DE102021206617B3

DE102021206617B3 - Vorrichtung zur Herstellung einer Elektrodenanordnung für eine Lithium-Ionen-Batteriezelle

Info

Publication number: DE102021206617B3
Application number: DE102021206617.8A
Authority: DE
Inventors: Kartik Jamadar
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2021-06-25
Filing date: 2021-06-25
Publication date: 2022-09-08
Anticipated expiration: 2041-06-26
Also published as: CN115528198A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Elektrodenanordnung für eine Lithium-Ionen-Batteriezelle, bei der ein Substratband (1) bereitgestellt ist, das ein- oder beidseitig mit Elektrodenmaterial (17, 19) beschichtet ist, und zwar unter Bildung eines Mehrlagenaufbaus, bei dem zumindest ein streifenförmiger Substratbandbereich (23) unbeschichtet bleibt, und einer Kalandrierstation (9), in der der Mehrlagenaufbau mittels Kalanderwalzen (10) komprimierbar ist, die in Druckanlage mit dem beschichteten Substratbandbereich (21) sind, wodurch der Mehrlagenaufbau in Bandlängsrichtung und in Bandquerrichtung gestreckt wird. Erfindungsgemäß ist zur Vermeidung eines Bauteilverzugs zwischen dem beschichteten Substratbandbereich (21) und dem unbeschichteten Substratbandbereich (23) der Walzendurchmesser (d) zumindest einer Kalanderwalze (10) während des Kalandriervorgangs am unbeschichteten Substratbandbereich (23) ausweitbar, so dass die Kalanderwwalze (10) zusätzlich auch mit dem unbeschichteten Substratbandbereich (23) in Druckanlage bringbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Elektrodenanordnung für eine Lithium-Ionen-Batteriezelle nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Das im Zellgehäuse einer Lithium-Ionen-Batteriezelle angeordnete Aktivmaterial besteht aus einer Elektrodenanordnung mit Separator sowie aus einem Elektrolyt. Aus der DE 10 2011 088 824 A1 ist eine gattungsgemäße Prozessanordnung zur Herstellung einer solchen Elektrodenanordnung bekannt. Demnach wird ein Endlos-Substratband bereitgestellt, das in einer Fertigungsrichtung einen Kalandrierprozess durchläuft. Das Endlos-Substratband ist beidseitig mit Elektrodenmaterial beschichtet, und zwar unter Bildung eines Mehrlagenaufbaus, bei dem quer zur Fertigungsrichtung die beiden Substratbandränder unbeschichtet bleiben. Der Mehrlagenaufbau ist mittels Kalanderwalzen komprimierbar, um eine einwandfreie mechanische sowie elektrische Kontaktierung des Elektrodenmaterials zu erzielen. Dabei sind die Kalanderwalzen in Druckanlage mit dem beschichteten, mittleren Substratbandbereich, während die unbeschichteten Substratbandränder ohne Druckanlage mit den Kalanderwalzen sind. Durch die Druckanlage mit den Kalanderwalzen wird der mittlere, beschichtete Substratbandbereich in der Bandlängsrichtung sowie in der Bandquerrichtung gestreckt, um einen Bauteilverzug zwischen dem mittleren beschichteten Substratbandbereich und den unbeschichteten Substratbandrändern zu vermeiden, sind in der DE 10 2011 088 824 A1 fertigungstechnisch aufwendig in den unbeschichteten Substratbandrändern Entlastungsstrukturen eingearbeitet. Auf diese Weise kann ein mechanischer Spannungsaufbau im Endlos-Substratband reduziert werden. Spannungsbedingte Verformungen im Endlos-Substratband können somit vermieden werden.
Aus der DE 10 2020 203 092 A1 oder aus der JP 2020 - 30 930 A ist eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt. Aus der US 2020/0194772 A1 und aus der US 2020/0156128 A1 sind jeweils weitere Vorrichtungen zur Herstellung einer Elektrodenanordnung für eine Lithium-Ionen-Batteriezelle bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Herstellung einer Elektrodenanordnung für eine Lithium-Ionen-Batteriezelle bereitzustellen, bei der im Vergleich zum Stand der Technik in fertigungstechnisch einfacher Weise die Elektrodenanordnung einwandfrei erzeugbar ist.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Die Erfindung geht von einer Vorrichtung aus, in der ein Substratband bereitgestellt ist, das ein- oder beidseitig mit Elektrodenmaterial beschichtet ist. Auf diese Weise ergibt sich ein Mehrlagenaufbau, bei dem zumindest ein streifenförmiger Substratbandbereich unbeschichtet bleibt. Der Mehrlagenaufbau wird in einer Kalandrierstation mittels Kalanderwalzen komprimiert. Diese sind in Druckanlage mit dem beschichteten Substratbandbereich, wodurch der Mehrlagenaufbau in Bandlängsrichtung und in Bandquerrichtung gestreckt wird. Erfindungsgemäß wird zur Vermeidung eines Bauteilverzugs zwischen dem beschichteten Substratbandbereich und dem unbeschichteten Substratbandbereich die folgende Maßnahme getroffen: So ist der Walzendurchmesser zumindest einer der beiden Kalanderwalzen während des Kalandriervorgangs am unbeschichteten Substratbandbereich ausweitbar. Auf diese Weise ist die Kalanderwalze zusätzlich auch mit dem unbeschichteten Substratbandbereich in Druckanlage bringbar. Im Unterschied zum Stand der Technik wird daher nicht nur der beschichtete Substratbandbereich, sondern auch der unbeschichtete Substratbandbereich in der Bandlängsrichtung und in der Bandquerrichtung gestreckt.
Im Stand der Technik wird der Substratbereich (ohne Beschichtung) in Längsrichtung durch die Bahnspannung und durch die Reibwalze gestreckt wird. Dabei kann eine hohe Zugkraft von ca. 700-800 N erforderlich sein. Die auf das Substrat (ohne Beschichtung) aufgebrachte Temperatur hilft, die erforderliche Spannung zu verringern. Normalerweise wird die Temperatur auf etwa 80-120°C erhöht. Dies hilft dem Substrat, die erforderliche Längsdehnung bei viel geringerer Spannung zu erreichen.
