DE102022112527A1 - Method and device for producing a separator for a battery cell - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Separators (36) für eine Batteriezelle, welches folgende Schritte umfasst:
- Zuführen eines metallischen, elektrisch leitenden Substrates (30),
- Auftragen eines Schlickers (38) eines Feststoffseparators, umfassend einen Feststoffelektrolyt, einen Polymerbinder und ein Lösemittel, auf das Substrat (30),
- Trocknen des beschichteten Substrates (32) durch induktives Anregen und Erhitzen des metallischen, elektrisch leitenden Substrates, und
- Sintern des getrockneten, beschichteten Substrates (32), wobei das metallische, elektrisch leitende Substrat (30) durch induktive Anregung mit dem Feststoffseparator (38) durch einen Sinterprozess dauerhaft stoffschlüssig verbunden wird.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung (10) zur Herstellung eines solchen Separators (36) für eine Batteriezelle.

Figure DE102022112527A1_0000
The invention relates to a method for producing a separator (36) for a battery cell, which comprises the following steps:
- supplying a metallic, electrically conductive substrate (30),
- applying a slurry (38) of a solid separator, comprising a solid electrolyte, a polymer binder and a solvent, to the substrate (30),
- Drying the coated substrate (32) by inductively exciting and heating the metallic, electrically conductive substrate, and
- Sintering the dried, coated substrate (32), the metallic, electrically conductive substrate (30) being permanently bonded to the solids separator (38) by inductive excitation through a sintering process.
The invention further relates to a device (10) for producing such a separator (36) for a battery cell.
Figure DE102022112527A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines Separators für eine Batteriezelle gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to a method and a device for producing a separator for a battery cell according to the preamble of the independent claims.

Lithium-Ionen-Batterien haben in den letzten zwei Jahrzehnten für eine Vielzahl von Anwendungen in tragbaren elektronischen Geräten wie Mobiltelefonen und Laptops große Aufmerksamkeit erregt. Aufgrund der schnellen Marktentwicklung der Elektrofahrzeuge und der Energiespeicherung im Netz sind leistungsstarke, kostengünstige Lithium-Ionen-Batterien derzeit eine der vielversprechendsten Optionen für groß angelegte Energiespeicher.Lithium-ion batteries have attracted significant attention over the past two decades for a variety of applications in portable electronic devices such as cell phones and laptops. Due to the rapid market development of electric vehicles and grid energy storage, high-performance, low-cost lithium-ion batteries are currently one of the most promising options for large-scale energy storage.

Eine Lithium-Ionen-Batterie besteht im Allgemeinen aus einem Separator, einer Kathode und einer Anode. Derzeit werden die Elektroden durch Dispergieren von feinen Pulvern eines aktiven Batterieelektrodenmaterials, eines leitenden Mittels und eines Bindemittels in einem geeigneten Lösungsmittel hergestellt. Die Dispersion kann auf einen Stromkollektor, z. B. eine Kupfer- oder Aluminiummetallfolie, aufgetragen werden und dann bei erhöhter Temperatur getrocknet werden, um das Lösungsmittel zu entfernen. Die Kathoden- und Anodenblätter werden anschließend gestapelt oder gerollt, wobei der Separator die Kathode und die Anode trennt, um eine Batterie zu bilden.A lithium-ion battery generally consists of a separator, a cathode and an anode. Currently, the electrodes are manufactured by dispersing fine powders of a battery electrode active material, a conductive agent and a binder in a suitable solvent. The dispersion can be applied to a current collector, e.g. B. a copper or aluminum metal foil can be applied and then dried at elevated temperature to remove the solvent. The cathode and anode sheets are then stacked or rolled, with the separator separating the cathode and anode to form a battery.

Die Herstellung von Separatoren für Festkörperelektrolyten ist zeitaufwendig, energieintensiv und damit teuer. In der Regel werde solche Separatoren auf einzelnen Blättern hergestellt, wobei ein Trägermaterial mit Feststoffseparator beschichtet wird. Anschließend wird der Verbund aus Trägermaterial und Feststoffseparator getrocknet und das Trägermaterial entfernt, wodurch ein Grünling des Feststoffseparators entsteht. Dieser Grünling wird anschließend in einem Sinterprozess zum fertigen Feststoffseparator weiterverarbeitet. Da die Herstellung aus einzelnen Blättern erfolgt, ist zudem ein erhöhter Handlingaufwand beim Beschichten, Trocknen und Sintern des Feststoffseparators notwendig.The production of separators for solid electrolytes is time-consuming, energy-intensive and therefore expensive. As a rule, such separators are manufactured on individual sheets, with a carrier material being coated with solid separator. The composite of carrier material and solids separator is then dried and the carrier material is removed, resulting in a green compact of the solids separator. This green compact is then further processed in a sintering process to create the finished solids separator. Since the production takes place from individual sheets, increased handling effort is also necessary when coating, drying and sintering the solids separator.

Aus der EP 3 836 253 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode auf der Basis einer wässrigen Aufschlämmung bekannt. Dabei wird eine wässrige Aufschlämmung auf ein Trägermaterial aufgebracht und dann getrocknet, um der wässrigen Aufschlämmung die Feuchtigkeit zu entziehen.From the EP 3 836 253 A1 a method for producing an electrode based on an aqueous slurry is known. This involves applying an aqueous slurry to a carrier material and then drying it to remove moisture from the aqueous slurry.

Aus der EP 2 830 125 B1 ist ein Separator für eine elektrochemische Zelle, vorzugsweise für eine Lithium-Ionen-Batterie, bekannt. Der Separator umfasst eine poröse Schicht, welche mindestens ein organisches Bindemittel und mindestens ein funktionalisiertes Aluminiumoxidhydroxid der allgemeinen Formel AIOOH umfasst, welches an seiner Oberfläche mit mindestens 2,5 Gew.-% mindestens einer siliziumhaltigen organischen Verbindung funktionalisiert ist. Dieser Separator zeichnet sich durch eine schnelle Flüssigkeitsaufnahme, hohe Porosität, gute mechanische Festigkeit und sehr geringe Schrumpfung unter thermischer Belastung aus und ermöglicht eine wesentliche Verbesserung der Sicherheit von heute üblichen Lithium-Ionen-Batterien.From the EP 2 830 125 B1 a separator for an electrochemical cell, preferably for a lithium-ion battery, is known. The separator comprises a porous layer which comprises at least one organic binder and at least one functionalized aluminum oxide hydroxide of the general formula AIOOH, which is functionalized on its surface with at least 2.5% by weight of at least one silicon-containing organic compound. This separator is characterized by rapid liquid absorption, high porosity, good mechanical strength and very low shrinkage under thermal stress and enables a significant improvement in the safety of today's common lithium-ion batteries.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Fertigung eines Separators für eine Batteriezelle zu vereinfachen und die Energieeffizienz der Produktion sowie die Produktionsgeschwindigkeit zu erhöhen.The invention is based on the object of simplifying the production of a separator for a battery cell and increasing the energy efficiency of production and the production speed.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines Separators für eine Batteriezelle gelöst, das folgende Schritte umfasst:

  • - Zuführen eines metallischen, elektrisch leitenden Substrates,
  • - Auftragen eines Schlickers eines Feststoffseparators, umfassend einen Feststoffelektrolyt, einen Polymerbinder und ein Lösemittel, auf das Substrat,
  • - Trocknen des beschichteten Substrates durch induktives Anregen und Erhitzen des metallischen, elektrisch leitenden Substrates, und
  • - Sintern des getrockneten beschichteten Substrates, wobei das metallische, elektrisch leitende Substrat durch induktive Anregung mit dem Feststoffseparator durch einen Sinterprozess dauerhaft stoffschlüssig verbunden wird.
This task is solved by a method for producing a separator for a battery cell, which includes the following steps:
  • - supplying a metallic, electrically conductive substrate,
  • - applying a slurry of a solid separator, comprising a solid electrolyte, a polymer binder and a solvent, to the substrate,
  • - Drying the coated substrate by inductively stimulating and heating the metallic, electrically conductive substrate, and
  • - Sintering the dried coated substrate, whereby the metallic, electrically conductive substrate is permanently bonded to the solids separator through a sintering process by inductive excitation.

Unter einem Schlicker ist dabei ein flüssiges, breiiges bis zähflüssiges Lösemittel-Mineralgemisch zur Herstellung von Keramikerzeugnissen zu verstehen. Unter Trocknung ist im Rahmen dieser Patentanmeldung die vollständige oder teilweise Entfernung von Flüssigkeit aus einem feuchten Schlicker durch Verdunsten oder Verdampfen zu verstehen. Unter einem Sintern ist in diesem Zusammenhang das Erhitzen eines feinkörnigen keramischen Stoffes zu verstehen, wobei die Temperaturen des Sinterprozesses jedoch unterhalb der Schmelztemperatur der Hauptkomponenten bleiben, so dass die Form des Werkstückes bis auf eine prozessbedingte Schrumpfung erhalten bleibt.A slip is a liquid, mushy to viscous solvent-mineral mixture for the production of ceramic products. In the context of this patent application, drying is understood to mean the complete or partial removal of liquid from a moist slurry by evaporation or evaporation. In this context, sintering is understood to mean the heating of a fine-grained ceramic material, whereby the temperatures of the sintering process remain below the melting temperature of the main components, so that the shape of the workpiece is retained except for process-related shrinkage.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine besonders einfache, schnelle und kostengünstige Herstellung eines Separators. Dabei wird der Schlicker intensiv und homogen von innen heraus getrocknet, wodurch eine besonders gleichmäßige Struktur des Feststoffelektrolyt erreicht werden kann.The method according to the invention enables a particularly simple, quick and cost-effective production of a separator. The slip is dried intensively and homogeneously from the inside out, which means that a particularly uniform structure of the solid electrolyte can be achieved.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten zusätzlichen Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und Weiterentwicklungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Verfahrens zur Herstellung eines Separators für eine Batteriezelle möglich.The additional features listed in the dependent claims make advantageous improvements and further developments of the method for producing a separator for a battery cell specified in the independent claim possible.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schlicker des Feststoffseparators auf beide Seiten des metallischen, elektrisch leitenden Substrates aufgetragen wird. Eine beidseitige Beschichtung ist besonders vorteilhaft, da die induktive Erwärmung während des Trocknens und des Sinters von Innen heraus durch das induktive Aufheizen des metallischen, elektrisch leitenden Substrates erfolgt. Dadurch kann eine besonders gleichmäßige Struktur in der Keramik des Feststoffseparators erreicht werden. Zudem ist es möglich, während des Trocknungsvorgangs und/oder des Sintervorgangs die Porosität der Keramik des Feststoffseparators einzustellen, wodurch die mechanischen und elektrochemischen Eigenschaften gezielt beeinflusst werden können.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the slurry of the solids separator is applied to both sides of the metallic, electrically conductive substrate. A coating on both sides is particularly advantageous because the inductive heating during drying and sintering occurs from the inside through the inductive heating of the metallic, electrically conductive substrate. This allows a particularly uniform structure to be achieved in the ceramic of the solids separator. In addition, it is possible to adjust the porosity of the ceramic of the solids separator during the drying process and/or the sintering process, whereby the mechanical and electrochemical properties can be specifically influenced.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das metallische, elektrisch leitende Substrat als Bandmaterial zugeführt wird. Durch eine Zufuhr eines Bandmaterials ist eine besonders einfache und kostengünstige Produktion des Separators möglich. Insbesondere ist die Verarbeitung des Substrates und des Schlickers in einem kontinuierlichen Prozess möglich, wodurch die Produktionsgeschwindigkeit des Separators erhöht werden kann, da ein manueller Handlingaufwand zum Beschichten des Substrates, zum Bestücken eines Trockenofens oder zum Beschicken eines Sinterofens entfallen kann.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the metallic, electrically conductive substrate is supplied as strip material. By supplying a strip material, a particularly simple and cost-effective production of the separator is possible. In particular, the processing of the substrate and the slip is possible in a continuous process, whereby the production speed of the separator can be increased since manual handling effort for coating the substrate, loading a drying oven or loading a sintering oven can be eliminated.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Trocknen bei einer Beharrungstemperatur unterhalb einer Sintertemperatur des Schlickers erfolgt. Dadurch kann bei der Trocknung die Porosität eines Grünlings, d.h. des beschichteten Substrates vor dem Sinterprozess, eingestellt werden, um die gewünschten mechanischen und elektrochemischen Eigenschaften zu erreichen.According to an advantageous embodiment of the method, it is provided that drying takes place at a steady-state temperature below a sintering temperature of the slip. This allows the porosity of a green compact, i.e. the coated substrate before the sintering process, to be adjusted during drying in order to achieve the desired mechanical and electrochemical properties.

In einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Substrat mit der gesinterten Beschichtung als Bandmaterial abgeführt wird. Dadurch ist eine besonders einfache Prozessführung bei Beschichten, Trocknen und Sintern möglich, wobei das Substrat mit der gesinterten Beschichtung auf eine Aufnahmevorrichtung, insbesondere eine Rolle, eine Hülse oder eine Trommel aufgewickelt werden kann, um auf einfache Art und Weise einem weiteren Fertigungsschritt bei der Herstellung der Batterie zugeführt werden zu können. Alternativ kann das gesinterte Substrat auch nach dem Sinterprozess in die Form der gewünschten Separatoren geschnitten werden und als stapelbares Stückgut einem nächsten Prozessschritt bei der Herstellung der Batterie zugeführt werden.In an advantageous embodiment of the method it is provided that the substrate with the sintered coating is removed as strip material. This enables a particularly simple process for coating, drying and sintering, whereby the substrate with the sintered coating can be wound onto a receiving device, in particular a roll, a sleeve or a drum, in order to easily carry out a further manufacturing step in the production to be supplied to the battery. Alternatively, the sintered substrate can also be cut into the shape of the desired separators after the sintering process and fed as stackable piece goods to the next process step in the production of the battery.

In einer vorteilhaften Verbesserung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Substrat mit der gesinterten Beschichtung nach dem Sinterprozess kurzzeitig über eine Schmelztemperatur erhitzt wird. Durch ein kurzfristiges Erhitzen über die Schmelztemperatur kann die Anbindung von dem Feststoffseparator an das metallische, elektrisch leitende Substrat verbessert werden. Insbesondere können durch ein kurzfristiges Anschmelzen die Grenzflächenwiderstände zwischen dem metallischen, elektrisch leitenden Substrat und dem Feststoffseparator verringert werden. Zudem können durch das kurzfristige Anschmelzen Eigenspannungen in dem Substrat und/oder der gesinterten Beschichtung abgebaut werden, um die Haltbarkeit des Separators zu verbessern und die Gefahr einer mechanischen oder thermischen Schädigung des Separators im späteren Betrieb der Batterie zu verringern.In an advantageous improvement of the method, it is provided that the substrate with the sintered coating is briefly heated above a melting temperature after the sintering process. By briefly heating above the melting temperature, the connection between the solids separator and the metallic, electrically conductive substrate can be improved. In particular, the interface resistances between the metallic, electrically conductive substrate and the solid separator can be reduced by short-term melting. In addition, the short-term melting can reduce residual stresses in the substrate and/or the sintered coating in order to improve the durability of the separator and reduce the risk of mechanical or thermal damage to the separator during later operation of the battery.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das metallische, elektrisch leitende Substrat in einem kontinuierlichen Prozess beschichtet, getrocknet und die auf das Substrat aufgetragene Beschichtung gesintert wird. Durch die kontinuierliche Prozessführung kann ein Bandmaterial verarbeitet werden, wodurch die Beschichtung des metallischen, elektrisch leitenden Substrates mit geringen Prozesszeiten erfolgen kann. Insbesondere entfallen bei einem kontinuierlichen Prozess Pausenzeiten für das Be- und Entladen eines Trocknungsofens oder das Beschicken eines Sinterofens. Zudem wird das Auftragen des Schlickers auf das metallische, elektrisch leitende Substrat vereinfacht, da auch dieser Prozess kontinuierlich verläuft und eine gleichmäßige, vorzugsweise beidseitige Beschichtung des metallischen, elektrisch leitenden Substrats ermöglicht.According to a preferred embodiment of the method, it is provided that the metallic, electrically conductive substrate is coated, dried and the coating applied to the substrate is sintered in a continuous process. Due to the continuous process control, a strip material can be processed, which means that the metallic, electrically conductive substrate can be coated with short process times. In particular, with a continuous process there are no break times for loading and unloading a drying oven or loading a sintering oven. In addition, the application of the slip to the metallic, electrically conductive substrate is simplified, since this process is also continuous and enables a uniform, preferably double-sided coating of the metallic, electrically conductive substrate.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das metallische, elektrisch leitende Substrat eine Kupferfolie, eine Nickelfolie oder eine Verbundfolie ist. Eine Kupferfolie oder eine Nickelfolie lassen sich besonders einfach durch eine induktive Anregung erhitzen, um das Substrat zu trocknen und zu sintern.In a preferred embodiment of the invention it is provided that the metallic, electrically conductive substrate is a copper foil, a nickel foil or a composite foil. A copper foil or a nickel foil can be heated particularly easily using inductive excitation in order to dry and sinter the substrate.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schlicker des Feststoffseparators ein oxidisches, ionenleitendes Material, vorzugsweise eine oxidische, Lithium-Ionen leitende Keramik oder Glaskeramik, insbesondere Lithium-Lanthan-Zirkoniumoxid (LLZO), ein Lithium-Aluminium-Titanphosphat, ein Lithium-Lanthan-Titanat oder ein Derivat umfasst. Lithium-Lanthan-Zirkoniumoxid bietet gegenüber elementarem Lithium und anderen Lithiumverbindungen den Vorteil, dass es chemisch und mechanisch besonders stabil ist. Ferner ist in einer weiteren Verbesserung des Verfahrens vorgesehen, dass zum Trocknen des beschichteten Substrates eine induktive Erwärmung des Substrates und zusätzlich eine Zufuhr von trockener Luft und/oder einem Prozessgas erfolgt. Dabei wird im Prozessraum eine Atmosphäre geschaffen, welche weitgehend frei von Wasserdampf ist, um Nebenreaktionen beim Trocknen und Sintern des Schlickers zu vermeiden. Unter einer Atmosphäre, welche weitgehend frei von Wasser ist, ist dabei eine Atmosphäre mit einem Taupunkt von weniger als -20°C, vorzugsweise von weniger als -40°C, besonders bevorzugt von weniger als -65 °C zu verstehen. Alternativ oder zusätzlich kann die Atmosphäre auch Prozessgase, insbesondere inerte Gase wie Stickstoff umfassen, welche eine Reaktion von Wasserdampf mit dem Schlicker beim Temperprozess unterbinden. Alternativ können auch reaktive Prozessgase eingesetzt werden, welche ein Diffusionsgleichgewicht herstellen und ein Herausdiffundieren des Lithiums aus dem Schlicker verhindern.In a further preferred embodiment of the invention it is provided that the slurry of the solid separator is an oxidic, ion-conducting material, preferably an oxidic, lithium-ion-conducting ceramic or glass ceramic, in particular lithium-lanthanum-zirconium oxide (LLZO), a lithium-aluminum-titanium phosphate, a lithium lanthanum titanate or a derivative. Lithium lanthanum zirconium oxide offers over elemental Lithium and other lithium compounds have the advantage that they are particularly chemically and mechanically stable. Furthermore, in a further improvement of the method, it is provided that in order to dry the coated substrate, the substrate is heated inductively and dry air and/or a process gas is additionally supplied. An atmosphere is created in the process room that is largely free of water vapor in order to avoid side reactions when drying and sintering the slip. An atmosphere that is largely free of water is understood to mean an atmosphere with a dew point of less than -20°C, preferably less than -40°C, particularly preferably less than -65°C. Alternatively or additionally, the atmosphere can also include process gases, in particular inert gases such as nitrogen, which prevent a reaction of water vapor with the slip during the tempering process. Alternatively, reactive process gases can also be used, which create a diffusion equilibrium and prevent the lithium from diffusing out of the slip.

