DE202018006528U1 - Elektrode mit Zwischenphasenstruktur - Google Patents

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Abstract

Elektrode, umfassend:
eine elektrochemische Zellenelektrode, umfassend ein Stromabnehmersubstrat und einen auf das Stromabnehmersubstrat geschichteten aktiven Verbundstoff, wobei der aktive Verbundstoff umfasst:
eine erste Schicht, die eine Vielzahl durch ein erstes Bindemittel verklebter erster aktiver Stoffpartikel umfasst, wobei die ersten aktiven Stoffpartikel eine erste durchschnittliche Partikelgröße aufweisen;
eine zweite Schicht, die eine Vielzahl durch ein zweites Bindemittel verklebter zweiter aktiver Stoffpartikel umfasst, wobei die zweiten aktiven Stoffpartikel eine zweite durchschnittliche Partikelgröße aufweisen; und
eine die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebende Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine nicht planare Grenze zwischen der ersten und zweiten Schicht umfasst, so dass die erste Schicht und die zweite Schicht sich gegenseitig durchdringen und die Zwischenphasenschicht eine dritte durchschnittliche Partikelgröße zwischen der ersten und der zweiten durchschnittlichen Partikelgröße aufweist;
wobei die nicht planare Grenze eine Vielzahl im Wesentlichen diskreter erster Finger aus den ersten aktiven Stoffpartikeln umfasst, die mit einer Vielzahl im Wesentlichen diskreter zweiter Finger aus den zweiten aktiven Stoffpartikeln ineinandergreifen, wobei die ersten Finger jeweils eine Länge aufweisen, die etwa das Zweifache der jeweils kleineren der ersten und der zweiten durchschnittlichen Partikelgröße beträgt.

Description

  • FACHGEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen für elektrochemische Vorrichtungen, die eine poröse Verbundelektrode umfassen. Im Einzelnen betreffen offenbarte Ausführungsformen mehrschichtige Elektroden für Batterien.
  • EINLEITUNG
  • Da die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen immer weniger wünschenswert wird, sind umweltfreundliche Energiequellen von zunehmend kritischer Bedeutung. Die meisten nicht fossilen Energiequellen, so z. B. Solar-, Windkraft u. dgl., benötigen zur Maximierung ihres Nutzens irgendeine Art Energiespeicherkomponente. Dementsprechend ist die Batterietechnik ein wichtiger Aspekt der Zukunft der Energieerzeugung- und -verteilung geworden. Besonders erfindungsrelevant ist hierbei die zunehmende Nachfrage nach Sekundärbatterien (d. h. wiederaufladbaren Batterien). In Batterien dieser Art finden verschiedene Kombinationen aus Elektrodenstoffen und Elektrolyten, so z. B. Bleisäure, Nickel-Kadmium (NiCad), Nickelmetallhydrid (NiMH), Lithiumionen (Li-Ionen) und Lithium-Ionen-Polymere, Verwendung.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Erfindungsgemäß werden Vorrichtungen bereitgestellt, die Elektroden mit Zwischenphasenstrukturen betreffen, die zur Verwendung mit elektrochemischen Energiespeichervorrichtungen wie z. B. Superkondensatoren, Akku-Kondensator-Hybriden und Sekundärbatterien geeignet sind. Zu den Sekundärbatterien gehören Technologien, die derzeit kommerziell verwertet werden (z. B. Nickel-Kadmium, Lithium-Ionen-Zellen), sowie Technologien, die sich aktuell in der Entwicklung befinden (z. B. Fluoridionen, Magnesiumionen, Natriumionen, Aluminiumionen).
  • In einigen Ausführungsformen kann eine Elektrode unter Aspekten der vorliegenden Erfindung umfassen: eine elektrochemische Zellenelektrode, umfassend ein Stromabnehmersubstrat und einen auf das Stromabnehmersubstrat geschichteten aktiven Verbundstoff, wobei der aktive Verbundstoff umfasst: eine erste Schicht, die eine Vielzahl durch ein erstes Bindemittel verklebter erster aktiver Stoffpartikel umfasst, wobei die ersten aktiven Stoffpartikel eine erste durchschnittliche Partikelgröße aufweisen; eine zweite Schicht, die eine Vielzahl durch ein zweites Bindemittel verklebter zweiter aktiver Stoffpartikel umfasst, wobei die zweiten aktiven Stoffpartikel eine zweite durchschnittliche Partikelgröße aufweisen; eine die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebende Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine nicht planare Grenze zwischen der ersten und zweiten Schicht umfasst, so dass die erste Schicht und die zweite Schicht sich gegenseitig durchdringen und die Zwischenphasenschicht eine dritte durchschnittliche Partikelgröße zwischen der ersten und der zweiten durchschnittlichen Partikelgröße aufweist; wobei die nicht planare Grenze eine Vielzahl im Wesentlichen diskreter erster Finger aus den ersten aktiven Stoffpartikeln umfasst, die mit einer Vielzahl im Wesentlichen diskreter zweiter Finger aus den zweiten aktiven Stoffpartikeln ineinandergreifen, wobei die ersten Finger jeweils eine Länge aufweisen, die etwa das Zweifache der jeweils kleineren der ersten und der zweiten durchschnittlichen Partikelgröße beträgt.
  • In einigen Ausführungsformen kann eine Elektrode unter Aspekten der vorliegenden Erfindung umfassen: eine elektrochemische Zellenelektrode, umfassend ein Stromabnehmersubstrat und einen auf das Stromabnehmersubstrat geschichteten aktiven Verbundstoff, wobei der aktive Verbundstoff umfasst: eine erste Schicht, die eine Vielzahl erster aktiver Stoffpartikel mit einer ersten Partikelgrößenverteilung umfasst; eine zweite Schicht, die eine Vielzahl zweiter aktiver Stoffpartikel mit einer zweiten Partikelgrößenverteilung umfasst; eine die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebende Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine gegenseitige Durchdringung der ersten und zweiten Schicht umfasst, wobei erste Finger der ersten Schicht in zweite Finger der zweiten Schicht eingreifen.
  • In einigen Ausführungsformen kann die vorliegende Erfindung unter weiteren Aspekten eine Elektrode umfassen, die nach einem Verfahren wie folgt hergestellt wurde: Anwenden einer ersten Schicht aus einer ersten aktiven Verbundstoffaufschlämmung auf ein Foliensubstrat mithilfe eines ersten Fluidschlitzes eines Abgabegeräts mit Schlitzdüse-Beschichtungskopf, wobei die erste aktive Verbundstoffaufschlämmung eine Vielzahl erster aktiver Stoffpartikel und ein erstes Bindemittel umfasst, wobei die ersten aktiven Stoffpartikel eine erste durchschnittliche Partikelgröße und eine erste Viskosität aufweisen, und Anwenden einer zweiten Schicht aus einer zweiten aktiven Verbundstoffaufschlämmung auf ein Foliensubstrat mithilfe eines zweiten Fluidschlitzes eines Abgabegeräts mit Schlitzdüse-Beschichtungskopf, während die erste Schicht nass ist, wobei die zweite aktive Verbundstoffaufschlämmung eine Vielzahl zweiter aktiver Stoffpartikel und ein zweites Bindemittel umfasst, wobei die zweiten aktiven Stoffpartikel eine zweite durchschnittliche Partikelgröße und eine zweite Viskosität aufweisen; wobei zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht eine sich gegenseitig durchdringende Grenzschicht gebildet wird.
  • In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Merkmale, Funktionen und Vorteile unabhängig erreicht oder in noch weiteren Ausführungsformen kombiniert werden; für Näheres hierzu wird auf nachstehende Beschreibung und Zeichnungen verwiesen.
  • Figurenliste
    • ist eine schematische Schnittansicht auf eine beispielhafte elektrochemische Zelle.
    • ist eine Vergrößerungsansicht auf einen Teil der Zelle der .
    • ist eine schematische Seitenansicht auf einen beispielhaften Elektrodenteil unter Aspekten der vorliegenden Erfindung.
    • ist eine schematische Seitenansicht auf einen weiteren beispielhaften Elektrodenteil unter Aspekten der vorliegenden Erfindung.
    • ist eine schematische Seitenansicht auf einen weiteren beispielhaften Elektrodenteil unter Aspekten der vorliegenden Erfindung.
    • ist eine schematische Seitenansicht auf einen weiteren beispielhaften Elektrodenteil unter Aspekten der vorliegenden Erfindung.
    • ist eine Schnittansicht auf einen beispielhaften Elektrodenteil mit Krustenzwischenschicht an einer im Wesentlichen planaren Grenze.
    • ist eine Schnittansicht auf einen beispielhaften Elektrodenteil mit erfindungsgemäßer Zwischenphasenschicht.
    • ist eine schematische Seitenansicht auf einen weiteren beispielhaften Elektrodenteil mit ineinandergreifenden Fingern unter Aspekten der vorliegenden Erfindung.
    • ist eine schematische Seitenansicht auf einen weiteren beispielhaften Elektrodenteil mit ineinandergreifenden Fingern unter Aspekten der vorliegenden Erfindung.
    • ist eine Schnittansicht auf einen beispielhaften Elektrodenteil mit erfindungsgemäßer Zwischenphasenschicht mit ineinandergreifenden Fingern.
    • ist ein Flussdiagramm von Schritten eines Verfahrens zur Herstellung einer beispielhaften Elektrode mit Zwischenphasenschicht unter Aspekten der vorliegenden Erfindung.
    • ist eine schematische Darstellung einer zur Verwendung im Verfahren der geeigneten Vorrichtung.
  • BESCHREIBUNG
  • Nachstehend werden verschiedene Aspekte und Beispiele einer Elektrode mit Zwischenphasenschicht, sowie damit zusammenhängende Vorrichtungen und Verfahren, beschrieben und in den dazugehörigen Zeichnungen abgebildet. Sofern nicht etwas anderes angegeben wird, können eine erfindungsgemäße Elektrode mit Zwischenphasenstruktur und/oder deren verschiedene Komponenten ggf. mindestens eines der vorliegend beschriebenen, abgebildeten und/oder einbezogenen Struktur, Komponenten, Funktionalität und/oder Variationen umfassen. Ferner können die vorliegend in Verbindung mit den vorliegenden Lehren beschriebenen, abgebildeten und/oder einbezogenen Verfahrensschritte, Strukturen, Komponenten, Funktionalitäten und/oder Variationen in anderen ähnlichen Vorrichtungen und Verfahren Aufnahme finden; hierzu gehört insbesondere ihre Austauschbarkeit zwischen offenbarten Ausführungsformen. Nachstehende Beschreibung von verschiedenen Beispielen soll lediglich der Veranschaulichung dienen und ist keineswegs als Einschränkung des Offenbarungsgehalts, der Anwendungs- oder Einsatzmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung aufzufassen. Außerdem dienen die von den nachstehend beschriebenen Beispielen und Ausführungsformen bereitgestellten Vorteile lediglich der Veranschaulichung, und nicht alle Beispiele bzw. Ausführungsformen bieten gleiche Vorteile bzw. Vorteile in gleichem Umfang.
  • Definitionen
  • Sofern nichts anderes angegeben wird, finden vorliegend folgende Definitionen Anwendung.
