmaterials und/oder Festelektrolyts wird vorteilhaft verhindert, dass diese Materialien im Wege der thermischen Behandlung zersetzt und/oder chemisch umgewandelt werden.In one embodiment of the production method, the thermal treatment is carried out essentially at a temperature above a decomposition threshold of the pore-forming particles and / or below the decomposition threshold of an active material and / or a solid electrolyte material. As a result, the pore-forming particles are decomposed in the course of the thermal treatment and form pores which can essentially correspond to the size and shape of the pore-forming particles and / or an integer multiple thereof. Because the treatment step is carried out at a temperature below a decomposition threshold of the active material and / or solid electrolyte, it is advantageously prevented that these materials are decomposed and / or chemically converted in the course of the thermal treatment.

In einer Gruppe von Ausführungsformen enthält die Elektrodenpaste ein Bindermaterial. In diesem Fall kann die thermische Behandlung weiterhin im Wesentlichen bei einer Temperatur oberhalb einer Zersetzungsschwelle des Bindermaterials durchgeführt werden. Dadurch wird vorteilhaft der Binder aus dem Elektrodenvorläufer ausgetragen, wodurch sich der Anteil von elektrochemisch inaktivem Material in dem Elektrodenvorläufer reduziert. Besonders bevorzugt beinhaltet das Bindermaterial ein als Leitadditiv wirkendes Material, welches nach der Zersetzung des Binders zurückbleibt und/oder bildet im Wege der Zersetzung ein als Leitadditiv wirkendes Material aus. Beispielsweise kann durch die Verbrennung von einem auf Zellulose basierenden Binder Leitruß erzeugt werden.In one group of embodiments, the electrode paste contains a binder material. In this case, the thermal treatment can furthermore be carried out essentially at a temperature above a decomposition threshold of the binder material. This makes the binder advantageous discharged from the electrode precursor, whereby the proportion of electrochemically inactive material in the electrode precursor is reduced. The binder material particularly preferably contains a material which acts as a leading additive and which remains after the binder has decomposed and / or forms a material which acts as a leading additive by decomposition. For example, conductive carbon black can be produced by burning a cellulose-based binder.

Bevorzugt wird die thermische Behandlung als Sinter-Prozessschritt durchgeführt. Dadurch werden die in der Elektrodenpaste befindlichen Partikel, welche später die Struktur des Elektrodenvorläufers ausmachen, miteinander verbunden. Dadurch wird ein Binder vollständig oder teilweise obsolet. Besonders bevorzugt wird der Sinter-Prozessschritt bei einer Temperatur oberhalb der Zersetzungsschwelle des Binders durchgeführt, sodass im Wesentlichen zeitgleich zu der Verbindung der später die Struktur des Elektrodenvorläufers ausmachenden Materialien der dann obsolete Binder aus dem Elektrodenvorläufer entfernt wird, wodurch die Energiedichte einer mit dem Elektrodenvorläufer gefertigten Batteriezelle noch erhöht werden kann.The thermal treatment is preferably carried out as a sintering process step. As a result, the particles in the electrode paste, which later make up the structure of the electrode precursor, are connected to one another. This makes a binder completely or partially obsolete. The sintering process step is particularly preferably carried out at a temperature above the decomposition threshold of the binder, so that the obsolete binder, which will later make up the structure of the electrode precursor, is removed from the electrode precursor essentially at the same time as the connection, so that the energy density of a material produced with the electrode precursor Battery cell can still be increased.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die thermische Behandlung als Heizpressschritt durchgeführt. Dieser Schritt kann auch zusätzlich zu einer bereits stattgefundenen erfindungsgemäßen thermischen Behandlung durchgeführt werden. Die Durchführung als Heizpressschritt hat den Vorteil, dass dieser Schritt ohnehin in der Elektrodenfertigung häufig zum Einsatz kommt, um den Elektrodenvorläufer zu komprimieren und somit die verbleibende Porosität noch zu verringern. Somit müssen lediglich die Prozessparameter des Heizpressschrittes auf beispielsweise die porenbildenden Partikel angepasst werden.In a further preferred embodiment, the thermal treatment is carried out as a heating press step. This step can also be carried out in addition to a thermal treatment according to the invention that has already taken place. The implementation as a heating press step has the advantage that this step is often used in electrode production anyway in order to compress the electrode precursor and thus to reduce the remaining porosity. Thus, only the process parameters of the heating press step have to be adapted to the pore-forming particles, for example.