Erfindungsgemäß wird ein Bauteilverzug, der zu einer Faltenbildung führt, direkt an der Quelle (das heißt direkt im Kalandervorgang) vermieden. Der Kalandrierprozess ist daher so modifiziert, dass keine Falten entstehen können. Im Bereich des Substrats (ohne Beschichtung) entstehen im Stand der Technik Falten, weil es beim Kalandrieren nicht gedehnt wird. Es fehlt eine in Längsrichtung wirkende Längsstreck-Kraft F4. Wenn man diese Zugkraft während des Kalandrierens bereitstellen kann, dann wird die Hauptquelle der Faltenbildung beseitigt.
Die Oberfläche der Kalanderwalze, die mit dem Substrat (ohne Beschichtung) in Kontakt ist, wird auf 50-100°C erwärmt. Durch die Erwärmung wird der Walzendurchmesser größer. Die Kalanderwalze berührt nun das Substrat und dehnt das Substrat ebenfalls aus. Durch die Wärmezufuhr ist es möglich, die thermische Ausdehnung der Walze zu steuern. Die Wärmeausdehnung der Walze ist so, dass sie den Spalt zwischen Beschichtung und Substrat ausfüllt. Somit kommen sowohl die Oberfläche der Beschichtung als auch die Oberfläche des Substrats (ohne Beschichtung) mit der Kalanderwalze in Kontakt. Auf diese Weise wird eine fehlende Längszugspannung F4 in dem Bereich des Substrats (ohne Beschichtung) eingebracht. Dadurch wird die Faltenbildung verhindert.
Normalerweise sind beim Kalandrieren, besonders in der Pilotlinie oder der flexiblen Massenproduktion, Elektroden mit folgenden Variablen zu kalandrieren: So kann die Elektrodenbreite variieren. Zudem kann die Beschichtungsdicke oder die Schichtdicke nach dem Kalandrieren variieren. Ferner kann die Dicke des Substrats variieren.
Um Faltenbildung zu vermeiden, ist es wichtig, dass das Substrat gedehnt oder gestreckt wird. Dies kann entweder durch einen größeren Walzendurchmesser im Bereich des Substrats (ohne Beschichtung) oder durch einen Gummistreifen zwischen Walze und Substrat erreicht werden. Der Gummistreifen ist komprimierbar und hat die gleiche Dicke wie der Spalt zwischen Walzenoberfläche und Substrat. Beide Möglichkeiten funktionieren nicht, wenn sich die Eigenschaften des Eingangsmaterials häufig ändern. Es ist nicht möglich, den Walzendurchmesser und den Gummistreifen auf der Walzenoberfläche ständig zu ändern. In einem solchen Fall ist die hier vorgeschlagene Idee von Vorteil.
In der vorliegenden Erfindung kann die Walze entweder durch Induktion oder Infrarot erwärmt werden. Dabei wird nur der Bereich der Walze erwärmt, der sich über und unter dem Substrat (ohne Beschichtung) befindet. Durch die Steuerung der Temperatur ist es möglich, eine kontrollierte lineare Ausdehnung des Walzensegments zu erreichen. Diese kontrollierte lineare Ausdehnung der Walze füllt den Spalt zwischen Walzenoberfläche und Substrat. Die Walze gibt die erforderliche Dehnung ab. Wenn die eingehende Elektrode eine unterschiedliche Breite, Dicke usw. hat, kann die Temperatur angepasst werden. Dann kann die Temperatur angepasst werden. Dadurch wird die thermische Ausdehnung der Walze verändert.
Bei der obigen Erfindungsidee gibt es verschiedene Optionen. Jede Option wird nachfolgend ausführlich erläutert: In der ersten Option erfolgt die Dehnung des Substrats durch Trägerband und keine Vorwärmung des Substrats. In der zweiten Option erfolgt die Dehnung des Substrats durch Trägerband mit Vorwärmung des Substrats. In der dritten Option weist der Trägerstreifen eine Textur auf, die auf der mit dem Substrat verbundenen Oberfläche ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß wird ein Walzensegment erwärmt, das sich oberhalb und/oder unterhalb des Substrats (ohne Beschichtung) befindet. Der anderer Kalanderwalzenbereich kann gekühlt werden, um Wärme abzuführen (die Kühlung ist optional). Zudem kann eine Schicht aus einem dünnen Metallring mit hoher Wärmeausdehnung auf die Walzenoberfläche aufgebracht werden. Der Metallring wird nur im Bereich oberhalb und unterhalb des Substrats angebracht. Das Metallband kann aus einer Aluminiumlegierung, Zink oder Messing bestehen. Diese haben eine höhere Wärmeausdehnung als Stahl. Auf diese Weise ist weniger Wärmeenergie erforderlich, um die notwendige thermische Ausdehnung zu erreichen. Das Metallband wird mit einer Gummibeschichtung versehen, um der Oberfläche eine allmähliche Dehnung zu verleihen.
Alternativ dazu kann eine Schicht aus einem dünnen Gummiring anstelle eines Metallrings verwendet werden. Der Gummi wird erhitzt, um eine thermische Ausdehnung zu erreichen. Die obigen zweiten und dritten Optionen sind weniger flexibel, wenn sich die Elektrodenbreite ändert. Sie sind flexibel gegen Schichtdickenänderungen. Die obige erste Option ist dagegen völlig flexible, da Änderungen der Elektrodenbreite und der Beschichtungsdicke sehr leicht anpassbar sind.
Die Erwärmung erfolgt entweder durch Induktionserwärmung, Infraroterwärmung oder durch Einblasen von Heißluft in allen drei Varianten. Die Induktionserwärmung wird bevorzugt, da sie eine schnelle, lokale Erwärmung ermöglicht. Die Erwärmung der Walzenoberfläche erfolgt kurz bevor sie mit der Elektrode in Kontakt kommt. Daher wird nur ein kleines Segment der Walze erwärmt und dehnt sich aus. Die Wärme, die dem Kalandersegment zugeführt wird, braucht einige Zeit, um sich auf andere Bereiche der Walze zu verteilen. Die Masse der Walze nimmt diese Wärme leicht auf, bevor sie sich um einen Zyklus dreht und erneut kalandriert. Daher ist die Kühlung im Bereich der Kalandrierung in Kontakt mit der Beschichtung optional.