  • „Im Wesentlichen“ heißt, dass die Einhaltung mit den jeweiligen Abmessungen, Bereichen, Formen, Konzepten oder anderen Aspekten, auf die der Begriff angewandt wird, mehr oder weniger gewährleistet wird, so dass ein Merkmal bzw. eine Komponente diese nicht genau einhalten muss. So ist unter einem „im Wesentlichen zylindrischen“ Gegenstand zu verstehen, dass der Gegenstand einem Zylinder zwar ähnlich sieht, in einer oder mehreren Hinsichten aber von einem echten Zylinder abweicht.
  • „Umfassen“, „enthalten“ und „aufweisen“ (in ihren jeweiligen grammatischen Formen) werden gleichbedeutend verwendet und sind inklusiven Sinne zu verstehen. Hierbei handelt es sich um offene Begriffe, die weitere, nicht aufgeführte Elemente oder Verfahrensschritte nicht ausschließen sollen.
  • Begriffe wie z. B. „erstes“, „zweites“ und „drittes“ usw. sollen verschiedene Mitglieder einer Gruppe oder dgl. unterscheiden oder identifizieren, und sollen keine serielle oder numerische Einschränkung angeben.
  • „Gekoppelt“ heißt „verbunden“, und zwar entweder dauerhaft oder lösbar, gleichgültig, ob es sich hierbei um eine unmittelbare Verbindung oder eine mittelbare Verbindung über zwischengeschaltete Komponenten handelt.
  • „Sekundärbatterie“ heißt eine wiederaufladbare Batterie, z. B. eine Art einer elektrischen Batterie, die sich mehrfach aufladen, von einem Verbraucher entladen und wiederaufladen lässt.
  • Überblick
  • Generell kann eine erfindungsgemäße Elektrode mit Zwischenphasenstruktur eine Elektrode zur Verwendung in einer bipolaren Vorrichtung (z. B. Lithium-Ionen-Akku) umfassen, die mindestens zwei Bereiche oder Schichten mit unterschiedlichem Gefüge aufweist. In einigen Beispielen weisen die Schichten dabei unterschiedliche Porositäten, unterschiedliche Materialchemie und/oder unterschiedliche Partikelgrößen der aktiven Stoffe auf. In einigen Beispielen weist die Elektrode mindestens eine Schicht auf, in der die aktiven Stoffe einen Gradienten aufweisen, oder in der es einen Partikelgrößengradienten und/oder eine multimodale Partikelgrößenverteilung der aktiven Stoffe gibt. Wie nachstehend beschrieben, können die zwei Schichten über eine Zwischenphase, die einen nicht planaren Übergangsbereich zwischen den beiden Schichten umfassen kann, miteinander verklebt werden. In einigen Beispielen umfasst die Zwischenphase eine höhere Konzentration an Bindemittelmolekülen.
  • Eine Elektrode mit mehreren Bereichen bzw. Schichten kann dabei Bereiche mit niedriger und hoher Porosität aufweisen, so dass die Elektrode insgesamt gegenüber einer homogenen Elektrode mit gleichwertiger Ladung oder Dicke eine erhöhte Energiedichte aufweist. Durch die Aufnahme der Zwischenphase kann die Elektrode die Leistungsdichte und Langlebigkeit (z. B. Aufrechterhalten der mechanischen Integrität bei Expansion und Zusammenziehen der Elektrode), Elektronenperkolation (d. h. elektronisch verbunden), Ionenleitfähigkeit, die SEI-Beständigkeit (Solid Electrolyte Interphase) und Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung aufrechterhalten.
  • Eine Elektrode kann eine Dicke aufweisen, die als senkrecht zur Ebene eines Stromabnehmers, mit dem die Elektrode verklebt ist, verlaufender Abstand zwischen dem Stromabnehmer und einer gegenüberliegenden Oberfläche der Elektrode gemessen wird. Die gegenüberliegende Fläche (auch „Oberseite“ genannt) kann im Wesentlichen planar sein. Diese Oberseite der Elektrode kann sich mit einem Separator, einem Gelelektrolyten oder einem festen Elektrolyten paaren, wenn die Elektrode in einer Zelle enthalten ist. In einigen Beispielen kann eine die erfindungsgemäße Zwischenphase umfassende Elektrode eine Dicke zwischen 20 µm und 1 mm aufweisen.
  • Beispiele, Komponenten und Alternativen
  • Folgende Abschnitte beschreiben ausgewählte Aspekte beispielhafter Vorrichtungen, die Elektroden mit Zwischenphasenstrukturen aufweisen, sowie damit zusammenhängende Systeme und/oder Verfahren. Die Beispiele in diesen Abschnitten dienen der Veranschaulichung und sind nicht als Einschränkung des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung insgesamt aufzufassen. Jeder Abschnitt kann eine oder mehrere unterschiedliche Ausführungsformen oder Beispiele und/oder zusammenhängende Informationen, Funktionen und/oder Strukturen enthalten.
  • Beispielhafte Batterie
  • Die vorliegenden Lehren offenbaren eine neue bipolare elektrochemische Vorrichtung (z. B. Batterie oder elektrochemische Zelle) und darin enthaltene Elektroden. So können die vorliegend offenbarten Ausführungsformen eine Lithium-Ionen-Batteriezelle umfassen oder sich zur Verwendung darin eignen.
  • In ist eine Lithium-Ionen-Batteriezelle 100 zu sehen, die zwei Elektroden umfasst: eine negative Elektrode (auch „Anode“ 102 genannt) und eine positive Elektrode (auch „Kathode“ 104) genannt. Stromabnehmer 106, 108, die Metallfolien oder sonstige geeignete Substrate umfassen können, sind mit den beiden Elektroden elektrisch gekoppelt. Die Stromabnehmer ermöglichen den Fluss von Elektroden, und somit auch von Strom, in und aus jeder Elektrode. Ein Elektrolyt 110 ermöglicht den Ionentransport zwischen den Elektroden 102, 104. Im vorliegenden Beispiel ist der Elektrolyt 110 eine Flüssigkeit mit aufgelösten Ionen, die eine ionische Verbindung zwischen den Elektroden 102 und 104 ermöglicht.
  • Typischerweise wird der Elektrolyt 110 von einem Separator 112 unterstützt, der den Raum zwischen Kathode und Anode physikalisch aufteilt und dabei flüssigkeitsdurchlässig ist und den Ionenfluss im Inneren des Elektrolyten 110 und zwischen jeder Elektrode ermöglicht. In einigen Ausführungsformen ergänzt ein Polymergel oder ein fester Ionenleiter den Separator bzw. tritt an dessen Stelle (und übernimmt dessen Funktion).
  • Die Elektroden selbst sind Verbundstrukturen, die aktive Stoffpartikel, ein Bindemittel, einen leitfähigen Zusatzstoff und Poren (Leerraum) zur Durchdringung durch den Elektrolyten umfassen. Eine Anordnung von Bestandteilen einer Elektrode wird als Gefüge oder konkreter als Elektrodengefüge bezeichnet.
  • Beim Bindemittel handelt es sich typischerweise um ein Polymer, z. B. Polyvinylidendifluorid (PVdF), und der leitfähige Zusatzstoff umfasst typischerweise einen Kohlenstoff im Nanometerbereich, z. B. Ruß oder Graphit. In einigen Beispielen ist das Bindemittel eine Mischung aus Carboxyl-Methylcellulose (CMC) und StyrolButadien-Kautschuk (SBR). In einigen Beispielen enthält der leitfähige Zusatzstoff ein Ketjen-Black, einen Graphit-Kohlenstoff, einen niedrigdimensionalen Kohlenstoff (z. B. Kohlenstoffnanoröhrchen) oder eine Kohlefaser.
  • Zwischen Anode 102 und Kathode 104 unterscheidet sich die Chemie der aktiven Stoffpartikel. So kann die Anode z. B. Graphit, Titanat, Titandioxid, Übergangsmetalle allgemein, Elemente der Gruppe 14 (z. B. Kohlenstoff, Silizium, Zinn, Germanium usw.), Oxide, Sulfide, Übergangsmetalle, Halogenide und Chalkogenide enthalten. Die Kathode kann Übergangsmetalle (z. B. Nickel, Kobalt, Mangan, Kupfer, Zink, Vanadium, Chrom, Eisen) sowie deren Oxide, Phosphate, Phosphite und Silikate umfassen. Die Kathode kann auch Laugen und Erdalkalimetalle, Aluminium, Aluminiumoxide und Aluminiumphosphate sowie Halogenide und Chalkogenide umfassen. In einer elektrochemischen Vorrichtung beteiligen sich die aktiven Stoffe an einer elektrochemischen Reaktion bzw. einem Prozess mit einem Arbeitsion (Arbeitsionen bei den Lithium-Ionen-Akkus sind die Lithiumionen), um Energie freizusetzen oder zu speichern.
  • Im vorliegenden Beispiel bewegen sich die Lithiumionen beim Betrieb eines Lithiumionen-Akkus zwischen der Aufnahme in aktive Stoffpartikel und der Solvatisierung im Elektrolyten. Die Masse des aktiven Stoffs, geteilt durch die Gesamtmasse einer Elektrode (bzw. Zelle), wird als aktive Stofffraktion bezeichnet. Das Volumen des aktiven Stoffs, geteilt durch das Gesamtvolumen einer Elektrode (bzw. Zelle), wird als aktive Volumenfraktion bezeichnet.
  • zeigt eine Vergrößerung eines Teils einer Zelle 100. In diesem Beispiel ist die Elektrode, was in anderen Batterien dieser Art nicht der Fall ist, geschichtet mit einer ersten Schicht 114, einer zweiten Schicht 116 und einer dazwischenliegenden Zwischenphasenschicht 118. Jede dieser Strukturen wird nachstehend näher beschrieben.
  • Beispielhafte Elektrodenschichtstrukturen
  • In der Batterietechnologie bestehen drei Herausforderungen: Vorrichtungen mit einer (1) höheren Energiedichte, (2) einer höheren Leistungsdichte und (3) geringeren Kosten als die aktuell verfügbaren Vorrichtungen zu ermöglichen. Energie- und Leistungsdichte einer elektrochemischen Zelle resultieren aus einem komplexen Zusammenspiel der physikalischen und elektrochemischen Eigenschaften der Zelle, insbesondere aus den elektrochemischen und physikalischen Eigenschaften der Elektroden, des Separators, des Stromabnehmers und des Elektrolyten.
  • Die Elektroden sind die energiespeichernden Komponenten einer elektrochemischen Energiespeichervorrichtung (z. B. Lithiumionen-Akku oder Superkondensator); häufig handelt es sich hierbei um eine Verbundstruktur aus aktiven Stoffpartikeln und elektrisch leitfähigen Partikeln, die in eine Polymerbindemittelmatrix eingebettet sind, wie vorstehend beschrieben.
  • Zu den physikalischen Eigenschaften, die die elektrische und elektrochemische Leistung von Elektroden bestimmen, gehören insbesondere: Durchschnittsgröße (z. B. Volumen) und Größenverteilungen der aktiven Stoffpartikel, Formen und Morphologie der aktiven Partikel, Porosität und Dicke der Elektrode, aktive Massefraktion sowie das Stromabnahmeverfahren und dessen Wirksamkeit (im Inneren der Elektrode und von der Elektrode hin zu einem externen Stromkreis). Diese Parameter lassen sich umfangreich abstimmen, um die Impedanz der Elektrode zu senken und die Leistung der Zelle zu erhöhen.
