DE102022208588A1

DE102022208588A1 - Verfahren zur Herstellung einer Elektroden-Separator-Einrichtung

Info

Publication number: DE102022208588A1
Application number: DE102022208588.4A
Authority: DE
Inventors: Adrian BECKER; Tobias Jansen; Marco Jordan; Christian Klemt
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2022-08-18
Filing date: 2022-08-18
Publication date: 2024-02-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Elektroden-Separator-Einrichtung (2) mit einer Elektrode (8, 10) und mit einem Separator (12), wobei ein flüssiges Fügemittel (6) anhand einer Düse (4) auf den Separator (12) und/oder auf die Elektrode (8, 10) aufgebracht wird, und wobei die Elektrode (8, 10) und der Separator (12) derart aneinander angeordnet werden, dass das aufgebrachte Fügemittel (6) zwischen dem Separator (12) und der Elektrode (8, 10) angeordnet ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung einer solchen Elektroden-Separator-Einrichtung (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Elektroden-Separator-Einrichtung, welche mindestens eine Elektrode und einen Separator umfasst.
Lithium-Ionen-Batteriezellen weisen eine Elektrodenanordnung wie insbesondere einen Elektrodenstapel auf, bei dem alternierend Anoden und Kathoden übereinander angeordnet sind, wobei zwischen den Anoden jeweils ein Separator angeordnet ist.
Im Zuge der Herstellung einer solchen Batteriezelle werden hierbei beispielsweise vereinzelte Anoden, Kathoden und Separatoren übereinandergestapelt und gegeneinander verpresst. Alternativ hierzu werden zunächst auch als Monozellen oder Unit-Cell bezeichnete Elektroden-Separator-Verbunde hergestellt, bei welcher zwischen deren Anode und deren Kathode ein erster Separator und auf der dem Separator abgewandten Seite der Anode oder der Kathode ein zweiter Separator angeordnet ist, wobei die Separatoren und die Elektroden unter Bildung der Monozelle miteinander gefügt, beispielsweise miteinander laminiert, werden. Die Diese Monozellen werden anschließend übereinander gestapelt.
Weiterhin lehrt die US 2006/0112539 A1 , dass der Separator zunächst mit einer aprotischen Lösung getränkt wird. Diese Lösung dient dazu, den Schmelzpunkt des Bindemittels der Elektroden an deren Grenzfläche zum Separator zu erniedrigen, so dass nach einem Laminationsvorgang des Separators mit der jeweiligen Elektrode deren Aneinanderhaften verbessert ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Verfahren zur Herstellung einer Elektroden-Separator-Einrichtung anzugeben, bei dem eine vergleichsweise einfache und/oder zuverlässige Fügung zwischen dessen Separators und dessen Elektrode realisiert ist. Des Weiteren soll eine entsprechende Elektroden-Separator-Einrichtung sowie eine Vorrichtung zur Herstellung einer Solchen angegeben werden.
Bezüglich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und bezüglich der Elektroden-Separator-Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei gelten die Ausführungen im Zusammenhang mit dem Verfahren sinngemäß auch für die Vorrichtung sowie für die Elektroden-Separator-Einrichtung und umgekehrt.
Das Verfahren dient der Herstellung einer Elektroden-Separator-Einrichtung, welche eine Elektrode, insbesondere mindestens eine Elektrode, also mindestens eine Anode und/oder mindestens eine Kathode, sowie einen Separator, insbesondere mindestens einen Separator, aufweist. Diese Elektroden-Separator-Einrichtung wird auch als Elektroden-Separator-Verbund bezeichnet.
Die Elektroden-Separator-Einrichtung ist besonders bevorzugt für eine Lithium-Ionen-Batteriezelle vorgesehen und eingerichtet. So ist deren Elektrode und deren Separator folienartig ausgebildet. Insbesondere weist die Elektrode eine als Metallfolie oder als eine Kohlenstofffolie ausgebildete Kollektorfolie auf, die zumindest bereichsweise mit einer Beschichtung versehen ist. Diese Beschichtung umfasst dabei zweckmäßig ein Aktivmaterial, ein Leitmittel wie Leitruß (engl. „carbon black“) sowie einen Bindemittel. Der Separator ist zweckmäßig als eine elektrisch isolierende, poröse Kunststofffolie ausgebildet.
Verfahrensgemäß wird ein flüssiges Fügemittel auf die Elektrode und zusätzlich oder alternativ auf den Separator aufgebracht. Sofern die Elektroden-Separator-Einrichtung mehr als eine Elektrode bzw. mehr als einen Separator aufweist, gilt das hier dargestellte in analoger Weise. Dabei erfolgt das Aufbringen des Fügemittels anhand einer Düse.
Als Düse wird geeigneter Weise eine Schlitzdüse, insbesondere eine Breitschlitzdüse (engl. „slot die“) verwendet. Solche Schlitzdüsen sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt, so werden diese beispielsweise beim Auftragen des Beschichtungsmaterials der Elektroden, also des sogenannten Elektrodenslurries, auf die Kollektorfolie verwendet.
Alternativ hierzu wird als Düse eine Strahldüse verwendet, wie sie insbesondere beim Tinten-Strahldrucken im Druckkopf verwendet werden. Entsprechend solchen Tinten-Strahldruckern kann das Fügemittel als Tinte anhand unterschiedlicher Drucker-Varianten auf die Elektrode und/oder auf den Separator aufgebracht werden. Beispielsweise wird das Fügemittel anhand eines kontinuierlichen Strahldruckverfahrens („continuous inkjet“), eines Piezo-Tintenstrahl-druckverfahrens („piezo inkjet“), eines Tintenstrahldruck mit Wärmeeinwirkung (sog. „Thermal inkjet“), oder Tintenstrahldruck, bei dem die Tinte mittels Schallwellen und einer Akustischen Linse aus der Strahldüse getrieben wird („acoustic inkjet“), auf die Elektrode bzw. auf den Separator aufgetragen. Zusammenfassend wird das flüssige Fügemittel wird in diesem Fall als Tinte für das „Drucken“, also für das Aufbringen des Fügemittels, verwendet. Weiter zusammenfassend ist wird das Fügemittel nach Art eines Tintenstrahl-Druckverfahrens aufgetragen, insbesondere aufgedruckt.