Beim Kalandrieren der Kathode kann die komplette Kalanderwalze auf ca. 120°C aufgeheizt werden. In diesem Fall ist sicherzustellen, dass das Walzensegment oberhalb und unterhalb des Substrats eine höhere Temperatur als die gleichmäßige Walzentemperatur aufweist. Es ist wichtig, dass ein Temperaturunterschied zwischen der Oberfläche der Kalanderwalze, die mit der Beschichtung in Berührung kommt, und der Oberfläche der Kalanderwalze erzeugt wird, die nur mit dem Substrat in Berührung kommt, haben sollten.
Das Endlos-Substratband wird auf einer Aufwickelrolle aufgewickelt. Die Aufwickelrolle gibt Rückspannung auf die Elektrodenoberfläche. Die Bahnspannung kann zusätzlich durch eine Spannrolle erzeugt warden. Der Bereich der Kalanderwalze oberhalb und unterhalb der Substratoberfläche wird durch Induktionserwärmung, durch Infraroterwärmung oder durch Einblasen von Heißluft erwärmt. Dieser Bereich wird auf ca. 50 - 100°C oberhalb der mittleren Oberfläche der Walze erwärmt. Mit steigender Temperatur dehnt sich das Material durch thermische Ausdehnung aus. Wenn sich das Material der Walze ausdehnt, berührt es das Substrat. Ohne Temperatur besteht ein Spalt zwischen Walzenoberfläche und Substrat. Beim Kalandrieren wird das Substrat (ohne Beschichtung) zusammen mit anderen Bereichen der Elektrode (mit Beschichtung) gedehnt. Dies bedeutet, dass keine Falten entstehen. Zwischen dem beheizten Ring und der Beschichtung befindet sich ein Spalt von 5 mm, damit die Beschichtung nicht durch den beheizten erweiterten Ring beschädigt wird. Nachdem die Kalanderwalze die Verformungszone passiert hat, wird sie im mittleren Bereich abgekühlt. Es ist nicht erwünscht, dass Wärme von den Seiten in den mittleren Bereich der Kalandrierung fließt und dort die Temperatur erhöht. Andernfalls wäre es schwierig, eine genaue Dicke zu halten. Die Abkühlung erfolgt durch das Einblasen von kalter Luft oder durch den Kontakt mit der gekühlten Walze. Durch die Abkühlung verliert auch der Bereich, der erwärmt wurde, etwas Wärme. Die thermische Ausdehnung verringert sich mit sinkender Temperatur. Nach dem Kalandrieren wird die Dicke mit einem Dickenmess-Sensor wie Ultraschallsensor, Lasersensor oder Lichtsensoren gemessen. Wenn die Dicke von den gewünschten Werten abweicht, wird der Klemmspalt des Kalanderwalzen-Paares angepasst.
Der kalandrierte Mehrlagenaufbau wird dann zurück auf die Aufwickelwrolle gewickelt. Direkt über der Aufwickelrolle befindet sich eine Querstreck-Walze. Die Querstreck-Walze verleiht der Elektrodenoberfläche eine Querzugspannung und beseitigt eventuelle Welligkeiten. Der Breitenspanner hat eine Textur (schraubenförmige Form), so dass eine Querzugspannung entsteht. Der Querstreck-Walze kann aus Polyurethan-Material bestehen.
Erfindungsgemäß ist ein dünner Metallring an der Kalanderwalze angebracht. Der Metallring wird nur in dem Bereich angebracht, in dem die Heizung benötigt wird. Es können Metalle, etwa eine Aluminiumlegierung, rostfreier Stahl, Zink oder Messing verwendet warden. Diese Metalle haben einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten als Stahl. Stahl hat einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 10 × 10-6 m/ m °C. Das bedeutet, dass bei geringerer Wärmezufuhr eine höhere Wärmeausdehnung erreicht werden kann. Zink hat 35 × 10-6 m/m °C, Aluminium hat 20 × 10-6 m/m °C, Messing hat 18 × 10-6 m/m °C, Edelstahl 18 × 10-6 m/m °C.
Der dünne Ring kann eine Dicke von ca. 5 mm aufweisen, der auf die Oberfläche der Kalanderwalze aufgepresst wird. Die Kalanderwalzenoberfläche besteht aus Chromstahl. Die Breite dieses dünnen Rings ist die gleiche wie die Substratbreite. Das heißt, wenn wir eine andere Elektrodenbreite kalandrieren wollen, müssen wir die Größe des dünnen Rings ändern. Der Außendurchmesser des Kalanders und der Durchmesser des eingepressten Rings sind gleich und beide sind auf Hochglanz poliert. Zwischen dem beheizten Ring und der Beschichtung befindet sich ein Spalt von 5 mm, damit die Beschichtung nicht durch den beheizten erweiterten Ring beschädigt wird.
Der dünne Ring wird mit Induktion, Infrarot oder durch Anblasen von Heißluft erwärmt, kurz bevor er in die Kalanderzone eintritt. Da das Material dieses dünnen Rings einen höheren Wärmekoeffizienten als Stahl hat, muss es auf eine niedrigere Temperatur als Stahl erhitzt werden. Normalerweise müssen dünne Ringe nicht kalandriert werden. Es muss nur das Substrat (ohne Beschichtung) gedehnt werden. Daher besteht kein Bedarf an hoher Festigkeit und Härte. Durch die Kontrolle der Temperatur des dünnen Rings kann die thermische Ausdehnung kontrolliert werden. Der dünne Ring dehnt sich bei verschiedenen Temperaturen unterschiedlich aus und kann sich an den unterschiedlichen Spalt zwischen Beschichtung und Substrat anpassen. Der restliche Prozess ist derselbe wie in der ersten Option beschrieben.
Bei der dritten Option ist ein dünner Gummiring an der Kalanderwalze angebracht. Der Metallring wird nur in dem Bereich angebracht, in dem die Heizung benötigt wird. Wir können Gummis wie Polyurethan verwenden. Gummi ist komprimierbar und hat einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten als Stahl. Das bedeutet, dass bei geringerer Wärmezufuhr eine höhere thermische Ausdehnung erreicht werden kann. Polyurethan hat eine Wärmeausdehnung von 100 x 10-6 m/m °C, das ist 10-mal mehr als Stahl. Das bedeutet, dass es 10-mal weniger Wärme benötigt als Stahl. Der Ring kann eine Dicke von ca. 5 mm aufweisen und auf die Oberfläche der Kalanderwalze aufgepresst sein. Die Kalanderwalzenoberfläche besteht aus Chromstahl. Die Breite dieses dünnen Rings ist die gleiche wie die Substratbreite. Das heißt, wenn eine andere Elektrodenbreite kalandriert warden soll, muss die Größe des dünnen Rings geändert werden. Der Außendurchmesser des Kalanders und der Durchmesser des eingepressten Rings sind gleich und beide sind auf Hochglanz poliert. Zwischen dem beheizten Ring und der Beschichtung befindet sich ein Querversatz von zum Beispiel 5 mm, damit die Beschichtung nicht durch den beheizten erweiterten Ring beschädigt wird.
