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HINTERGRUND DER VORLIEGENDEN OFFENBARUNG/ERFINDUNG
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Gebiet der vorliegenden Offenbarung/Erfindung
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Die vorliegende Offenbarung/Erfindung bezieht sich auf ein System zur Herstellung eines Elektrodenfilms (beispielsweise einer Elektrodenfolie, z.B. einer Elektrodenschicht, z.B. einer Elektrodenbeschichtung) für eine Sekundärbatterie (beispielsweise für eine Hilfsbatterie, z.B. eine Zusatzbatterie).
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Beschreibung der verwandten Technik
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Die derzeit in Massenproduktion hergestellten Sekundärbatterien werden in der Regel in einem Nassverfahren hergestellt, bei dem die wässrige Mischung durch Mischen von Lösungsmittel und Pulver für das Elektrodenmaterial vorbereitet wird, dann die wässrige Mischung auf das Grundmaterial aufgetragen und getrocknet wird.
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Das Nassverfahren kann eine hervorragende Dispersionscharakteristik des Elektrodenmaterials, das aus leitendem Material und Bindemittel besteht, gewährleisten und ist eine einfache Technologie zur Herstellung von Elektroden mit gleichmäßiger Dicke.
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Da derweil die Nachfrage nach einer Verbesserung der Energiedichte von Batterien und einer Kostenreduzierung steigt, wird eine Technologie zur Verdickung der Elektrode benötigt.
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Beim Nassverfahren kann das Bindemittel jedoch beim Trocknen mit Heißluft aufgrund der Konvektion an der Elektrodenoberfläche aufschwimmen.
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Aus diesem Grund kann es einen Nachteil geben, dass die Stabilität der Elektrode verringert wird, da die Haftung zwischen dem Basismaterial und dem Elektrodenmaterial geschwächt wird.
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Um dieses Problem zu lösen, wird ein Trockenverfahren entwickelt, das die Herstellung von Elektroden ohne Verwendung von Lösungsmitteln ermöglicht.
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Beim Trockenverfahren wird das Pulver nach dem Auftragen auf das Basismaterial gepresst und nach dem separaten Verfilmen mit dem Basismaterial verklebt.
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Wenn das Pulver separat verfilmt (beispielsweise zu einem Film umgewandelt) wird, ist die Sicherstellung der Haftung zwischen dem Pulverfilm und dem Grundmaterial ein wichtiger Faktor, für den Forschung und Entwicklung erforderlich sind.
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Die in diesem Hintergrund der vorliegenden Offenbarung/Erfindung enthaltenen Informationen dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrunds der vorliegenden Offenbarung/Erfindung und dürfen nicht als Anerkennung oder als irgendeine Form der Andeutung verstanden werden, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der einer fachkundigen Person bereits bekannt ist.
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KURZE ERFINDUNGSERLÄUTERUNG
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Offenbarung/Erfindung sind darauf gerichtet, ein System zur Herstellung eines Elektrodenfilms für eine Sekundärbatterie bereitzustellen, das für ein Trockenverfahren (beispielsweise eine Trockenbearbeitung oder einen Trockenprozess) geeignet ist.
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Ein beispielhaftes System dient zur Herstellung eines Elektrodenfilms für eine Sekundärbatterie durch Verbinden eines Grund-/Basismaterialfilms (beispielsweise einer Basismaterialfolie) und eines vorgeformten Films (beispielsweise einer vorgeformten Folie), und das System kann aufweisen einen Pulverbehälter, der konfiguriert ist, um Mischpulver zu speichern, das zur Bildung des vorgeformten Films verwendet wird, einen Pulverzuführer, der mit dem Pulverbehälter verbunden ist, um mit dem Mischpulver aus dem Pulverbehälter versorgt zu werden, und der konfiguriert ist, um das Mischpulver einem Trichter (beispielsweise einem Magazin, z.B. eine Fülltrichter) zuzuführen, während er sich in einer voreingestellten Richtung verschiebebewegt (z.B. gleitverschiebbewegt), und ein Paar von Druckwalzen (beispielsweise Druckrollen, z.B. Pressrollen), die unterhalb des Trichters (z.B. unter dem Trichter) angeordnet sind und konfiguriert sind, um den vorgeformten Film durch Druckbeaufschlagung des Mischpulvers, das aus dem Trichter abgegeben wird, zwischen dem Paar von Druckwalzen zu bilden.