In einer Gruppe von Ausführungsformen handelt es sich bei den porenbildenden Partikeln um polymerbasierte Partikel. Dies hat den Vorteil, dass die Anwendung von polymerbasierten Materialien in der Batteriefertigung bekannt und somit deren Einbindung in den Fertigungsprozess besonders einfach umsetzbar ist.In one group of embodiments, the pore-forming particles are polymer-based particles. This has the advantage that the use of polymer-based materials in battery production is known and their integration into the manufacturing process is therefore particularly easy to implement.

Es ist auch möglich, dass es sich bei den porenbildenden Partikeln um Partikel handelt, welche im Wesentlichen oder vollständig aus einem oder mehreren der folgenden Materialien bestehen:

  • • Zellulose
  • • Saccharide
  • • Graphit
  • • Kohlenstofffaser
  • • Leitruß
It is also possible for the pore-forming particles to be particles which consist essentially or completely of one or more of the following materials:
  • • cellulose
  • • saccharides
  • • graphite
  • • Carbon fiber
  • • Carbon black

Diese Materialien haben sich in der Anwendung bei der Elektrodenfertigung bewährt und sind deshalb besonders gut in deren Fertigungsprozesse einzubinden.These materials have proven their worth in use in the manufacture of electrodes and are therefore particularly easy to integrate into their manufacturing processes.

Die Erfindung betrifft auch einen Elektrodenvorläufer einer Anode oder Kathode, hergestellt und/oder herstellbar in einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.The invention also relates to an electrode precursor of an anode or cathode, produced and / or producible in a method according to one of the preceding claims.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für eine Elektrodenpaste, umfassend wenigstens die Schritte:

  • • Ermitteln eines Mindest-Verhältnisses von Aktivmaterial zu Festelektrolytmaterial in Abhängigkeit eines Maßes für den Aktivmaterialpartikeldurchmesser,
  • • Erhalten eines Werts für eine voraussichtliche Porosität einer mit der herzustellenden Elektrodenpaste herstellbaren Elektrode,
  • • Ermitteln eines Soll-Verhältnisses von Aktivmaterial zu Festelektrolytmaterial weiterhin anhand der voraussichtlichen Porosität,
  • • Festlegen einer Soll-Menge an Aktivmaterial,
  • • Ermitteln von Soll-Menge und Soll-Typ porenbildender Partikel wenigstens in Abhängigkeit von der Soll-Menge an Aktivmaterial und dem Soll-Verhältnis von Aktivmaterial zu Festelektrolytmaterial, und
  • • Mischen einer Elektrodenpaste mit den ermittelten Soll-Mengen an Aktivmaterial und porenbildenden Partikeln.
The invention further relates to a manufacturing method for an electrode paste, comprising at least the steps:
  • Determining a minimum ratio of active material to solid electrolyte material as a function of a measure of the active material particle diameter,
  • Obtaining a value for an expected porosity of an electrode that can be produced with the electrode paste to be produced,
  • Determining a target ratio of active material to solid electrolyte material based on the expected porosity,
  • Determining a target quantity of active material,
  • • Determining the target amount and target type of pore-forming particles at least as a function of the target amount of active material and the target ratio of active material to solid electrolyte material, and
  • • Mixing an electrode paste with the determined target amounts of active material and pore-forming particles.