Der Ring wird mit Induktion, Infrarot oder durch Anblasen von Heißluft erwärmt, und zwar kurz bevor er in die Kalanderzone eintritt. Der Gummiring wird zum Beispiel auf ca. 50-80 °C erwärmt. Da das Material dieses dünnen Rings einen höheren Wärmekoeffizienten als Stahl hat, muss er auf eine niedrigere Temperatur als Stahl erhitzt werden. Normalerweise muss ein dünner Ring aus Gummi nicht kalandriert werden. Es muss nur das Substrat (ohne Beschichtung) gedehnt werden. Daher ist eine hohe Festigkeit nicht erforderlich. Der restliche Prozess ist derselbe wie in der ersten Option beschrieben. Der Vorteil von Gummi ist, dass selbst wenn die Ausdehnung des Rings größer als der Spalt ist, er sich zusammenzieht und eine allmähliche Dehnungskraft auf das Substrat ausübt. Bei der ersten und zweiten Variante muss die thermische Ausdehnung des Metalls sehr gut durch die Temperatur gesteuert werden, so dass die Ausdehnung gleich der Spaltdicke ist. Andernfalls wird die Metalloberfläche einen hohen Abrieb am Substrat verursachen.
In einer weiteren Ausführungsform ist es möglich, dass das Material der Kalanderwalze, das in Kontakt mit der Beschichtung des Aktivmaterials ist, und das Material der Kalanderwalze, das dem unbeschichteten Substrat gegenüberliegt, aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Das Kalanderwalzen-Material über dem unbeschichteten Substratbereich kann einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen als das Kalanderwalze-Material, das dem Aktivmaterial zugeordnet ist. Auf diese Weise kann es schon bei einer geringen Temperaturdifferenz zu einer notwendigen thermischen Ausdehnung der Kalanderoberfläche (gegenüber dem Substrat ohne Beschichtung) kommen. Dies führt zu einer Dehnung des Substrats und damit zur Vermeidung von Faltenbildung.
Beim aktuellen Kalandrierprozess für Kathoden werden die Kalanderwalzen komplett auf eine Betriebstemperatur von zum Beispiel 120°C aufgeheizt. Das Kalandrieren mit temperierten (beheizten) Walzen wird durchgeführt, um die Kalandrierlast zu reduzieren. Wenn die Kalanderwalze, wie oben erwähnt, aus unterschiedlichen Materialien besteht, dann bewirkt diese Betreibstemperatur eine unterschiedliche Wärmeausdehnung der Kalanderwalzen im Bereich über dem Aktivmaterial und im Bereich über dem unbeschichteten Substrat. Eine zusätzliche Wärmezufuhr durch ein externes Heizelement (das heißt zum Beispiel Induktionserwärmung) ist daher nicht erforderlich. Die Temperierung der Walze auf die Betriebstemperatur reicht aus, um eine unterschiedliche thermische Ausdehnung der Walze zu bewirken. Das Kalanderwalzen-Material, das dem unbeschichteteten Substrat zugewandt ist, dehnt das Substrat (wegen seines höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten) und vermeidet Falten, obwohl die gesamte Kalanderwalze gleichmäßig auf die gleiche Betriebstemperatur (ca. 120°) erwärmt ist.
Die wesentlichen Merkmale der Erfindung sind wie folgt: Die Kalandrierwalze wird segmentweise beheizt. Das Segment der Kalanderwalze, das dem Substrat (ohne Beschichtung) zugewandt ist, wird auf eine höhere Temperatur erwärmt als die Oberfläche der Kalanderwalze, die der Beschichtung zugewandt ist. Die Temperatur erzeugt eine Ausdehnung der Kalanderoberfläche durch thermische Expansion. Wenn sich das äußere Segment des Kalanders ausdehnt, berührt es das Substrat und führt zu einer Längsausdehnung. Die Erwärmung erfolgt entweder durch Induktion, Infrarot oder durch Einblasen von Heißluft. Normalerweise sollte eine Temperatur um 100° ausreichen, um eine Wärmeausdehnung zu erreichen, die dem Spalt zwischen Kalanderoberfläche und Substrat entspricht. Die Erwärmung erfolgt kurz vor dem Kalandrieren, damit sich die Wärme nicht auf den Rest der Kalanderoberfläche ausbreitet. Nachdem die Kalanderwalze die Kalanderverformungszone passiert hat, kühlt sie sich selbständig ab. Die thermische Ausdehnung wird reduziert. Der Bereich der Kalanderoberfläche und die mittlere Deckschicht werden durch gekühlte Luft gekühlt, so dass sich ihr Enddurchmesser nicht durch Wärme verändert. Ein dünner Metallring kann an der zu beheizenden Kalanderfläche angebracht werden. Die ausgewählten Metalle haben einen höheren Wärmekoeffizienten als Stahl. Auf diese Weise muss man bei 80 °C weniger Wärme abgeben, um die erforderliche Wärmeausdehnung zu erreichen. Anstelle des dünnen Metallrings kann man auch einen Gummiring aus Polyurethan verwenden. Der Gummiring ergibt die gleiche Wärmeausdehnung auch bei Temperaturen um 50°C.
Zudem kann sowohl der Metallring als auch der Gummiring auf die Kalanderoberfläche aufgepresst werden. Sie haben den gleichen Außendurchmesser wie die Kalanderwalzenbeschichtung. Die Kühlung des mittleren Bereichs des Kalanders ist optional. Sie ist nur dann erforderlich, wenn der mittlere Bereich aufgrund der Wärmeausbreitung von den Seiten ebenfalls eine thermische Ausdehnung erfährt. Der mittlere Bereich der Kalanderwalze übernimmt die Kalandrierung der Beschichtung und benötigt daher einen höheren genauen Durchmesser. Die Querstreck-Walze kann eine schraubenförmige Struktur aufweisen und das Aufwickeln unterstützen. Dadurch kann eine Welligkeit im Subnstratband entfernt werden.
