DE102021210160A1

DE102021210160A1 - Verfahren zur Herstellung einer Elektrode einer Batterie

Info

Publication number: DE102021210160A1
Application number: DE102021210160.7A
Authority: DE
Inventors: Stephan Leonhard Koch; Miriam Kunze; Mesut Yurtseven
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2021-09-14
Filing date: 2021-09-14
Publication date: 2023-03-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (18) zur Herstellung einer Elektrode (20) einer Batterie (14), bei welchem ein flächiger Träger (24) bereitgestellt wird. Auf den Träger (24) wird eine Schicht (28) mit einem Aktivmaterial (30) aufgebracht, und die Schicht (28) wird mit Ultraschallwellen (38) beaufschlagt. Zudem wird die Schicht (28) ausgetrocknet. Ferner betrifft die Erfindung eine Elektrode (20) einer Batterie (14) und ein Verfahren (16) zur Herstellung einer Batterie (14).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode einer Batterie sowie eine Elektrode einer Batterie und ein Verfahren zur Herstellung einer Batterie. Die Batterie ist beispielsweise ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Hochvoltbatterie des Kraftfahrzeugs.
In zunehmendem Maße werden Kraftfahrzeuge zumindest teilweise mittels eines Elektromotors angetrieben, sodass diese als Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug ausgestaltet sind. Zur Bestromung des Elektromotors wird üblicherweise eine Hochvoltbatterie herangezogen, die mehrere einzelne Batteriemodule umfasst. Die Batteriemodule sind meist zueinander baugleich sowie miteinander elektrisch in Reihe und/oder parallel geschaltet, sodass die an der Hochvoltbatterie anliegende elektrische Spannung einem Vielfachen der mittels jedes der Batteriemodule bereitgestellten elektrischen Spannung entspricht. Jedes Batteriemodul wiederum umfasst mehrere Batterien, die meist in einem gemeinsamen Modulgehäuse angeordnet sind, und die miteinander elektrisch in Reihe und/oder parallel geschaltet sind.
Jede der Batterien wiederum umfasst üblicherweise mehrere Batteriezellen, die jeweils auch als galvanisches Element bezeichnet werden. Diese weisen jeweils zwei Elektroden, nämlich eine Anode und eine Kathode, sowie einen dazwischen angeordneten Separator als auch einen Elektrolyten mit freibeweglichen Ladungsträgern auf. Als ein derartiger Elektrolyt wird beispielsweise eine Flüssigkeit herangezogen. In einer Alternative ist die Batterie als Festkörperbatterie ausgestaltet, und der Elektrolyt liegt als Festkörper vor. Die Anode und die Kathode, die die Elektroden der Batterie bilden, umfassen üblicherweise einen Träger, der als Stromableiter fungiert. An diesem ist üblicherweise ein Aktivmaterial befestigt, das ein Bestandteil einer auf den Träger, der auch als Ableiter bezeichnet wird, aufgebrachten Schicht ist. Hierbei ist es möglich, dass in der Schicht bereits der Elektrolyt vorhanden ist, oder dieser wird nachträglich eingebracht. Zumindest jedoch ist das Aktivmaterial zur Aufnahme der Arbeitsionen, z.B. LithiumIonen, geeignet. Je nach Verwendung als Anode oder Kathode wird ein anderes Material für den Träger und eine unterschiedliche Art des Materials der Schicht verwendet.
Zur erleichterten Herstellung der Anode und der Kathode wird die Schicht jeweils in einem zumindest teilweisen verflüssigten Zustand auf den Träger aufgetragen und dort mittels eines Rakels bearbeitet und ein Kalandrierprozess durchgeführt, sodass eine genau definierte Dicke der Schicht realisiert wird. Somit ist es möglich, eine Vielzahl an zueinander im Wesentlichen baugleichen Elektroden zu erstellen.
Hierbei ist es möglich, dass die abgewandte Oberfläche der Schicht vergleichsweise glatt ausgestaltet wird. In diesem Fall ist ein Eindringen der Arbeitsionen in die Schicht und somit ein Transport zu dem Aktivmaterial erschwert. Infolgedessen ist es möglich, dass sich die Lithiumionen, sofern diese als Arbeitsionen verwendet werden, auf Seiten der Anoden an der Oberfläche der Schicht anlagern, sodass ein sogenanntes „Plating“ erfolgt. Auf der Kathodenseite hingegen erfolgt eine Veränderung der Kristallstruktur des verwendeten Aktivmaterials. Die genannten Effekte treten dabei vermehrt bei einem vergleichsweise schnellen Laden der Batterie auf. Aufgrund dessen ist eine Leistungsfähigkeit der Batterie verringert. Zudem sind die Effekte meist unumkehrbar, sodass die Leistungseinbuße der Batterie auch nachfolgend erhalten bleibt. Um diese Effekte zu vermeiden werden daher üblicherweise lediglich Materialien bei der Herstellung verwendet, die zu einer Mindestporosität an der Oberfläche führen. Somit ist die Materialauswahl vergleichsweise stark eingeschränkt. Alternativ hierzu wird eine Ladegeschwindigkeit bei Betrieb verringert. Infolgedessen ist eine Einsatzmöglichkeit der Batterie begrenzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Verfahren zur Herstellung einer Elektrode einer Batterie sowie eine besonders geeignete Elektrode und ein besonders geeignetes Verfahren zur Herstellung einer Batterie anzugeben, wobei vorteilhafterweise Herstellungskosten verringert und/oder eine Leistungsfähigkeit vergrößert ist.
Hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung einer Elektrode wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1, hinsichtlich der Elektrode durch die Merkmale des Anspruchs 6 und hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung einer Batterie durch die Merkmale des Anspruchs 7 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Das Verfahren dient der Herstellung einer Elektrode einer Batterie. Die Batterie ist insbesondere ein galvanisches Element, das insbesondere zwei Elektroden aufweist, nämlich eine Anode und eine Kathode. Zwischen diesen ist im Montagezustand der Batterie zweckmäßigerweise ein Separator angeordnet. Das Verfahren wird beispielsweise zur Herstellung lediglich der Anode oder beispielsweise lediglich zur Herstellung der Kathode verwendet. Zum Beispiel ist lediglich eine der Elektroden der Batterie gemäß dem Verfahren erstellt, oder zweckmäßigerweise beide. Die Batterie weist vorzugsweise einen Elektrolyten auf, der eine Anzahl an freibeweglichen Ladungsträger, zweckmäßigerweise Ionen, bereitstellt. Beispielsweise ist der Elektrolyt ein Bestandteil der Anode und/oder Kathode oder ist zumindest geeignet, sich dort anzulagern und somit von diesen aufgenommen zu werden. Die Batterie ist beispielsweise eine Festkörperbatterie, sodass der Elektrolyt als Festkörper vorliegt. Besonders bevorzugt jedoch ist der Elektrolyt flüssig. Besonders bevorzugt ist die Batterie eine Sekundärbatterie.