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Der Pulverbehälter kann konfiguriert sein, um Wirkstoffpulver (beispielsweise aktives Materialpulver), Bindemittelpulver (beispielsweise Bindepulver) und Leitmaterialpulver (beispielsweise elektrisch leitfähiges Materialpulver oder Leitfähigkeitsmaterialpulver) in voreingestellten Mengen zu speichern. Der Pulverbehälter kann konfiguriert sein, um das Mischpulver durch Mischen des Wirkstoffpulvers, des Bindemittelpulvers und des Leitmaterialpulvers mittels eines im Pulverbehälter befindlichen Rührer (beispielsweise eines Propellers, Flügelrads, Laufrads oder Kreisels) zu bilden.
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Der Pulverbehälter kann in einer Verjüngungsform (beispielsweise einer konischen Form, z.B. einer spitz zulaufenden Form, z.B. einer verjüngten Form, z.B. einer sich verengenden Form) geformt sein und sich nach unten verjüngen, und ein unterer Endabschnitt des Pulverbehälters kann durch ein Verbindungsrohr (beispielsweise eine Verbindungsleitung) mit dem Pulverzuführer verbunden sein.
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Ein Klopfer, der konfiguriert ist, um das an einer Innenfläche des Pulverbehälters anhaftende Mischpulver durch Vibration des Pulverbehälters abzulösen, kann an einem Äußeren (beispielsweise einer Außenseite) des unteren Endabschnitts des Pulverbehälters angebracht sein.
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Der Pulverzuführer kann konfiguriert sein, um mit dem Mischpulver in einer vorbestimmten (beispielsweise eingestellten) Menge aus dem Pulverbehälter mit Hilfe von pneumatischem Druck versorgt zu werden.
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Der Trichter kann in Breitenrichtung des vorgeformten Films geformt (beispielsweise ausgebildet) sein, in einer Verjüngungsform geformt sein, die sich nach unten verjüngt, und einen Ausgabeschlitz an einem unteren Endabschnitt des Trichters aufweisen.
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Der Trichter kann mit mindestens einem Füllstandsensor (beispielsweise einem Niveausensor) ausgestattet sein, der konfiguriert ist, um eine Lagermenge (beispielsweise eine Vorratsmenge bzw. Speichermenge) des Mischpulver im Trichter zu messen.
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Der Pulverzuführer kann konfiguriert sein, um die Menge des in den Trichter bereitgestellten/zugeführten Mischpulvers anzupassen (beispielsweise einzustellen oder zu justieren), während er sich über dem/den Trichter verschiebebewegt (z.B. gleitverschiebebewegt), als Reaktion auf ein Erfassungssignal des Füllstandsensors.
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Das beispielhafte System kann ferner aufweisen eine Spaltwalze, die zwischen dem Ausgabeschlitz des Trichters und dem Paar von Druckwalzen angeordnet ist und konfiguriert ist, um die Dicke des vorgeformten Films durch Druckbeaufschlagung des aus dem Ausgabeschlitz ausgegebenen Mischpulvers einzustellen.
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Die Spaltwalze kann konfiguriert sein, um sich in einer Richtung zu drehen, die der Drehrichtung einer an den Trichter angrenzenden (z.B. einer zum Trichter benachbarten) Druckwalze des Paars von Druckwalzen entgegengesetzt ist, und konfiguriert sein, um die Dicke des vorgeformten Films durch Anpassen (z.B. Einstellen) eines Spalts zwischen der Spaltwalze und der an den Trichter angrenzenden Druckwalze einzustellen.
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Die Spaltwalze kann in der Breitenrichtung des vorgeformten Films gebildet sein.
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Das Paar von Druckwalzen kann konfiguriert sein, um das primär durch die Spaltwalze unter Druck gesetzte Mischpulver aufzunehmen und den vorgeformten Film zu bilden durch sekundäres Druckbeaufschlagen (beispielsweise unter-Druck-Setzen) des primär unter Druck gesetzten Mischpulvers durch eine verbleibende Druckwalze des Paars von Druckwalzen.
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Das beispielhafte System kann außerdem eine Spule (beispielsweise eine Bobine, z.B. eine Aufwickelspule) für den vorgeformten Film aufweisen, die konfiguriert ist, um den vorgeformten Film aufzuwickeln, der durch das Paar von Druckwalzen gebildet wird.