Nachfolgend sind wesentliche Erfindungsaspekte nochmals im Einzelnen hervorgehoben: So kann die erfindungsgemäße Kalanderwalze bevorzugt zwei unterschiedliche Betriebszustände einnehmen. Während des Kalandriervorgangs befindet sich die Kalanderwalze in einem ausgeweiteten Betriebszustand, bei dem ein, dem unbeschichteten Substratbandbereich zugeordnetes, ausweitbares Kalanderwalzen-Segment durchmessergrößer ist als ein, dem beschichteten Substratbandbereich zugeordnetes, nicht ausweitbares Kalanderwalzen-Segment. Zusätzlich kann die Kalanderwalze einen nicht ausgeweiteten Betriebszustand einnehmen. Bei diesem Betriebszustand ist das ausweitbare Kalanderwalzen-Segment (im Vergleich zum ausgeweiteten Betriebszustand) durchmesserreduziert. In diesem Fall können die beiden Kalanderwalzen-Segmente zueinander durchmessergleich ausgeführt sein.
Erfindungsgemäß erfolgt die Ausweitung des Walzendurchmessers der Kalanderwalze am unbeschichteten Substratbandbereich durch eine Wärmebeaufschlagung der Kalanderwalze. Hierbei erwärmt ein Heizelement ein, dem unbeschichteten Substratbandbereich zugeordnetes Kalanderwalzen-Segment. Dessen Temperatur ist während des Kalandriervorgangs um eine Temperaturdifferenz zum Beispiel im Bereich von 50°C bis 100°C größer bemessen als die Temperatur des Kalanderwalzen-Segments, das dem beschichteten Substratbandbereich zugeordnet ist.
Die Erzeugung der Durchmesserdifferenz zwischen den beiden Kalanderwalzen-Segmenten kann mit Hilfe eines Kühlelements unterstützt werden. Das Kühlelement kann während des Kalandriervorgangs das Kalanderwalzen-Segment kühlen, das dem beschichteten Substratbandbereich zugeordnet ist.
In einer Ausführungsform kann der Wärmeausdehnungskoeffizient des, dem unbeschichteten Substratbandbereich zugeordneten Kalanderwalzen-Segments größer bemessen sein als der Wärmeausdehnungskoeffizient des, dem beschichteten Substratbandbereich zugeordneten Kalanderwalzen-Segments. Im Kalendriervorgang kann die komplette Kalanderwalze auf eine Betriebstemperatur, zum Beispiel auf 120°C, erwärmt werden. In diesem Fall kann sich das, dem unbeschichteten Substratbandbereich zugeordnete Kalanderwalzen-Segment auf einen Durchmesser ausweiten, der größer als der Durchmesser des, dem beschichteten Substratbandbereich zugeordneten Kalanderwalzen-Segments ist.
Erfindungsgemäß ist es von Bedeutung, dass mit möglichst geringem fertigungstechnischen Aufwand während des Kalandriervorgangs eine Durchmesserdifferenz zwischen den beiden Kalanderwalzen-Segmenten erzeugbar ist. Vor diesem Hintergrund ist das Kalanderwalzen-Segment, das dem unbeschichteten Substratbandbereich zugeordnet ist, durch ein Ringelement realisiert. Das Ringelement ist auf einem Kalanderwalzen-Grundkörper aufgebracht. Der Werkstoff des Ringelements ist im Gegensatz zum Kalanderwalzen-Grundkörper so ausgewählt, dass bei Wärmebeaufschlagung eine signifikante Wärmeausdehnung erfolgt, um die Durchmesserdifferenz bereitzustellen. Die Wärmeausdehnung des Ringelements ist im Vergleich zur Wärmeausdehnung des Grundkörper-Werkstoffes wesentlich größer.
In einer ersten Ausführungsvariante kann das Ringelement ein Metallring sein, dessen Außenumfang bevorzugt mit einem Elastomermaterial beschichtet ist. Alternativ dazu kann das Ringelement aus einem Elastomermaterial hergestellt sein.
Das Heizelement zur Erwärmung des, dem unbeschichteten Substratbandbereich zugeordneten Kalanderwalzen-Segments kann in unterschiedlichen Ausführungsformen realisiert sein, zum Beispiel als Induktionsheizung, als Infrarotheizung oder als Heißluftgebläse. Für eine einfache sowie wirkungsvolle Wärmebeaufschlagung ist es bevorzugt, wenn das Heizelement eine externe Erwärmung des Kalanderwalzen-Segments bereitstellt.
Der unbeschichtete Substratbandbereich geht in einer Bandquerrichtung an einem stufenartigen Übergang mit Dicken-Sprung in den beschichteten Substratbandbereich über. Im Hinblick auf eine an die Substratband-Kontur angepasste Ausweitung des Kalanderwalzen-Durchmessers ist es bevorzugt, wenn das ausweitbare Kalanderwalzen-Segment in der Bandquerrichtung um einen (nicht erwärmten) Querversatz vom stufenartigen Übergang beabstandet ist.
Im Hinblick auf einen kontinuierlichen Fertigungsprozess ist es bevorzugt, wenn in der Vorrichtung das Substratband als ein Endlos-Substratband bereitgestellt ist. in diesem Fall wird das Substratband im Prozessverlauf in einer Abwickelstation von einer Abwickelrolle abgewickelt und durch die Kalandrierstation geführt. Anschließend wird das kalandrierte Endlos-Substratband in einer Aufwickelstation auf eine Aufwickelrolle aufgewickelt. Diese kann mittels eines Vorschubgerätes angetrieben werden. Zur weiteren Automatisierung der Prozessabfolge kann das Heizelement und/oder das Kühlelement in einem Regelkreis eingebunden sein. Der Regelkreis kann eine Steuereinheit aufweisen, mittels der das Heizelement und/oder das Kühlelement ansteuerbar sind. Die Steuereinheit kann in Signalverbindung mit einem Dickenmess-Sensor sein. Dieser erfasst nach erfolgter Kalandrierung die Dicke des beschichteten Substratbandbereiches und/oder des unbeschichteten Substratbandbereiches. Auf der Grundlage der erfassten Dicke generiert die Steuereinheit ein Stellsignal, mit dem das Heizelement und/oder das Kühlelement ansteuerbar ist, um den Wärme-/Kälteeintrag in die Kalanderwalze einzustellen.