Dieses Verfahren erzeugt eine für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenvorläufers besonders geeignete Elektrodenpaste. Unter Anderem anhand eines Werts für eine voraussichtliche Porosität einer mit der herzustellenden Elektrodenpaste herstellbaren Elektrode wird dabei ein Verhältnis von Aktivmaterial zu Festelektrolyt in einem Fertigungsprozess für Elektrodenvorläufer festgelegt. Unter der voraussichtlichen Porosität einer mit der herzustellenden Elektrodenpaste herstellbaren Elektrode ist dabei eine Porosität zu verstehen, welche sich voraussichtlich am Ende eines Herstellungsprozesses eines erfindungsgemäßen Elektrodenvorläufers einstellen wird, wenn das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenvorläufers mit einem bestimmten Satz an Prozessparametern durchgeführt wird. Dieser Wert kann beispielsweise aus einer Messreihe mit bereits gefertigten Elektroden und/oder anhand eines Modells ermittelt werden. Der Wert geht erfindungsgemäß als Eingangsparameter in das Verfahren ein. Es ist aber auch möglich, dass die Porosität stattdessen in einem Verfahrensschritt anhand von bekannten Prozessparametern des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenvorläufers bestimmt wird.This method produces an electrode paste which is particularly suitable for the method according to the invention for producing an electrode precursor. Using a value for an expected porosity of an electrode that can be produced with the electrode paste to be produced, a ratio of active material to solid electrolyte is determined in a manufacturing process for electrode precursors. The expected porosity of an electrode that can be produced with the electrode paste to be produced is to be understood as a porosity that will probably arise at the end of a manufacturing process of an electrode precursor according to the invention if the method according to the invention for producing an electrode precursor is carried out with a specific set of process parameters. This value can be determined, for example, from a series of measurements with electrodes that have already been produced and / or using a model. According to the invention, the value is included in the method as an input parameter. However, it is also possible that the porosity instead in one process step using known process parameters of the method according to the invention is determined for the production of an electrode precursor.

Das Mindest-Verhältnis bestimmt dabei, welche Konzentration an Aktivmaterial wenigstens in der der Elektrodenpaste vorhanden sein soll, das Soll-Verhältnis gibt dann - beschränkt durch das ermittelte Mindest-Verhältnis - an, welche Konzentration an Aktivmaterial tatsächlich eingestellt wird. Die für das Mindest- und Soll-Verhältnis ermittelten Werte können sowohl ausschließlich von den angegebenen Größen abhängig, als auch von weiteren Größen abhängig bestimmt werden.The minimum ratio determines which concentration of active material is to be present at least in that of the electrode paste, the target ratio then specifies - limited by the determined minimum ratio - which concentration of active material is actually set. The values determined for the minimum and target ratio can be determined exclusively as a function of the specified sizes and also as a function of other sizes.

Die Werte für ein Mindest- und/oder Soll-Verhältnis von Aktivmaterial zu Festelektrolytmaterial können beispielsweise mittels eines Modells oder eines Kennfelds ermittelt werden. Diese Ausführungsformen haben den Vorteil, dass sie besonders schnell ein Ergebnis liefern und geringen Ressourcenaufwand an das ausführende Computersystem stellen und somit besonders zeitsparend und kostengünstig in eine Batteriefertigung integriert werden können.The values for a minimum and / or target ratio of active material to solid electrolyte material can be determined, for example, using a model or a map. These embodiments have the advantage that they deliver a result particularly quickly and require little resources to the executing computer system and can thus be integrated into battery production in a particularly time-saving and cost-effective manner.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahren gekennzeichnet durch das Erhalten eines Werts für eine Energiedichte einer mit der herzustellenden Elektrodenpaste herstellbaren Batteriezelle und Ermitteln eines Soll-Verhältnisses von Aktivmaterial zu Festelektrolytmaterial weiterhin in Abhängigkeit der Energiedichte. Die Energiedichte wird dabei üblicherweise quantitativ als speicherbare elektrische Energie pro Gewicht oder Volumen einer Batteriezelle, welche aus einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenpaste gefertigten Elektrodenpaste hergestellt werden kann, angegeben. Die Energiedichte kann allerdings auch als qualitative Angabe verstanden und/oder erhalten werden. So ist beispielsweise auch die Einordnung als „Energiezelle“, also als eine eher auf die Speicherung von besonders viel elektrischer Energie als auf die Bereitstellung besonders hoher Leistung ausgelegte Batteriezelle, oder als „Leistungszelle“, also als eine eher auf die Bereitstellung besonders hoher elektrischer Leistung als auf die Speicherung von besonders viel elektrischer Energie ausgelegte Batteriezelle, möglich.In a preferred embodiment, the method is characterized by obtaining a value for an energy density of a battery cell that can be produced with the electrode paste to be produced and determining a desired ratio of active material to solid electrolyte material, depending on the energy density. The energy density is usually specified quantitatively as storable electrical energy per weight or volume of a battery cell, which can be produced from an electrode paste produced using the method according to the invention for producing an electrode paste. However, the energy density can also be understood and / or maintained as a qualitative indication. For example, the classification as an "energy cell", i.e. as a battery cell designed to store a particularly large amount of electrical energy rather than to provide particularly high power, or as a "power cell", i.e. as a rather to provide particularly high electrical power as a battery cell designed for storing particularly large amounts of electrical energy.