  • Ein wichtiger Faktor, der die Energiedichte einer Elektrode (und somit einer elektrochemischen Energiespeichervorrichtung) beeinflusst, ist die aktive Massebelastung der Elektrode. Je höher die aktive Massebelastung einer Elektrode, desto höher die Energiespeicherkapazität der Elektrode. Entsprechend besteht eine erste Strategie zur Verbesserung der Energiedichte einer Vorrichtung in der Verwendung einer Elektrode mit hoher Massebelastung (d. h. hoher Kapazität). Diese erste Strategie ist wirksam, wenn es darum geht, die Energiedichte einer Zelle durch Erhöhen einer Masse (bzw. eines Volumens) des aktiven Stoffs gegenüber einer Masse (bzw. Volumen) der inaktiven Komponenten (z. B. Stromabnehmer, Separator) zu erhöhen. Eine Zunahme einer aktiven Massefraktion (oder einer aktiven Volumenfraktion, was gleichwertig wäre) einer verpackten Zelle kann auf diese Weise erreicht werden. Außerdem führen Elektroden mit höherer aktiver Massebelastung zu einer Senkung der Kosten der Zelle pro Energieeinheit. Eine zweite Strategie zur Verbesserung der Energiedichte besteht darin, eine aktive Stofffraktion durch dichtes Zusammenpacken von aktiven Stoffpartikeln (z. B. in einem gegebenen Volumen) zu erhöhen.
  • Beide Strategien können jedoch unerwünschte Folgen haben, die andere Aspekte der Leistung der Zelle einschränken. So hat z. B. eine Erhöhung der aktiven Massebelastung ohne Dichteerhöhung eine Erhöhung der Dicke einer Elektrode zur Folge. Die Erhöhung der Dicke einer Elektrode kann die Leistungsfähigkeit negativ beeinflussen. Typischerweise wird eine Batterieelektrode dadurch hergestellt, dass eine Aufschlämmung als einheitliche Einzelschicht auf ein Stromabnehmersubstrat geschichtet wird. Mit zunehmender Elektrodendicke nimmt auch der Abstand zwischen den aktiven Stoffpartikeln, die am weitesten vom Stromabnehmer entfernt liegen, und dem Stromabnehmer selbst zu. Infolgedessen wird auch eine Strecke verlängert, die ein Elektron zurücklegen muss, um zu den vom Stromabnehmer am weitesten entfernt liegenden aktiven Stoffpartikeln zu gelangen. Als weitere Folge verlängert sich auch die Strecke, die ein Ion von einem außerhalb der Elektrode liegenden Ort hin zu einem in der Nähe des Stromabnehmers liegenden aktiven Stoffpartikel zurücklegen muss. Also führen Zunahmen bei der Elektrodendicke zu erhöhtem Ohm'schen Widerstand und reduzierter Ionenleitfähigkeit durch die Dicke der Elektrode hindurch. Da eine Leistungsdichte jener Elektrode mit dem Ionen- und Elektronentransport zwischen Elektrode und Elektrolyt zusammenhängt, senkt eine Abnahme bei diesen Leitfähigkeiten die Leistungsdichte, was zu einem umgekehrten Verhältnis zwischen Elektrodendicke und Leistungsdichte einer Batterie führt.
  • Ebenso werden negative Auswirkungen beobachtet, wenn eine Packungsdichte der aktiven Stoffpartikel erhöht wird. So kann eine Zunahme bei der Packungsdichte z. B. den Leerraum in einer Elektrode reduzieren, was zu einem weniger engmaschig verbundenen Leerraumnetzwerk führt. Folglich kann eine Länge einer Strecke, die ein Ion zurücklegen muss, um zu einer Oberfläche eines jeweiligen aktiven Stoffpartikels zu gelangen, kurvenreicher (und somit länger) sein als eine Länge einer Strecke, die ein Ion in einer poröseren Elektrode zurücklegt. Auf diese Weise kann die Erhöhung der Packungsdichte die Ionenleitfähigkeit in der Elektrode reduzieren, was sich negative auf die Leistungsdichte auswirkt.
  • In einem typischen Beispiel sind die Dichte des aktiven Stoffs und die Porosität des Gefüges durch eine ganze Elektrode hindurch einheitlich. Indem die aktiven Stoffpartikel dicht zusammengepackt und/oder die Elektroden sehr dick gemacht werden, kann es zum Aufbau von Konzentrationsgradienten an Lithiumionen in den Verbundelektrodenporen kommen, wenn ein Gerät bei hoher Frequenz betrieben wird (z. B. schnelles Auf- oder Entladen). Dieses Phänomen wird „Polarisation“ genannt; dadurch wird die Frequenzleistung (und somit auch die Leistungsdichte) einer Vorrichtung begrenzt. Aufgrund all dieser Erwägungen gilt es bei der Konstruktion einer Zelle typischerweise, einen Kompromiss zwischen Energie- und Leistungsdichte zu erreichen.
  • Für die meisten aktuellen Anwendungsfälle beschränkt sich eine maximale Dicke von Batterieelektroden generell auf 100 µm. Es wird davon ausgegangen, dass eine Erhöhung dieser maximalen Dichte auf 200 µm die volumetrischen und gravimetrischen Energiedichten um bis zu 35 % erhöht. Es wird auch davon ausgegangen, dass eine Erhöhung der Dicke und/oder Dichte einer Elektrode einen starken Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit der Herstellung, Verpackung und Endnutzung von Batterien in zahlreichen Anwendungen von der Verbraucherelektronik über Transport und Netzspeicherung ausübt. Es wäre sehr vorteilhaft, eine Elektrode mit Strukturen zu konstruieren, die einen Kompromiss zwischen Energiedichte und Leistung reduzieren oder überwinden können.
  • Es sind erhebliche Fortschritte gemacht worden, aber die vorhandenen Lösungen vermögen diese Probleme nicht zu lösen. Um diese Aufgaben mindestens teilweise zu lösen, sind Elektroden mit uneinheitlichem Gefüge vorgeschlagen worden. In einem Beispiel umfasst eine Elektrode mindestens zwei Schichten mit unterschiedlichen Gefügen (z. B. unterschiedliche aktive Stoffe, Porosität, Partikelgrößenverteilungen). Diese Schichten können ferner über den Verlauf einer Schicht eine kontinuierliche Variation des Gefüges aufweisen. Lösungen, zu denen die Bildung einer Zwischenphase und deren Eigenschaften gehören, sind aber größtenteils außer Acht gelassen worden.
  • Zum Betrieb einer Energiespeichervorrichtung unter anspruchsvollen Bedingungen an den Grenzen der Fähigkeiten einer Elektrode müssen die von der Volumenausdehnung (Anschwellen) und Zusammenziehen beim Laden bzw. Entladen von Batterieelektroden induzierten Beanspruchungen berücksichtigt werden. Dies führt zu vier miteinander zusammenhängenden Herausforderungen. In einem ersten Fall muss eine mechanische Integrität (Kohärenz) der Elektrode aufrechterhalten werden, damit eine erste Elektrodenschicht und eine zweite Elektrodenschicht miteinander verklebt (d. h. mechanisch stabil) bleiben. In einem zweiten Fall müssen erste und zweite Schicht elektronisch verbunden (perkoliert) bleiben, was den Elektronenfluss von der ersten Schicht hin zur zweiten Schicht und umgekehrt ermöglicht. In einem dritten Fall sollte die Schnittstelle zwischen den Schichten den Ionenfluss nicht blockieren oder hemmen, was zu einer Elektrolytpolarisation zwischen den Schichten führen würde. In einem viertel Fall, der konkret Anoden betrifft, sollte die Schnittstelle zwischen den Schichten keine Bereiche mit erhöhter Verdichtung schaffen, was zu einem SEI-Aufbau an der Schnittstelle zwischen den Schichten führt, der später Poren blockiert und eine Lithiumplattierung induziert. Diese Probleme stellen eine große Herausforderung dar, wenn es darum geht, eine mehrschichte Elektrode mit hoher Leistung herzustellen, indem man die Paarung zwischen zwei diskreten Schichten kontrolliert.
  • Bereitgestellt werden erfindungsgemäß Strukturen und Vorrichtung zur Erzeugung uneinheitlicher Elektrodengefügen (z. B. mit Gradienten), und somit zur Erreichung einer erhöhten Energiedichte, ohne die Leistungsdichte zu reduzieren. ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Elektrodenteils 300, der zwei aktive Verbundstoffbereiche oder -schichten 302 und 304 umfasst. Die aktiven Verbundstoffschichten können benachbarte Schichten sein, wobei jede in einer Ebene liegt, die im Allgemeinen parallel zu einem Stromabnehmer, mit dem die Elektrode verklebt ist, verläuft. Ebenen, die senkrecht zum Stromabnehmer verlaufen, können in der mit 320 gekennzeichneten Richtung liegen, so dass aktive Verbundstoffschichten 302, 304 im Allgemeinen parallel zu einer zweiten Richtung 322 sowie einer in die Abbildungsseite hinein- und wieder hinausgehenden Richtung angeordnet sind.
  • Im vorliegenden Beispiel liegt die erste aktive Verbundstoffschicht 302 dem Stromabnehmer ferner und einem Separator näher, und die zweite aktive Verbundstoffschicht 304 liegt dem Stromabnehmer näher und dem Separator ferner. Die erste aktive Verbundstoffschicht umfasst eine Vielzahl erster aktiver Stoffpartikel 340, ein Bindemittel 342 und einen leitfähigen Zusatzstoff. Die zweite aktive Verbundstoffschicht umfasst eine Vielzahl zweiter aktiver Stoffpartikel 350, ein Bindemittel 352 und einen leitfähigen Zusatzstoff. Die Bindemittel 342 und 352 können vom Typ oder der Konzentration her gleich oder unterschiedlich sein. Der erste und zweite leitfähige Zusatzstoff können vom Typ und/oder der Konzentration her gleich oder unterschiedlich sein.
  • Eine Zwischenphase 310 durchdringt und bindet die beiden aktiven Verbundstoffschichten 302 und 304. Die ersten aktiven Stoffpartikel 340 umfassen eine Anzahl Partikel mit unterschiedlichem Volumen, die eine erste Größenverteilung bilden. Die zweiten aktiven Stoffpartikel 350 umfassen eine Anzahl Partikel mit unterschiedlichem Volumen, die eine zweite Größenverteilung bilden. Die erste und zweite Verteilung können im Wesentlichen gleich oder unterschiedlich sein. Eine oder beide Verteilungen können uni- oder multimodal sein. Die ersten und zweiten aktiven Stoffpartikel können Durchschnittsflächen aufweisen, die im Wesentlichen gleich oder unterschiedlich sind, oder aber sie können Flächenverteilungen mit Modi aufweisen, die im Wesentlichen gleich oder unterschiedlich sind. Generell können die erste Vielzahl aktiver Stoffpartikel 340 und die zweite Vielzahl aktiver Stoffpartikel 350 von der chemischen Zusammensetzung, dem Typ oder der Morphologie her gleich oder unterschiedlich sein.
  • Die Zwischenphase 310 kann eine Mischung aus ersten und zweiten aktiven Stoffpartikeln mit einer erhöhten Konzentration an den ersten aktiven Stoffpartikeln enthalten, oder sie kann eine erhöhte Konzentration an den zweiten aktiven Stoffpartikeln aufweisen. Die Zwischenphase 310 kann die gleiche Zusammensetzung wie die erste oder zweite Schicht aufweisen, oder aber sie kann eine Zusammensetzung aufweisen, die eine Mischung aus der Zusammensetzung der ersten und zweiten Schicht darstellt.