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Das beispielhafte System kann außerdem aufweisen ein Paar von Heizwalzen, die konfiguriert sind, um den Basismaterialfilm und den vorgeformten Film, der an einer ersten und einer zweiten Seite des Basismaterialfilms angeordnet ist, zu erwärmen (z.B. zu heizen) und zu verbinden.
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Ein beispielhaftes Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenfilms für eine Sekundärbatterie kann die Herstellung eines Paars vorgeformter Filme und das Verbinden (beispielsweise das Bonden) eines Basismaterialfilms (beispielsweise eines Grundmaterialfilms) zwischen dem Paar vorgeformter Filme aufweisen.
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Die vorgeformten Filme können aus einem Mischpulver aus Wirkstoffpulver, Bindemittelpulver und Leitmaterialpulver hergestellt werden.
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Die Herstellung des Paars vorgeformter Filme kann aufweisen eine Zufuhr des Mischpulvers von einem Pulverzuführer in einen Trichter, eine Zufuhr des Mischpulvers aus dem Trichter in einen zwischen einer primären Druckwalze und einer Spaltwalze gebildeten Spalt und eine Druckbeaufschlagung des Mischpulvers, das den Spalt passiert hat, durch die primäre Druckwalze und eine gegenüberliegende sekundäre Druckwalze.
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Der Füllstand des Mischpulvers im Trichter kann mit Hilfe einer Mehrzahl von Füllstandssensoren gesteuert werden, um in Breitenrichtung des vorgeformten Films gleichmäßig zu sein.
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Das beispielhafte Verfahren kann ferner aufweisen ein Einstellen der Dicke des vorgeformten Films durch ein Einstellen des Spalts zwischen der Spaltwalze und der primären Druckwalze.
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Ein System zur Herstellung eines Elektrodenfilms für eine Sekundärbatterie gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung kann auf ein Trockenverfahren (z.B. Trocknungsverfahren) angewendet werden, da das Mischpulver durch Druckbeaufschlagung verfilmt (bzw. zu einem Film) wird.
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Darüber hinaus kann bei einem System zur Herstellung eines Elektrodenfilms für eine Sekundärbatterie gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung das Mischpulver gleichmäßig in den Trichter eingefüllt werden, und die Menge des Mischpulvers, das der Spaltwalze zugeführt wird, kann gleichmäßig verteilt werden. Daher kann ein freistehender vorgeformter Film mit gleichmäßiger Dicke durch wiederholte Druckbeaufschlagung mit gleichmäßiger Druckkraft hergestellt werden.
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Andere Effekte, die durch eine beispielhafte Ausführungsform erzielt oder vorhergesagt werden können, werden in einer detaillierten Beschreibung der vorliegenden Offenbarung/Erfindung explizit oder implizit beschrieben. Das heißt, verschiedene Effekte, die gemäß einer beispielhaften Ausführungsform vorhergesagt werden, werden in der folgenden detaillierten Beschreibung beschrieben.
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Die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung weisen weitere Merkmale und Vorteile auf, die ersichtlich sind aus und ausführlicher dargelegt werden in den beigefügten Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Offenbarung zu erläutern.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Darstellung einer Elektrode, die mit Hilfe eines Systems zur Herstellung eines Elektrodenfilms für eine Sekundärbatterie gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung hergestellt wurde.
- 2 ist eine schematische Frontansicht, die ein System zur Herstellung eines Elektrodenfilms für eine Sekundärbatterie gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung zeigt.
- 3 ist eine schematische Seitenansicht eines Systems zur Herstellung eines Elektrodenfilms für eine Sekundärbatterie gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung.
- 4 zeigt den Betrieb einer Heizwalze, die in einem System zur Herstellung eines Elektrodenfilms für eine Sekundärbatterie gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung eingesetzt wird.
- 5 ist ein Betriebsablaufdiagramm eines Systems zur Herstellung eines Elektrodenfilms für eine Sekundärbatterie gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung.
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Es ist zu verstehen, dass die beigefügten Zeichnungen nicht unbedingt maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener Merkmale darstellen, die die Grundprinzipien der vorliegenden Offenbarung/Erfindung veranschaulichen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, wie sie hierin enthalten sind, einschließlich z. B. spezifischer Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, werden zum Teil durch die speziell beabsichtigte Anwendung und Einsatzumgebung bestimmt.