Alternativ zur Verwendung einer Düse für das Aufbringen des Fügemittels wird das flüssige Fügemittel anhand einer Walze aufgetragen. Insbesondere wird hierzu eine Rasterwalze, also eine Walze mit Vertiefungen an deren Arbeitsfläche (Mantelfläche), verwendet. Das flüssige Fügemittel wird hierbei von der Walze beim Abrollen an der Elektrode oder am Separator auf diese bzw. auf diesen übertragen. Allerdings kann die Verwendung einer Walze zu Verschmutzungen führen, da Ablagerungen an der Walze spontan und/oder zufällig in das Fügemittel abgegeben werden können.
Anschließend an das Aufbringen des Fügemittels werden die Elektrode und der Separator derart aneinander angeordnet, dass das Fügemittel zwischen dem Separator und der Elektrode angeordnet ist. Das aufgebrachte Fügemittel bildet also eine Zwischenschicht zwischen der Elektrode und dem Separator.
Zusammenfassend dient das Fügemittel dazu, die Elektrode am Separator zu halten, so dass die Elektroden-Separator-Einrichtung gebildet ist.
Anhand des Auftragens des Fügemittels anhand einer Düse ist das Fügemittel mit einer vorgegebenen und/oder vorgebbaren Mustern oder Strukturen und/oder mit einer vorgegebenen und/oder vorgebbaren Fügemittelmenge je Flächeneinheit auftragbar. Auf diese Weise kann das Fügemittel in Abhängigkeit einer erforderlichen Fügevermögens und/oder der Benetzungseigenschaften flexibel aufgetragen werden. Dabei kann die aufgetragene Menge je Flächeneinheit und/oder das Muster/die Struktur, somit diejenigen Bereiche der Elektrode bzw. des Separators, auf welche das Fügemittel aufgebracht wird, eingestellt und ggf. vergleichsweise einfach angepasst werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens weist das Fügemittel eine Schmelztemperatur auf, die kleiner als 120°C, vorzugsweise kleiner als 100°C ist. Auf diese Weise ist eine Beschädigung der Elektrode, insbesondere dessen Beschichtung, und/oder eine Beschädigung des Separators, insbesondere ein Schließen dessen Poren, aufgrund einer thermischen Einwirkung des Fügemittels vermieden oder ein Gefahr dessen zumindest verringert.
Alternativ oder vorzugsweise zusätzlich weist das Fügemittel eine Schmelztemperatur auf, die größer als 20°C, insbesondere größer als 30°C, ist. Je nach Umgebungstemperatur bei der Herstellung der Elektroden-Separator-Einrichtung ist das Fügemittel beim Auftragen anhand der Düse also schmelzflüssig.
Ist der Schmelzpunkt der Fügemittels größer als die Umgebungstemperatur bei der Herstellung der Elektroden-Separator-Einrichtung erstarrt das Fügemittel nach dessen Auftragen durch Abkühlung. Mit anderen Worten wird das Fügemittel fest.
Das Fügemittel wird gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Verfahrens nach dem Auftragen auf den Separators bzw. auf die Elektrode und nach deren Anordnung aneinander gekühlt. Beispielsweise wird hierzu die Elektrode, der Separator und das Fügemittel gemeinsam gekühlt. Beispielsweise wird ein, vorzugsweise gekühlter, Luftstrom an die Elektroden, den Separator und/oder das Fügemittel geführt. Auf diese Weise ist das Erstarren des Fügemittels vorteilhaft beschleunigt bzw. - sofern der Schmelzpunkt geringer ist also die Umgebungstemperatur - ermöglicht.
Das erstarrte Fügemittel hält den Separator und die Elektrode zusammen. Insbesondere entsteht hierbei ein Formschluss, indem das Fügemittel in den Separators sowie in die Beschichtung, insbesondere in dessen bzw. deren Poren, zumindest in die oberflächennahen Poren, eindringt und dann erstarrt. Das Fügemittel ist dabei vorzugsweise derart gewählt, dass keine chemische Reaktion stattfindet, insbesondere keine solche Reaktion, bei der kovalente Bindungen zwischen Separator und Elektrode und/oder bei der kovalente Bindungen zwischen Separator und Fügemittel bzw. zwischen Elektrode und Fügemittel ausgebildet werden.
Zusammenfassend werden der Separator und die Elektrode anhand des erstarrten Fügemittels zusammengehalten. Die derart hergestellte Elektroden-Separator-Einrichtung kann für eine weitere Nutzung, insbesondere für die Herstellung einer Elektrodenanordnung verwendet werden. Im Vergleich zum Herstelleng einer Elektrodenanordnung aus vereinzelten Elektroden(blättern) und Separatorblättern ist also eine Handhabung vereinfacht. Weiterhin ist aufgrund des Zusammenhaltens mittels des Fügemittels kein Laminationsvorgang, also kein Erhitzen und gegeneinander Verpressen des Separators und der Elektrode, notwendig und wird zweckmäßigerweise auch nicht durchgeführt.
Gemäß einer geeigneten Ausgestaltung wird als Fügemittel Ethylencarbonat verwendet. Alternativ weist das Fügemittel Ethylencarbonat, insbesondere als dessen Hauptbestandteil, auf. In diesem Fall weist das Fügemittel beispielsweise mindestens 50 Vol.-%, geeigneter Weise mindestens 70 Vol.-%, vorzugsweise mindestens 90 Vol.-% Ethylencarbonat auf. Beispielsweise umfasst das Fügemittel weiterhin ein Lösungsmittel, so dass das Fügemittel auch bei Umgebungstemperatur flüssig ist, so dass eine Verstopfung der Düse vermieden ist.
Ethylencarbonat weist eine Schmelztemperatur vom ca. 36°C auf, so dass dieses nach dem Auftragen bei Raumtemperatur (20°C) erstarrt. Weiterhin ist Ethylencarbonat typischerweise ein Bestandteil eines Elektrolyt, der in einer Lithium-Ionen-Batteriezelle verwendet wird, so dass unerwünschte chemische Reaktionen mit dem Elektrolyt vermieden sind, sofern das Ethylencarbonat des Fügemittels nicht bereits vor der Befüllung der entsprechenden Batteriezelle von der Elektroden-Separator-Einrichtung aufgrund dessen vergleichsweise niedrigen Dampfdrucks verdampft ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist und/oder wird die Düse zur Vermeidung einer Verstopfung durch erstarrtes Fügemittel erwärmt.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Verfahrens wird das erstarrte Fügemittel erneut erwärmt, so dass das Fügemittel zumindest teilweise schmilzt. Daran anschließend kann eine relative Position der Elektrode zum Separator geändert werden. Mit anderen Worten kann vorteilhaft eine Lagekorrektor der Elektrode relativ zum Separator durchgeführt werden. Zweckmäßigerweise erfolgt nach der Lagekorrektur eine Kühlung, so dass die Elektrode in korrigierter Lage am Separator mittels des erstarrten Fügemittels gehalten wird.