Das Herstellungsverfahren für eine Elektrodenpaste kann auch gekennzeichnet sein durch Ermitteln eines Wertes für eine Perkolationsschwelle aus dem Maß für den Aktivmaterialpartikeldurchmesser und Ermitteln eines Soll-Verhältnisses von Aktivmaterial zu Festelektrolytmaterial weiterhin in Abhängigkeit der Perkolationsschwelle. Unter Perkolationsschwelle kann in diesem Zusammenhang eine Konzentration an Aktivmaterial in einem Elektrodenvorläufer verstanden werden, ab welcher eine ionische und/oder elektronische Leitfähigkeit des Elektrodenvorläufers und/oder einer daraus gefertigten Elektrode schlagartig ansteigt. Das Soll-Verhältnis von Aktivmaterial zu Festelektrolytmaterial kann in dieser Ausführungsform beispielsweise derart bestimmt werden, dass für den Fall, dass als Energiedichte die Information „Energiezelle“ erhalten wird, eine im Wesentlichen über einer Perkolationsschwelle liegende Aktivmaterialkonzentration gewählt wird, da eine hohe Aktivmaterialkonzentration üblicherweise mit einer Erhöhung der Energiedichte in einer Batteriezelle einhergeht. Anders herum kann für den Fall, dass als Energiedichte die Information „Leistungszelle“ erhalten wird, eine im Wesentlichen auf einer Perkolationsschwelle liegende Aktivmaterialkonzentration gewählt werden, da hier eine hohe Aktivmaterialkonzentration weniger relevant ist.The production method for an electrode paste can also be characterized by determining a value for a percolation threshold from the measure for the active material particle diameter and determining a desired ratio of active material to solid electrolyte material, furthermore as a function of the percolation threshold. In this context, percolation threshold can be understood to mean a concentration of active material in an electrode precursor, above which an ionic and / or electronic conductivity of the electrode precursor and / or an electrode made therefrom suddenly increases. In this embodiment, the target ratio of active material to solid electrolyte material can be determined, for example, in such a way that in the event that the information “energy cell” is obtained as the energy density, an active material concentration that is substantially above a percolation threshold is selected, since a high active material concentration is usually included is accompanied by an increase in the energy density in a battery cell. Conversely, in the event that the information “power cell” is obtained as the energy density, an active material concentration essentially lying on a percolation threshold can be selected, since a high active material concentration is less relevant here.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren dargestellt. Es zeigt im Einzelnen:

  • 1 einen beispielhaften Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 2 einen beispielhaften Ablauf einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 3 schematisch eine Ermittlungsvorschrift für das Soll-Verhältnis von Aktivmaterial zu Festelektrolyt abhängig von einer voraussichtlichen Porosität einer mit der herzustellenden Elektrodenpaste herstellbaren Elektrode,
  • 4 schematisch eine Ermittlungsvorschrift für das Mindest-Verhältnis von Aktivmaterial zu Festelektrolytmaterial abhängig von einem Maß für den Aktivmaterialpartikeldurchmesser,
Further advantages and advantageous embodiments and developments of the invention are illustrated by the following description with reference to the figures. It shows in detail:
  • 1 an exemplary sequence of an embodiment of the method according to the invention,
  • 2nd an exemplary sequence of a further embodiment of the method according to the invention,
  • 3rd schematically a determination rule for the target ratio of active material to solid electrolyte depending on an expected porosity of an electrode that can be produced with the electrode paste to be produced,
  • 4th schematically a determination rule for the minimum ratio of active material to solid electrolyte material depending on a measure of the active material particle diameter,

Unter Bezugnahme auf die Figuren werden Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.With reference to the figures, embodiments of the method according to the invention are shown.