In einer weiteren Ausführungsvariante kann die Aufwickelrolle mit einer Querstreck-Walze zusammenwirken. Die Aufwickelrolle und die Querstreck-Walze bilden einen Durchlaufspalt, durch das kalandrierte Endlos-Substratband läuft. Mit Hilfe der Querstreck-Walze können Querkraftkomponenten auf das Endlos-Substratband ausgeübt werden. Mit deren Hilfe das Endlos-Substratband in der Bandquerrichtung gestreckt wird. Auf diese Weise können gegebenenfalls noch im Substratband gebildete Verformungen geglättet werden.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
Es zeigen:

1 bis 4 jeweils Ansichten zu einer Anlagenskizze für die Herstellung einer Elektrodenanordnung;
5 bis 9 jeweils Ansichten, anhand derer eine Kräfteverteilung bzw. Spannungsverteilung vor dem Kalandrierprozess und während des Kalandrierprozesses angedeutet sind; und
10 eine Ansicht einer Querstreck-Walze.

In der Anlagenskizze gemäß der 1 ist eine Prozessanordnung zur kontinuierlichen Herstellung einer Elektrodenanordnung für eine Lithium-Ionen-Batteriezelle angedeutet. In der Vorrichtung wird ein Endlos-Substratband 1 in einer Abwickelstation 3 von einer Abwickelrolle 5 abgewickelt sowie in einer Fertigungsrichtung R durch eine Beschichtungsstation 7 sowie durch eine Kalandrierstation 9 geführt. In der Kalandrierstation 9 wird der Mehrlagenaufbau mittels Kalanderwalzen 10 komprimiert. Anschließend wird das Endlos-Substratband 1 in einer Aufwickelstation 11 auf eine Aufwickelrolle 13 aufgewickelt. Die Aufwickelrolle 13 wird mittels eines Vorschubgeräts 15 angetrieben.
In der Beschichtungsstation 7 werden Elektrodenmaterial-Folien 17, 19 jeweils als Bandware bereitgestellt. Die beiden Elektrodenmaterial-Folien 17, 19 aus Aluminium und Kupfer werden beidseitig auf das Endlos-Substratband 1 aufgebracht, und zwar unter Bildung eines Mehrlagenaufbaus (2), bei dem ein mittlerer Substratbandbereich 21 mit den beiden Elektrodenmaterial-Folien 17, 19 beschichtet ist, sowie mit zwei unbeschichteten Substratbandbereichen 23 an den Substratband-Seitenrändern. Die Aluminiumfolie 17 kann eine Dicke von etwa 10 bis 12 Mikrometer aufweisen, während die Kupferfolie 19 eine Dicke von etwa 6 bis 10 Mikrometer aufweisen kann.
In der 1 wirkt die Aufwickelrolle 13 mit einer Querstreck-Walze 25 zusammen. Zwischen der Aufwickelrolle 13 und der Querstreck-Walze 25 ist ein Durchlassspalt gebildet, durch den das kalandrierte Endlos-Substratband 1 läuft. Mit Hilfe der Querstreck-Walze 25 werden Querkraftkomponenten auf das Endlos-Substratband 1 ausgeübt, mit deren Hilfe das Endlos-Substratband 1 in der Bandquerrichtung geglättet wird. Wie aus der 3 weiter hervorgeht, geht der beschichtete Substratbandbereich 21 in der Bandquerrichtung beidseitig jeweils an stufenartigen Übergängen 27 mit Dicken-Sprung Δs (7) in den randseitigen unbeschichteten Substratbandbereich 23 über.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass sich beiden die Kalanderwalzen 10 während des Kalandriervorgangs der Querschnittskontur des Endlos-Substratbands 1 anpassen können. Auf diese Weise wird ein Bauteilverzug zwischen dem mittleren beschichteten Substratbandbereich 21 und den beiden randseitigen unbeschichteten Substratbandbereichen 23 vermieden. Die Anpassung an die Querschnittskontur des Endlos-Substratbandes 1 wird wie folgt erzielt: So ist jede der Kalanderwalzen 10 in der Axialrichtung betrachtet aufgeteilt in ein mittleres Kalanderwalzen-Segment 29 sowie in zwei äußere Kalanderwalzen-Segmente 31. Das mittlere Kalanderwalzen-Segment 29 ist dem mittleren Substratbandbereich 21 zugeordnet, während die beiden äußeren Kalanderwalzen-Segmente 31 den unbeschichteten randseitigen Substratbandbereichen 23 zugeordnet sind. Während des Kalandriervorgangs sind die beiden äußeren Kalanderwalzen-Segmente 31 mit Hilfe von Heizelementen 33 mit Wärme beaufschlagbar, während das mittlere Kalanderwalzen-Segment 29 mit Hilfe eines Kühlelements 35 abgekühlt werden kann. Auf diese Weise ergibt sich zwischen den Kalanderwalzen-Segmenten 29, 31 eine Temperaturdifferenz im Bereich von 50°C bis 100°C. Der Werkstoff der Kalanderwalzen 10 ist so ausgewählt, dass eine derartige Temperaturdifferenz zu einer signifikanten Durchmesserdifferenz zwischen den äußeren Kalanderwalzen-Segmenten 31 und dem mittleren Kalanderwalzen-Segment 29 führt. Auf diese Weise kann der Dicken-Sprung Δs im Endlos-Substratband 1 ausgeglichen werden. Erfindungsgemäß sind daher während des Kalandriervorgangs nicht nur das mittlere Kalanderwalzen-Segment 29, sondern auch die beiden äußeren Kalanderwalzen-Segmente 31 in Druckanlage mit dem Endlos-Substratband 1. Dadurch werden sowohl der mittlere Substratbandbereich 21 als auch die beiden randseitigen, unbeschichteten Substratbandbereiche 23 in der Bandlängsrichtung und in der Bandquerrichtung gestreckt, so dass ein Spannungsaufbau zwischen dem mittleren Substratbandbereich 21 und den beiden randseitigen Substratbandbereichen 23 reduzierbar ist. Auf diese Weise kann ein Bauteilverzug zwischen dem beschichteten Substratbandbereich 21 und den beiden unbeschichteten Substratbandbereichen 23 vermieden werden.