Alternativ hierzu wird das aufgebrachte (und noch nicht erstarrte) Fügemittel zunächst warmgehalten, also flüssig gehalten. Nach der Überprüfung der relative Lage der Elektrode zum Separator zueinander - und sofern erforderlich nach der Korrektur deren relativen Lage - wird das Fügemittel zweckmäßiger Weise gekühlt, so dass dieses erstarrt.
Gemäß einer ersten Variante des Verfahrens wird auf der der Elektrode abgewandten Seite des Separators eine weitere (zweite) Elektrode angeordnet wird, wobei zwischen dem Separator und der weiteren Elektrode Fügemittel, insbesondere anhand der oder einer Düse, eingebracht ist oder wird. Mit anderen Worten wird auf die der Elektrode abgewandte Seite des Separators und/oder auf die weitere Elektrode, insbesondere anhand der Düse, Fügemittel aufgebracht und die weitere Elektrode derart am Separator angeordnet, dass das Fügemittel zwischen der weiteren Elektrode und dem Separator angeordnet ist.
Zusammenfassend ist eine Schichtstruktur aus der Elektrode, dem Separator und der weiteren Elektrode gebildet, wobei zwischen der Elektrode und dem Separator sowie zwischen dem Separator und der weiteren Elektrode das Fügemittel, insbesondere anhand der oder einer Düse, eingebracht wurde.
Vorzugsweise wird weiterhin auf der dem Separator abgewandten Seite der weiteren Elektrode ein weiterer Separator angeordnet, wobei zwischen dem weiteren Separator und der weiteren Elektrode Fügemittel eingebracht ist oder wird. Mit andern Worten wird auf der dem Separator abgewandten Seite der weiteren Elektrode und/oder auf den weiteren Separator Elektrode, insbesondere anhand der Düse, Fügemittel aufgebracht und die weitere Elektrode derart am weiteren Separator angeordnet, dass das Fügemittel zwischen der weiteren Elektrode und dem weiteren Separator angeordnet ist.
Zusammenfassend ist eine Schichtstruktur aus der Elektrode, dem Separator, der weiteren Elektrode und dem weiteren Separator gebildet, wobei zwischen der Elektrode und dem Separator, zwischen dem Separator und der weiteren Elektrode, sowie zwischen der weiteren Elektrode und dem weiteren Separator das Fügemittel, insbesondere anhand der oder einer Düse, eingebracht wurde. Diese Schichtstruktur bildet also eine Monozelle.
Die anhand des Fügemittels gebildete Monozelle wird beispielsweise mit weiteren Monozellen zu einem Elektrodenstapel gestapelt und vorzugsweise gegeneinander verpresst.
Gemäß einer zweiten Variante des Verfahrens ist der Separator als ein Separatorband ausgebildet. Insbesondere wird dieser von einer Vorratsrolle abgewickelt. Die Elektrode und weitere Elektroden, welche im Folgenden zum Zwecke einer besseren Verständlichkeit zusammenfassend als erste Elektroden bezeichnet werden, werden in Bandlängsrichtung des Separators beabstandet zueinander auf einer gemeinsamen (ersten) Seite des Separators angeordnet. Zweckmäßiger Weise wird bei allen ersten Elektroden anhand der oder anhand einer weiteren Düse flüssiges Fügemittel auf die jeweilige erste Elektrode und/oder auf den Separator aufgebracht und die ersten Elektroden derart am Separator angeordnet, dass das Fügemittel zwischen dem Separator und den ersten Elektroden angeordnet ist.
Weiterhin werden zweite Elektroden auf der den ersten Elektroden abgewandten (zweiten) Seite des Separators angeordnet. Dabei erfolgt die Anordnung der zweiten Elektroden derart, dass diese hinsichtlich der Bandlängsrichtung des Separators zwischen den ersten Elektroden angeordnet sind. Also sind in Bandlängsrichtung alternierend erste Elektroden und zweite Elektroden hintereinander angeordnet, wobei die ersten Elektroden auf der ersten Seite und die zweiten Elektroden auf der zweiten Seite des Separators angeordnet sind bzw. werden.
Zweckmäßiger Weise wird dabei bei allen zweiten Elektroden anhand der oder anhand einer weiteren Düse flüssiges Fügemittel auf die jeweilige zweite Elektrode oder auf den Separator aufgebracht und die zweiten Elektroden derart am Separator angeordnet, dass das Fügemittel zwischen dem Separator und den zweiten Elektroden angeordnet ist.
Beispielsweise sind die ersten Elektroden als Anoden und die zweiten Elektroden als Kathoden ausgebildet. Alternativ sind die ersten Elektroden als Kathoden und die zweiten Elektroden als Anoden ausgebildet.
Anschließend wird der Separator unter Bildung eines Elektrodenstapels gefaltet, insbesondere Z-gefaltet, also nach Art eines Z-Foldings gefaltet, mit anderen Worten Zick-Zack-artig gefaltet. Auf diese Weise ist sind die ersten und die zweiten Elektroden alternierend übereinander gestapelt, wobei der Separator zwischen den ersten Elektroden den zweiten Elektroden angeordnet ist. Weiterhin ist dabei zwischen dem Separator und zumindest eine der ersten Elektroden und/oder zumindest eine der zweiten das Fügemittel anhand der oder einer Düse eingebracht.
Die Elektroden-Separator-Einrichtung bildet nach dem Falten also einen Elektrodenstapel.
Gemäß einer dritten Variante des Verfahrens ist der Separator als ein Separatorband ausgebildet. Insbesondere wird dieser von einer Vorratsrolle abgewickelt. Dieser Separator wird hier und im Folgenden auch als erster Separator bezeichnet. Die Elektrode und weitere Elektroden, welche im Folgenden zum Zwecke einer besseren Verständlichkeit zusammenfassend als erste Elektroden bezeichnet werden, werden in Bandlängsrichtung des Separators hintereinander auf einer gemeinsamen Seite des ersten Separators angeordnet. Zweckmäßiger Weise wird bei allen ersten Elektroden anhand der oder anhand einer weiteren Düse flüssiges Fügemittel auf die jeweilige erste Elektrode oder auf den ersten Separator aufgebracht und die ersten Elektroden derart am ersten Separator angeordnet, dass das Fügemittel zwischen dem ersten Separator und den ersten Elektroden angeordnet ist.