Ein weiterer Teilaspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Separators für eine Batteriezelle, umfassend

  • - Mittel zum Zuführen eines metallischen, elektrisch leitenden Substartes,
  • - Mittel zum Auftragen eines Schlickers eines Feststoffseparators auf das Substrat,
  • - Mittel zum induktiven Trocknen des beschichteten Substrates durch induktives Anregen und Erhitzen des metallischen, elektrisch leitenden Substrates,
  • - Mittel zum Sintern des getrockneten, beschichteten Substrates, wobei das metallische, elektrisch leitende Substrat durch induktive Anregung mit dem Feststoffseparator durch einen Sinterprozess dauerhaft stoffschlüssig verbunden wird.
A further partial aspect of the invention relates to a device for producing a separator for a battery cell, comprising
  • - means for supplying a metallic, electrically conductive substrate,
  • - means for applying a slurry of a solids separator to the substrate,
  • - means for inductively drying the coated substrate by inductively exciting and heating the metallic, electrically conductive substrate,
  • - Means for sintering the dried, coated substrate, whereby the metallic, electrically conductive substrate is permanently bonded to the solids separator by inductive excitation through a sintering process.

Eine solche Vorrichtung ermöglicht auf einfache Art und Weise die Herstellung eines Separators für eine Batterie.Such a device enables the production of a separator for a battery in a simple manner.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Mittel zum induktiven Trocknen des beschichteten Substrates einen Schwebetrockner umfassen. Durch einen Schwebetrockner ist eine besonders schonende Trocknung des beschichteten Substrates möglich. Dabei können insbesondere die in das beschichtete Substrat eingebrachten Spannungen bei einer Schwebetrocknung gering gehalten werden, wodurch die mechanische und thermische Stabilität des Separators verbessert werden kann.In an advantageous embodiment of the device it is provided that the means for inductive drying of the coated substrate comprise a floating dryer. A float dryer enables particularly gentle drying of the coated substrate. In particular, the stresses introduced into the coated substrate during floating drying can be kept low, whereby the mechanical and thermal stability of the separator can be improved.

In einer weiteren Verbesserung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Mittel zum induktiven Trocken des beschichteten Substrates und/oder die Mittel zum Sintern des getrockneten, beschichteten Substrates mehrere Induktionselemente umfassen, wobei die Induktionselemente auf unterschiedlichen Seiten des Substrates angeordnet sind. Dadurch ist ein gleichmäßiger Wärmeeintrag in das Substrat möglich. Dies ermöglicht eine sehr gleichmäßige Trocknung, wodurch sich ein im Wesentlichen homogenes Gefüge des beschichteten und getrockneten Substrats einstellt. Des Weiteren ermöglicht eine beidseitige Erwärmung eine Migration des Bindungsmittels aus der Mitte des Schlickers heraus an die Oberfläche, wodurch die elektrochemischen Eigenschaften des Separators verbessert werden können.In a further improvement of the device it is provided that the means for inductively drying the coated substrate and/or the means for sintering the dried, coated substrate comprise a plurality of induction elements, the induction elements being arranged on different sides of the substrate. This enables an even heat input into the substrate. This enables very uniform drying, which results in an essentially homogeneous structure of the coated and dried substrate. Furthermore, heating on both sides enables the binding agent to migrate from the center of the slip to the surface, which can improve the electrochemical properties of the separator.

In einer weiteren Verbesserung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Mittel zum induktiven Trocknen des beschichteten Substrates Düsen zur Zufuhr von trockener Luft oder einem Prozessgas aufweisen.In a further improvement of the device it is provided that the means for inductive drying of the coated substrate have nozzles for supplying dry air or a process gas.

Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Düsen zur Zufuhr von trockener Luft und die Induktionselemente entlang eines Prozessweges zur Trocknung abwechselnd angeordnet sind.It is particularly preferred if the nozzles for supplying dry air and the induction elements are arranged alternately along a drying process path.

Die verschiedenen, in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.The various embodiments of the invention mentioned in this application can be advantageously combined with one another, unless stated otherwise in individual cases.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Separators für eine Batteriezelle;
  • 2 ein mit einem Feststoffseparator beschichtetes Substrat zur induktiven Trocknung und Sinterung; und
  • 3 ein Ablaufdiagramm zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Separators für eine Batteriezelle.
The invention is explained below in exemplary embodiments using the associated drawings. Show it:
  • 1 a device according to the invention for producing a separator for a battery cell;
  • 2 a substrate coated with a solids separator for inductive drying and sintering; and
  • 3 a flowchart for carrying out a method according to the invention for producing a separator for a battery cell.

1 zeigt eine Vorrichtung 10 zur Herstellung eines Separators 36 für eine Batteriezelle. Die Vorrichtung 10 umfasst Mittel 12, 14 zum Zuführen eines metallischen, elektrisch leitenden Substrates 30, welche eine erste Aufnahmevorrichtung 12, insbesondere eine Rolle, einen Dorn auf einer Spannhülse oder eine Trommel, umfassen, auf welcher das metallische, elektrisch leitende Substrat 30 in Form eines Bandmaterials aufgewickelt ist und den weiteren Komponenten der Vorrichtung 10 zugeführt wird. Die Mittel zum Zuführen umfassen ferner eine erste Umlenkrolle 14, mit welcher das metallische, elektrisch leitende Substrat umgelenkt und einer Heizzone 24 zum Trocknen und nachfolgenden Sinter zugeführt wird. 1 shows a device 10 for producing a separator 36 for a battery cell. The device 10 comprises means 12, 14 for feeding a metallic, electrically conductive substrate 30, which comprise a first receiving device 12, in particular a roller, a mandrel on a clamping sleeve or a drum, on which the metallic, electrically conductive substrate 30 is in shape a strip material is wound and fed to the other components of the device 10. The means for feeding further comprise a first deflection roller 14, with which the metallic, electrically conductive substrate is deflected and a heater zone 24 for drying and subsequent sintering.