Erfindungsgemäß können somit die Kalanderwalzen 10 in einen ausgeweiteten Betriebszustand (4) und in einen nicht ausgeweiteten Betriebszustand (3) gebracht werden, wie es in den 3 und 4 angedeutet ist. Während des Kalandriervorgangs nehmen die Kalanderwalzen 10 den in der 4 gezeigten ausgeweiteten Betriebszustand ein. Im ausgeweiteten Betriebszustand sind die beiden seitlich äußeren Kalanderwalzen-Segmente 31 um eine Durchmesserdifferenz durchmessergrößer als das mittlere Kalanderwalzen-Segment 29. Im Unterschied dazu sind im nicht ausgeweiteten Betriebszustand (3) die beiden Kalanderwalzen-Segmente 29, 31 durchmessergleich, so dass die beiden seitlich äußeren Kalanderwalzen-Segmente 31 außer Druckanlage mit den Kalanderwalzen 10 sind.
Wie aus den 3 und 4 weiter hervorgeht, sind die ausgeweiteten Kalanderwalzen-Segmente 31 in der Bandquerrichtung jeweils um einen Querversatz Δy vom stufenartigen Übergang 27 beabstandet.
Die Heizelemente 33 sowie die Kühlelemente 35 sind gemäß der 1 oder 2 in einem Regelkreis eingebunden, bei dem ein Steuergerät 37 die Heiz- und/oder Kühlelemente 33, 35 ansteuert. Das Steuergerät 37 ist in Signalverbindung mit einem Dickenmess-Sensor 39. Dieser erfasst nach erfolgter Kalandrierung die Dicken s₁, s₂ des beschichteten SubstratbandBereiches 29 sowie der unbeschichteten Substratbandbereiche 31. Auf der Grundlage der erfassten Dicken s₁, s₂ generiert die Steuereinheit 39 ein Stellsignal, mit dem die Heiz- und Kühlelemente 33, 35 angesteuert werden, um den Wärme-/Kälteeintrag in die Kalanderwalzen 10 zu variieren.
In den 5 und 6 sind eine Kräfte-/Spannungsverteilung im Endlos-Substratband 1 vor der Kalandrierung (5) und nach der Kalandrierung (6) angedeutet. Die 5 und 6 beziehen sich auf einen Stand der Technik, bei dem die Kalanderwalzen 10 (in der 6 gestrichelt angedeutet) nicht in Druckanlage mit den unbeschichteten Substratbandbereichen 31. Vor dem Kalandrieren (5) wirken sowohl auf den beschichteten Substratbandbereich 21 als auch auf die beiden unbeschichteten Substratbandbereiche 23 Zugkräfte F1, die in der Fertigungsrichtung R ausgerichtet sind. Während des Kalandrierens (6) wirkt ausschließlich auf den beschichteten Substratbandbereich 21 eine Druckkraft F2, während die unbeschichteten Substratbandbereiche 23 druckkraftfrei bleiben. Es wird daher nur der beschichtete Substratbandbereich 21 in der Bandlängsrichtung und in der Bandquerrichtung gestreckt. Dadurch wird nur der beschichtete Substratbandbereich 21 mit einer zusätzlichen Längsstreckkraft F4 sowie mit einer zusätzlichen Querstreckkraft F3 belastet. Auf diese Weise baut sich in den unbeschichteten Substratbandbereichen 23 eine entsprechend große Gegenkraft F5 auf. Die Abwesenheit der zusätzlichen Längsstreckkraft F4 im unbelasteten Substratbandbereich 21 sowie die relativ große Gegenkraft F5 in den beiden unbeschichteten Substratbandbereichen 23 führen zu einer Faltenbildung im Endlos-Substratband 1.
Im Unterschied dazu sind in den 7 und 8 eine erfindungsgemäße Kräfte- bzw. Spannungsverteilung im Endlos-Substratband 1 angedeutet. Demzufolge wirkt zusätzlich auch auf die beiden unbeschichteten Substratbandbereiche 23 eine Druckkraft F2. Dadurch werden zusätzlich auch die unbeschichteten Substratbandbereiche 23 mit der Längsstreckkraft F4 und der Querstreckkraft F3 belastet. Auf diese Weise baut sich in den unbeschichteten Substratbandbereichen 23 eine wesentlich geringere Gegenkraft F5 auf. Die Bereitstellung der zusätzlichen Längsstreckkraft F4 in den unbeschichteten Substratbandbereichen 21 sowie die äußerst geringe Gegenkraft F5 in den Substratbandbereichen 23 führt zu einer weitgehenden Spannungsreduzierung zwischen den Substratbandbereichen 21, 23.
In der 9 ist eine Kalanderwalze 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Demzufolge ist das äußere Kalanderwalzen-Segment 31 durch ein Ringelement 41 gebildet, das auf einem Grundkörper 43 der Kalanderwalze 10 aufgebracht ist. Das Ringelement 41 ist aus einem Werkstoff gebildet, dessen Wärmeausdehnung im Vergleich zur Wärmeausdehnung des Grundkörper-Werkstoffes größer bemessen ist. Beispielhaft kann das Ringelement 41 ein Metallring oder ein Elastomerring sein.
In der 10 ist eine Querstreck-Walze 25 in Alleinstellung gezeigt. Demzufolge weist die Querstreck-Walze 25 am Außenumfang zumindest eine Gewindestruktur auf, mit deren Hilfe Querkraftkomponenten auf das Endlos-Substratband 1 ausgeübt werden, um das Substratband in der Bandquerrichtung zusätzlich zu glätten.