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In den Abbildungen beziehen sich die Bezugszeichen auf die gleichen oder gleichwertige Teile der vorliegenden Offenbarung/Erfindungen in den verschiedenen Figuren der Zeichnung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden wird im Detail auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die vorliegende Offenbarung/Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung beschrieben werden, soll die vorliegende Beschreibung nicht dazu dienen, die vorliegende Offenbarung/Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung zu beschränken. Andererseits soll die vorliegende Offenbarung/Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung abdecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Rahmen des Umfangs der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, die in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, enthalten sein können.
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Die vorliegende Offenbarung/Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung dargestellt sind, ausführlicher beschrieben. Wie die in dem technischen Gebiet Kundigen erkennen, können die beschriebenen Ausführungsformen auf verschiedene Weise modifiziert werden, ohne dass der Umfang der vorliegenden Offenbarung/Erfindung beeinträchtigt wird.
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Um die vorliegende Offenbarung/Erfindung zu verdeutlichen, werden Teile, die nicht mit der Beschreibung zusammenhängen, weggelassen, und die gleichen Elemente oder Äquivalente werden in der gesamten Spezifikation mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Auch die Größe und Dicke der einzelnen Elemente sind in den Zeichnungen willkürlich dargestellt, aber die vorliegende Offenbarung/Erfindung ist nicht notwendigerweise darauf beschränkt, und in den Zeichnungen sind die Dicken der Schichten, Filme, Platten, Bereiche usw. aus Gründen der Klarheit übertrieben dargestellt.
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Sofern nicht ausdrücklich anders beschrieben, sind das Wort „aufweisen“ und Abwandlungen wie „aufweist“ oder „aufweisend“ so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung der genannten Elemente, nicht aber den Ausschluss anderer Elemente bedeuten.
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Darüber hinaus bezeichnet in der vorliegenden Spezifikation „oberer Endabschnitt“, „oberer Abschnitt“, „oberes Ende“ oder „obere Abschnittsfläche“ einer Komponente einen Endabschnitt, einen Abschnitt, ein Ende oder eine Oberfläche der Komponente, der/die in der Zeichnung relativ höher positioniert ist, und „unterer Endabschnitt“, „unterer Abschnitt“, „unteres Ende“ oder „untere Abschnittsfläche“ einer Komponente einen Endabschnitt, einen Abschnitt, ein Ende oder eine Oberfläche der Komponente, der/die in der Zeichnung relativ niedriger positioniert ist.
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1 ist eine schematische Darstellung einer Elektrode, die unter Verwendung eines Systems zur Herstellung eines Elektrodenfilms für eine Sekundärbatterie gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung hergestellt wurde.
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Bezugnehmend auf 1 kann ein Elektrodenfilm 1 für eine Sekundärbatterie, die durch das System 100 zur Herstellung eines Elektrodenfilms für eine Sekundärbatterie gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung hergestellt wird/wurde, entweder eine negative Elektrode oder eine positive Elektrode sein, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und einen Separator dazwischen einschließen.
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Der Begriff „Elektrodenfilm“ bezieht sich in der vorliegenden Offenbarung/Erfindung entweder auf eine negative oder eine positive Elektrode bzw. kann beides meinen.
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Der Elektrodenfilm 1 wird gebildet, indem ein Basismaterialfilm 5 zwischen zwei vorgeformte Filme 3 gebondet (z.B. geklebt) wird.
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Es ist wichtig, eine gleichmäßige Dicke des Elektrodenfilms 1 sicherzustellen.
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Das System 100 zur Herstellung des Elektrodenfilms 1 ist wie folgt.
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2 ist eine schematische Ansicht eines Systems zur Herstellung eines Elektrodenfilms für eine Sekundärbatterie gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung. 3 ist eine schematische Seitenansicht eines Systems zur Herstellung eines Elektrodenfilms für eine Sekundärbatterie gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung. 4 zeigt einen Betrieb einer Heizwalze, die in einem System zur Herstellung eines Elektrodenfilms für eine Sekundärbatterie gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung eingesetzt wird.
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Bezugnehmend auf 2 und 3 weist das System 100 zur Herstellung eines Elektrodenfilms für eine Sekundärbatterie gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung auf einen Pulverbehälter 120, einen Pulverzuführer 130, ein Paar von Druckwalzen 150, eine Spaltwalze 160 und ein Paar von Heizwalzen 170.