  • Die Zwischenphase 310 umfasst im vorliegenden Beispiel eine erhöhte Konzentration an Bindemittelmolekülen 312 gegenüber einem ersten Verbundbereich 302 und/oder einem zweiten Verbundbereich 304. In einigen Beispielen umfasst die Zwischenphase 310 eine erhöhte Konzentration an leitfähigen Zusatzstoffmolekülen und leitfähigen Zusatzstoffmolekülen gegenüber dem ersten Verbundbereich 302 und/oder dem zweiten Verbundbereich 304. So kann die Zwischenphase 310 z. B. Ruß, Graphit-Kohlenstoffe, amorphe Kohlenstoffe, niedrigdimensionale Kohlenstoffnanostrukturen wie z. B. Graphen, einwandige Kohlenstoffnanoröhrchen, mehrwandige Kohlenstoffnanoröhrchen, Buckyballs, Übergangs- und Halbmetallpartikel und -komplexe und/oder dgl. umfassen.
  • Außerdem können diese Zusatzstoffe chemische Gruppen, Funktionalitäten, Anteile oder Reste, die Lithium leiten, um die Ionenleitung zwischen dem ersten Bereich 302 und dem zweiten Bereich 304 zu verbessern. Diese Zusatzstoffe können chemische Gruppen, Funktionalitäten, Anteile oder Reste, die Elektronen leiten, um die Elektronenleitung zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich zu verbessern. In weiteren Beispielen kann sich eine erste Austrittsarbeit der ersten aktiven Stoffpartikel im Wesentlichen von einer zweiten Austrittsarbeit der zweiten aktiven Stoffpartikel unterscheiden.
  • In diesem Beispiel kann die Zwischenphase 310 einen leitfähigen Zusatzstoff mit einer dritten Austrittsarbeit umfassen, die zwischen erster und zweiter Austrittsarbeit liegt. Dementsprechend kann die Zwischenphase 310 die elektrische Impedanz zwischen erster und zweiter Vielzahl reduzieren. In einigen Beispielen umfasst die Zwischenphase 310 eine erhöhte Konzentration an Bindemittel und eine erhöhte Konzentration an leitfähigem Zusatzstoff gegenüber dem ersten Verbundbereich 302 und/oder dem zweiten Verbundbereich 304. Im vorliegenden Sinne kann ein Bindemittel die typischen bekannten Bindemittel (z. B. PVdF, CMC, SBR) und außerdem langkettige polymere chemische Spezies sowie Kombinationen und Permutationen von Polymeren sowie andere langkettige Moleküle und/oder dgl. umfassen.
  • In einem Beispiel handelt es sich beim Elektrodenteil 300 um einen Teil einer in einer Li-lonen-Zelle enthaltenen Kathode. In diesem Beispiel kommt es beim Laden der Li-lonen-Zelle zur Delithiierung der ersten aktiven Stoffpartikel 340 und der zweiten aktiven Stoffpartikel 350. Dabei können sich die aktiven Stoffpartikel zusammenziehen, was auch ein Zusammenziehen des Elektrodenteils 300 (sowie der ganzen Elektrode) zur Folge hat. Beim Entladen der Zelle hingegen kommt es zum Lithiieren und Anschwellen der aktiven Stoffpartikel, was zum Anschwellen des Elektrodenteils 300 und der ganzen Elektrode führt.
  • In einem alternativen Beispiel handelt es sich beim Elektrodenteil 300 um einen Teil einer in einer Li-lonen-Zelle enthaltenen Anode. In diesem Beispiel kommt es beim Laden der Li-lonen-Zelle zur Lithiierung der ersten aktiven Stoffpartikel 340 und der zweiten aktiven Stoffpartikel 350. Dabei können die aktiven Stoffpartikel anschwellen, was auch ein Anschwellen des Elektrodenteils 300 (sowie der ganzen Elektrode) zur Folge hat. Beim Entladen der Zelle hingegen kommt es zur Delithiierung und Zusammenziehen der aktiven Stoffpartikel 340 und 350, was ein Zusammenziehen der Elektrode zur Folge hat.
  • In jedem dieser Beispiele kann der Elektrodenteil 300 beim Anschwellen und Zusammenziehen kohärent bleiben, und der erste Elektrodenbereich und der zweite Elektrodenbereich bleiben von der Zwischenphase 310 gebunden. Generell bewirkt die erhöhte Konzentration am Bindemittel und/oder dem leitfähigen Zusatzstoff gegenüber der Konzentration dieser Bestandteile im ersten und/oder zweiten Elektrodenbereich 302 bzw. 304 ein Verkleben der beiden Bereiche miteinander.
  • In einigen Beispielen kann die Zwischenphase 310 eine Elektrolytpufferschicht umfassen. In einem Beispiel ist ein Bindemittel- oder Zusatzstoffmolekül in der Zwischenphase 310 mit porösem Gefüge enthalten, so dass diese leicht Elektrolytlösemittel und/oder Ionen adsorbiert. In einem weiteren Beispiel ist eine Masse an einem funktionalisierten Molekül, z. B. Bindemittel oder Zusatzstoff, in der Zwischenphase 310 enthalten, wo das funktionalisierte Molekül eine Gruppe, einen Anteil oder einen Rest umfasst, der mit Elektrolytlösemittel oder Ionen in Wechselwirkung tritt, um den Elektrolyttransport in bzw. aus mindestens einem des ersten Bereichs 302, des zweiten Bereichs 304 oder der Zwischenphase 310 zu verbessern.
  • ist eine schematische Darstellung eines weiteren beispielhaften Elektrodenteils 400. Im vorliegenden Beispiel weist eine Vielzahl erster Partikel 440 in einem ersten Bereich oder einer ersten Schicht 402 eine Volumenverteilung auf, die einen kleineren Durchschnitt aufweist als das Durchschnittsvolumen einer Vielzahl zweiter Partikel 450 in einem zweiten Bereich bzw. Schicht 404 (d. h. eine kleinere Durchschnittsgröße). In einigen Beispielen weisen die ersten Partikel 440 eine gemeinsame Fläche auf, die größer ist als die gemeinsame Fläche der zweiten Partikel 450. Die im Allgemeinen parallel zum Stromabnehmer liegende Ebene kann in der Richtung 420 liegen, so dass die parallel zum Stromabnehmer liegenden Ebenen Linien, die parallel zu einer zweiten Richtung 422 verlaufen, sowie Linien, die denjenigen parallel verlaufen, die in die Abbildungsseite hinein- und wieder hinausgehen, umfassen.
  • In einigen Beispielen können die ersten Partikel 440 dem Stromabnehmer ferner und einem Separator näher liegen, und die zweiten Partikel 450 können dem Stromabnehmer näher und dem Separator ferner liegen. In anderen Beispielen ist es umgekehrt. In einer Zwischenphasenschicht 410 durchdringen sich die beiden Vielzahlen der Partikel 440 und 450 gegenseitig und binden sich aneinander.
  • Im vorliegenden Beispiel kommt es infolge des Volumenunterschieds zwischen den ersten und zweiten Partikeln zum mechanischen Ineinandergreifen zwischen den ersten Partikeln 440 und den zweiten Partikeln 450 in der Zwischenphase 410. Das mechanische Ineinandergreifen verstärkt die Kohäsion des Elektrodenteils 400. Auf diese Weise bewirkt die Zwischenphase 410 eine mechanische Stabilisierung des Elektrodenteils 400 (und der ganzen Elektrode) bei der Lithiierung bzw. Delithiierung der aktiven Stoffpartikel 440 und 450.
  • ist eine schematische Darstellung eines weiteren beispielhaften Elektrodenteils 500. Die Ansicht der ist eine Querschnittansicht, so dass eine Richtung 520 im Wesentlichen senkrecht zu einem Stromabnehmer und/oder Separator verläuft und eine Richtung 522 im Wesentlichen parallel zu einem Stromabnehmer und/oder einem Separator verläuft. Der Elektrodenteil 500 umfasst eine Vielzahl erster aktiven Partikel 540 in einem ersten Bereich oder einer ersten Schicht 502 und eine Vielzahl zweiter aktiven Partikel 550 in einem zweiten Bereich oder einer zweiten Schicht 504, sowie eine Zwischenphase 510. Die Zwischenphase 510 kann in der Richtung 520 eine Dicke 512 kleiner 8 µm aufweisen. In weiteren Beispielen kann die Dicke 512 kleiner 10 µm, kleiner 20 µm, kleiner 40 µm, kleiner 60 µm und/oder kleiner 80 µm sein.
  • Im vorliegenden Beispiel ist ein Durchschnittsabstand 552 zwischen den Partikeln 550 (in Richtung 522) in der Nähe der ersten Partikel 540 (entlang Richtung 520) größer als ein Durchschnittsabstand 558 zwischen den zweiten Partikeln 550, die von den ersten Partikeln weiter entfernt angeordnet sind. Außerdem ist ein Durchschnittsabstand 554 zwischen den zweiten Partikeln (in Richtung 522) in der Nähe der ersten Partikel (entlang Richtung 520) größer als ein Durchschnittsabstand 556 zwischen den zweiten Partikeln 550, die von den ersten Partikeln weiter entfernt angeordnet sind. Im vorliegenden Beispiel ist ein Durchschnittsabstand 542 zwischen den ersten Partikeln 540 dem Durchschnittsabstand 552 im Wesentlichen ähnlich.
  • Die Struktur des vorliegenden Beispiels kann aus einem Verfahren zum Bilden einer Elektrode (ähnlich dem nachstehend bzgl. erläuterten Verfahren) resultieren, das Aufbringen einer zweiten Verbundschicht auf eine erste Verbundschicht umfasst. In diesem Beispiel ist die erste Schicht vor dem Aufbringen der zweiten Schicht von der Porosität her im Wesentlichen homogen. Infolge des Aufbringens der zweiten Schicht durchdring das Lösemittel aus der Beschichtung der zweiten Schicht die erste Schicht und führt zum Anschwellen im Inneren der ersten Schicht. Infolgedessen nimmt ein Durchschnittsabstand zwischen einer in der ersten Schicht enthaltenen Vielzahl aktiver Stoffpartikel für den Anteil der aktiven Stoffpartikel zu, die der zweiten Schicht am nächsten liegen.