Vorzugsweise ist die Batterie im bestimmungsgemäßen Zustand ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs. Hierfür ist die Batterie geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet. Im bestimmungsgemäßen Zustand ist die Batterie beispielsweise ein Bestandteil eines Energiespeichers des Kraftfahrzeugs, der mehrere derartige Batterien aufweist. Vorzugsweise sind hierbei die Batterien auf mehrere Batteriemodule aufgeteilt, die zueinander wiederum baugleich sind. Die Batterien sind insbesondere in einem Gehäuse des Energiespeichers bzw. des jeweiligen Batteriemoduls angeordnet und miteinander elektrisch parallel und/oder in Reihe geschaltet. Somit ist die an dem Energiespeicher/Batteriemodul anliegende elektrische Spannung ein Vielfaches der mittels jeder der Batterien bereitgestellten elektrischen Spannung. Zweckmäßigerweise sind sämtliche Batterien dabei zueinander baugleich, was eine Fertigung vereinfacht.
Das Gehäuse des Energiespeichers bzw. des jeweiligen Batteriemoduls ist bevorzugt aus einem Metall gefertigt, beispielsweise einem Stahl, wie einem Edelstahl, oder einer Aluminiumlegierung. Zur Herstellung wird zum Beispiel ein Druckgussverfahren, Tiefzugverfahren, Gießpressen oder Strangpressen verwendet. Insbesondere ist das Gehäuse des Energiespeichers bzw. des jeweiligen Batteriemoduls verschlossen ausgestaltet. Zweckmäßigerweise ist in das Gehäuse des Energiespeichers bzw. des jeweiligen Batteriemoduls eine Schnittstelle eingebracht, die einen Anschluss des Energiespeichers/Batteriemoduls bildet. Die Schnittstelle ist dabei elektrisch mit den Batterien kontaktiert, sodass ein Einspeisen von elektrischer Energie und/oder eine Entnahme von elektrischer Energie aus den Batterien von außerhalb des Energiespeichers möglich ist, sofern an den Anschluss ein entsprechender Stecker gesteckt ist.
Das Kraftfahrzeug ist bevorzugt landgebunden und weist vorzugsweise eine Anzahl an Rädern auf, von denen zumindest eines, geeigneterweise mehrere oder alle, mittels eines Antriebs angetrieben sind. Insbesondere ist eines, vorzugsweise mehrere, der Räder steuerbar ausgestaltet. Somit ist es möglich, das Kraftfahrzeug unabhängig von einer bestimmten Fahrbahn, beispielsweise Schienen oder dergleichen, zu bewegen. Dabei ist es zweckmäßigerweise möglich, das Kraftfahrzeug im Wesentlichen beliebig auf einer Fahrbahn zu positionieren, die insbesondere aus einem Asphalt, einem Teer oder Beton gefertigt ist. Das Kraftfahrzeug ist beispielsweise ein Nutzkraftwagen, wie ein Lastkraftwagen (Lkw) oder ein Bus. Besonders bevorzugt jedoch ist das Kraftfahrzeug ein Personenkraftwagen (Pkw).
Mittels des Antriebs erfolgt zweckmäßigerweise eine Fortbewegung des Kraftfahrzeugs. Zum Beispiel ist der Antrieb, insbesondere der Hauptantrieb, zumindest teilweise elektrisch ausgestaltet, und das Kraftfahrzeug ist beispielsweise ein Elektrofahrzeug. Der Elektromotor wird zum Beispiel mittels des Energiespeichers betrieben, der geeigneterweise als eine Hochvoltbatterie ausgestaltet ist. Mittels der Hochvoltbatterie wird zweckmäßigerweise eine elektrische Gleichspannung bereitgestellt, wobei die elektrische Spannung zum Beispiel zwischen 200 V und 800 V und beispielsweise im Wesentlichen 400 V beträgt. Vorzugsweise ist zwischen dem Energiespeicher und dem Elektromotor ein elektrischer Umrichter angeordnet, mittels dessen die Bestromung des Elektromotors eingestellt wird. In einer Alternative weist der Antrieb zusätzlich einen Verbrennungsmotor auf, sodass das Kraftfahrzeug als Hybrid-Kraftfahrzeug ausgestaltet ist. In einer Alternative wird mittels des Energiespeichers ein Niedervoltbordnetz des Kraftfahrzeugs gespeist, und mittels des Energiespeichers wird insbesondere eine elektrische Gleichspannung von 12 V, 24 V oder 48 V bereitgestellt.
In einer weiteren Alternative ist die Batterie ein Bestandteil eines Flurförderfahrzeug, einer Industrieanlage, eines handgeführten Geräts, wie beispielsweise eines Werkzeugs, insbesondere eines Akkuschraubers. In einer weiteren Alternative ist die Batterie ein Bestandteil einer Energieversorgung und wird dort beispielsweise als sogenannte Pufferbatterie verwendet. In einer weiteren Alternative ist die Batterie ein Bestandteil eines tragbaren Geräts, beispielsweise eines tragbaren Mobiltelefons, oder eines sonstigen Wearables. Auch ist es möglich, eine derartige Batterie im Campingbereich, Modellbaubereich oder für sonstige Outdoor-Aktivitäten zu verwenden.
Das Verfahren sieht vor, dass ein flächiger Träger bereitgestellt wird. Der flächige Träger weist hierbei eine hauptsächliche Ausdehnung in zwei Dimensionen auf, wobei die Ausdehnung in die verbleibende Dimension im Verhältnis vergleichsweise gering ist, und beispielsweise lediglich ein Zehntel oder ein Hundertstel oder jeweils weniger der Ausdehnung in die anderen beiden Dimensionen beträgt. Der flächiger Träger ist zumindest teilweise elektrisch leitend und dient bei der Elektrode/Batterie als Stromableiter. Der flächige Träger weist beispielsweise zumindest teilweise ein Metall auf und ist insbesondere zumindest teilweise aus diesem gefertigt.