Anschließend wird ein als Separatorband ausgebildeter zweiter Separator an der dem ersten Separator abgewandten Seite der ersten Elektroden angeordnet. Dabei wird zweckmäßiger Weise zwischen den ersten Elektroden und dem zweiten Separator jeweils, insbesondere anhand der oder einer Düse, flüssiges Fügemittel angeordnet. Zusammenfassend sind die ersten Elektroden zwischen dem (ersten) Separator und dem zweiten Separator angeordnet.
Für jede der ersten Elektroden, also für jede der zwischen dem ersten und dem zweiten Separator angeordneten Elektroden, jeweils eine (einzige) zweite Elektrode vorgesehen. Die zweiten Elektroden werden in Bandlängsrichtung des Separators alternierend der ersten Elektrode auf der den ersten Elektroden abgewandten Seite des ersten Separators oder auf der den ersten Elektroden abgewandten Seite des zweiten Separators angeordnet, insbesondere derart, dass die zweite Elektrode hinsichtlich einer Stapelhochrichtung/Separatorhochrichtung über oder unter der jeweils zugeordneten ersten Elektrode angeordnet ist. Die Stapelrichtung erstreckt sich dabei vom ersten zum zweiten Separator. Vorzugweise wird jede der zweiten Elektroden anhand des Fügemittels am ersten bzw. am zweiten Separator gehalten, wobei das flüssige Fügemittel hierzu anhand der oder einer Düse auf die jeweilige zweite Elektrode, dem ersten Separator, und/oder dem zweiten Separator aufgebracht wird bzw. ist.
Beispielsweise sind die (ersten) Elektroden als Anoden und die zweiten Elektroden Kathoden. Alternativ sind die ersten Elektroden als Kathoden und die zweiten Elektroden als Anoden ausgebildet.
Anschließend werden der erste Separator sowie der zweite Separator unter Bildung eines Elektrodenstapels gemeinsam gefaltet. Insbesondere wird der erste und der zweite Separator dabei in einem abschnitt, der in Bandlängsrichtung zwischen zwei der ersten Elektroden angeordnet ist, gefaltet. Insbesondere wird der erste und der zweite Separator also Z-gefaltet, also nach Art eines Z-Foldings gefaltet, mit anderen Worten Zick-Zack-artig gefaltet. Auf diese Weise ist sind die ersten und die zweiten Elektroden alternierend übereinander gestapelt, wobei der erste Separator oder der zweite Separator zwischen benachbarten Elektroden angeordnet ist.
Die Elektroden-Separator-Einrichtung bildet nach dem Falten also einen Elektrodenstapel.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Elektroden-Separator-Einrichtung gemäß dem Verfahren nach einer der oben dargestellten Varianten. Die Vorrichtung umfasst eine Düse zum Auftragen des Fügemittels auf den Separator und/oder auf die Elektrode. Die Düse ist dabei - wie auch im Zusammenhang mit dem Verfahren dargestellt - als Breitschlitzdüse oder als Strahldüse ausgebildet. Zweckmäßigerweise umfasst die Vorrichtung weiterhin ein Reservoir mit dem Fügemittel, das mit der Düse strömungstechnisch verbunden ist. Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine Einrichtung zur Förderung des Fügemittels aus der Düse auf die Elektrode bzw. auf den Separator. Beispielsweise ist die Einrichtung zur Förderung des Fügemittels nach Art eines Tintenstrahl-Druckers ausgebildet und ist oder umfasst eine Pumpe, ein Piezoelement, ein Heizelement, und/oder eine akustische Linse.
Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine Einrichtung zum Anordnen des Separators und der Elektrode. Dabei ist diese Einrichtung dazu vorgesehen und ausgebildet, dass der Separator und die Elektrode derart relativ zueinander angeordnet werden, dass das aufgebrachte Fügemittel zwischen dem Separator und der Elektrode angeordnet ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Elektroden-Separator-Einrichtung, die nach dem Verfahren in einer der oben dargestellten Varianten hergestellt ist bzw. wurde. Die Elektroden-Separator-Einrichtung umfasst also eine Elektrode und einen Separator, wobei ein Fügemittel zwischen der Elektrode und dem Separator angeordnet ist. Zweckmäßiger Weise ist das Fügemittel Ethylencarbonat oder enthält Ethylencarbonat. Zweckmäßigerweise bildet das Fügemittel weder mit der Elektrode noch mit dem Separator kovalente Bindungen aus.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

1 in einem Flussdiagramm den Verfahrensablauf zur Herstellung einer Elektroden-Separator-Einrichtung, die eine Anode und einen Separator aufweist, wobei anhand einer Düse ein flüssiges Fügemittel auf die Elektrode und/oder den Separator aufgetragen wird,
2 schematisch die Elektroden-Separator-Einrichtung gemäß einer ersten Variante,
3 schematisch die Herstellung einer Elektroden-Separator-Einrichtung gemäß einer ersten Ausgestaltungsvariante,
4 schematisch die Herstellung einer Elektroden-Separator-Einrichtung gemäß einer zweiten Ausgestaltungsvariante, und
5 schematisch die Herstellung einer Elektroden-Separator-Einrichtung gemäß einer zweiten Ausgestaltungsvariante.

Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
In der 1 sind anhand eines Flussdiagramms schematisch die Grundschritte eines Verfahren zur Herstellung einer Elektroden-Separator-Einheit 2 gezeigt. Unterschiedliche Ausgestaltungsvarianten bzw. Weiterbildungen des Verfahrens sind in den 3 bis 5 dargestellt.
In einem ersten Schritt I wird anhand einer Düse 4 ein flüssiges Fügemittel 6 auf eine Elektrode 8 (oder wie in den Ausführungsbeispielen der 3 bis 5 in analoger Weise bei weiteren ersten Elektroden und/oder bei einer oder mehreren zweiten Elektroden 10) und/oder auf einen Separator 12 (oder wie in den Ausführungsbeispielen der 3 und 5 in analoger Weise beim zweiten Separator 14) aufgebracht. Das Fügemittel 6 weist dabei eine Schmelztemperatur auf, die kleiner ist als 120°, und die größer ist als 20°C, zweckmäßiger Weise größer als die Umgebungstemperatur bei der Herstellung der Elektroden-Separator-Einheit 2. In allen Ausführungsvarianten des Verfahrens wird als Fügemittel wird hierzu bevorzugt schmelzflüssiges Ethylencarbonat (Schmelztemperatur 36°C) oder eine Lösung mit Ethylencarbonat verwendet.