  • ist eine schematische Darstellung eines weiteren beispielhaften Elektrodenteils 600. Wie in den obigen Beispielen umfasst der Elektrodenteil 600 eine Vielzahl erster aktiven Partikel 640 in einem ersten Bereich oder einer ersten Schicht 602 und eine Vielzahl zweiter aktiven Partikel 650 in einem zweiten Bereich oder einer zweiten Schicht 604, sowie eine Zwischenphase 610. In diesem Beispiel umfasst der Elektrodenteil 600 auch eine Vielzahl dritter aktiver Stoffpartikel 660. Die Partikel 660 sind eine Teilmenge der zweiten Partikel. Hier sind die Partikel 660 z. B. im Zuge eines Kalandrierungsprozesses komprimiert worden und weisen eine gegenüber dem Rest der zweiten Partikel 650 verzerrte Form auf. Diese Schicht aus zerkleinertem oder abgeflachtem aktiven Stoff bildet eine planare Grenze und kann als „Kruste“ bezeichnet werden. Eine derartige Grenze kann in vielen Fällen unerwünscht sein. So kann die Kruste z. B. die Durchdringung bzw. Durchmischung der beiden Partikeltypen reduzieren, so dass die Zwischenphasenschicht weniger wirksam ist. ist eine Schnittansicht auf eine Elektrode 700, bei der zwei derartige Krusten vorhanden sind. Die Elektrode 700 umfasst eine erste Schicht 702 mit ersten Partikeln 704 und eine zweite Schicht 706 mit zweiten Partikeln 708 zwischen einem Stromabnehmer 710 (unten) und einem Separator 712 (oben). Wie in gezeigt, sind die zweiten Partikel 708 zusammengepresst oder kalandriert und bilden eine Kruste 714 an einer klaren planaren Grenze zwischen den beiden Schichten. An der Grenze zwischen den ersten Partikeln und dem Separator, wo die Elektrodenschichten in Vorbereitung auf die Verklebung mit dem Separator alle kalandriert wurden, ist eine zweite Kruste 716 vorhanden. Wie vorliegend an zahlreichen Stellen erläutert, kann sich diese Elektrode schlechter dazu eignen, den Anforderungen an die mechanische Integrität, der Elektronenperkolation, der Ionenleitung und dem SEI-Aufbau zwischen den beiden aktiven Verbundstoffschichten standzuhalten.
  • ist eine Schnittansicht auf einen beispielhaften Elektrodenteil 800, der den Elektrodenteilen 400 bzw. 500 ähnlich ist. In diesem Beispiel sind aktive Stoffe 802 auf ein Stromabnehmersubstrat 804 geschichtet worden. Die aktiven Stoffe umfassen eine erste Schicht 806, die eine Vielzahl erster aktiver Stoffpartikel 808 umfasst, die durch ein erstes Bindemittel miteinander verklebt sind. Die ersten Partikel weisen eine erste durchschnittliche Partikelgröße auf. Die aktiven Stoffe 802 umfassen ferner eine zweite Schicht 810, die eine Vielzahl zweiter aktiver Stoffpartikel 812 umfasst, die durch ein zweites Bindemittel miteinander verklebt sind. Die zweiten Partikel weisen dabei eine zweite durchschnittliche Partikelgröße auf, die sich von der ersten unterscheidet. In diesem Beispiel sind die zweiten Partikel kleiner als die ersten Partikel.
  • Der Elektrodenabschnitt 800 umfasst auch eine Zwischenphasenschicht 814, die die erste Schicht 806 mit der zweiten Schicht 810 verklebt. Im vorliegenden Beispiel kann die Zwischenphase 814 eine Zusammensetzung aufweisen, die der ersten Schicht 806, der zweiten Schicht 810 oder einer physikalischen Mischung aus beiden Schichten im Wesentlichen ähnelt. Ferner kann die Zwischenphase 814 im vorliegenden Beispiel eine Zusammensetzung und Konzentration des Bindemittels aufweisen, die der ersten Schicht 806, der zweiten Schicht 810 oder einer physikalischen Mischung aus beiden Schichten im Wesentlichen ähneln. Darüber hinaus kann die Zwischenphase 814 im vorliegenden Beispiel eine Zusammensetzung und Konzentration des leitfähigen Zusatzstoffs aufweisen, die der ersten Schicht 806, der zweiten Schicht 810 oder einer physikalischen Mischung aus beiden Schichten im Wesentlichen ähneln. Die Zwischenphasenschicht 814 umfasst eine Durchmischung oder Durchdringung der ersten und zweiten Partikel, so dass die Zwischenphasenschicht eine dritte durchschnittliche Partikelgröße aufweist, die kleiner ist als die erste durchschnittliche Partikelgröße und größer ist als die zweite durchschnittliche Partikelgröße. Mit anderen Worten umfasst die Zwischenphasenschicht 814 einen schrittweisen Übergang von den ersten Partikeln der ersten Schicht 806 hin zu den zweiten Partikeln der zweiten Schicht 810. Mit der zweiten Schicht 810 ist ein Separator 816 verklebt.
  • ist eine schematische Darstellung eines weiteren beispielhaften Elektrodenteils 900, der zwei aktive Verbundstoffschichten 902 und 904 umfasst. Die aktiven Verbundstoffschichten können benachbarte Schichten sein, wobei jede in einer Ebene liegt, die im Allgemeinen parallel zu einem Stromabnehmer, mit dem die Elektrode verklebt ist, verläuft. Ebenen, die senkrecht zum Stromabnehmer verlaufen, können in der mit 920 gekennzeichneten Richtung liegen, so dass aktive Verbundstoffschichten 902, 904 im Allgemeinen parallel zu einer zweiten Richtung 922 sowie einer in die Abbildungsseite hinein- und wieder hinausgehenden Richtung angeordnet sind.
  • Im vorliegenden Beispiel liegt die erste aktive Verbundstoffschicht 902 dem Stromabnehmer ferner und einem Separator näher, und die zweite aktive Verbundstoffschicht 904 liegt dem Stromabnehmer näher und dem Separator ferner. Die erste aktive Verbundstoffschicht 902 umfasst eine Vielzahl erster aktiver Stoffpartikel 940, ein Bindemittel und einen leitfähigen Zusatzstoff. Die zweite aktive Verbundstoffschicht 904 umfasst eine Vielzahl zweiter aktiver Stoffpartikel 950, ein Bindemittel und einen leitfähigen Zusatzstoff.
  • Eine Zwischenphase 910 durchdringt und bindet die beiden aktiven Verbundstoffschichten 902 und 904. Die ersten aktiven Stoffpartikel 902 umfassen eine Anzahl Partikel mit unterschiedlichem Volumen, die eine erste Größenverteilung bilden. Die zweiten aktiven Stoffpartikel 904 umfassen eine Anzahl Partikel mit unterschiedlichem Volumen, die eine zweite Größenverteilung bilden. Die erste und zweite Verteilung können im Wesentlichen gleich oder unterschiedlich sein. Eine oder beide Verteilungen können uni- oder multimodal sein. Die ersten und zweiten aktiven Stoffpartikel können Durchschnittsflächen aufweisen, die im Wesentlichen gleich oder unterschiedlich sind, oder aber sie können Flächenverteilungen mit Modi aufweisen, die im Wesentlichen gleich oder unterschiedlich sind.
  • Im vorliegenden Beispiel umfasst die Zwischenphase 910 eine nicht planare Grenze zwischen der ersten aktiven Verbundstoffschicht 902 und der zweiten aktiven Verbundstoffschicht 904. Die erste aktive Verbundstoffschicht 902 und die zweite aktive Verbundstoffschicht 904 weisen jeweilige dreidimensionale, einander durchdringende Finger 914 und 916 auf, die die beiden aktiven Verbundstoffschichten zum Ineinandergreifen bringen, wodurch eine mechanisch robuste Zwischenphase gebildet wird, die Beanspruchungen infolge der Expansion und des Zusammenziehens der Elektrode standhalten kann. Außerdem stellen die von den ersten Fingern 914 und den zweiten Fingern 916 definierten nicht planaren Oberflächen eine vergrößerte Gesamtfläche der Zwischenphasengrenze dar, was mehr Bindungsstellen zwischen der ersten aktiven Verbundstoffschicht und der zweiten aktiven Verbundstoffschicht bereitstellt. Die Finger 914 und 916 können als Finger, Vorsprünge, Verlängerungen und/oder dgl. bezeichnet werden. Außerdem kann die Beziehung zwischen den Fingern 914 und 916 als Ineinandergreifen, gegenseitiges Durchdringen, Verzahnung, Verbindung und/oder dgl. bezeichnet werden.
  • Die Finger 914 und die Finger 916 sind eine Vielzahl im Wesentlichen diskreter gegenseitigen Durchdringungen, wobei die Finger 914 im Allgemeinen aus ersten aktiven Stoffpartikeln 940 und die Finger 916 im Allgemeinen aus zweiten aktiven Stoffpartikeln 950 bestehen. Analog einer unregelmäßigen Form der Röhrenkonstruktion von Lego-Steinen greifen die Finger dreidimensional ineinander. Entsprechend wird die Elektrode typischerweise in keiner Richtung von den Fingern 914 und 196 überspannt, so dass ein senkrecht zum Schnitt der verlaufender Querschnitt ebenfalls eine nicht planare, wellige Grenze ähnlich der der zeigen wird. Obwohl die Finger 914 und 916 eine uneinheitliche Größe oder Form aufweisen können, können sie eine typische oder Durchschnittslänge 918 aufweisen. In einigen Beispielen kann die Länge 918 der Finger 914 und 916 in einem Bereich zwischen dem Zwei- und Fünffachen der jeweils Kleineren der durchschnittlichen Partikelgröße der aktiven Stoffpartikel der ersten aktiven Verbundstoffschicht oder der zweiten aktiven Verbundstoffschicht liegen. In einigen Beispielen kann die Länge 918 der Finger 914 und 916 in einem Bereich zwischen dem Sechs- und Zehnfachen der jeweils Kleineren der durchschnittlichen Partikelgröße der aktiven Stoffpartikel der ersten aktiven Verbundstoffschicht oder der zweiten aktiven Verbundstoffschicht liegen. In einigen Beispielen kann die Länge 918 der Finger 914 und 916 in einem Bereich zwischen dem Elf- und Fünfzigfachen der jeweils Kleineren der durchschnittlichen Partikelgröße der aktiven Stoffpartikel der ersten aktiven Verbundstoffschicht oder der zweiten aktiven Verbundstoffschicht liegen. In einigen Beispielen kann die Länge 918 der Finger 914 und 916 größer sein als das Fünfzigfache der jeweils Kleineren der durchschnittlichen Partikelgröße der aktiven Stoffpartikel der ersten aktiven Verbundstoffschicht oder der zweiten aktiven Verbundstoffschicht.
  • In einigen Beispielen kann die Länge 918 der Finger 914 und 916 im Bereich von etwa 2 bis etwa 5 m liegen. In einigen Beispielen kann die Länge 918 der Finger 914 und 916 in einem Bereich zwischen etwa 6 und etwa 10 µm liegen. In einigen Beispielen kann die Länge 918 der Finger 914 und 916 in einem Bereich zwischen etwa 11 und etwa 50 µm liegen. In einem weiteren Beispiel kann die Länge 918 der Finger 914 und 916 etwa 50 µm übersteigen.
  • Im vorliegenden Beispiel wird eine Gesamtdicke 924 des Zwischenphasenbereichs 910 definiert durch den gegenseitigen Durchdringungsgrad zwischen den beiden aktiven Verbundstoffschichten. Eine Untergrenze 926 kann durch den von der ersten aktiven Verbundstoffschicht 902 (d. h. von den Fingern 914) erreichten tiefsten Punkt definiert werden. Eine Obergrenze 928 kann durch den von der zweiten aktiven Verbundstoffschicht 904 (d. h. von den Fingern 916) erreichten höchsten Punkt definiert werden. Die Gesamtdicke 924 des Zwischenphasenbereichs 910 kann als Trennung oder Abstand zwischen den Grenzen 926 und 928 definiert werden. In einigen Beispielen kann die Gesamtdicke des Zwischenphasenbereichs 910 in einem oder mehreren verschiedener relativer Bereiche liegen, so z. B. zwischen etwa 200 % (2x) und etwa 500 % (5x), etwa 500 % (5x) und etwa 1000 % (10x), etwa 1000 % (10x) und etwa 5000 % (50x), und/oder größer 5000 % (50x) der durchschnittlichen Partikelgröße der aktiven Stoffpartikel der jeweils Kleineren der ersten aktiven Verbundstoffschicht oder der zweiten aktiven Verbundstoffschicht.