Auf den Träger wird eine Schicht mit einem ersten Aktivmaterial aufgetragen. Die Schicht umfasst somit das erste Aktivmaterial, das vorzugsweise zum Anlagern eines Elektrolyten geeignet und hierfür zweckmäßigerweise vorgesehen und eingerichtet ist. Insbesondere jedoch ist das Aktivmaterial zumindest zur Aufnahme und/oder Abgabe von freibeweglichen Ladungsträgern, insbesondere Ionen, wie Lithiumionen, geeignet, vorzugsweise vorgesehen und eingerichtet. Als Aktivmaterial wird für die Kathode beispielsweise ein Lithium-Metall-Oxid, wie Lithium-Cobalt(III)-Oxid (LiCoO2), NMC, beispielsweise NMC622 oder NMC811, NCA oder LFP, und für die Anode GIC, LTO, Lithium legierende Metalle, wie Si oder Sn, oder Graphit, Si-basiert, verwendet. Hierbei wird insbesondere in Abhängigkeit der Verwendung der Elektrode als Anode oder Kathode das Aktivmaterial ausgesucht.
Beispielsweise wird hierbei der vollständige Träger mit der Schicht versehen, oder bestimmte Bestandteile des Trägers bleiben frei von der Schicht, sodass ein Anschluss von weiteren Bestandteilen an den Träger ermöglicht ist, insbesondere einer Stromschiene oder zumindest eines elektrischen Anschlusses. Zum Beispiel ist der Träger lediglich einseitig mit der Schicht versehen, und auf den Träger wird somit lediglich einseitig die Schicht aufgetragen. Alternativ hierzu wird der Träger beidseitig jeweils mit einer Schicht versehen und diese wird somit beidseitig auf den Träger aufgetragen.
Insbesondere ist die Schicht, wenn diese auf den Träger aufgebracht wird zumindest teilweise flüssig, insbesondere pastös, und zum Beispiel eine Paste oder eine Suspension. Das Aufbringen/Auftragen der Schicht erfolgt beispielsweise mittels Druckens, Sprühens mittels einer Düse oder mittels Gießens. Vorzugsweise wird hierbei mittels eines Rakels die Schicht auf dem Träger verteilt. Zusammenfassend erfolgt das Aufbringen somit bevorzugt mittels Rakelns. Geeigneterweise ist die erste Schicht ein sogenanntes Slurry, Aufschlämmung oder Schlicker. Zum Beispiel ist die Dicke der Schicht zwischen 10 µm und 300 µm, zwischen 20 µm und 200 µm, zwischen 30 µm und 100 µm und vorzugsweise zwischen 40 µm und 60 µm und besonders bevorzugt zwischen 45 µm und 55 µm, wobei die Dicke insbesondere die Ausdehnung der Schicht senkrecht zur Hauptausdehnungsebene des Trägers bezeichnet.
In einem weiteren Arbeitsschritt wird die Schicht mit Ultraschallwellen beaufschlagt. Insbesondere wird dabei die Schicht vollständig mit den Ultraschallwellen beaufschlagt. Infolgedessen treffen akustische Wellen /Schallwellen auf die Schicht, die insbesondere nicht hörbar sind, oder die zumindest eine Frequenz zwischen 20 kHz bis 10 GHz aufweisen. Aufgrund einer derartigen Frequenzwahl ist das Erzeugen der Ultraschallwellen vereinfacht. Beispielsweise weisen hierbei die Ultraschallwellen lediglich eine einzige Frequenz oder mehrere Frequenzen, also ein Frequenzspektrum, auf.
Da auf die den Träger abgewandte Oberfläche der Schicht die Ultraschallwellen treffen, wird die Schicht, zumindest im Bereich dieser Oberfläche, angeregt, sodass sich in der Oberfläche der Schicht Strukturen ergeben. Mit anderen Worten wird die Schicht derart mit Ultraschallwellen beaufschlagt, dass sich an der dem Träger abgewandten Oberfläche der Schicht bestimmte Strukturen, wie Wellen, ergeben. Hierbei ist es möglich, mittels der Wahl der Amplituden und/oder Frequenzen der verwendeten Ultraschallwellen die Art der Strukturen zu beeinflussen. Insbesondere ist die Frequenz hierbei derart gewählt, dass sich in der Schicht stehende Wellen ausbilden, sodass die Strukturen in der Oberfläche zeitlich konstant sind. Mit anderen Worten ist die Frequenz der Ultraschallwellen derart gewählt, dass sich ein stehendes Feld ergibt, und die sich in der Oberfläche der Schicht bilden Strukturen zeitlich konstant sind. Zusammenfassend erfolgt mittels der Ultraschallwellen eine Dichtemodulation in der Schicht, insbesondere in dem Slurry, sodass sich in der Schicht eine variierende Dicke ergibt, also eine variierende Ausdehnung senkrecht zur Ausdehnungsebene des Trägers.
In einem nachfolgenden Arbeitsschritt wird die Schicht ausgetrocknet. Mit anderen Worten wird die Schicht mechanisch stabilisiert, und die mittels der Ultraschallwellen in die Oberfläche eingebrachten Strukturen bleiben zumindest teilweise erhalten.
Aufgrund des Verfahrens weist somit die dem Träger abgewandte Oberfläche der Schicht eine vergrößerte Fläche auf, sodass bei Betrieb der Batterie ein Eindringen der Arbeitsionen in die Schicht und somit das Anlagern an dem Aktivmaterial verbessert ist. Folglich ist eine erhöhte Leistungsfähigkeit der diese Elektrode verwendenden Batterie gegeben und somit auch eine Leistungsfähigkeit der Elektrode vergrößert. Auch ist insbesondere eine Schnellladefähigkeit gegeben. Hierbei ist ein aufwändiges Nachbearbeiten der Schicht nicht erforderlich, weswegen Herstellungskosten vergleichsweise gering sind. Zumindest jedoch sind ist eine Herstellungszeit verkürzt. Auch können vergleichsweise unterschiedliche Materialien zum Herstellen der Elektrode verwendet werden. Auch ist ein Verformen der Oberfläche der Schicht bei einem vergleichsweise geringen Energieeintrag mittels der Ultraschallwellen möglich, sodass eine Herstellung vereinfacht ist. Zudem weist aufgrund der Verwendung der Ultraschallwellen die dem Träger abgewandte Oberfläche der Schicht im Wesentlichen vollflächig die Strukturen auf, sodass diese bei Betrieb über deren vollständige Größe im Wesentlichen die gleichen Eigenschaften aufweist. Zumindest jedoch ist bei Betrieb ein Anlagern oder Eindringen der Arbeitsionen über die vollständige Oberfläche der Schicht ermöglicht.