Die Vorrichtung 10 umfasst ferner Mittel 20, 22 zum Auftragen eines Schlickers 38 eines Feststoffseparators auf das metallische, elektrisch leitende Substrat. Dazu ist eine erste Auftrageeinheit 20 vorgesehen, um einen Schlicker 38 eines Feststoffseparators auf einer ersten Seite des metallischen, elektrisch leitenden Substrates 30 aufzutragen. Die Mittel 20, 22 zum Auftragen eines Schlickers 38 umfassen ferner eine zweite Auftrageeinheit 22, um den Schlicker 38 des Feststoffseparators auf eine zweite Seite des metallischen, elektrisch leitenden Substrates 30 aufzutragen. Der Schlicker 38 des Feststoffseparators umfasst ein Lösemittel, einen Feststoffelektrolyten sowie einen Polymerbinder. Durch das beidseitige Auftragen des Schlickers 38 auf das metallische, elektrisch leitende Substrat 30 wird das metallische, elektrisch leitende Substrat 30, insbesondere eine Kupferfolie, eine Aluminiumfolie oder eine Verbundfolie, welche eine Kupferfolie und/oder eine Aluminiumfolie sowie zusätzlich weitere metallische Schichten umfasst, gleichmäßig von beiden Seiten beschichtet.The device 10 further comprises means 20, 22 for applying a slurry 38 of a solids separator to the metallic, electrically conductive substrate. For this purpose, a first application unit 20 is provided in order to apply a slurry 38 of a solids separator to a first side of the metallic, electrically conductive substrate 30. The means 20, 22 for applying a slip 38 further comprise a second application unit 22 for applying the slip 38 of the solids separator to a second side of the metallic, electrically conductive substrate 30. The slurry 38 of the solids separator comprises a solvent, a solid electrolyte and a polymer binder. By applying the slip 38 to both sides of the metallic, electrically conductive substrate 30, the metallic, electrically conductive substrate 30, in particular a copper foil, an aluminum foil or a composite foil, which comprises a copper foil and/or an aluminum foil as well as additional metallic layers, becomes uniform coated on both sides.

Die Vorrichtung 10 umfasst ferner Mittel 24, 26, 40, 42, 44 zum induktiven Trocknen des beschichteten Substrates 32. Die Mittel umfassen eine Trocknungseinheit 26, welche mehrere Induktionselemente 40, 42, 44 umfasst. Die Trocknungseinheit 26 kann zusätzlich eine oder vorzugsweise mehrere Düsen 50, 52, 54 umfassen, mit welchen trockene Luft oder ein Prozessgas in die Trocknungseinheit 26 eingeblasen wird. Die Induktionselements 40, 42, 44 sind vorzugsweise auf beiden Seiten des durch die Trocknungseinheit geführten beschichteten Substrates 32, in Zeichnungsdarstellung der 1, also oberhalb und unterhalb des beschichteten Substrates 32 angeordnet. Besonders bevorzugt sind in Prozessrichtung durch die Trocknungseinheit 26 auf beiden Seiten des beschichteten Substrates 32 jeweils abwechselnd Induktionselemente 40, 42, 44 zum induktiven Anregen und damit verbundenen Erhitzen des metallischen, elektrisch leitenden Substrates 30 und Düsen 50, 52, 54 zum Einblasen von trockener Luft oder einem Prozessgas angeordnet.The device 10 further comprises means 24, 26, 40, 42, 44 for inductively drying the coated substrate 32. The means include a drying unit 26, which comprises a plurality of induction elements 40, 42, 44. The drying unit 26 can additionally comprise one or preferably several nozzles 50, 52, 54, with which dry air or a process gas is blown into the drying unit 26. The induction elements 40, 42, 44 are preferably on both sides of the coated substrate 32 guided through the drying unit, in the drawing 1 , i.e. arranged above and below the coated substrate 32. Particularly preferred in the process direction through the drying unit 26 on both sides of the coated substrate 32 are alternating induction elements 40, 42, 44 for inductively stimulating and associated heating of the metallic, electrically conductive substrate 30 and nozzles 50, 52, 54 for blowing in dry air or a process gas.

Die Vorrichtung 10 umfasst ferner Mittel 46, 48 zum Sintern des getrockneten beschichteten Substrates 32, insbesondere eine Sintereinheit 28, welche sich in Prozessrichtung W an die Mittel 26, 40, 42, 44 zum Trocknen des beschichteten Substrats 32 anschließen. Dabei umfassen die Mittel zum Sintern 46, 48 insbesondere weitere Induktionselemente 46, 48, welche ebenfalls vorzugsweise auf beiden Seiten, d.h. in Zeichnungsdarstellung oberhalb und unterhalb des zu sinternden Substrates 34 angeordnet sind. Die Mittel zum Sintern 46, 48 sind insbesondere dazu eingerichtet, die Temperatur des getrockneten, beschichteten Substrates 32 ausgehend von einer Beharrungstemperatur TB zum Trocknen weiter auf eine Sintertemperatur Ts von vorzugsweise 1000°C bis 1200°C aufzuheizen. In der Sintereinheit 28 können weitere Düsen 56, 58 angeordnet sein, um auch der Sintereinheit 28 trockene Luft oder ein Prozessgas zur Optimierung des Sinterprozesses zuzuführen. Die Mittel zum Sintern 46, 48 können ferner dazu eingerichtet sein, das gesinterte Substrat 34 nach dem Sintern kurzfristig auf eine Temperatur TL oberhalb der Sintertemperatur, insbesondere auf eine Temperatur von mehr als 1200°C zu erhitzen, um kurzfristig ein Anschmelzen an der Verbindungsstelle zwischen dem metallischen, elektrisch leitenden Substrat 30 und dem Feststoffseparator 38 zu bewirken, wodurch Eigenspannungen in dem gesinterten Substrat 34 verringert und der Übergangswiderstand zwischen dem metallischen, elektrisch leitenden Substrat 30 und dem Feststoffseparator 38 reduziert werden kann.The device 10 further comprises means 46, 48 for sintering the dried coated substrate 32, in particular a sintering unit 28, which adjoins the means 26, 40, 42, 44 for drying the coated substrate 32 in the process direction W. The means for sintering 46, 48 in particular include further induction elements 46, 48, which are also preferably arranged on both sides, ie above and below the substrate 34 to be sintered in the drawing. The means for sintering 46, 48 are in particular designed to further heat the temperature of the dried, coated substrate 32 from a steady-state temperature T B for drying to a sintering temperature Ts of preferably 1000 ° C to 1200 ° C. Further nozzles 56, 58 can be arranged in the sintering unit 28 in order to also supply the sintering unit 28 with dry air or a process gas to optimize the sintering process. The means for sintering 46, 48 can also be set up to briefly heat the sintered substrate 34 after sintering to a temperature T L above the sintering temperature, in particular to a temperature of more than 1200 ° C, in order to briefly prevent melting at the connection point between the metallic, electrically conductive substrate 30 and the solid separator 38, whereby internal stresses in the sintered substrate 34 can be reduced and the contact resistance between the metallic, electrically conductive substrate 30 and the solid separator 38 can be reduced.