  • In einigen Beispielen kann die Gesamtdicke 924 des Zwischenphasenbereichs 910 in einem oder mehreren verschiedener absoluter Bereiche liegen, so z. B. zwischen etwa 3 und etwa 10 µm, etwa 10 und etwa 50 µm, etwa 50 und etwa 100 µm, etwa 100 und etwa 150 µm und/oder größer etwa 150 µm.
  • Im vorliegenden Beispiel weisen die ersten aktiven Stoffpartikel 940 der ersten aktiven Verbundstoffschicht 902 eine Volumenverteilung mit einem größeren Durchschnittswert als ein Durchschnittsvolumen der zweiten aktiven Stoffpartikel 950 in der zweiten aktiven Verbundstoffschicht 904, d. h. eine größere Durchschnittsgröße, auf. In einigen Beispielen weisen die ersten aktiven Stoffpartikel 940 eine gemeinsame Fläche auf, die kleiner ist als die gemeinsame Fläche der zweiten aktiven Stoffpartikel 950. In anderen Beispielen ist es umgekehrt. Die ersten aktiven Stoffpartikel 940 weisen eine Volumenverteilung mit einem kleineren Durchschnittswert als das Durchschnittsvolumen der zweiten aktiven Stoffpartikel 950, d.h. eine kleinere Durchschnittsgröße, auf. In einigen Beispielen weisen die ersten aktiven Stoffpartikel 940 eine gemeinsame Fläche auf, die größer ist als eine gemeinsame Fläche der zweiten aktiven Stoffpartikel 950.
  • Im vorliegenden Beispiel weisen die ersten aktiven Stoffpartikel 940 und die zweiten aktiven Stoffpartikel 950 eine im Wesentlichen sphärische Partikelmorphologie auf. In anderen Beispielen können eine oder beide Vielzahlen aktiver Stoffpartikel in jedweder aktiven Verbundstoffschicht eine folgender Partikelmorphologien aufweisen: flockenartig, plättchenartig, unregelmäßig, kartoffelförmig, länglich, gebrochen, Agglomerate als kleineren Partikeltypen und/oder eine Kombination davon.
  • Bei einer Lithiierung oder Delithiierung der Partikel des Elektrodenteils 900, wie vorstehend in Bezug auf die Elektrode 300 erläutert, (d. h. bei Anschwellen und Zusammenziehen) bleibt der Elektrodenteil 900 kohärent, und die erste aktive Verbundstoffschicht und die zweite aktive Verbundstoffschicht bleiben von der Zwischenphase 910 gebunden. Generell dient das Ineinandergreifen bzw. die gegenseitige Durchdringung der Finger 914 und 916 sowie die erhöhte Fläche der Zwischenphasengrenze der Verklebung der beiden Bereiche miteinander.
  • ist eine schematische Darstellung eines weiteren beispielhaften Elektrodenteils 1000, der zwei aktive Verbundstoffschichten 1002 und 1004 umfasst, die eine Zwischenphase 1010 mit ineinandergreifenden Fingern 1014 und 106 bilden. Die aktiven Verbundstoffschichten können benachbarte Schichten sein, wobei jede in einer Ebene liegt, die im Allgemeinen parallel zu einem Stromabnehmer, mit dem die Elektrode verklebt ist, verläuft. Ebenen, die senkrecht zum Stromabnehmer verlaufen, können in der mit 1020 gekennzeichneten Richtung liegen, so dass aktive Verbundstoffschichten 1002, 1004 im Allgemeinen parallel zu einer zweiten Richtung 1022 sowie einer in die Abbildungsseite hinein- und wieder hinausgehenden Richtung angeordnet sind.
  • Im vorliegenden Beispiel liegt die erste aktive Verbundstoffschicht 1002 dem Stromabnehmer ferner und einem Separator näher, und die zweite aktive Verbundstoffschicht 1004 liegt dem Stromabnehmer näher und dem Separator ferner. Die erste aktive Verbundstoffschicht 1002 umfasst eine Vielzahl erster aktiver Stoffpartikel 1040, ein Bindemittel und einen leitfähigen Zusatzstoff. Die zweite aktive Verbundstoffschicht 1004 umfasst eine Vielzahl zweiter aktiver Stoffpartikel 1050, ein Bindemittel und einen leitfähigen Zusatzstoff.
  • Die Elektrode 1000 ist der Elektrode 900 im Wesentlichen ähnlich, und lässt sich generell ähnlich beschreiben. Im vorliegenden Beispiele der weisen die ersten aktiven Stoffpartikel 1040 in der ersten aktiven Verbundstoffschicht 1002 jedoch eine im Wesentlichen sphärische Partikelmorphologie auf, während die zweiten aktiven Stoffpartikel 1050 der zweiten aktiven Verbundstoffschicht 1004 sphärisch, flockenartig, plättchenartig, unregelmäßig, kartoffelförmig, gebrochen, Agglomerate aus kleineren Partikeltypen sind oder eine Morphologie aufweisen, die eine Kombination der vorgenannten Morphologien darstellt. In anderen Beispielen kann es auch umgekehrt sein.
  • ist eine Schnittansicht auf einen beispielhaften Elektrodenteil 1100, der den Elektrodenteilen 900 und 1000 ähnlich ist. In diesem Beispiel sind aktive Stoffpartikel 1102 auf ein Stromabnehmersubstrat 1104 geschichtet worden. Die aktiven Stoffe umfassen eine erste aktive Verbundstoffschicht 1106, die eine Vielzahl erster aktiver Stoffpartikel 1108 umfasst, die durch ein erstes Bindemittel miteinander verklebt sind. Die ersten aktiven Stoffpartikel 1108 weisen eine erste durchschnittliche Partikelgröße 1118 auf. Die aktiven Stoffpartikel 1102 umfassen ferner eine zweite aktive Verbundstoffschicht 1110, die eine Vielzahl zweiter aktiven Stoffpartikel 1112 umfasst, die durch ein zweites Bindemittel miteinander verklebt sind. Die zweiten aktiven Stoffpartikel 1112 weisen eine zweite durchschnittliche Partikelgröße 1120 auf, die sich von der ersten unterscheidet. In diesem Beispiel sind die zweiten aktiven Stoffpartikel 1112 kleiner als die ersten aktiven Stoffpartikel 1108. In anderen Beispielen ist es umgekehrt.
  • Eine im Wesentlichen nicht planare Zwischenphasengrenze 1114 ist zwischen der ersten aktiven Verbundstoffschicht 1106 und der zweiten aktiven Verbundstoffschicht 1110 angeordnet. Die erste aktive Verbundstoffschicht weist Finger 1122 auf, die sich in die zweite aktive Verbundstoffschicht hinein erstrecken, und die zweite aktive Verbundstoffschicht weist Finger 1126 auf, die sich in die erste aktive Verbundstoffschicht hinein erstrecken. Eine Unter- 1125 und eine Obergrenze 1128 des Zwischenphasenbereichs werden durch den von den ersten Fingern 1122 erreichten tiefsten Punkt bzw. den von den zweiten Fingern 1124 erreichten höchsten Punkt definiert.
  • Die Strukturen der - können aus einem Verfahren zum Bilden einer Elektrode (z. B. dem nachstehend bzgl. beschriebenen Verfahren) resultieren, das Aufbringen einer zweiten aktiven Verbundstoffaufschlämmung auf eine erste aktive Verbundstoffaufschlämmungsschicht umfasst. Infolge der Beschichtung der beiden Schichten kommt es zu einem begrenzten Mischen eines Lösemittels aus der ersten aktiven Verbundstoffaufschlämmung und der zweiten aktiven Verbundstoffaufschlämmung, was die Bildung ineinandergreifender Fingerstrukturen zur Folge hat.
  • Obwohl vorstehend verschiedene Elektrodenteile mit zwei durch eine Zwischenphase gekoppelten aktiven Verbundstoffschichten dargestellt und beschrieben werden, können erfindungsgemäße Elektroden zusätzliche Schichten, so etwa insgesamt drei oder vier aktive Verbundstoffschichten, umfassen. Jede der zusätzlichen Schichten kann, im Wesentlichen der vorliegenden Beschreibung entsprechend, durch eine jeweilige Zwischenphase mit mindestens einer benachbarten Schicht verklebt werden. In einigen Beispielen ist jede der Zwischenphasenschichten vom selben Typ. In einigen Beispielen können unterschiedliche Zwischenphasentypen in einer Elektrode (d. h. zwischen unterschiedlichen Paaren aktiver Verbundstoffschichten) vorliegen.
  • Die vorstehend beschriebenen Beispiele und Ausführungsformen sollen keineswegs als Einschränkung aufgefasst werden und können in verschiedenen Permutationen und Kombinationen zusammen betrachtet werden. Die vorstehenden Beispiele umfassen Lithium-Ionen-Batterien, es könnten aber weitere Beispiele und Ausführungsformen für eine beliebige elektrochemische oder bipolare Vorrichtung mit Flüssig-Fest-, Gas-Fest- oder Fest-Fest-Schnittstelle, wo ein elektrolytisches Medium eine Elektrode mit Mikro- oder Nanogefüge durchdringt, Verwendung finden.
  • Verfahrensbeispiel
  • In diesem Abschnitt werden Schritte eines Verfahrensbeispiels 1200 zur Bildung einer eine Zwischenphase umfassenden Elektrode beschrieben; siehe . Aspekte der vorliegend beschriebenen Elektroden und Herstellungsgeräte können in nachfolgend beschriebenen Verfahrensschritten verwendet werden. Ggf. wird auf Komponenten und Systeme verwiesen, die zur Ausführung jedes Schritts verwendet werden können. Diese Verweise dienen lediglich der Veranschaulichung und sollen die Möglichkeiten zur Ausführung eines jeweiligen Verfahrensschritts auf keinen Fall einschränken.
  • ist ein Flussdiagramm der in einem Verfahrensbeispiel ausgeführten Schritte; darin werden nicht unbedingt der komplette Prozess oder alle Verfahrensschritte aufgezählt. Obwohl nachstehend verschiedene Schritte des Verfahrens 1200 beschrieben und in der abgebildet werden, müssen nicht unbedingt alle Schritte ausgeführt werden, und in einigen Fällen können sie gleichzeitig oder in einer anderen als der dargestellten Reihenfolge ausgeführt werden.
  • Der Schritt 1202 des Verfahrens 1200 umfasst Vorsehen eines Substrats. In einigen Beispielen umfasst das Substrat einen Stromabnehmer, so z. B. die vorstehend beschriebenen Stromabnehmer 106, 108 (u. a.). In einigen Beispielen umfasst das Substrat eine Metallfolie.