Die Ultraschallwellen dringen vergleichsweise tief in die Schicht ein, sodass auch eine vergleichsweise große Dicke der Schicht gewählt werden kann. Infolgedessen ist eine Energiedichte der Elektrode und somit der Batterie erhöht. Ferner ist es möglich, mittels der Wahl unterschiedlicher Amplituden und/oder Frequenzen der Ultraschallwellen unterschiedliche Strukturen und daher unterschiedliche Eigenschaften der Elektrode zu realisieren. Mit anderen Worten ist ein Anpassen der Elektrode auf die unterschiedlichen Anforderungen vergleichsweise einfach möglich.
Ferner werden mittels der Ultraschallwellen etwaige Kanten in der Schicht, die sich insbesondere bei der Verwendung eines Rakels ergeben, derart angeregt, dass diese verringert werden und insbesondere in die gewünschten Strukturen überführt werden. Somit sind aufgrund der Herstellung der Elektrode bedingte Artefakte reduziert, weswegen eine Qualität ebenfalls erhöht ist. Auch ist es zum Beispiel nicht erforderlich, bestimmte Bereiche der Schicht, wie ein Randbereich, in dem ein Ansetzten des Rakels erfolgt, wegzuschneiden, sodass auch vergleichsweise großflächige Elektroden hergestellt werden können. Zudem ist ein Materialbedarf verringert. Insbesondere wird aufgrund der Ultraschallwellen eine Dichte der Schicht erhöht wird, also eine Porosität verringert. Mit anderen Worten werden die Ultraschallwellen auch zum Verdichten der Schicht verwendet.
Zum Beispiel weist die Schicht zusätzlich zu dem Aktivmaterial noch weitere Komponenten auf. Eine derartige Komponente ist beispielsweise ein Leitzusatz. Als Leitzusatz wird zum Beispiel ein Graphit oder Leitruß herangezogen. Zur Erhöhung der Leitfähigkeit umfasst die Schicht beispielsweise Nanoleitrußröhrchen. Alternativ oder in Kombination wird als weitere Komponente ein Binder, wie Polybutadien oder Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyethylenglycol (PEG), CMC oder SBR eingesetzt. Geeigneterweise umfasst die Schicht als weitere Komponente ein Lösungsmittel. Als Lösungsmittel wird beispielsweise o- oder p-Xylol, Heptan, Dibutylether, Toluol, Wasser oder NMP verwendet. Bei dem Austrocknen der Schicht, das auch als Aushärten bezeichnet wird, wird insbesondere das Lösungsmittel zumindest teilweise entfernt, sodass das jeweilige Aktivmaterial sowie die etwaigen weitere Komponenten verbleiben, die geeigneterweise eine zusammenhängende Masse bilden, vorzugsweise einen Festkörper.
Beispielsweise wird die Schicht lediglich einmalig mit Ultraschallwellen beaufschlagt, insbesondere bis sich die Struktur(en) bilden. Zum Beispiel wird anschließend das Beaufschlagen mit den Ultraschallwellen beendet und nachfolgend die Schicht ausgetrocknet. Insbesondere ist die Schicht vergleichsweise zähflüssig, sodass nach Beenden der Beaufschlagung dieser mit den Ultraschallwellen die Form der Oberfläche sich nicht oder lediglich vergleichsweise gering ändert. Auf diese Weise ist ein vergleichsweise zeitsparendes Erstellen der Elektrode ermöglicht. Auch ist ein Energiebedarf zum Erstellen der Elektrode verringert. Ferner kann ein etwaiger Lautsprecher zum Erzeugen der Ultraschallwellen bereits frühzeitig zur Herstellung einer weiteren Elektrode verwendet werden. Besonders bevorzugt jedoch wird die Schicht so lange mit Ultraschallwellen beaufschlagt, bis die Schicht vollständig ausgetrocknet ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die in die Oberfläche eingebrachten Strukturen erhalten bleiben, und folglich ist eine Qualität bei der Herstellung der Elektroden erhöht. Zumindest jedoch weisen im Wesentlichen sämtliche Elektroden die gleiche Oberflächenform auf. Alternativ wird die Schicht so lange mit Ultraschallwellen beaufschlagt, bis die Oberfläche der Schicht angetrocknet oder ausgetrocknet ist. Somit erfolgt bei einem weiteren Austrocknen der Schicht keine Veränderung der Oberfläche der Schicht mehr, und insbesondere verändern sich die Strukturen nicht weiter.
Beispielsweise wird die Schicht zum Austrocknen erwärmt und geeigneterweise hierfür in einem Ofen positioniert. Hierbei verdampfen zweckmäßigerweise bestimmte Bestandteile der Schicht, wie das etwaige Lösungsmittel, sodass die Schicht nachfolgend als ein (erwärmter) Festkörper vorliegt. Insbesondere wird hierbei die Schicht in dem Ofen vollständig oder zumindest mehrmals mit den Ultraschallwellen beaufschlagt, sodass werden des vergleichsweise langen Trocknungsprozess die Strukturen erhalten bleiben. Besonders bevorzugt jedoch wird zum Trocknen die Schicht mit Mikrowellen beaufschlagt. Die Frequenz der Mikrowellen ist vorzugsweise derart eingestellt, dass ein Energieeintrag in das etwaige Lösungsmittel oder zumindest diejenigen Bestandteile der Schicht, die verdampft oder in einen festen Zustand überführt werden sollen, maximal ist. Infolgedessen ist ein Energieeintrag in weitere Bestandteile der Elektrode vergleichsweise gering, sodass deren Belastung verringert ist. Zudem ist es mittels der Mikrowellen möglich, die Schicht vergleichsweise schnell auszutrocknen, weswegen eine Herstellungszeit verkürzt ist. Vorzugsweise wird während der Beaufschlagung mit Mikrowellen die Schicht auch weiterhin mit den Ultraschallwellen beaufschlagt, sodass während des vollständigen Trocknungsprozesses oder -Vorgangs die Strukturen erhalten bleiben. Mit anderen Worten wird die Schicht gleichzeitig mit Mikrowellen und Ultraschallwellen beaufschlagt.