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Der Pulverbehälter 120 lagert das Mischpulver 110 zur Herstellung des vorgeformten Films 3.
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Das Mischpulver 110 enthält Wirkstoffpulver 111, Bindemittelpulver 113 und Leitmaterialpulver 115.
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Der Pulverbehälter 120 wird mit dem Wirkstoffpulver 111, dem Bindemittelpulver 113 und dem Leitmaterialpulver 115 in voreingestellten Mengen versorgt und lagert diese.
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Das Wirkstoffpulver 111, das Bindemittelpulver 113 und das Leitmaterialpulver 115 in den vorgegebenen Mengen können das Mischpulver 110 bilden, indem sie durch einen im Pulverbehälter 120 vorgesehenen Rührer 121 gemischt werden.
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Der Rührer 121 kann von einem (Elektro-)Motor M1 angetrieben werden.
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Außerdem kann der Pulverbehälter 120 eine sich nach unten verjüngende Form aufweisen.
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Ein unterer Endabschnitt des Pulverbehälters 120 kann über ein Verbindungsrohr 123 mit dem Pulverzuführer 130 verbunden sein.
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Das heißt, das Mischpulver 110 wird im unteren Abschnitt des Pulverbehälters 120 durch die Verjüngungsform des Pulverbehälters 120 gesammelt.
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Der untere Abschnitt des Pulverbehälters 120 ist mit dem Verbindungsrohr 123 verbunden, so dass das Mischpulver 110 durch das Verbindungsrohr 123 zum Pulverzuführer 130 gelangen kann.
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Darüber hinaus kann ein Klopfer 125 an der Außenseite des unteren Endabschnitts des Pulverbehälters 120 angebracht sein/werden, die eine schräge Fläche bildet.
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Der Klopfer 125 kann durch Vibrieren/Schwingungen des Pulverbehälters 120 das an dessen Innenfläche anhaftende Mischpulver 110 ablösen.
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Der Klopfer 125 kann den Pulverbehälter 120 periodisch in Schwingungen versetzen/vibrieren.
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Der Pulverbehälter 120 kann konfiguriert sein, um je nach Spezifikation des Mischpulvers 110 vom Pulverzuführer 130 abnehmbar zu sein.
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Das heißt, der Pulverbehälter 120 kann je nach Spezifikation des Mischpulvers 110 entsprechend ausgetauscht werden.
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Außerdem ist der Pulverzuführer 130 mit dem Pulverbehälter 120 verbunden, der mit dem Mischpulver 110 versorgt wird.
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Der Pulverzuführer 130 kann das Mischpulver 110 in einen Trichter (z.B. Fülltrichter) 140 zuführen (beispielsweise einspeisen), während er von einem Aktuator (beispielsweise einem Stellantrieb) in eine vorgegebene Richtung (z.B. gleitend) verschiebebewegt/verschoben wird.
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Der Pulverzuführer 130 kann aufweisen einen Speicherabschnitt 131, der konfiguriert ist, um das Mischpulver 110 zu speichern, und einen Rahmen 133, der konfiguriert ist, um das Verschiebebewegen/Verschieben des Speicherabschnitts 131 durch den Aktuator in der vorgegebenen Richtung zu führen.
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Das heißt, der Speicherteil 131 des Pulverzuführers 130 kann das gelagerte Mischpulver 110 ausstoßen, während er sich entlang des Rahmens 133 verschiebebewegt.
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Der Pulverzuführer 130 kann konfiguriert sein, um mit Hilfe von pneumatischem Druck mit dem Mischpulver 110 in einer voreingestellten Menge aus dem Pulverbehälter 120 versorgt zu werden.
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Außerdem kann der Trichter 140 in einer Breitenrichtung Wd des vorgeformten Film 3 ausgebildet sein.
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Der Trichter 140 kann mit einer Verjüngungsform geformt sein, die sich nach unten verjüngt, und kann konfiguriert sein, um an einem unteren Endabschnitt einen Ausgabeschlitz 143 zu bilden.
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Das heißt, der Ausgabeschlitz 143 kann in der Breitenrichtung Wd des vorgeformten Films 3 ausgebildet sein.