1 zeigt für ein mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung einen beispielhaften Ablauf. Dabei wird in einem ersten Trocknungs-Schritt S11 aus einer Elektrodenpaste 20, welche ein Aktivmaterial 40 sowie einen Binder 90 und ein porenbildendes Material 60 enthält, welche weiterhin bereits auf eine Ableiterfolie 30 aufgebracht ist, eine Elektrodenvorläufer-Vorstufe 10 hergestellt. Diese wird sodann in einen weiteren Verfahrensschritt S12 gesintert und ausgeheizt. Die Prozessparameter, wie beispielsweise die Temperatur, sind dabei derart eingestellt, dass die Aktivmaterialpartikel 40 eine miteinander versinterte Matrix bilden und gleichzeitig der Porenbildner 60 und der Binder 90 zersetzt oder ausgegast werden. Anschließend wird in einem Infiltrationsschritt S13 eine Festelektrolytmaterialsuspension 70 in die erzeugte Matrix unter Vakuum infiltriert. Da die Größe und Form der porenbildenden Partikel 60 auf die in der Festelektrolytmaterialsuspension 70 befindlichen Partikel angepasst ist, füllen die Festelektrolytpartikel 50 die Poren nahezu vollständig auf. In einem letzten, optional durchzuführenden, Prozessschritt S14 wird mittels Heizpressen der Elektrodenvorläufer 11 nochmals komprimiert und verbleibende Poren verkleinert oder im Wesentlichen geschlossen, sodass ein geringporöser erfindungsgemäßer Elektrodenvorläufer 12 entsteht. 1 shows an exemplary sequence for a possible embodiment of the invention. In a first drying step S11 from an electrode paste 20th which is an active material 40 as well as a binder 90 and a pore-forming material 60 contains, which is already on an arrester foil 30th is applied, an electrode precursor 10th produced. This is then carried out in a further process step S12 sintered and baked out. The process parameters, such as the temperature, are set such that the active material particles 40 form a sintered matrix and at the same time the pore former 60 and the binder 90 be decomposed or outgassed. Then in an infiltration step S13 a solid electrolyte material suspension 70 infiltrated into the generated matrix under vacuum. Because the size and shape of the pore-forming particles 60 on the in the solid electrolyte material suspension 70 particles is adjusted, fill the solid electrolyte particles 50 the pores almost completely. In a last, optional process step S14 becomes the electrode precursor by means of heating presses 11 compressed again and remaining pores reduced or essentially closed, so that a low-porosity electrode precursor according to the invention 12th arises.

2 zeigt für ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung einen weiteren beispielhaften Ablauf. Dabei wird, anders als in 1 gezeigt, eine Elektrodenpaste 20 verwendet, welche anstatt eines Aktivmaterials ein Festelektrolytmaterial 50 enthält. Die Prozessparameter der Verfahrensschritte S21 bis S24 werden dementsprechend an die geänderte Zusammensetzung der Elektrodenpaste 20 angepasst. Im Infiltrationsschritt S23 wird schließlich anstatt einer Festelektrolytmaterialsuspension 70 eine Aktivmaterialsuspension 71 infiltriert. Die Größe und Form der Porenbildenden Partikel 60 in der Elektrodenpaste 20 und die Größe und Form der Aktivmaterialpartikel 40 in der Aktivmaterialsuspension 71 sind außerdem aufeinander abgestimmt. 2nd shows a further exemplary sequence for a further embodiment of the invention. Unlike in 1 shown an electrode paste 20th which uses a solid electrolyte material instead of an active material 50 contains. The process parameters of the process steps S21 to S24 are accordingly to the changed composition of the electrode paste 20th customized. In the infiltration step S23 will eventually replace a solid electrolyte material suspension 70 an active material suspension 71 infiltrates. The size and shape of the pore-forming particles 60 in the electrode paste 20th and the size and shape of the active material particles 40 in the active material suspension 71 are also coordinated.