Beispielsweise ist die Elektrode nach dem Austrocknen fertiggestellt. Hierbei erfolgt insbesondere mittels der Ultraschallwellen auch ein Verdichten der Schicht, und die Materialien der Schicht sind insbesondere entsprechend gewählt. Bevorzugt jedoch wird die Schicht nach dem Beaufschlagen mit den Ultraschallwellen kalandriert. Mit anderen Worten wird eine Porosität der Schicht verringert, wofür insbesondere auf diese eine mechanische Kraft in Richtung des Trägers aufgebracht wird. Zum Kalandrieren werden dabei beispielsweise entsprechende Walzen verwendet. Nach dem Kalandrieren ist die Schichtdicke, also die Ausdehnung der Schicht senkrecht zur Ausdehnung des Trägers, im Wesentlichen konstant. Auf diese Weise wird eine (physikalische) Dichte der Schicht und daher auch eine Energiedichte bei Betrieb erhöht. Da aufgrund der zuvor vorhandenen Strukturen die Dicke der Schicht variiert, wird aufgrund des Kalandrierens eine lokal variierende Dichteverteilung in der Schicht realisiert. Mit anderen Worten weist die Schicht nach dem Kalandrieren unterschiedliche Dichten auf, wobei in den Bereichen, in denen sich aufgrund der Beaufschlagung mit Ultraschallwellen vorspringende Strukturen befanden, die Dichte nun erhöht ist. Bei Betrieb ist dabei ein Eindringen der Arbeitsionen im Bereich der verringerten Dichte erleichtert, sodass diese insbesondere auch vergleichsweise tiefe Regionen der Schicht erreichen. Somit ist eine Schnellladefähigkeit verbessert.
Beispielsweise wird als Träger eine Folie herangezogen, die mehrere Leiterbahnen aufweist. Alternativ wird als Träger ein metallisierter Blechstreifen verwendet. Besonders bevorzugt jedoch wird als Träger eine Metallfolie herangezogen. Somit weist der Träger eine vergleichsweise geringe Dicke auf, weswegen die Dicke der Elektrode und daher auch der Batterie vergleichsweise gering ist. Somit ist ein Platzbedarf verringert. Auch ist aufgrund der Verwendung einer Metallfolie eine Verarbeitung und Lagerhaltung des Trägers vereinfacht. Falls als Elektrode die Anode erstellt wird, ist die Metallfolie insbesondere eine Kupferfolie oder zumindest teilweise mittels Kupfers beschichtet. Falls die Elektrode die Kathode bildet, wird als Metallfolie zweckmäßigerweise eine Aluminiumfolie herangezogen. Diese besteht beispielsweise aus reinem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.
Die Elektrode ist zumindest im Montagezustand ein Bestandteil einer Batterie und hierfür geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet. Die Elektrode bildet hierbei beispielsweise die Anode oder Kathode der Batterie. Die Elektrode umfasst einen Träger, der insbesondere mittels einer Metallfolie gebildet ist. Auf den Träger ist eine Schicht aufgebracht, die ein Aktivmaterial umfasst. Das Aufbringen der Schicht auf den Träger erfolgt hierbei beispielsweise mittels Gießens, Druckens oder einer Düse. Die dem Träger abgewandte Oberfläche der Schicht weist Strukturen auf, die mittels Ultraschallwellen geformt sind. Beispielsweise sind die Strukturen Wellen. Insbesondere sind die Wellen hierbei ebene Wellen, sodass die Wellenfronten der Wellen im Wesentlichen geradlinig sind. Alternativ hierzu sind die Wellen Kugelwellen, und die Wellenfronten sind somit insbesondere gebogen oder kreisförmig.
Bevorzugt ist die Elektrode gemäß einem Verfahren hergestellt, bei dem zunächst der flächiger Träger bereitgestellt wird, auf den anschließend die Schicht mit dem Aktivmaterial aufgebracht wird. Hierbei ist die Schicht zum Beispiel teilweise flüssig oder zumindest pastös. Insbesondere ist die Schicht in dem Zustand, in dem diese auf den Träger aufgebracht wird, elastisch und/oder plastisch verformbar. Die Schicht wird mit Ultraschallwellen beaufschlagt und nachfolgend und/oder dabei ausgetrocknet.
Das Verfahren dient der Herstellung einer Batterie. Hierbei wird zunächst eine Elektrode erstellt, wofür ein flächiger Träger bereitgestellt wird. Als Träger wird, wenn die Elektrode die Kathode bilden soll, bevorzugt eine Aluminiumfolie und, wenn die Elektrode die Anode bilden soll, eine Kupferfolie verwendet. Auf den Träger wird eine Schicht mit einem Aktivmaterial aufgebracht. Die Schicht wird mit Ultraschallwellen beaufschlagt und ausgetrocknet.
Auf die auf diese Weise erstellte Elektrode wird ein Separator aufgebracht und insbesondere an diesem befestigt. Der Separator ist zweckmäßigerweise eine Folie oder eine Membran und weist zum Beispiel eine Dicke zwischen 30 µm und 60 µm auf. Vorzugsweise wird der Separator an der Elektrode befestigt. Auf den Separator wird eine weitere Elektrode aufgebracht und vorzugsweise an dieser befestigt. Insbesondere ist somit eine Schichtstruktur bereitgestellt. Alternativ hierzu weist zumindest eine der Elektroden und/oder der Separator Freiräume, insbesondere ein Druckausgleich bei Betrieb, auf. Diese weitere Elektrode wird beispielsweise ebenfalls gemäß dem Verfahren erstellt, mittels dessen die andere Elektrode der gleichen Batterie erstellt wurde. Vorzugsweise unterscheiden sich hierbei jedoch zumindest teilweise die Materialien, aus denen die beiden Elektroden erstellt werden. In einer Alternative wird ein gänzlich anderes Verfahren zur Erstellung der weiteren Elektrode verwendet.