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Der Trichter 140 ist mit mindestens einem Füllstandsensor 141 an einer Seitenfläche des Trichters 140 ausgestattet.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, wie in 3 dargestellt, kann eine Mehrzahl von Füllstandsensoren 141 verwendet werden.
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Die Füllstandsensoren 141 sind konfiguriert, um eine Lagermenge des Mischpulvers 110 im Trichter 140 zu messen.
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Die Füllstandsensoren 141 können in einer geraden Linie in Längsrichtung des Trichters 140 angeordnet sein.
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Es versteht sich, dass der Füllstandsensor 141 dazu dient, das Mischpulver 110 gleichmäßig in den Trichter 140 zu fördern.
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Auf diese Weise kann der Pulverzuführer 130 die Menge des in den Trichter 140 zugeführten Mischpulvers 110 anpassen, während er sich über den Trichter 140 verschiebebewegt, und zwar in Abhängigkeit von einem Erfassungssignal des Füllstandsensors 141.
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Das Druckwalzenpaar 150 ist unterhalb des (z.B. unter dem) Trichters 140 angeordnet.
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Die Spaltwalze 160 ist zwischen dem Ausgabeschlitz 143 des Trichters 140 und dem Paar Druckwalzen 150 angeordnet.
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Die Spaltwalze 160 kann die Dicke des vorgeformten Films 3 einstellen, indem sie das aus dem Ausgabeschlitz 143 ausgetragene Mischpulver 110 unter Druck setzt.
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Im Einzelnen ist die Spaltwalze 160 konfiguriert, um sich in entgegengesetzter Richtung zu einer an den Trichter 140 angrenzenden (z.B. einer zum Trichter 140 benachbarten) Druckwalze 150 des Paars von Druckwalzen 150 zu drehen.
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So kann die Spaltwalze 160 die Dicke des vorgeformten Films 3 einstellen, indem sie einen Spalt zu der an den Trichter 140 angrenzenden Druckwalze 150 verstellt/einstellt/anpasst.
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Die Spaltrolle 160 kann in der Breitenrichtung Wd des vorgeformten Films 3 ausgebildet sein.
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Die Spaltrolle 160 kann von einem (Elektro-)Motor M2 angetrieben sein/werden.
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Darüber hinaus kann das Paar von Druckwalzen 150 den vorgeformten Film 3 durch Druckbeaufschlagung des aus dem Trichter 140 ausgetragenen Mischpulvers 110 formen.
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Das Paar von Druckwalzen 150 nimmt das von der Spaltwalze 160 primär mit Druck beaufschlagte Mischpulver 110 auf und formt den vorgeformte Film 3 durch sekundäre Druckbeaufschlagung des primär mit Druck beaufschlagten Mischpulvers 110.
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Der vorgeformte Film 3, der von den beiden Druckwalzen 150 gebildet wird, wird auf eine Spule für vorgeformten Film 180 aufgewickelt.
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Der vorgeformte Film 3, der von den beiden Druckwalzen 150 gebildet wird, wird einer Heizwalze 170 zugeführt, um mit dem Basismaterialfilm 5 verbunden zu werden (siehe 4).
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Das Druckwalzenpaar 150 kann durch den (Elektro-)Motor M3 angetrieben werden.
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5 ist ein Betriebsablaufdiagramm eines Systems zur Herstellung eines Elektrodenfilms für eine Sekundärbatterie gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung.
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Der Elektrodenfilm 1 für eine Sekundärbatterie kann, wie in 5 dargestellt, unter Verwendung des Systems 100 zur Herstellung eines Elektrodenfilms für eine Sekundärbatterie gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung hergestellt werden.
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In Schritt S1 wird je nach Spezifikation des vorgeformten Films 3 das Mischpulver 110 dem Pulverbehälter 120 zugeführt.
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Im Schritt S1 können die Mengen des Wirkstoffpulvers 111, des Bindemittelpulvers 113 und des Leitmaterialpulvers 115, die das Mischpulver 110 bilden, je nach Spezifikation des vorgeformten Films 3 angepasst werden.
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Das im Pulverbehälter 120 gelagerte Mischpulver 110 wird mit pneumatischem Druck dem Pulverzuführer 130 zugeführt.
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Anschließend wird in Schritt S2, während der Pulverzuführer 130 sich über den Trichter (beispielsweise oberhalb des Trichters) 140 verschiebebewegt (z.B. gleitverschiebebewegt), das Mischpulver 110 vom Pulverzuführer 130 in den Trichter 140 zugeführt.