Die Mittel zum Trocknen 26, 40, 42, 44 und die Mittel zum Sintern 46, 48 können in einer gemeinsamen Heizzone 24, insbesondere als Teile eines Schwebetrockners 62 oder eines Durchlaufofens 64 ausgebildet sein.The means for drying 26, 40, 42, 44 and the means for sintering 46, 48 can be formed in a common heating zone 24, in particular as parts of a float dryer 62 or a continuous furnace 64.

Die Vorrichtung 10 umfasst ferner ein zweite Umlenkrolle 16, mit welcher das gesinterte Substrat 34 aus der Heizzone 24 herausgeführt und einer zweiten Aufnahmevorrichtung 18 , insbesondere einer weiteren Rolle, einer Trommel oder einer Hülse auf einem Spanndorn zugeführt wird, auf welcher das Substrat 34 mit der gesinterten Beschichtung zur Weiterverarbeitung aufgerollt werden kann.The device 10 further comprises a second deflection roller 16, with which the sintered substrate 34 is led out of the heating zone 24 and fed to a second receiving device 18, in particular a further roller, a drum or a sleeve on a mandrel, on which the substrate 34 is fed with the Sintered coating can be rolled up for further processing.

Die Vorrichtung 10 umfasst ferner ein Steuergerät 70 mit einer Speichereinheit 72 und einer Recheneinheit 74. In der Speichereinheit 72 ist ein maschinenlesbarer Programmcode 76 zur Steuerung der Vorrichtung und zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens abgelegt. Dabei ist das Steuergerät 70 dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Separators 36 mit der beschriebenen Vorrichtung 10 auszuführen, wenn der maschinenlesbare Programmcode 76 durch die Recheneinheit 74 ausgeführt wird. The device 10 further comprises a control device 70 with a memory unit 72 and a computing unit 74. A machine-readable program code 76 for controlling the device and for executing a method according to the invention is stored in the memory unit 72. The control device 70 is set up to carry out a method according to the invention for producing a separator 36 with the device 10 described when the machine-readable program code 76 is executed by the computing unit 74.

2 zeigt ein beschichtetes Substrat 32 in einem Trocknungs- und einem nachgeschalteten Sinterprozess. Dabei ist ein metallisches, elektrisch leitendes Substrat 30, insbesondere eine Kupferfolie oder eine Aluminiumfolie zumindest auf einer Seite mit einem Schlicker 38 eines Feststoffseparators beschichtet. Dabei sind auf beiden Seiten des beschichteten Substrates 32 jeweils ein Induktionselement 40, 42 angeordnet, um das metallische, elektrisch leitende Substrat 30 durch induktive Anregung A zu erhitzen und den Schlicker 38 zu trocken. Auf diese Art und Weise wird ein getrocknetes, beschichtetes Substrat 32 hergestellt, welches in einem darauffolgenden Prozessschritt durch weitere induktive Anregung des metallischen, elektrisch leitenden Substrates 30 erhitzt und gesintert wird, sodass ein gesintertes Substrat 34 entsteht, welches stoffschlüssig mit dem metallischen, elektrisch leitenden Substrat 30 verbunden ist. 2 shows a coated substrate 32 in a drying and a subsequent sintering process. A metallic, electrically conductive substrate 30, in particular a copper foil or an aluminum foil, is coated at least on one side with a slip 38 of a solids separator. An induction element 40, 42 is arranged on both sides of the coated substrate 32 in order to heat the metallic, electrically conductive substrate 30 by inductive excitation A and to dry the slip 38. In this way, a dried, coated substrate 32 is produced, which is heated and sintered in a subsequent process step by further inductive excitation of the metallic, electrically conductive substrate 30, so that a sintered substrate 34 is created, which is cohesively bonded to the metallic, electrically conductive Substrate 30 is connected.

3 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Separators 36 für eine Batteriezelle. In einem ersten Verfahrensschritt <100> wird ein metallisches, elektrisch leitendes Substrat 30 einem Beschichtungsprozess zugeführt. Dies erfolgt vorzugsweise in Form eines Bandmaterials, welches von einer ersten Rolle 12 der Vorrichtung 10 abgewickelt wird. In einem Verfahrensschritt <110> wird ein Schlicker 38 eines Feststoffseparators auf eine erste Seite des metallischen, elektrisch leitenden Substrats 30 mithilfe einer ersten Auftrageeinheit 20 aufgetragen. Anschließend wird in einem Verfahrensschritt <120> ein Schlicker 38 eines Feststoffseparators auf eine zweite Seite des metallischen, elektrisch leitenden Substrates 30 mithilfe einer zweiten Auftrageeinheit 22 aufgetragen. Das Auftragen des Schlickers 38 auf die beiden Seiten des metallischen, elektrisch leitenden Substrates 30 kann auch parallel erfolgen. In einer vereinfachten Ausführungsform des Verfahrens kann das metallische, elektrisch leitende Substrat 30 auch nur auf einer Seite mit einem Schlicker beschichtet werden, sodass einer der Verfahrensschritte <110> oder <120> entfallen kann. 3 shows a flowchart for carrying out a method according to the invention for producing a separator 36 for a battery cell. In a first method step <100>, a metallic, electrically conductive substrate 30 is fed to a coating process. This is preferably done in the form of a strip material which is unwound from a first roll 12 of the device 10. In a method step <110>, a slurry 38 of a solids separator is applied to a first side of the metallic, electrically conductive substrate 30 using a first application unit 20. Subsequently, in a method step <120>, a slurry 38 of a solids separator is applied to a second side of the metallic, electrically conductive substrate 30 using a second application unit 22. The application of the slip 38 to the two sides of the metallic, electrically conductive substrate 30 can also take place in parallel. In a simplified embodiment of the method, the metallic, electrically conductive substrate 30 can also be coated with a slip on only one side, so that one of the method steps <110> or <120> can be omitted.