Besonders bevorzugt ist mittels der beiden Elektroden sowie des dazwischen angeordneten Separators eine Batteriezelle der Batterie bereitgestellt. Die Batterie umfasst geeigneterweise mehrere derartige Batteriezellen, vorzugsweise zwischen 50 Batteriezellen und 2000 Batteriezellen, die beispielsweise übereinander gestapelt sind. Vorzugsweise sind hierbei die Batteriezellen der Batterie zumindest teilweise elektrisch in Reihe und/oder parallel geschaltet.
Die Erfindung betrifft ferner eine auf diese Weise erstellte Batterie. Vorzugsweise wird eine derartige Batterie in einem Kraftfahrzeug verwendet und ist beispielsweise ein Bestandteil einer Hochvoltbatterie. Somit betrifft die Erfindung auch die Verwendung einer derartigen Batterie sowie eine Hochvoltbatterie. Die Hochvoltbatterie umfasst beispielsweise lediglich eine derartige Batterie oder zweckmäßigerweise mehrere derartige Batterien, vorzugsweise zwischen 50 Batterien und 1000 Batterien. Die Hochvoltbatterie ist vorzugsweise ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug ist bevorzugt landgebunden und weist vorzugsweise eine Anzahl an Rädern auf, von denen zumindest eines, vorzugsweise mehrere oder alle, mittels eines Antriebs angetrieben sind. Geeigneterweise ist eines, vorzugsweise mehrere, der Räder steuerbar ausgestaltet. Somit ist es möglich, das Kraftfahrzeug unabhängig von einer bestimmten Fahrbahn, beispielsweise Schienen oder dergleichen, zu bewegen. Dabei ist es zweckmäßigerweise möglich, das Kraftfahrzeug im Wesentlichen beliebig auf einer Fahrbahn zu positionieren, die insbesondere aus einem Asphalt, einem Teer oder Beton gefertigt ist. Das Kraftfahrzeug ist beispielsweise ein Nutzkraftwagen, wie ein Lastkraftwagen (Lkw) oder ein Bus. Besonders bevorzugt jedoch ist das Kraftfahrzeug ein Personenkraftwagen (Pkw).
Das Kraftfahrzeug weist insbesondere einen Antrieb auf, mittels dessen eine Fortbewegung des Kraftfahrzeugs erfolgt. Zum Beispiel ist der Antrieb, insbesondere der Hauptantrieb, zumindest teilweise elektrisch ausgestaltet, und das Kraftfahrzeug ist beispielsweise ein Elektrofahrzeug. Der Elektromotor wird mittels der Hochvoltbatterie betrieben. Vorzugsweise ist zwischen der Hochvoltbatterie und dem Elektromotor ein elektrischer Umrichter angeordnet, mittels dessen die Bestromung des Elektromotors eingestellt wird. In einer Alternative weist der Antrieb zusätzlich einen Verbrennungsmotor auf, sodass das Kraftfahrzeug als Hybrid-Kraftfahrzeug ausgestaltet ist.
Mittels der Hochvoltbatterie wird zweckmäßigerweise eine elektrische Gleichspannung bereitgestellt, wobei die elektrische Spannung zum Beispiel zwischen 200 V und 800 V und beispielsweise im Wesentlichen 400 V beträgt. Die Hochvoltbatterie weist eine oder mehrere derartige Batterien auf, die beispielsweise zu mehreren Modulen zusammengefasst sind. Die Module sind insbesondere elektrisch in Reihe und/oder elektrisch zueinander parallel geschaltet. Jedes Modul weist zweckmäßigerweise mehrere derartige Batterien auf, wobei diese ebenfalls zueinander elektrisch in Reihe und/oder elektrisch parallel geschaltet sind. Somit wird mittels jedes (Batterie-)Moduls ein Vielfaches der mittels einer der Batterien bereitgestellten elektrischen Spannung und/oder elektrischen Kapazität bereitgestellt. Die Erfindung betrifft ferner ein derartiges Kraftfahrzeug.
Die im Zusammenhang mit den einzelnen Verfahren beschriebenen Vorteile und Weiterbildungen sind sinngemäß auch auf die Elektrode/die Batterie/ die Hochvoltbatterie, die Verwendung und das Kraftfahrzeug sowie untereinander zu übertragen und umgekehrt.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

1 schematisch vereinfacht ein Kraftfahrzeug, das eine Hochvoltbatterie mit mehreren Batterien aufweist,
2 ein Verfahren zur Herstellung einer Batterie, das ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode umfasst,
3, 4 schematisch in einer Seitenansicht die Elektrode bei der Herstellung in unterschiedlichen Stadien, und
5 schematisch in einer Seitenansicht ausschnittsweise die Batterie.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist schematisch vereinfacht ein Kraftfahrzeug 2 in Form eines Personenkraftwagens (Pkw) dargestellt. Das Kraftfahrzeug 2 weist eine Anzahl an Rädern 4 auf, von denen zumindest einige mittels eines Antriebs 6 angetrieben sind, der einen Elektromotor umfasst. Somit ist das Kraftfahrzeug 2 ein Elektrofahrzeug oder ein Hybrid-Fahrzeug. Der Antrieb 6 weist einen Umrichter auf, mittels dessen der Elektromotor gespeist ist. Der Umrichter des Antriebs 6 wiederum ist mittels eines Energiespeichers 8 in Form einer Hochvoltbatterie bestromt. Hierfür ist der Antrieb 6 mit einer Schnittstelle 10 des Energiespeichers 8 verbunden, die in ein Energiespeichergehäuse 12 des Energiespeichers 8 eingebracht ist, das aus einem Edelstahl erstellt ist.
Innerhalb des Energiespeichergehäuses 12 des Energiespeichers 8 sind mehrere nicht gezeigte Batteriemodule angeordnet, von denen ein Teil zueinander elektrisch in Reihe und diese wiederum elektrisch zueinander parallel geschaltet sind. Der elektrische Verband der Batteriemodule ist mit der Schnittstelle 10 elektrisch kontaktiert, sodass bei Betrieb des Antriebs 6 ein Entladen oder Laden (Rekuperation) der (Batterie-)Module erfolgt. Aufgrund der elektrischen Verschaltung ist dabei die an der Schnittstelle 10 bereitgestellte elektrische Spannung, die 400 V beträgt, ein Vielfaches der mit jedem der Batteriemodule bereitgestellten elektrischen Spannung. Jedes der zueinander baugleichen Batteriemodule weist ein Gehäuse auf, innerhalb dessen zwischen 50 und 100 zueinander baugleicher Batterien 14 angeordnet sind, die elektrisch miteinander in Reihe und/oder parallel geschaltet sind.