  • Als nächstes umfasst das Verfahren 1200 eine Vielzahl Schritte, in denen mindestens ein Teil des Substrats mit einem aktiven Verbundstoff beschichtet wird. Dies kann dadurch erfolgen, dass das Substrat zum Bewegen an einem Gerät zur Abgabe des aktiven Verbundstoffs vorbei (oder umgekehrt) veranlasst wird, welches das Substrat nachstehender Beschreibung entsprechend beschichtet.
  • Der Schritt 1204 des Verfahrens 1200 umfasst Schichten einer ersten Schicht einer Verbundelektrode auf einer ersten Seite des Substrats. In einigen Fällen kann die erste Schicht eine Vielzahl erster Partikel umfassen, die durch ein erstes Bindemittel miteinander verklebt sind, wobei die ersten Partikel eine erste durchschnittliche Partikelgröße aufweisen.
  • Der Beschichtungsprozess des Schritts 1204 kann ein oder mehrere geeignete Beschichtungsverfahren umfassen, so z. B. Schlitzdüse, Bladestrich, Spritzbeschichtung, elektrostatische Strahlbeschichtung oder dgl. In einigen Beispielen wird die erste Schicht als nasse Aufschlämmung aus Lösemittel (Wasser oder NMP), Bindemittel, leitfähigem Zusatzstoff und aktivem Stoff aufgebracht. In einigen Beispielen wird die erste Schicht als aktiver Stoff mit Bindemittel und/oder leitfähigem Zusatzstoff trocken aufgebracht. Der Schritt 1204 kann wahlweise Trocknen der ersten Schicht der Verbundelektrode umfassen.
  • Der Schritt 1206 des Verfahrens 1200 umfasst Aufbringen einer zweiten Schicht einer Verbundelektrode auf die erste Seite des Substrats, auf die erste Schicht, wodurch ein mehrschichtiges (z. B. stratifiziertes) Gefüge gebildet wird. Die zweite Schicht kann eine Vielzahl durch ein zweites Bindemittel verklebter zweiter Partikel umfassen, wobei die zweiten Partikel eine zweite durchschnittliche Partikelgröße aufweisen.
  • Der Schritt 1208 des Verfahrens 1200 umfasst Bilden einer Zwischenphasenschicht, die die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebt. Die Bildung dieser Zwischenphasenschicht kann durch Herbeiführen einer gegenseitigen Durchdringung der ersten und zweiten Schicht erfolgen. Dies kann zu einer erhöhten oder reduzierten Konzentration an einem Bindemittel und/oder einem leitfähigen Zusatzstoff führen. Enthalten die erste und zweite Schicht unterschiedliche Partikelgrößen, so umfasst die Zwischenschicht eine Durchmischung der ersten und zweiten Partikel, so dass die ersten Partikel der ersten Schicht und die zweiten Partikel der zweiten Schicht ineinandergreifen.
  • In einigen Beispielen erfolgt der Schritt 1208 gleichzeitig mit oder unmittelbar im Anschluss an den Schritt 1206. Wenn diese Beispiele Trocknen der ersten Schicht der Verbundelektrode umfassen, kommt es zur Rückbefeuchtung der ersten Schicht im Schritt 1206 (Aufbringen der zweiten Schicht auf die erste Schicht). Die Rückbefeuchtung der ersten Schicht führt zu einem Porositätsgradienten zwischen den aktiven Stoffpartikeln in der ersten Schicht und/oder den aktiven Stoffpartikeln in der Zwischenphase. Alternativ wird durch die Rückbefeuchtung der ersten Schicht durch das Lösemittel aus der zweiten Schicht das Bindemittel in der ersten Schicht neu solvatisiert, um eine Durchmischung der ersten aktiven Stoffpartikel und der zweiten aktiven Stoffpartikel zu bewirken, was zur Bildung ineinandergreifender Finger führt.
  • In einigen Beispielen umfasst die Bildung einer Zwischenphase im Schritt 1208 ein zusätzliches Ablagern oder Aufbringen von Stoff auf die erste Schicht vor der Aufbringung der zweiten Schicht. So kann z. B. auf die erste Schicht ein Bindemittel einer dritten Art abgelagert werden.
  • In einigen Beispielen können die Schritte 1204 und 1206 im Wesentlichen gleichzeitig erfolgen, so dass die Zwischenphase des Schritts 1208 als ineinandergreifende Finger (z. B. Finger 914, 916) gebildet wird. Diese Finger werden gebildet durch gleichzeitiges Extrudieren der beiden aktiven Stoffaufschlämmungen durch ihre jeweiligen Öffnungen. Hierdurch wird auf dem sich bewegenden Substrat eine zweischichtige Abperlung und Beschichtung der Aufschlämmung gebildet. Unterschiede bei Viskosität, Oberflächenspannung, Dichte, Feststoffgehalt und/oder eingesetzten Lösemitteln zwischen der ersten aktiven Stoffaufschlämmung und der zweiten aktiven Stoffaufschlämmung können aufeinander abgestimmt werden, um ineinandergreifende Fingerstrukturen an der Grenze zwischen den beiden aktiven Verbundstoffschichten zu schaffen. In einigen Ausführungsformen können die Viskositäten, Oberflächenspannungen, Dichten, Feststoffgehalte und/oder Lösemittel im Wesentlichen ähnlich sein. Die Schaffung ineinandergreifender Strukturen wird unterstützt durch eine turbulente Strömung an der nassen Schnittstelle zwischen der Elektrodenaufschlämmung des ersten aktiven Stoffs und der Elektrodenaufschlämmung des zweiten aktiven Stoffs, die ein Teildurchmischen der Elektrodenaufschlämmungen der beiden aktiven Stoffe herbeiführt.
  • Ein zu starkes Durchmischen der Elektrodenaufschlämmungen der beiden aktiven Stoffen kann zum Verlust eines funktionellen Gradienten beim resultierenden Elektrodenverbundstoff, während ein zu schwaches Durchmischen der Elektrodenaufschlämmungen der beiden aktiven Stoffe eine weniger bevorzugte, im Wesentlichen planare Zwischenphasengrenze ergeben kann. Außerdem ist die (dem Stromabnehmer am nächsten liegende) erste Schicht zur Gewährleistung einer ordentlichen Härtung im Trocknungsprozess derart konfiguriert, dass sie vor der (dem Stromabnehmer ferner liegenden) zweiten Schicht unter Entfernung des Lösemittels getrocknet wird, um sog. „Skin-Over“-Effekte und Blasenbildung in den resultierenden getrockneten Beschichtungen zu vermeiden.
  • Generell weist die erste aktive Verbundstoffaufschlämmung eine erste Viskosität auf und die zweite aktive Verbundstoffaufschlämmung weist eine zweite Viskosität auf, die sich von der ersten unterscheidet. In einigen Beispielen beträgt der Soll-Viskositätsunterschied zwischen der Elektrodenaufschlämmung des ersten aktiven Stoffs und der Elektrodenaufschlämmung des zweiten aktiven Stoffs 100 - 1000 cP. In anderen Beispielen beträgt der Soll-Viskositätsunterschied zwischen der Elektrodenaufschlämmung des ersten aktiven Stoffs und der Elektrodenaufschlämmung des zweiten aktiven Stoffs 2000 - 5000 cP. In anderen Beispielen beträgt der Soll-Viskositätsunterschied zwischen der Elektrodenaufschlämmung des ersten aktiven Stoffs und der Elektrodenaufschlämmung des zweiten aktiven Stoffs 6000 - 10 000 cP. In anderen Beispielen übersteigt der Soll-Viskositätsunterschied zwischen der Elektrodenaufschlämmung des ersten aktiven Stoffs und der Elektrodenaufschlämmung des zweiten aktiven Stoffs 10 000 cP.
  • In einigen Beispielen beträgt der Soll-Oberflächenspannungsunterschied zwischen der Elektrodenaufschlämmung des ersten aktiven Stoffs und der Elektrodenaufschlämmung des zweiten aktiven Stoffs 0,5 - 1 dyn/cm. In anderen Beispielen beträgt der Soll-Oberflächenspannungsunterschied zwischen der Elektrodenaufschlämmung des ersten aktiven Stoffs und der Elektrodenaufschlämmung des zweiten aktiven Stoffs 1 - 5 dyn/cm. In anderen Beispielen beträgt der Soll-Oberflächenspannungsunterschied zwischen der Elektrodenaufschlämmung des ersten aktiven Stoffs und der Elektrodenaufschlämmung des zweiten aktiven Stoffs 6 - 10 dyn/cm. In anderen Beispielen übersteigt der Soll-Oberflächenspannungsunterschied zwischen der Elektrodenaufschlämmung des ersten aktiven Stoffs und der Elektrodenaufschlämmung des zweiten aktiven Stoffs 10 dyn/cm.
  • In einigen Beispielen beträgt der Soll-Dichteunterschied zwischen der Elektrodenaufschlämmung des ersten aktiven Stoffs und der Elektrodenaufschlämmung des zweiten aktiven Stoffs 0,01 - 0,1 g/cm3. In anderen Beispielen beträgt der Soll-Dichteunterschied zwischen der Elektrodenaufschlämmung des ersten aktiven Stoffs und der Elektrodenaufschlämmung des zweiten aktiven Stoffs 0,2 - 0,5 g/cm3. In anderen Beispielen beträgt der Soll-Dichteunterschied zwischen der Elektrodenaufschlämmung des ersten aktiven Stoffs und der Elektrodenaufschlämmung des zweiten aktiven Stoffs 0,5 - 1 g/cm3. In anderen Beispielen übersteigt der Soll-Dichteunterschied zwischen der Elektrodenaufschlämmung des ersten aktiven Stoffs und der Elektrodenaufschlämmung des zweiten aktiven Stoffs 1 g/cm3.
  • In einigen Beispielen beträgt der Soll-Feststoffgehaltsunterschied zwischen der Elektrodenaufschlämmung des ersten aktiven Stoffs und der Elektrodenaufschlämmung des zweiten aktiven Stoffs 0,25 - 1 %. In anderen Beispielen beträgt der Soll-Feststoffgehaltsunterschied zwischen der Elektrodenaufschlämmung des ersten aktiven Stoffs und der Elektrodenaufschlämmung des zweiten aktiven Stoffs 2 - 5 %. In anderen Beispielen beträgt der Soll-Feststoffgehaltsunterschied zwischen der Elektrodenaufschlämmung des ersten aktiven Stoffs und der Elektrodenaufschlämmung des zweiten aktiven Stoffs 6 - 10 %. In anderen Beispielen übersteigt der Soll-Feststoffgehaltsunterschied zwischen der Elektrodenaufschlämmung des ersten aktiven Stoffs und der Elektrodenaufschlämmung des zweiten aktiven Stoffs 10 %.
  • In einigen Beispielen können die in der Elektrodenaufschlämmung des ersten bzw. zweiten aktiven Stoff verwendeten ein oder mehreren Lösemittel aus mindestens einem Lösemittel folgender Gruppe bestehen: Wasser, Dimethylformamid, Ethanol, Propanol, Propan-2-ol, Butanol, 2-Methylpropan-1-ol, N-Methyl-2-pyrrolidon, Dimethylsulfoxid, Diethylether, Dimethylether und Ethylmethylether.