In allen Ausführungsvarianten ist die oder jede Düse 4 als Breitschlitzdüse oder als Strahldüse ausgebildet. Zweckmäßigerweise ist mit der Düse 4 ein Reservoir für das Fügemittel 6 strömungstechnisch. Weiterhin ist in nicht weiter dargestellter Weise eine Einrichtung vorgesehen, die der Förderung des Fügemittels 6 aus der Düse 4 auf die jeweilige Elektrode 8 oder 10 bzw. auf den Separator 12 oder 14 dient. Beispielsweise ist diese Einrichtung zur Förderung des Fügemittels 6 nach Art eines Tintenstrahl-Druckers ausgebildet und ist oder umfasst eine Pumpe, ein Piezoelement, ein Heizelement, und/oder eine akustische Linse.
Des Weiteren ist die Düse 4 erwärmbar, so dass eine Verstopfung der Düse 4 aufgrund von Fügemittel 6, insbesondere dort erstarrtem Fügemittel 6, vermieden ist.
In einem anschließenden zweiten Schritt II werden die Elektrode 8 und der Separator 12 derart aneinander angeordnet, dass das aufgebrachte Fügemittel 6 zwischen dem Separator 12 und der Elektrode 8 angeordnet ist.
In einem dritten Schritt III wird das Fügemittel 6 gekühlt. Die Kühlung erfolgt hierbei entweder passiv, also durch Anpassen an die kältere Umgebungstemperatur ohne Kühleinrichtung, oder alternativ hierzu wird das Fügemittel 6 und ggf. hierzu auch die Elektrode 8 und/oder der Separator 12 anhand einer Kühleinrichtung 16 (aktiv) gekühlt, so dass das Fügemittel 6 erstarrt.
Das erstarrte Fügemittel 6 hält die Elektrode 8 am Separator 12. Insbesondere entsteht hierbei ein Formschluss, wobei aufgrund des Fügemittels keine chemische Reaktion stattfindet, bei der kovalente Bindungen zwischen Separator und Elektrode und/oder bei der kovalente Bindungen zwischen Separator und Fügemittel bzw. zwischen Elektrode und Fügemittel ausgebildet werden.
Zusammenfassend bildet der Separator 12, die Elektrode 8 sowie das erstarrte Fügemittel die Elektroden-Separator-Einrichtung 2. Diese ist schematisch in der 2 dargestellt. Das erstarrte Fügemittel 6 bildet also eine Zwischenschicht zwischen dem Separator 12 und der Elektrode 8.
In der 3 ist eine erste Ausgestaltungsvariante des Herstellungsverfahrens schematisch dargestellt. Hierbei wird die (erste) Elektrode 8 und eine zweite Elektrode 10 bereitgestellt. In nicht näher dargestellter Weise wird hierzu beispielsweise ein erstes Elektrodenband von einer ersten Vorratsrolle abgewickelt, wobei die erste Elektrode 8 aus dem Elektrodenband vereinzelt, insbesondere ab- oder ausgeschnitten oder ausgestanzt, wird. Analog hierzu wird zur Bereitstellung der zweiten Elektrode 10 ein zweites Elektrodenband von einer zweiten Vorratsrolle abgewickelt, wobei die zweite Elektrode 10 aus dem zweiten Elektrodenband vereinzelt, insbesondere ab- oder ausgeschnitten oder ausgestanzt, wird. Alternativ hierzu wird die erste Elektrode 8 bzw. die zweite Elektroden 10 bereits zugeschnitten in einem jeweiligen Magazin bereitgestellt, aus welchem die Elektrode 8 bzw. 10 für die Herstellung der Elektroden-Separator-Einrichtung 2 entnommen wird.
Der als Separatorband ausgebildete Separator 12 wird von einer ersten Vorratsrolle 18 abgewickelt. Anhand der Düse 4 wird das flüssige Fügemittel 6 auf denjenigen Bereich des Separators 12 aufgebracht, welcher zur Ablage der Elektrode 8 vorgesehen ist.
Auf derjenigen Seite der zweiten Elektrode 10 wird anhand einer weiteren Düse 4 flüssiges Fügemittel 6 aufgebracht, welche dem Separator 12 zugewandt ist.
Ein als Separatorband ausgebildeter zweiter Separator 14 wird von einer zweiten Vorratsrolle 20 abgewickelt. Anhand einer weiteren Düse 4 wird das flüssige Fügemittel 6 auf denjenigen Bereich des zweiten Separators 14 aufgebracht, an welchem die zweite Elektrode 10 angeordnet werden soll. Also wird der zweite Separator 14 auf dessen der zweiten Elektrode 10 zugewandten Seite mit flüssigem Fügemittel 6 versehen.
Die erste Elektrode 8, die zweite Elektrode 10 sowie die Separatoren 12, 14 werden anschließend derart aneinander angeordnet, dass eine Schichtstruktur aus den Elektroden 8, 10 und den Separatoren 12, 14 gebildet wird, wobei die zweite Elektrode 10 zwischen den Separatoren 12 und 14 und die erste Elektrode 8 auf der der zweiten Elektrode 10 abgewandten Seite des Separators 12 angeordnet ist. Hierzu ist eine nicht näher dargestellten (Anordnungs-) Einrichtung vorgesehen, welche beispielsweise ein Vakuum-Förderband und/oder Greifer und/oder Umlenkrollen aufweist. Geeigneter Weise fluchten die erste Elektrode 8 und die zweite Elektrode 10 in Separatorhochrichtung Z, also in einer Richtung der Schichtstruktur vom senkrecht zu der von vom Separator 12 und somit senkrecht zu den von den Elektroden 8, 10 aufgespannten Ebenen.
Anhand eines Walzen- oder Rollenpaares 22 werden die Elektroden 8, 10 und die Separatoren 12, 14 gegeneinander gedrückt, so dass das flüssige Fügemittel 6 zumindest teilweise in die jeweilige Elektrode 8, 10, bzw. in den jeweiligen Separator 12, 14, insbesondere zumindest in dessen oberflächennahen Poren, aufgenommen wird.