In 2 ist ein Verfahren 16 zur Herstellung einer der Batterien 14 dargestellt. Hierfür wird zunächst ein Verfahren 18 zur Herstellung einer Elektrode 20 der Batterie 14 durchgeführt, die in 3 und 4 während der Herstellung schematisch vereinfacht in einer Seitenansicht gezeigt ist. In einem ersten Arbeitsschritt 22 wird zunächst ein flächiger Träger 24 bereitgestellt, wobei als Träger 24 eine Metallfolie verwendet wird. Falls als Elektrode 20 eine Anode der Batterie 14 gefertigt werden soll, wird als Metallfolie eine Kupferfolie verwendet. Falls hingegen die Kathode als die Elektrode 20 hergestellt werden soll, wird als der Träger 24 eine Aluminiumfolie verwendet. Die Größe der Metallfolie ist jeweils bereits auf die Größe der zu erstellenden Elektrode 20 angepasst.
In einem sich anschließenden zweiten Arbeitsschritt 26 wird auf den Träger 24 einem Schicht 28 aufgebracht, die ein Aktivmaterial 30 umfasst. Das Aktivmaterial 30 ist zur Anlagerung und/oder Aufnahme von den Lithiumionen aus einem Elektrolyten geeignet. Zudem umfasst die Schicht 28 ein Leitadditiv, wie Leitruß, sowie einen Binder und ein Lösungsmittel. Beim Aufbringen der Schicht 28 auf den Träger 24 ist diese teilweise pastös oder flüssig und liegt somit als sogenanntes Slurry oder Schlicker vor. Zum Aufbringen der Schicht 28 auf den Träger 24 wird eine Düse verwendet, mittels derer die einzelnen Bestandteile der Schicht 28, die bereits homogen miteinander vermischt sind, auf den Träger 24 gesprüht werden. Nachfolgend wird die Schicht 28 mit einem Rakel bearbeitet und somit auf dem Träger 24 derart verteilt, dass dieser vollständig mit der Schicht 28 versehen ist. Somit weist die Schicht 28 eine im Wesentlichen konstante Dicke auf, wie in 3 dargestellt. Folglich ist eine dem Träger 24 abgewandte Oberfläche 34 der Schicht 28 eben. In einer nicht näher dargestellten Varianten wird auch auf die gegenüberliegende Seite des Trägers 24 eine entsprechende Schicht 28 aufgetragen, sodass der Träger 24 beidseitig mit der Schicht 28 versehen ist.
In einem sich anschließenden dritten Arbeitsschritt 36 wird die Schicht 28 mit Ultraschallwellen 38 beaufschlagt. Hierfür wird ein Lautsprecher 40 auf die Oberfläche 34 der Schicht 28 gerichtet und betrieben, sodass die Ultraschallwellen 38 auf die Oberfläche 34 treffen. Die Ultraschallwellen 38 dringen in die Schicht 28 ein und breiten sich in dieser aus. Infolgedessen bilden sich in der Oberfläche 34 Strukturen 42 aus, nämlich einzelne Wellen, wobei die Höhe der Strukturen 42 zu der Amplitude der Ultraschallwellen 38 korrespondiert. Aufgrund der Strukturen 42 variiert die Dicke der Schicht 28 entlang der Ausdehnung des Trägers 24. Hierbei ist die Frequenz der Ultraschallwellen 38 derart gewählt, dass sich stehende Wellen bilden. Infolgedessen verändern sich die Strukturen 42, nachdem sich diese ausgebildet haben, nicht mehr, solange die Oberfläche 34 mit den Ultraschallwellen 38 beaufschlagt wird. Zusammenfassend erfolgt aufgrund der Beaufschlagung der Schicht 28 mit den Ultraschallwellen 38 eine Vergrößerung deren Oberfläche 34 mittels der Strukturen 42, wobei die Strukturen 42 reproduzierbar sind. Mit anderen Worten weisen sämtliche hergestellte Elektroden 20, die gemäß dem Verfahren 18 zur Herstellung der Elektroden 20 hergestellt werden, die gleiche Art von Strukturen 42 auf.
Zudem wird die Schicht 28 mit Mikrowellen 44 beaufschlagt, mittels derer das in der Schicht 28 enthaltene Lösungsmittel angeregt und verdampft wird. Infolgedessen wird die Schicht 28 ausgetrocknet, sodass diese nunmehr ein Festkörper ist. Zusammenfassend wird somit zum Trocknen die Schicht 28 mit den Mikrowellen 44 beaufschlagt. Hierbei wird die Beaufschlagung mit den Ultraschallwellen 38 solange aufrechterhalten, bis die Schicht 28 vollständig ausgetrocknet ist. Folglich werden die Ultraschallwellen 38 so lange auf die Schicht 28 gerichtet, wie auch die Mikrowellen 44 auf die Schicht 28 gerichtet werden. Aufgrund des Trocknens mittels der Mikrowellen 44 bleiben die Strukturen 42 auch erhalten, wenn die Beaufschlagung der Schicht 28 mit den Ultraschallwellen 38 beendet wird.
In einem optionalen vierten Arbeitsschritt 45 wird die Schicht 28 kalandriert, wofür der mit der Schicht 28 versehene Träger 24 durch einen Kalander geführt wird. Dieser weist zwei parallel zueinander angeordnete Walzen auf, zwischen denen der Träger 24 und die Schicht 28 durchgeführt werden, wobei der Spalt zwischen den beiden Walzen gebildete Spalt kleiner als die Dicke des mit der Schicht 28 versehenen Trägers 24 ist. Infolgedessen wird mittels der Walzen eine Kraft auf die Schicht 28 in Richtung des Trägers 24 ausgeübt, sodass die Schicht 28 komprimiert und deren Porosität verringert wird. Infolgedessen werden die Strukturen 42 erneut eingeebnet, sodass die Oberfläche 34 erneut eben ist. Mit anderen Worten weist die Schicht 28 nach dem Kalandrieren wiederum eine im Wesentlichen konstante Dicke auf, die jedoch im Vergleich zu der in dem zweiten Arbeitsschritt 26 realisierten Dicke verringert ist. Aufgrund des Kalandrierens wird eine Dichte der Schicht 28 generell erhöht, wobei in dem Bereich der Schicht 28, in dem die von dem Träger 24 weg weisenden Strukturen 42 vorhanden waren, die Dichte im Vergleich zu den anderen Bereichen überproportional erhöht ist.