In einem Verfahrensschritt <130> wird das mit dem Schlicker 38 beschichtete Substrat 32 einer Heizzone 24 zugeführt, welche eine Trocknungseinheit 26 und eine Sintereinheit 28 umfasst. Die Trocknungseinheit 26 und die Sintereinheit 28 sind vorzugsweise zusammen in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, sodass das beschichtete Substrat 32 kontinuierlich zunächst in einem Verfahrensschritt <140> durch induktive Anregung des metallischen, elektrisch leitenden Substrates 30 erhitzt und dabei getrocknet wird. In einem sich an die Trocknung anschließenden Verfahrensschritt <150> wird das beschichtete Substrat 32 gesintert, indem das metallische, elektrisch leitende Substrat 30 und oder des Schlickers / Feststoffseparators (38) induktiv erhitzt wird, sodass ein mechanisch stabiler gesinterter Separator (36) entsteht. In einem weiteren Verfahrensschritt <160> kann das Substrat 3 kurzfristig über eine Schmelztemperatur erhitzt werden, wodurch es im Verbindungsbereich zwischen metallischem, elektrisch leitendem Substrat 30 und Feststoffseparator 38 zu einem Anschmelzen kommt, wodurch die Übergangswiderstände sowie die Eigenspannungen reduziert werden können. Dadurch kann sowohl die mechanische Festigkeit als auch die thermische Stabilität des Separators 36 erhöht werden.In a method step <130>, the substrate 32 coated with the slip 38 is fed to a heating zone 24, which includes a drying unit 26 and a sintering unit 28. The drying unit 26 and the sintering unit 28 are preferably arranged together in a common housing, so that the coated substrate 32 is continuously heated and dried in a process step <140> by inductive excitation of the metallic, electrically conductive substrate 30. In a process step <150> following the drying, the coated substrate 32 is sintered by inductively heating the metallic, electrically conductive substrate 30 and/or the slip/solids separator (38), so that a mechanically stable sintered separator (36) is created. In a further method step <160>, the substrate 3 can be briefly heated above a melting temperature, which causes melting in the connection area between the metallic, electrically conductive substrate 30 and the solid separator 38, whereby the contact resistance and the internal stresses can be reduced. This allows both the mechanical strength and the thermal stability of the separator 36 to be increased.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1010
Vorrichtungcontraption
1212
erste Aufnahmevorrichtungfirst recording device
1414
erste Umlenkrollefirst pulley
1616
zweite Umlenkrollesecond deflection roller
1818
zweite Aufnahmevorrichtung second recording device
2020
erste Auftrageeinheitfirst application unit
2222
zweite Auftrageeinheitsecond application unit
2424
HeizzoneHeating zone
2626
TrocknungseinheitDrying unit
2828
Sintereinheit Sintering unit
3030
metallisches, elektrisch leitendes Substratmetallic, electrically conductive substrate
3232
beschichtetes Substratcoated substrate
3434
Substrat mit gesinterter BeschichtungSubstrate with sintered coating
3636
Separatorseparator
3838
Schlicker / Feststoffseparator Slurry/solids separator
4040
erstes Induktionselementfirst induction element
4242
zweites Induktionselementsecond induction element
4444
drittes Induktionselementthird induction element
4646
viertes Induktionselementfourth induction element
4848
fünftes Induktionselement fifth induction element
5050
erste Düsefirst nozzle
5252
zweite Düsesecond nozzle
5454
dritte Düsethird nozzle
5656
vierte Düsefourth nozzle
5858
fünfte Düsefifth nozzle
6060
ProzessraumProcess room
6262
SchwebetrocknerFloat dryer
6464
Durchlaufofen / Bandofen Continuous oven / belt oven
7070
SteuergerätControl unit
7272
SpeichereinheitStorage unit
7474
RecheneinheitComputing unit
7676
maschinenlesbarer Programmcode machine-readable program code
AA
durch Induktion angeregter BereichArea excited by induction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 3836253 A1 [0005]EP 3836253 A1 [0005]
  • EP 2830125 B1 [0006]EP 2830125 B1 [0006]

Claims (15)