Anschließend kühlt das Fügemittel 6 aufgrund der kälteren Umgebungsluft aus und erstarrt. Auf diese Weise ist anhand des Fügemittels 6 jeweils eine Zwischenschicht zwischen der ersten Elektrode 8 und dem Separator 12, zwischen dem Separator 12 und der zweiten Elektrode 10 sowie zwischen der zweiten Elektrode 10 sowie dem zweiten Separator 14 gebildet. Folglich sind die Elektroden 8, 10 und die Separatoren 12, 14 anhand des erstarrten Fügemittels 6 unter Bildung der Elektroden-Separator-Einrichtung 2 miteinander gefügt und aneinander gehalten. Gemäß einer nicht weiter dargestellten Alternative kann für das Abkühlen des Fügemittels 6 auch eine Kühleinrichtung 16, beispielsweise ein Ventilator, verwendet werden, der einen, vorzugsweise gekühlten Luftstrom an das Fügemittel 6, an die Elektrode 8, an die zweite Elektrode 10, an den ersten Separator 12 und/oder an den zweiten Separator 14 führt.
Anschließend erfolgt ein Zuschnitt der beiden Separatorbänder 12, 14 anhand einer Schneideinrichtung 24, wobei eine sogenannte Monozelle gebildet wird. Zweckmäßigerweise wird diese Monozelle mit weiteren, geeigneter Weise in analoger Weise hergestellten Monozellen, unter Bildung eines Elektrodenstapels 26 gestapelt.
Eine Vorrichtung zur Herstellung der Elektroden-Separator-Einrichtung 2 gemäß dieser Variante umfasst also die Düsen, die Schneideinrichtungen 24 sowie die nicht weiter dargestellte (Anordnungs-) Einrichtung, beispielsweise einen Greifer oder ein Stapelrad.
In der 4 ist eine alternative zweite Ausgestaltungsvariante des Herstellungsverfahrens schematisch dargestellt.
Hierbei wird eine Anzahl an ersten Elektroden 8, also die (erste) Elektrode 8 und weitere erste Elektroden 8 sowie eine Anzahl an zweiten Elektroden 10 bereitgestellt. In Analogie zu den Ausführungen zur 3 werden diese hierbei beispielsweise in einem jeweiligen Magazin bereitgestellt oder durch Vereinzeln von einem jeweiligen Elektrodenband hergestellt.
Der als Separatorband ausgebildete Separator 12 wird von der Vorratsrolle 18 abgewickelt. Anhand zweier Düsen 4 wird das flüssige Fügemittel 6 auf beiden Seiten des Separators 12 aufgetragen. Dabei kann das Fügemittel 6 beispielsweise kontinuierlich, also durchgehend, oder diskret, also in beabstandeten, vorzugsweise lediglich in vorbestimmten Bereichen wie in den für die Elektroden 8 bzw. 10 vorgesehenen Bereichen, anhand der jeweiligen Düse 4 aufgebracht werden.
Die ersten Elektroden 8 werden hinsichtlich der Bandlängsrichtung L (Förderrichtung) des Separators 12 beabstandet zueinander auf einer ersten Seite 28 des Separators 12 angeordnet, insbesondere auf diese aufgelegt, wobei zwischen den ersten Elektroden 8 und dem Separator flüssiges Fügemittel 6 angeordnet ist. Die ersten Elektroden 8 werden anschließend anhand einer Rolle oder Walze 30 an den Separator 12 angedrückt.
Die zweiten Elektroden 10 werden auf der den ersten Elektroden 8 abgewandten zweiten Seite 32 des Separators 12 beabstandet zueinander in Bandlängsrichtung L angeordnet, so dass die zweiten Elektroden 10 hinsichtlich der Bandlängsrichtung L des Separators 12 zwischen den Elektroden 8 angeordnet sind. Dabei ist zwischen den zweiten Elektroden 8 und dem Separator 10 flüssiges Fügemittel 6 angeordnet. Die zweiten Elektroden 10 werden anschließend anhand einer weiteren Rolle oder Walze 30 an den Separator 12 angedrückt.
Zusammenfassend werden in Bandlängsrichtung alternierend die ersten Elektroden 8 und die zweite Elektroden 10 hintereinander angeordnet, wobei die ersten Elektroden 8 auf der ersten Seite 28 und die zweiten Elektroden 10 auf der zweiten Seite 32 des Separators 14 angeordnet sind bzw. werden. Für die Anordnung, insbesondere für das Ablegen der Elektroden 8 bzw. 10 auf dem Separator ist in nicht weiter dargestellter Weise eine Anordnungs-Einrichtung vorgesehen, die beispielsweise einen Greifer oder ein Stapelrad aufweist. Dabei sind die ersten Elektroden 8 und die zweiten Elektroden 10 hinsichtlich der Bandlängsrichtung L beabstandet zueinander. Mit anderen Worten fluchten die ersten Elektroden 8 und die zweiten Elektroden 10 in Separatorhochrichtung Z, also in einer Richtung senkrecht zu der vom Separatorband 12 aufgespannten Ebene, nicht.
Das aufgebrachte flüssige Fügemittel 6 wird anhand einer Kühleinrichtungen 16 zum Erstarren gebracht. Beispielsweise umfasst die Kühleinrichtung 16 einen Ventilator zum Erzeugen eines Luftstromes, beispielsweise mit zuvor gekühlter Luft, welche den Separator 12 mit dem Luftstrom beaufschlagt. Die ersten Elektroden 8 und die zweiten Elektroden 10 werden unter Bildung der Elektroden-Separator-Einrichtung 2 anhand des derart zum Erstarren gebrachten Fügemittels 6 am Separator 12 gehalten, wobei das Fügemittel 6 jeweils eine Zwischenschicht, welche zum Zwecke einer besseren Verständlichkeit in der 4 nicht weiter dargestellt ist, zwischen der jeweiligen Elektrode 8 bzw. 10 und dem Separator bildet.