Bezugszeichenliste

1: Substratband
3: Abwickelstation
5: Abwickelrolle
7: Beschichtungsstation
9: Kalandrierstation
10: Kalanderwalzen
11: Aufwickelstation
13: Aufwickelrolle
15: Vorschubgerät
17, 19: Elektrodenmaterial
21: beschichteter Substratbandbereich
23: unbeschichteter Substratbandbereich
25: Querstreck-Walze
27: Übergang
29: mittleres Kalanderwalzen-Segment
31: äußeres Kalanderwalzen-Segment
33: Heizelement
35: Kühlelement
37: Steuereinheit
39: Sensor
41: Ringelement
43: Grundkörper
Δs: Dicken-Sprung
s1, s2: Materialdicken
Δy: Querversatz
R: Fertigungsrichtung
F1 bis F4: Kräfte

Claims

Vorrichtung zur Herstellung einer Elektrodenanordnung für eine Lithium-Ionen-Batteriezelle, bei der ein Substratband (1) bereitgestellt ist, das ein- oder beidseitig mit Elektrodenmaterial (17, 19) beschichtet ist, und zwar unter Bildung eines Mehrlagenaufbaus, bei dem zumindest ein streifenförmiger Substratbandbereich (23) unbeschichtet bleibt, mit einer Kalandrierstation (9), in der der Mehrlagenaufbau mittels Kalanderwalzen (10) komprimierbar ist, die in Druckanlage (F2) mit dem beschichteten Substratbandbereich (21) sind, wodurch der Mehrlagenaufbau in Bandlängsrichtung und in Bandquerrichtung gestreckt ist, wobei zur Vermeidung eines Bauteilverzugs zwischen dem beschichteten Substratbandbereich (21) und dem unbeschichteten Substratbandbereich (23) der Walzendurchmesser (d) zumindest einer Kalanderwalze (10) während des Kalandriervorgangs am unbeschichteten Substratbandbereich (23) ausweitbar ist, so dass die Kalanderwalze (10) zusätzlich auch mit dem unbeschichteten Substratbandbereich (23) in Druckanlage (F2) bringbar ist, wobei die Ausweitung des Walzendurchmesser (d) der Kalanderwalze (10) am unbeschichteten Substratbandbereich (23) durch Wärmebeaufschlagung der Kalanderwalze (10) erfolgt, bei der ein Heizelement (33) ein, dem unbeschichteten Substratbandbereich (23) zugeordnetes Kalanderwalzen-Segment (31) erwärmt, dadurch gekennzeichnet, dass das dem unbeschichteten Substratbandbereich (23) zugeordnete Kalanderwalzen-Segment (31) durch ein Ringelement (41) gebildet ist, das auf einem Grundkörper (43) der Kalanderwalze (10) aufgebracht ist, und dass das Ringelement (41) aus einem Werkstoff gebildet ist, dessen Wärmeausdehnung im Vergleich zur Wärmeausdehnung des Grundkörper-Werkstoffes größer ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ausgeweiteten Betriebszustand der Kalanderwalze (10), das heißt während des Kalandriervorgangs, ein dem unbeschichteten Substratbandbereich (23) zugeordnetes, ausweitbares Kalanderwalzen-Segment (31) um eine Durchmesser-Differenz durchmessergrößer ist als ein dem beschichteten Substratbandbereich (21) zugeordnetes, nicht ausweitbares Kalanderwalzen-Segment (29), und/oder dass in einem nicht ausgeweiteten Betriebszustand das ausweitbare Kalanderwalzen-Segment (29) durchmesserreduziert ist oder die beiden Kalanderwalzen-Segmente (29, 31) durchmessergleich sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Kalanderwalzen-Segments (31) um eine Temperaturdifferenz, zum Beispiel 50°C bis 100°C, größer ist als die Temperatur des, dem beschichteten Substratbandbereich (21) zugeordneten Kalanderwalzen-Segments (29).
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient des, dem unbeschichteten Substratbandbereich (23) zugeordneten Kalanderwalzen-Segments (31) größer bemessen ist als der Wärmeausdehnungskoeffizient des, dem beschichteten Substratbandbereich (21) zugeordneten Kalanderwalzen-Segments (29), und/oder dass im Kalandriervorgang die komplette Kalanderwalze (10) auf eine Betriebstemperatur, zum Beispiel auf 120°C, erwärmt ist, so dass sich das, dem unbeschichteten Substratbandbereich (23) zugeordnete Kalanderwalzen-Segment (31) auf einen Durchmesser ausweitet, der größer als der Durchmesser des, dem beschichteten Substratbandbereich (21) zugeordneten Kalanderwalzen-Segments (29) ist, und/oder dass ein, dem beschichteten Substratbandbereich (21) zugeordnetes Kalanderwalzen-Segment (29) während des Kalandriervorgangs mittels eines Kühlelements (35) kühlbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement (41) ein Metallring ist, dessen Außenumfang mit einem Elastomermaterial beschichtet ist, oder dass das Ringelement (41) aus einem Elastomermaterial hergestellt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (33) für eine externe Erwärmung des Kalanderwalzen-Segments (41) außerhalb der Kalanderwalze (10) angeordnet ist, und/oder dass insbesondere das Heizelement (33) eine Induktionsheizung, eine Infrarotheizung oder ein Heißluftgebläse ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Bandquerrichtung der unbeschichtete Substratbandbereich (23) an einem stufenartigen Übergang (27) in den beschichteten Substratbandbereich (21) übergeht, und dass das ausweitbare Kalanderwalzen-Segment (31) in der Bandquerrichtung um einen Querversatz (Δy) vom stufenartigen Übergang (27) beabstandet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (33) und/oder das Kühlelement (35) mittels einer Steuereinheit (37) ansteuerbar sind, und dass die Steuereinheit (37) in Signalverbindung mit einem Dickenmess-Sensor (39) ist, der nach erfolgter Kalandrierung die Dicke (s₁, s₂) des beschichteten Substratbandbereiches (21) und/oder des unbeschichteten Substratbandbereiches (23) erfasst, und dass die Steuereinheit (37) auf der Grundlage der erfassten Dicke (s₁, s₂) ein Stellsignal zur Ansteuerung des Heizelements (33) und/oder das Kühlelements (35) generiert, um den Wärme-/Kälteeintrag in die Kalanderwalze (10) einzustellen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Vorrichtung das Substratband (1) als Endlos-Substratband bereitgestellt ist, das von einer Abwickelrolle (5) abwickelbar ist, durch die Kalandrierstation (9) führbar ist, und anschließend in einer Aufwickelstation (11) auf eine Aufwickelrolle (13) aufwickelbar ist, die mittels eines Vorschubgeräts (15) antreibbar ist, und/oder dass die Aufwickelrolle (13) mit einer Querstreck-Walze (25) zusammenwirkt, und dass die Querstreck-Walze (25) eine Querkraftkomponente auf das Substratband (1) ausübt, mittels der das Substratband (1) in der Bandquerrichtung streckbar ist.