3 zeigt eine Ermittlungsvorschrift für das Soll-Verhältnis von Aktivmaterial zu Festelektrolyt abhängig von einer voraussichtlichen Porosität einer mit der herzustellenden Elektrodenpaste herstellbaren Elektrode. Dabei sind Porositäten von 5% 111, 10% 112 sowie 20% 113 angegeben, wobei ein Bereich 110 der dichtest möglichen Packung in einer Elektrode technisch nicht realisiert werden kann. Abhängig von der spezifischen Oberfläche 120 ist dann bei der gegebenen Porosität 111, 112, 113 ein Soll-Verhältnis von Aktivmaterial zu Festelektrolytmaterial 100 auswählbar. Die dargestellten Größen für die spezifische Oberfläche 120 sowie die Porositäten 110, 111, 112, 113 stellen sämtlich Kennwerte dar, welche sich voraussichtlich am Ende eines Herstellungsprozesses eines erfindungsgemäßen Elektrodenvorläufers einstellen werden, wenn das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenvorläufers mit einem bestimmten Satz an Prozessparametern durchgeführt wird und können als vorgegebene Prozessparameter in das Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenpaste eingehen. Das sich ergebende Verhältnis von Aktivmaterial zu Festelektrolytmaterial 100 kann beispielsweise aus einem Kennfeld, in welchem die dargestellten Zusammenhänge abgelegt sind, ausgelesen werden,
4 zeigt weiter eine Ermittlungsvorschrift für das Mindest-Verhältnis von Aktivmaterial zu Festelektrolytmaterial abhängig von einem Maß für den Aktivmaterialpartikeldurchmesser. Es ist eine Perkolationsschwelle 140, 150 mit einem Toleranzbereich abhängig von dem Durchmesser 130 der zur Fertigung einer Elektrodenpaste 20 vorgesehenen Aktivmaterialpartikel 40 dargestellt. Die gezeigten Zusammenhänge können in dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenpaste 20 genutzt werden, um das Mindest-Verhältnis von Aktivmaterial 40 zu Festelektrolytmaterial 50 zu bestimmen. Bei einer Auslegung für eine „Energiezelle“ kann dabei ein Wert am oberen, bei der Auslegung für eine „Leistungszelle“ ein Wert an der unteren Grenze des Toleranzbereichs gewählt werden. 3rd shows a determination rule for the target ratio of active material to solid electrolyte depending on an expected porosity of an electrode that can be produced with the electrode paste to be produced. Here are porosities of 5% 111 , 10% 112 and 20% 113 specified being an area 110 the densest possible packing in an electrode cannot be technically realized. Depending on the specific surface 120 is then given the porosity 111 , 112 , 113 a target ratio of active material to solid electrolyte material 100 selectable. The sizes shown for the specific surface 120 as well as the porosities 110 , 111 , 112 , 113 all represent characteristic values which are likely to occur at the end of a manufacturing process of an electrode precursor according to the invention if the method according to the invention for producing an electrode precursor is carried out with a specific set of process parameters and can be used as predetermined process parameters in the method for producing an electrode paste. The resulting ratio of active material to solid electrolyte material 100 can be read out, for example, from a map in which the relationships shown are stored,
4th further shows a determination rule for the minimum ratio of active material to solid electrolyte material depending on a measure of the active material particle diameter. It is a percolation threshold 140 , 150 with a tolerance range depending on the diameter 130 to make an electrode paste 20th provided active material particles 40 shown. The relationships shown can be in the inventive method for producing an electrode paste 20th be used to determine the minimum ratio of active material 40 to solid electrolyte material 50 to determine. In the case of a design for an “energy cell”, a value at the upper limit and in the design for a “power cell” a value at the lower limit of the tolerance range can be selected.

BezugszeichenlisteReference symbol list

S11S11
Trocknendry
S12S12
Sintern und AusheizenSintering and heating
S13S13
Infiltrationinfiltration
S14S14
Heizen/HeizpressenHeating / heating presses
S21S21
Trocknendry
S22S22
Sintern und AusheizenSintering and heating
S23S23
Infiltrationinfiltration
S24S24
Heizen/HeizpressenHeating / heating presses
1010th
Elektrodenvorläufer-VorstufeElectrode precursor
1111
Elektrodenvorläufer nach InfiltrationElectrode precursor after infiltration
1212
Elektrodenvorläufer nach Heizen/HeizpressenElectrode precursor after heating / heating presses
2020th
ElektrodenpasteElectrode paste
3030th
AbleiterfolieArrester foil
4040
AktivmaterialActive material
5050
FestelektrolytSolid electrolyte
6060
PorenbildnerPore formers
7070
FestelektrolytmaterialsuspensionSolid electrolyte material suspension
7171
AktivmaterialpartikelsuspensionActive material particle suspension
8080
LeitadditivLead additive
9090
Binderbinder
100100
Aktivmaterial-zu-Festelektrolyt-Verhältnis in [Volumen-%]Active material to solid electrolyte ratio in [volume%]
110110
dichteste Packungtightest packing
111111
5% Porosität5% porosity
112112
10% Porosität10% porosity
113113
20% Porosität20% porosity
120120
Spezifische Fläche in [105 m2 / m3] Specific area in [10 5 m 2 / m 3 ]
130130
Partikeldurchmesser in [µm]Particle diameter in [µm]
140140
Perkolationsschwelle in [Volumen-% Aktivmaterial]Percolation threshold in [volume% active material]