Optional ist weiterhin eine nicht weiter dargestellte Lage-Erfassungseinrichtung, welche beispielsweise eine Kamera umfasst, vorgesehen, die die Lage der ersten Elektroden 8 und/oder der zweiten Elektroden 10 erfasst. Wird eine undefinierte oder inkorrekte Lage einer der Elektroden 8 oder der zweiten Elektroden 10 erfasst, so wird das Fügemittel anhand einer Heizeinrichtungen (nicht weiter dargestellt), beispielsweise ein Infrarotstrahler, erwärmt und zum Schmelzen gebracht. Die Lage dieser Elektrode 8 bzw. 10 wird dann zweckmäßiger Weise, beispielsweise anhand eines Greifers (nicht dargestellt) korrigiert.
Zweckmäßiger Weise wird anschließend sowohl auf die dem Separator abgewandte Seite der ersten Elektroden 8 als auch die dem Separator abgewandte Seite der zweiten Elektroden 10 flüssiges Fügemittel 6 aufgebracht.
Anschließend wird der Separator 12 anhand einer nicht weiter dargestellten Falteinrichtung Z-gefaltet, also nach Art eines Z-Foldings gefaltet. Die Faltkanten verlaufen dabei jeweils senkrecht zur Bandlängsrichtung L, jeweils in einem Bereich zwischen einer ersten Elektrode 8 und deren benachbarte zweite Elektrode 10. Auf diese Weise sind die ersten und die zweiten Elektroden 8, 10 alternierend übereinander gestapelt, wobei sich der Separator 12 zick-zack-artige zwischen den ersten Elektroden 8 und den zweiten Elektroden 10 erstreckt. Die Elektroden-Separator-Einrichtung 2 bildet nach dem Falten also einen Elektrodenstapel 26.
Zweckmäßiger Weise wird der Separator nach vorgegebener Länge abgeschnitten und die Elektroden 8, 10 und der Separator 12 gegeneinander gepresst. Beispielsweise wird die Elektroden-Separator-Einrichtung 2 anschließend erneut gekühlt, so dass das Fügemittel - soweit dieses noch nicht fest ist - erstarrt.
Eine Vorrichtung zur Herstellung der Elektroden-Separator-Einrichtung 2 gemäß dieser zweiten Variante umfasst also die Düsen 4, die Rollen oder Walzen 30, die nicht weiter dargestellte Anordnungs-Einrichtung, sowie die nicht weiter dargestellte Falteinrichtung. Weiterhin umfasst die Vorrichtung die Kühleinrichtung 16 und ggf. die Heizeinrichtung zum Erwärmen des aufgebrachten Fügemittels.
In der 5 ist eine alternative dritte Ausgestaltungsvariante des Herstellungsverfahrens schematisch dargestellt.
Der als Separatorband ausgebildete (erste) Separator 12 wird von der Vorratsrolle 18 abgewickelt. Anhand einer Düse 4 wird das flüssige Fügemittel 6 auf die erste Seite 28 des Separators 12 aufgetragen. Dabei kann das Fügemittel 6 beispielsweise kontinuierlich, also durchgehend, oder diskret, also in beabstandeten, vorzugsweise lediglich in vorbestimmten Bereichen wie in den für die ersten Elektroden 8 vorgesehenen Bereichen, anhand der Düse 4 aufgebracht werden.
Die ersten Elektroden 8 werden in Bandlängsrichtung L des Separators hintereinander am Separator 12 angeordnet, wobei zwischen den Elektroden 8 und dem Separator 12 flüssiges Fügemittel angeordnet ist. Die ersten Elektroden 8 werden anschließend anhand der Rolle oder Walze 30 an den Separator 12 angedrückt.
Der als Separatorband ausgebildete zweite Separator 12 wird von der zweiten Vorratsrolle 20 abgewickelt. Anhand einer Düse 4 wird bei den ersten Elektroden 8 flüssiges Fügemittel 6 auf deren dem ersten Separator 12 abgewandte Seite aufgetragen. Anschließend wird der zweite Separator 14 an der dem Separator 12 abgewandten Seite der Elektroden 8, parallel zum ersten Separator 12 angeordnet, und anhand einer weiteren Rolle oder Walze 30 angedrückt.
Zusammenfassend sind die ersten Elektroden 8 zwischen dem ersten Separator 12 und dem zweiten Separator 14 angeordnet.
Weiterhin ist für jede der ersten Elektroden 8, also für jede der zwischen dem ersten und dem zweiten Separator 12,14 angeordneten Elektroden 8, jeweils eine zweite Elektrode bereitgestellt. Die den ersten Elektroden 8 abgewandten Seite 34 des ersten Separators 12 sowie die den ersten Elektroden 8 abgewandten Seite 36 des zweiten Separators 14 wird anhand einer jeweiligen Düse mit flüssigem Fügemittel 6 versehen. Dabei wird das Fügemittel 6 zweckmäßigerweise nur an denjenigen Stellen aufgetragen, an welchen - wie im Folgenden dargestellt - jeweils eine zweite Elektrode 10 angeordnet werden soll.
Die ersten Elektroden 8 sowie die zweiten Elektroden 10 werden in Analogie zu den Ausführungen zur 3 beispielsweise in zumindest einem jeweiligen Magazin bereitgestellt oder durch Vereinzeln aus zumindest einem jeweiligen Elektrodenband hergestellt und anschließend bereitgestellt.
Die zweiten Elektroden 10 werden anhand einer nicht weiter dargestellten Anordnungs-Einrichtung, welche hierzu beispielsweise einen Greifer aufweist, in Bandlängsrichtung L des Separators 12 alternierend auf der den ersten Elektroden 8 abgewandten Seite des ersten Separators 12 oder auf der den ersten Elektroden 8 abgewandten Seite des zweiten Separators 14 angeordnet. Dabei werden die zweiten Elektroden 10 hinsichtlich der Separatorhochrichtung Z, also senkrecht zum ersten und zum zweiten Separator 12,14, jeweils über oder unter der jeweils zugeordneten ersten Elektrode 8 angeordnet.
Optional wird das Fügemittel 6, die Elektroden 8,10, und/oder die Separatoren 12,14 anhand von Kühleinrichtungen 16 gekühlt.
Anschließend wird die den Separatoren 12, 14 abgewandte Seite der zweiten Elektroden 8 mit flüssigem Fügemittel 6 versehen.
Anschließend werden der erste Separator 12 sowie der zweite Separator 14 anhand einer nicht weiter dargestellten Falteinrichtung unter Bildung eines Elektrodenstapels gemeinsam Z-gefaltet, also nach Art eines Z-Foldings gefaltet. Die Faltkanten verlaufen dabei jeweils senkrecht zur Bandlängsrichtung L in einem Bereich zwischen zwei benachbarten ersten Elektroden 8. Auf diese Weise ist sind die ersten und die zweiten Elektroden 8,10 alternierend übereinander gestapelt, wobei der erste Separator 12 oder der zweite Separator 14 zwischen übereinander angeordneten Elektroden 8,10 angeordnet ist.