Der vierte Arbeitsschritt 45 wird dabei bei einigen Varianten des Verfahrens 18 zur Herstellung der Elektrode 20 durchgeführt, wohingegen bei anderen Varianten der vierte Arbeitsschritt 45 weggelassen ist. Je nachdem ist die Oberfläche 34 eben, oder diese weist auch weiterhin die Strukturen 42 auf. Somit weist die dem Träger 24 abgewandte Oberfläche 34 der Schicht 28 entweder die mittels der Ultraschallwellen 38 geformten Strukturen 42 auf, weswegen die Oberfläche 34 vergrößert ist, oder die Schicht 28 weist eine variierende Dichte auf. Nachfolgend ist das Verfahren 18 zur Herstellung der Elektrode 20 beendet, und diese weist beispielsweise die in 4 gezeigte Oberfläche 34 auf.
In einem sich anschließenden fünften Arbeitsschritt 46 wird auf die auf diese Weise hergestellte Elektrode 20, nämlich auf die dem Träger 24 abgewandte Oberfläche 34 der Schicht 28, ein Separator 48 aufgebracht, mittels dessen die Oberfläche 34 vollständig abgedeckt wird. Der Separator 48 ist eine Folie und auf das verwendete Aktivmaterial 30 sowie den zu verwendenden Elektrolyten angepasst.
In einem sich anschließenden sechsten Arbeitsschritt 5 wird auf den Separator 48 eine weitere Elektrode 52 aufgebracht. Die weitere Elektrode 52 ist in dem dargestellten Beispiel ebenfalls gemäß des Verfahrens 18 zur Herstellung der Elektrode 20 hergestellt. Es ist jedoch auch möglich, diese nach einem anderen Verfahren zu fertigen. Zumindest jedoch weist auch die weitere Elektrode 52 die Schicht 28 auf, die auf den Träger 24 aufgebracht ist. Auch weist die Schicht 28 der weiteren Elektrode 52 das Aktivmaterial 30 auf, wobei sich die Aktivmaterialien 30 der beiden Elektroden 20, 52 unterscheiden. Der Separator 48 liegt hierbei an der dem Träger 24 der weiteren Elektrode 52 abgewandten Oberfläche 34 der Schicht 28 der weiteren Elektrode 52 an. Je nach verwendetem Verfahren, mittels dessen die weitere Elektrode 52 erstellt wird, ist die dem jeweiligen Träger 24 abgewandte Oberfläche 34 der Schicht 28 ausgeformt und weicht beispielsweise von der Form der Elektrode 20 ab.
Im Anschluss ist die Erstellung einer in 5 dargestellten Batteriezelle 54 beendet, die in einer Ausführungsform die Batterie 14 vollständig bildet. Insbesondere wird in diesem Fall die Batteriezelle 54 zumindest teilweise aufgerollt, und die Batterien 14 besondere ist als sogenannte „Jelly Roll“ ausgebildet. In einer Abwandlung umfasst die Batterie 14 mehrere derartige Batteriezellen 54, die übereinander gestapelt sind. In diesem Fall ist vorzugsweise jeder Träger 24 beidseitig mit jeweils der Schicht 28 versehen, wobei mittels der Ultraschallwellen 38 in die Oberfläche 34 der beiden Schichten 28 aller Elektrode 20 die entsprechenden Strukturen 42 eingebracht werden. Zwischen jeweils benachbarten Elektroden 20, 52 ist dabei jeweils einer der Separatoren 48 angeordnet.
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

2: Kraftfahrzeug
4: Rad
6: Antrieb
8: Energiespeicher
10: Schnittstelle
12: Energiespeichergehäuse
14: Batterie
16: Verfahren zur Herstellung einer Batterie
18: Verfahren zur Herstellung einer Elektrode
20: Elektrode
22: erster Arbeitsschritt
24: Träger
26: zweiter Arbeitsschritt
28: Schicht
30: Aktivmaterial
34: Oberfläche
36: dritter Arbeitsschritt
38: Ultraschallwellen
40: Lautsprecher
42: Strukturen
44: Mikrowellen
45: vierter Arbeitsschritt
46: fünfter Arbeitsschritt
48: Separator
50: sechster Arbeitsschritt
52: weitere Elektrode
54: Batteriezelle

Claims

Verfahren (18) zur Herstellung einer Elektrode (20) einer Batterie (14), bei welchem - ein flächiger Träger (24) bereitgestellt wird, - auf den Träger (24) eine Schicht (28) mit einem Aktivmaterial (30) aufgebracht wird, - die Schicht (28) mit Ultraschallwellen (38) beaufschlagt wird, und - die Schicht (28) ausgetrocknet wird.
Verfahren (18) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (28) solange mit Ultraschallwellen (38) beaufschlagt wird, bis die Schicht (28) vollständig ausgetrocknet ist.
Verfahren (18) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Trocknen die Schicht (28) mit Mikrowellen (44) beaufschlagt wird.
Verfahren (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (28) nach dem Austrocknen mit den Ultraschallwellen (38) kalandriert wird.
Verfahren (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Träger (24) eine Metallfolie herangezogen wird.
Elektrode (20) einer Batterie (14), mit einem Träger (24) auf den eine Schicht (28) mit einem Aktivmaterial (30) aufgebracht ist, wobei die dem Träger (24) abgewandte Oberfläche (34) der Schicht (28) mittels Ultraschallwellen (38) geformte Strukturen (42) aufweist.
Verfahren (16) zur Herstellung einer Batterie (14), bei welchem - eine Elektrode (20) gemäß einem Verfahren (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellt wird, - ein Separator (48) auf die Elektrode (20) aufgebracht wird, - auf den Separator (48) eine weitere Elektrode (52) aufgebracht wird.