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Zu diesem Zeitpunkt (beispielsweise in diesem Zeitraum oder währenddessen) wird die Lagermenge des im Trichter 140 befindlichen Mischpulvers 110 durch den am Trichter 140 angebrachten Füllstandsensor 141 gemessen.
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Basierend auf einem Erfassungssignal des Füllstandsensors 141 liefert der Pulverzuführer 130 das Mischpulver 110 in den Trichter 140, während sich der Speicherabschnitt 131 in der Breitenrichtung Wd entlang des Rahmens 133 bewegt, so dass die Lagermenge des Mischpulvers 110 innerhalb des Trichters 140 gleichmäßig über einen gesamten Bereich des Trichters 140 verteilt werden kann.
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In Schritt S3 wird das Mischpulver 110 im Trichter 140 durch sein Eigengewicht durch den Ausgabeschlitz 143 des Trichters 140 ausgetragen.
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In Schritt S4 wird das aus dem Ausgabeschlitz 143 ausgegebene Mischpulver 110 primär durch die neben dem (z.B. benachbart zum) Ausgabeschlitz 143 angeordnete Spaltwalze 160 unter Druck gesetzt, so dass die Dicke des vorgeformten Films 3 entsprechend eingestellt wird.
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In Schritt S5 wird das Mischpulver 110, das primär durch die Spaltwalze 160 unter Druck gesetzt wird, zwischen das Paar der Druckwalzen 150 zugeführt.
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Das primär unter Druck stehende Mischpulver 110 wird sekundär durch das Paar von Druckwalzen 150 unter Druck gesetzt, wodurch der vorgeformte Film 3 gebildet wird.
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In Schritt S6 wird der vorgeformte Film 3, der durch das Paar von Druckwalzen 150 gebildet wurde, auf die Spule für vorgeformten Film 180 aufgewickelt.
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Die mit dem vorgeformten Film 3 bewickelte Spule 180 ist auf beiden Seiten einer mit dem Basismaterialfilm 5 bewickelten Basismaterialfilmspule 190 angeordnet, so dass der Basismaterialfilm 5 zwischen die vorgeformten Filme 3 eingelegt (beispielsweise positioniert) werden kann.
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Das heißt, in Schritt S7 werden der vorgeformte Film 3, der Basismaterialfilm 5 und der vorgeformte Film 3 nacheinander gestapelt und zwischen das Paar Heizwalzen 170 zugeführt.
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In Schritt S8 wird der Stapel aus dem vorgeformten Film 3, dem Basismaterialfilm 5 und dem vorgeformten Film 3 durch das Paar von Heizwalzen 170 durch Druckbeaufschlagung und Erwärmung verbunden, so dass der Elektrodenfilm 1 fertiggestellt ist.
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Das System 100 zur Herstellung eines Elektrodenfilms für eine Sekundärbatterie gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung kann für ein Trockenverfahren (z.B. Trocknungsverfahren) eingesetzt werden, da das Mischpulver 110 durch Druckbeaufschlagung verfilmt wird.
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Darüber hinaus kann gemäß dem System 100 zur Herstellung eines Elektrodenfilms für eine Sekundärbatterie gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung/Erfindung das Mischpulver 110 gleichmäßig in den Trichter 140 zugeführt werden, und die Menge des Mischpulvers 110, die der Spaltrolle 160 zugeführt wird, kann gleichmäßig verteilt werden.
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Darüber hinaus können freistehende vorgeformte Filme mit gleichmäßiger Dicke durch wiederholte Druckbeaufschlagung mit gleichmäßiger Druckkraft hergestellt werden.
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Dadurch kann der Elektrodenfilm für eine Sekundärbatterie eine gleichmäßige Leistung über den gesamten Bereich des Elektrodenfilms bieten.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Steuervorrichtung (z.B. ein Steuergerät) mit mindestens einem der Elemente des Systems 100 wie den Motoren M1, M2 und M3, den Füllstandsensoren 141 und dem Aktuator des Pulverzuführers 130 verbunden, aber nicht darauf beschränkt, um deren Betrieb zu steuern.