Verfahren zur Herstellung eines Separators (36) für eine Batteriezelle, umfassend folgende Schritte: - Zuführen eines metallischen, elektrisch leitenden Substrates (30), - Auftragen eines Schlickers (38) eines Feststoffseparators, umfassend einen Feststoffelektrolyt, einen Polymerbinder und ein Lösemittel, auf das Substrat (30), - Trocknen des mit dem Schlicker (38) beschichteten Substrates (32) durch induktives Anregen und Erhitzen des metallischen, elektrisch leitenden Substrates (30), und - Sintern des getrockneten, beschichteten Substrates (32), wobei das metallische, elektrisch leitende Substrat (30) durch induktive Anregung mit dem Feststoffseparator (38) durch einen Sinterprozess dauerhaft stoffschlüssig verbunden wird.Method for producing a separator (36) for a battery cell, comprising the following steps: - supplying a metallic, electrically conductive substrate (30), - applying a slurry (38) of a solid separator, comprising a solid electrolyte, a polymer binder and a solvent, to the substrate (30), - Drying the substrate (32) coated with the slip (38) by inductively stimulating and heating the metallic, electrically conductive substrate (30), and - Sintering the dried, coated substrate (32), the metallic, electrically conductive substrate (30) being permanently bonded to the solids separator (38) by inductive excitation through a sintering process. Verfahren zur Herstellung eines Separators (36) für eine Batteriezelle nach Anspruch 1, wobei der Schlicker (38) des Feststoffseparators auf beide Seiten des metallischen, elektrisch leitenden Substrates (30) aufgetragen wird.Method for producing a separator (36) for a battery cell Claim 1 , wherein the slurry (38) of the solids separator is applied to both sides of the metallic, electrically conductive substrate (30). Verfahren zur Herstellung eines Separators (36) für eine Batteriezelle nach Anspruch 1 oder 2, wobei das metallische, elektrisch leitende Substrat (30) als Bandmaterial zugeführt wird.Method for producing a separator (36) for a battery cell Claim 1 or 2 , wherein the metallic, electrically conductive substrate (30) is supplied as strip material. Verfahren zur Herstellung eines Separators (36) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Trocknen bei einer Beharrungstemperatur (TB) unterhalb einer Sintertemperatur (Ts) des Schlickers (38) erfolgt.Method for producing a separator (36) according to one of Claims 1 until 3 , drying taking place at a steady-state temperature (T B ) below a sintering temperature (Ts) of the slip (38). Verfahren zur Herstellung eines Separators (36) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Substrat (34) mit der gesinterten Beschichtung als Bandmaterial abgeführt wird.Method for producing a separator (36) according to one of Claims 1 until 4 , wherein the substrate (34) with the sintered coating is removed as strip material. Verfahren zur Herstellung eines Separators (36) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Substrat (34) mit der gesinterten Beschichtung nach dem Sinterprozess kurzzeitig über eine Schmelztemperatur (TL) erhitzt wird.Method for producing a separator (36) according to one of Claims 1 until 5 , wherein the substrate (34) with the sintered coating is briefly heated above a melting temperature (T L ) after the sintering process. Verfahren zur Herstellung eines Separators (36) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das metallische, elektrisch leitende Substrat (30) in einem kontinuierlichen Prozess beschichtet, getrocknet und die auf das Substrat (30) aufgetragene Beschichtung gesintert wird.Method for producing a separator (36) according to one of Claims 1 until 6 , wherein the metallic, electrically conductive substrate (30) is coated in a continuous process, dried and the coating applied to the substrate (30) is sintered. Verfahren zur Herstellung eines Separators (36) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das metallische, elektrisch leitende Substrat (30) eine Kupferfolie, eine Nickelfolie oder eine Verbundfolie ist.Method for producing a separator (36) according to one of Claims 1 until 7 , wherein the metallic, electrically conductive substrate (30) is a copper foil, a nickel foil or a composite foil. Verfahren zur Herstellung eines Separators (36) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei zum Trocknen des beschichteten Substrates (32) eine induktive Erwärmung des Substrates (30) und zusätzlich eine Zufuhr von trockener Luft und/oder einem Prozessgas erfolgt.Method for producing a separator (36) according to one of Claims 1 until 8th , wherein in order to dry the coated substrate (32), the substrate (30) is heated inductively and dry air and/or a process gas is additionally supplied. Verfahren zur Herstellung eines Separators (36) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Schlicker (38) des Feststoffseparators ein oxidisches, ionenleitendes Material, insbesondere ein Lithium-Lanthan-Zirkonoxid, ein Lithium-Aluminium-Titan-Phosphat, ein Lithium-Lanthan-Titanat oder ein Derivat umfasst.Method for producing a separator (36) according to one of Claims 1 until 9 , wherein the slurry (38) of the solid separator comprises an oxidic, ion-conducting material, in particular a lithium lanthanum zirconium oxide, a lithium aluminum titanium phosphate, a lithium lanthanum titanate or a derivative. Vorrichtung (10) zur Herstellung eines Separators (36) für eine Batteriezelle, umfassend - Mittel (12, 14) zum Zuführen eines metallischen, elektrisch leitenden Substrates (30), - Mittel (20, 22) zum Auftragen eines Schlickers (38) eines Feststoffseparators auf das Substrat (30), - Mittel (26, 40, 42, 44) zum induktiven Trocknen des mit dem Schlicker (38) beschichteten Substrates (32) durch induktives Anregen und Erhitzen des metallischen, elektrisch leitenden Substrates (30), - Mittel (46, 48) zum Sintern des getrockneten, beschichteten Substrates (32), wobei das metallische, elektrisch leitende Substrat (30) durch induktive Anregung mit dem Feststoffseparator (38) durch einen Sinterprozess dauerhaft stoffschlüssig verbunden wird.Device (10) for producing a separator (36) for a battery cell, comprising - means (12, 14) for supplying a metallic, electrically conductive substrate (30), - means (20, 22) for applying a slurry (38) of a solids separator to the substrate (30), - Means (26, 40, 42, 44) for inductively drying the substrate (32) coated with the slip (38) by inductively exciting and heating the metallic, electrically conductive substrate (30), - Means (46, 48) for sintering the dried, coated substrate (32), the metallic, electrically conductive substrate (30) being permanently bonded to the solids separator (38) by inductive excitation through a sintering process. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Mittel (26, 40, 42, 44) zum induktiven Trocknen des beschichteten Substrates einen Schwebetrockner (62) umfassen.Device according to Claim 11 , wherein the means (26, 40, 42, 44) for inductive drying of the coated substrate comprise a float dryer (62). Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, wobei die Mittel (26, 40, 42, 44) zum induktiven Trocken des beschichteten Substrates (32) und/oder die Mittel zum Sintern (46, 48) des getrockneten, beschichteten Substrates (32) mehrere Induktionselemente (40, 42, 44, 46, 48) umfassen, wobei zumindest zwei der Induktionselemente (40, 42, 44, 46, 48) auf unterschiedlichen Seiten des beschichteten Substrates (32) angeordnet sind.Device according to Claim 11 or 12 , wherein the means (26, 40, 42, 44) for inductively drying the coated substrate (32) and / or the means for sintering (46, 48) of the dried, coated substrate (32) comprise a plurality of induction elements (40, 42, 44 , 46, 48), at least two of the induction elements (40, 42, 44, 46, 48) being arranged on different sides of the coated substrate (32). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Mittel (26, 40, 42, 44) zum induktiven Trocknen des beschichteten Substrates (32) Düsen (50, 52, 54, 56, 58) zur Zufuhr von trockener Luft oder einem Prozessgas aufweisen.Device according to one of the Claims 11 until 13 , wherein the means (26, 40, 42, 44) for inductive drying of the coated substrate (32) have nozzles (50, 52, 54, 56, 58) for supplying dry air or a process gas. Vorrichtung nach Anspruch 13 und Anspruch 14, wobei die Düsen (50, 52, 54, 56, 58) zur Zufuhr von trockener Luft und die Induktionselemente (40, 42, 44, 46, 48) entlang eines Prozessweges (W) zur Trocknung abwechselnd angeordnet sind.Device according to Claim 13 and Claim 14 , whereby the nozzles (50, 52, 54, 56, 58) for supplying dry air and the induction elements (40, 42, 44, 46, 48) are arranged alternately along a process path (W) for drying.
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