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (15)

Herstellungsverfahren für einen Elektrodenvorläufer(11, 12), umfassend wenigstens die Schritte: • Mischen oder Erhalten einer Elektrodenpaste (20) und • Thermische Behandlung (S12, S14, S22, S24) der Elektrodenpaste (20) zum Erhalt des Elektrodenvorläufers (11, 12), gekennzeichnet durch Bereitstellen von porenbildenden Partikeln (60) in der Elektrodenpaste (20) vor der thermischen Behandlung (S12, S14, S22, S24), welche durch die thermische Behandlung (S12, S14, S22, S24) ausgegast und/oder verbrannt werden.Manufacturing method for an electrode precursor (11, 12), comprising at least the following steps: • Mixing or obtaining an electrode paste (20) and • Thermal treatment (S12, S14, S22, S24) of the electrode paste (20) to obtain the electrode precursor (11, 12 ), characterized by providing pore-forming particles (60) in the electrode paste (20) before the thermal treatment (S12, S14, S22, S24), which are outgassed and / or burned by the thermal treatment (S12, S14, S22, S24) will. Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Elektrodenpaste (20) Aktivmaterialpartikel (40) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellungsverfahren weiterhin den Schritt: • Infiltrieren (S13, S23) einer Festelektrolytmaterialpartikelsuspension (70) umfasst.Manufacturing process according to Claim 1 , wherein the electrode paste (20) contains active material particles (40), characterized in that the manufacturing method further comprises the step: • infiltrating (S13, S23) a solid electrolyte material particle suspension (70). Herstellungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Elektrodenpaste (20) Festelektrolytmaterialpartikel (50) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellungsverfahren weiterhin den Schritt: • Infiltrieren (S13, S23) einer Aktivmaterialpartikelsuspension (71) umfasst.Manufacturing process according to Claim 1 , wherein the electrode paste (20) contains solid electrolyte material particles (50), characterized in that the manufacturing method further comprises the step: • infiltrating (S13, S23) an active material particle suspension (71). Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Infiltrieren (S13, S23) im Vakuum durchgeführt wird.Manufacturing process according to one of the Claims 2 or 3rd , characterized in that the infiltration (S13, S23) is carried out in a vacuum. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Suspension (70, 71) ein Leitadditiv (80) bereitgestellt wird.Manufacturing process according to one of the Claims 2 to 4th , characterized in that a master additive (80) is provided in the suspension (70, 71). Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Behandlung (S12, S14, S22, S24) im Wesentlichen bei einer Temperatur oberhalb einer Zersetzungsschwelle der porenbildenden Partikel (60) und/oder unterhalb der Zersetzungsschwelle eines Aktivmaterials (40) und/oder eines Festelektrolytmaterials (50) durchgeführt wird.Manufacturing method according to one of the preceding claims, characterized in that the thermal treatment (S12, S14, S22, S24) essentially at a temperature above a decomposition threshold of the pore-forming particles (60) and / or below the decomposition threshold of an active material (40) and / or a solid electrolyte material (50) is carried out. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche wobei die Elektrodenpaste (20) ein Bindermaterial (90) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Behandlung (S12, S14, S22, S24) weiterhin im Wesentlichen bei einer Temperatur oberhalb einer Zersetzungsschwelle des Bindermaterials (90) durchgeführt wird.Manufacturing method according to one of the preceding claims, wherein the electrode paste (20) contains a binder material (90), characterized in that the thermal treatment (S12, S14, S22, S24) is carried out essentially at a temperature above a decomposition threshold of the binder material (90) becomes. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Behandlung (S12, S22) als Sinter-Prozessschritt (S12, S22) durchgeführt wird.Manufacturing method according to one of the preceding claims, characterized in that the thermal treatment (S12, S22) is carried out as a sintering process step (S12, S22). Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Behandlung (S14, S24) als Heizpressschritt (S14, S24) durchgeführt wird.Manufacturing method according to one of the preceding claims, characterized in that the thermal treatment (S14, S24) is carried out as a heating press step (S14, S24). Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den porenbildenden Partikeln (60) um polymerbasierte Partikel handelt.Manufacturing method according to one of the preceding claims, characterized in that the pore-forming particles (60) are polymer-based particles. Herstellungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den porenbildenden Partikeln (60) um Partikel handelt, welche im Wesentlichen oder vollständig aus einem oder mehreren der folgenden Materialien bestehen: • Zellulose • Saccharide • Graphit • Kohlenstofffaser • LeitrußManufacturing method according to one of the preceding claims, characterized in that the pore-forming particles (60) are particles which essentially or completely consist of one or more of the following materials: • cellulose • saccharides • graphite • carbon fiber • conductive carbon black Elektrodenvorläufer(11, 12) einer Anode oder Kathode, hergestellt und/oder herstellbar in einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.Electrode precursor (11, 12) of an anode or cathode, produced and / or producible in a method according to one of the preceding claims. Herstellungsverfahren für eine Elektrodenpaste (20), umfassend wenigstens die Schritte: • Ermitteln eines Mindest-Verhältnisses von Aktivmaterial (40) zu Festelektrolytmaterial (50) in Abhängigkeit eines Maßes für den Aktivmaterialpartikeldurchmesser (130), • Erhalten eines Werts für eine voraussichtliche Porosität (110, 111, 112, 113) einer mit der herzustellenden Elektrodenpaste (20) herstellbaren Elektrode, • Ermitteln eines Soll-Verhältnisses von Aktivmaterial (40) zu Festelektrolytmaterial (50) weiterhin anhand der voraussichtlichen Porosität (110, 111, 112, 113), • Festlegen einer Soll-Menge an Aktivmaterial (40), • Ermitteln von Soll-Menge und Soll-Typ porenbildender Partikel (60) wenigstens in Abhängigkeit von der Soll-Menge an Aktivmaterial (40) und dem Soll-Verhältnis von Aktivmaterial (40) zu Festelektrolytmaterial (50), und • Mischen einer Elektrodenpaste (20) mit den ermittelten Soll-Mengen an Aktivmaterial (40) und porenbildenden Partikeln (60).Manufacturing method for an electrode paste (20), comprising at least the steps: Determining a minimum ratio of active material (40) to solid electrolyte material (50) as a function of a measure of the active material particle diameter (130), Obtaining a value for an expected porosity (110, 111, 112, 113) of an electrode that can be produced with the electrode paste (20) to be produced, Determining a target ratio of active material (40) to solid electrolyte material (50) further on the basis of the expected porosity (110, 111, 112, 113), Determining a target quantity of active material (40), • Determining the target amount and target type of pore-forming particles (60) at least as a function of the target amount of active material (40) and the target ratio of active material (40) to solid electrolyte material (50), and • Mixing an electrode paste (20) with the determined target amounts of active material (40) and pore-forming particles (60). Herstellungsverfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Erhalten eines Werts für eine Energiedichte einer mit der herzustellenden Elektrodenpaste (20) herstellbaren Batteriezelle und Ermitteln eines Soll-Verhältnisses von Aktivmaterial (40) zu Festelektrolytmaterial (50) weiterhin in Abhängigkeit der Energiedichte.Manufacturing process according to Claim 13 , characterized by obtaining a value for an energy density of a battery cell that can be produced with the electrode paste (20) to be produced and determining a target ratio of active material (40) to solid electrolyte material (50) further as a function of the energy density. Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, gekennzeichnet durch Ermitteln eines Wertes für eine Perkolationsschwelle (140) aus dem Maß für den Aktivmaterialpartikeldurchmesser (130) und Ermitteln eines Soll-Verhältnisses von Aktivmaterial (40) zu Festelektrolytmaterial (50) weiterhin in Abhängigkeit der Perkolationsschwelle (140).Manufacturing process according to one of the Claims 13 or 14 , characterized by determining a value for a percolation threshold (140) the measure for the active material particle diameter (130) and determining a desired ratio of active material (40) to solid electrolyte material (50) as a function of the percolation threshold (140).
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