Die Elektroden-Separator-Einrichtung 2 bildet nach dem Falten also einen Elektrodenstapel 26.
Zweckmäßiger Weise wird der Separator 12 und der zweite Separator 14 nach vorgegebener Länge abgeschnitten und die Elektroden 8, 10 der Separator 12 sowie der zweite Separator 14 gegeneinander gepresst. Beispielsweise wird diese Elektroden-Separator-Einrichtung 2 anschließend gekühlt, insbesondere anhand der oder einer Kühleinrichtung 16, so dass das Fügemittel - soweit dieses noch nicht fest ist - erstarrt.
Eine Vorrichtung zur Herstellung der Elektroden-Separator-Einrichtung 2 gemäß dieser zweiten Variante umfasst also die Düsen 4, die Rollen oder Walzen 30, die nicht weiter dargestellte Anordnungs-Einrichtung, beispielsweise einem Greifer, sowie die nicht weiter dargestellte Falteinrichtung.
In allen Ausgestaltungsvarianten sind beispielsweise alle erste Elektroden 8 als Anoden und alle zweiten Elektroden 10 als Kathoden ausgebildet. Alternativ sind alle erste Elektroden 8 als Kathoden und alle zweiten Elektroden 10 als Anoden ausgebildet.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können hieraus im Rahmen der Ansprüche auch andere Varianten der Erfindung vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen und/oder in den Ansprüchen beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

2: Elektroden-Separator-Einrichtung
4: Düse
6: Fügemittel
8: Elektrode
10: zweite Elektrode
12: Separator
14: zweiter Separator
16: Kühleinrichtung
18, 20: Vorratsrolle
22: Walzen- oder Rollenpaar
24: Schneideinrichtung
26: Elektrodenstapel
28: erste Seite des Separators
30: Walze
32: zweite Seite des Separators
34: Seite des Separators
36: Seite des zweiten Separators
L: Bandlängsrichtung/Förderrichtung
Z: Separatorhochrichtung
I: Aufbringen des flüssigen Fügemittels anhand einer Düse
II: Aneinander Anordnen des Separators und der Elektrode
III: Kühlen des Fügemittels

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2006/0112539 A1 [0004]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Elektroden-Separator-Einrichtung (2) mit einer Elektrode (8, 10) und mit einem Separator (12, 14), insbesondere für eine Lithium-Ionen-Batteriezelle, - wobei ein flüssiges Fügemittel (6) anhand einer Düse (4) auf den Separator (12) und/oder auf die Elektrode (8, 10) aufgebracht wird, und - wobei die Elektrode (8, 10) und der Separator (12, 14) derart aneinander angeordnet werden, dass das aufgebrachte Fügemittel (6) zwischen dem Separator (12, 14) und der Elektrode (8, 10) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fügemittel eine Schmelztemperatur kleiner als 120°C, vorzugsweise kleiner als 100°C und/oder eine Schmelztemperatur größer als 20°C, insbesondere größer als 30°C aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Fügemittel (6) Ethylencarbonat verwendet wird, oder dass das Fügemittel (6) Ethylencarbonat aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (4) zur Vermeidung deren Verstopfung durch das Fügemittel erwärmt wird und/oder ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, - dass das zwischen dem Separator (12) und der Elektrode (8) angeordnete Fügemittel (6) gekühlt wird, so dass Fügemittel (6) erstarrt, und/oder - dass das Fügemittel (6) nach dem Erstarren erwärmt wird, so dass das Fügemittel (6) schmilz.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, - dass auf der der Elektrode (8) abgewandten Seite des Separators (12) eine weitere Elektrode (10) angeordnet wird, wobei zwischen dem Separator (12) und der weiteren Elektrode (10) Fügemittel (6), insbesondere anhand einer Düse (4), eingebracht ist oder wird, und/oder - dass auf der dem Separator (12) abgewandten Seite der weiteren Elektrode (10) ein weiterer Separator (14) angeordnet wird, wobei zwischen dem weiteren Separator (14) und der weiteren Elektrode (10) Fügemittel eingebracht ist oder wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, - dass der Separator (12) als Separatorband ausgebildet ist, wobei die Elektrode (8) und weitere Elektroden (8) beabstandet zueinander auf einer Seite des Separators (12) angeordnet werden, - wobei zweite Elektroden (10) auf der den Elektroden (8) abgewandten Seite des Separators (12) derart angeordnet werden, dass diese hinsichtlich der Bandlängsrichtung des Separators (12) zwischen den Elektroden (8) angeordnet sind, und - wobei der Separator unter Bildung eines Elektrodenstapels gefaltet wird
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, - dass der Separator (12) als Separatorband ausgebildet ist, wobei die Elektrode und weitere Elektroden (8) in Bandlängsrichtung (L) des Separators (12) hintereinander auf einer Seite des Separators (12) angeordnet werden, - wobei ein als Separatorband ausgebildeter zweiter Separator (14) an der dem Separator (12) abgewandten Seite der Elektroden (8) angeordnet wird, - wobei für jede der Elektroden (8) eine zweite Elektrode (10) vorgesehen ist, wobei die zweiten Elektroden (10) in Bandlängsrichtung (L) alternierend auf der den Elektroden (8) abgewandten Seite des Separators (12) oder auf der den Elektroden (8) abgewandten Seite des zweiten Separators (14) angeordnet werden, und - wobei der Separator (12) sowie der zweite Separator (14) unter Bildung eines Elektrodenstapels gefaltet werden.
Vorrichtung zur Herstellung einer Elektroden-Separator-Einrichtung (2) mit einer Elektrode (8, 10) und mit einem Separator (12, 14) gemäß des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, aufweisend - eine Düse (4) zum Auftragen eines Fügemittels auf den Separator (12, 14) und/oder auf die Elektrode (8, 10), und - eine Einrichtung zum Anordnen des Separators (12, 14) und der Elektrode (8, 10) derart relativ zueinander, dass das aufgebrachte Fügemittel (6) zwischen dem Separator (12, 14) und der Elektrode (8, 10) angeordnet ist.
Elektroden-Separator-Einrichtung (2), hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.