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Darüber hinaus bezieht sich der Begriff „Steuergerät“, „Steuerapparat“, „Steuereinheit“, „Steuervorrichtung“, „Steuermodul“ oder „Server“ usw. auf ein Hardware-Gerät mit einem Speicher und einem Prozessor, der konfiguriert ist, um einen oder mehrere als Algorithmusstruktur interpretierte Schritte auszuführen. Der Speicher speichert Algorithmusschritte, und der Prozessor führt die Algorithmusschritte aus, um einen oder mehrere Prozesse eines Verfahrens gemäß verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durchzuführen. Die Steuervorrichtung gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann durch einen nichtflüchtigen Speicher, der konfiguriert ist, um Algorithmen zur Steuerung des Betriebs verschiedener Komponenten eines Fahrzeugs oder Daten über Softwarebefehle zur Ausführung der Algorithmen zu speichern, und einen Prozessor, de konfiguriert ist, um den oben beschriebenen Vorgang unter Verwendung der im Speicher gespeicherten Daten durchzuführen, implementiert werden. Bei dem Speicher und dem Prozessor kann es sich um einzelne Chips handeln. Alternativ dazu können der Speicher und der Prozessor in einem einzigen Chip integriert sein. Der Prozessor kann als ein oder mehrere Prozessoren implementiert sein. Der Prozessor kann verschiedene Logikschaltungen und Betriebsschaltungen aufweisen, kann Daten gemäß einem aus dem Speicher bereitgestellten Programm verarbeiten und kann ein Steuersignal gemäß dem Verarbeitungsergebnis erzeugen.
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Bei der Steuervorrichtung kann es sich um mindestens einen Mikroprozessor handeln, der durch ein vorbestimmtes Programm gesteuert wird, das eine Reihe von Befehlen zur Durchführung des in den vorgenannten verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung beschriebenen Verfahrens enthalten kann.
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Die vorgenannte Erfindung kann auch als computerlesbarer Code auf einem computerlesbaren Aufzeichnungsmedium verkörpert werden. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium ist ein beliebiges Datenspeichergerät, das Daten speichern kann, die anschließend von einem Computersystem gelesen werden können, und Programmanweisungen speichern und ausführen kann, die anschließend von einem Computersystem gelesen werden können. Beispiele für computerlesbare Aufzeichnungsmedien sind Festplattenlaufwerke (HDD), Solid-State-Disks (SSD), Silizium-Diskettenlaufwerke (SDD), Festwertspeicher (ROM), Arbeitsspeicher (RAM), CD-ROMs, Magnetbänder, Disketten, optische Datenspeichergeräte usw. sowie die Implementierung als Trägerwellen (z. B. Übertragung über das Internet). Beispiele für Programmbefehle sind Maschinensprachcodes, wie sie von einem Compiler erzeugt werden, sowie Hochsprachencodes, die von einem Computer mit Hilfe eines Interpreters oder ähnlichem ausgeführt werden können.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann jeder oben beschriebene Vorgang von einer Steuervorrichtung durchgeführt werden, und die Steuervorrichtung kann durch mehrere Steuervorrichtungen oder eine integrierte einzelne Steuervorrichtung konfiguriert werden.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Steuervorrichtung in Form von Hardware oder Software oder in einer Kombination aus Hardware und Software implementiert sein.
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Zur Vereinfachung der Erklärung und zur genauen Definition in den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe „oben“, „unten“, „innen“, „außen“, „auf‟, „ab“, „aufwärts“, „abwärts“, „vorne“, „hinten“, „zurück“, „Innenseite“, „Außenseite“, „nach innen“, „nach außen“, „inneres“, „äußeres“, „intern“, „extern“, „vorwärts“ und „rückwärts“ verwendet, um Merkmale der beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die in den Figuren dargestellten Positionen dieser Merkmale zu beschreiben. Der Begriff „verbinden“ oder seine Ableitungen beziehen sich sowohl auf eine direkte als auch auf eine indirekte Verbindung.
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Die vorstehenden Beschreibungen spezifischer beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden zur Veranschaulichung und Beschreibung vorgelegt. Sie erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit und beschränken die Erfindung nicht auf die genauen Ausführungsformen, und natürlich sind viele Modifikationen und Variationen im Lichte der obigen Lehren möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Prinzipien der Erfindung und ihre praktische Anwendung zu erläutern, damit der Fachmann verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie verschiedene Alternativen und Modifikationen davon herstellen und verwenden kann. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