  • Das Verfahren 1200 kann wahlweise umfassen: Trocknen der Verbundelektrode im Schritt 1210 und Kalandrieren der Verbundelektrode im Schritt 1212. In diesen optionalen Schritten können sowohl die erste wie auch die zweite Schicht als Kombinationsstruktur den Trocknungs- und Kalandrierungsprozess erfahren. In einigen Beispielen können die Schritte 1210 und 1212 kombiniert werden (z. B. in einem Warmwalzprozess). In einigen Beispielen umfasst der Trocknungsschritt 1210 eine Art Heizung und Energietransport von und zur Elektrode (z. B. Konvektion, konduktive Erwärmung, Strahlung), um den Trocknungsprozess zu beschleunigen. In einigen Beispielen tritt ein weiterer Kompressions-, Press- oder Verdichtungsprozess an die Stelle des Kalandrierungsschritts 1212. In einigen Beispielen kann das Kalandrieren der Elektrode durch Pressen der kombinierten ersten und zweiten Schichten auf das Substrat erfolgen, so dass eine Elektrodendichte uneinheitlich erhöht wird, wobei die erste Schicht eine erste Porosität und die zweite Schicht eine zweite kleinere Porosität aufweist.
  • Beispielhaftes Abgabegerät
  • Im vorliegenden Abschnitt wird ein beispielhaftes System 1300 beschrieben, das sich zum Einsatz im Verfahren 1200 eignet. In einigen Beispielen können ein Schlitzdüsen-Beschichtungskopf mit mindestens zwei Fluidschlitzen, -hohlräumen, -leitungen und -pumpen verwendet werden, um eine Batterieelektrode mit mindestens einer durchdringenden Grenzschicht zwischen aktiven Verbundstoffschichten herzustellen. In einigen Beispielen wird ein Schlitzdüsen-Beschichtungskopf mit zwei Hohlräumen verwendet, um eine Batterieelektrode mit einer durchdringenden Grenzschicht zwischen zwei aktiven Verbundstoffschichten herzustellen. In einigen Beispielen wird ein Schlitzdüsen-Beschichtungskopf mit drei Hohlräumen verwendet, um eine Batterieelektrode mit zwei durchdringenden Grenzschichten zwischen drei aktiven Verbundstoffschichten herzustellen. In anderen Beispielen werden zusätzliche Hohlräume zur Schaffung zusätzlicher Schichten verwendet. Das System 1300 umfasst einen Schlitzdüsen-Beschichtungskopf mit zwei Hohlräumen.
  • Beim System 1300 handelt es sich um ein Herstellungssystem, in dem ein Foliensubstrat 1302 (Stromabnehmersubstrat 804) von einer revolvierenden Gegenwalze 1304 an einem ortsfesten Abgabegerät 1306 vorbei befördert wird. Das Abgabegerät 1306 kann dabei ein beliebiges geeignetes Abgabegerät umfassen, das derart konfiguriert ist, dass es mindestens eine Schicht aus aktiver Stoffaufschlämmung auf das Substrat gleichmäßig aufbringt, wie es bzgl. der Schritte 1204 und 1206 des Verfahrens 1200 beschrieben wurde. In einigen Beispielen kann das Substrat ortsfest gehalten werden, während sich der Abgabekopf bewegt. In einigen Beispielen können sich beide bewegen.
  • Das Abgabegerät 1306 kann z. B. eine Doppelkammer-Schlitzdüsen-Beschichtungsvorrichtung sein, die einen Beschichtungskopf 1308 mit zwei Öffnungen 1310 und 1312 umfasst. Ein Aufschlämmungszuführungssystem führt zwei unterschiedliche aktive Stoffaufschlämmungen unter Druck dem Beschichtungskopf zu. Aufgrund des revolvierenden Charakters der Gegenwalze 1304 wird ein aus der unteren Öffnung bzw. dem unteren Schlitz 1310 austretender Stoff das Substrat 1302 früher kontaktieren als ein aus der oberen Öffnung bzw. dem oberen Schlitz 1312 austretender Stoff. Entsprechend wird eine erste Schicht 1314 auf das Substrat aufgebracht, und eine zweite Schicht 1316 wird auf die erste Schicht aufgebracht.
  • Entsprechend können die entsprechenden Schritte des Verfahrens 1200 wie folgt charakterisiert werden. Verursachen einer relativen Bewegung zwischen einem Stromabnehmersubstrat und einem Abgabegerät für den aktiven Verbundstoff und Beschichten mindestens eines Teils des Substrats mit einem aktiven Verbundstoff mithilfe des Abgabegeräts, In diesem Fall umfasst das Beschichten: Anwenden einer ersten Aufschlämmungsschicht auf das Substrat mit einer ersten Öffnung bzw. einem ersten Schlitz des Abgabegeräts und Anwenden einer zweiten, unterschiedlichen Aufschlämmungsschicht auf die erste Schicht mit einer zweiten Öffnung bzw. einem zweiten Schlitz des Abgabegeräts. Diese Schritte bewirken die Bildung einer Zwischenphasenschicht, wodurch die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebt wird. Wie oben beschrieben, kann die Zwischenphasenschicht aufgrund der unterschiedlichen Merkmale der beiden Aufschlämmungen eine gegenseitige Durchdringung der ersten und zweiten Schichten umfassen, in der erste Finger der ersten Schicht mit zweiten Fingern der zweiten Schicht ineinandergreifen.
  • Weitere Beispiele und beispielhafte Kombinationen
  • In diesem Abschnitt werden zusätzliche Aspekte und Merkmale von Elektroden mit Zwischenphasenstrukturen sowie damit zusammenhängende Verfahren ohne Einschränkung als Reihe von Absätzen beschrieben, die einzeln oder alle der Klarheit und Effizienz halber mit alphanumerischen Zeichen gekennzeichnet werden. Jeder dieser Absätze lässt sich mit mindestens einem anderen Absatz und/oder mit Offenbarungsgehalt aus einer anderen Stelle der vorliegenden Anmeldung auf eine beliebige geeignete Art und Weise kombinieren. Einige der nachstehenden Absätze beziehen sich ausdrücklich auf andere Absätze und unterwerfen diese weiteren Einschränkungen, wodurch sie ohne Einschränkung Beispiele einiger der geeigneten Kombinationen bereitstellen.
    • A0. Elektrode, umfassend:
      • ein Stromabnehmersubstrat und
      • einen auf das Substrat geschichteten aktiven Verbundstoff, wobei der aktive Verbundstoff umfasst:
        • eine erste Schicht, die eine Vielzahl durch ein erstes Bindemittel verklebter erster aktiver Stoffpartikel umfasst, wobei die ersten aktiven Stoffpartikel eine erste durchschnittliche Partikelgröße aufweisen;
      • eine zweite Schicht, die eine Vielzahl durch ein zweites Bindemittel verklebter zweiter aktiver Stoffpartikel umfasst, wobei die zweiten aktiven Stoffpartikel eine zweite durchschnittliche Partikelgröße aufweisen;
      • eine die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebende Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine Mischung aus den ersten aktiven Verbundstoffpartikeln und den zweiten aktiven Verbundstoffpartikeln umfasst, so dass die Zwischenphasenschicht eine dritte durchschnittliche Partikelgröße des aktiven Verbundstoffs aufweist, deren Größe zwischen der durchschnittlichen Partikelgröße des ersten aktiven Verbundstoffs und der durchschnittlichen Partikelgröße des zweiten aktiven Verbundstoffs liegt.
    • A1. Elektrode nach A0, wobei die Zwischenphasenschicht ein drittes Bindemittel umfasst, das die ersten aktiven Verbundstoffpartikel mit den zweiten aktiven Verbundstoffpartikeln verklebt, wobei das dritte Bindemittel eine höhere Konzentration aufweist als das erste und zweite Bindemittel.
    • A2. Elektrode nach A0 oder A1, wobei der aktive Verbundstoff eine das Stromabnehmersubstrat unmittelbar kontaktierende erste Oberfläche und eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche umfasst, wobei die zweite Oberfläche einen Separator kontaktiert.
    • A3. Elektrode nach einem der Absätze A0-A2, wobei die Zwischenphasenschicht eine Mischung aus den ersten aktiven Verbundstoffpartikeln mit den zweiten aktiven Verbundstoffpartikeln umfasst, so dass die Zwischenphasenschicht einen stufenweisen Übergang von den ersten aktiven Stoffpartikeln des ersten Schichtübergangs hin zu den zweiten aktiven Stoffpartikeln der zweiten Schicht umfasst.
    • A4. Elektrode nach einem der Absätze A0-A3, wobei die Zwischenphasenschicht eine Vielzahl Fluiddurchgänge umfasst, die mindestens teilweise durch die ersten aktiven Stoffpartikel und die zweiten aktiven Stoffpartikel definiert sind.
    • A5. Elektrode nach A4, wobei die Vielzahl Fluiddurchgänge ferner durch eine Vielzahl Partikel aus leitfähigem Zusatzstoff definiert ist.
    • A6. Sekundärbatterie, umfassend die Elektrode nach einem der Absätze A0 - A5.
    • A7. Elektrode nach einem der Absätze A-A6, wobei es sich bei der Elektrode um eine Anode handelt und die ersten Partikel einen Graphit-Kohlenstoff umfassen.
    • A8. Elektrode nach A7, wobei die zweiten Partikel Kohlenstoff umfassen.
    • B0. Elektrode, umfassend:
      • ein Stromabnehmersubstrat und
      • einen auf das Substrat geschichteten aktiven Verbundstoff, wobei der aktive Verbundstoff umfasst:
        • eine erste Schicht, die eine Vielzahl durch ein erstes Bindemittel verklebter erster aktiver Stoffpartikel umfasst, wobei die ersten aktiven Stoffpartikel eine erste durchschnittliche Partikelgröße aufweisen;
        • eine zweite Schicht, die eine Vielzahl durch ein zweites Bindemittel verklebter zweiter aktiver Stoffpartikel umfasst, wobei die zweiten aktiven Stoffpartikel eine zweite durchschnittliche Partikelgröße aufweisen;
        • eine die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebende Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine Mischung aus den ersten und zweiten aktiven Stoffpartikeln umfasst, so dass die Zwischenphasenschicht einen stufenweisen Übergang von den ersten aktiven Stoffpartikeln der ersten Schicht hin zu den zweiten aktiven Stoffpartikeln der zweiten Schicht umfasst.
    • B1. Elektrode nach B0, wobei die Zwischenphasenschicht ein drittes Bindemittel umfasst, das die ersten aktiven Verbundstoffpartikel mit den zweiten aktiven Verbundstoffpartikeln verklebt,
    • B2. Elektrode nach B0 oder B1, wobei der aktive Verbundstoff eine das Stromabnehmersubstrat unmittelbar kontaktierende erste Oberfläche und eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche umfasst, wobei die zweite Oberfläche einen Separator kontaktiert.
    • B3. Elektrode nach einem der Absätze B0 - B2, wobei die Zwischenphasenschicht ein Mischung aus den ersten aktiven Verbundstoffpartikeln mit den zweiten aktiven Verbundstoffpartikeln umfasst, so dass die Zwischenphasenschicht eine dritte durchschnittliche Partikelgröße des aktiven Stoffs aufweist, die zwischen der durchschnittlichen Partikelgröße des ersten aktiven Stoffs und der durchschnittlichen Partikelgröße des zweiten aktiven Stoffs liegt.
    • B4. Elektrode nach einem der Absätze B0 - B3, wobei die Zwischenphasenschicht eine Vielzahl Fluiddurchgänge umfasst, die mindestens teilweise durch die ersten aktiven Stoffpartikel und die zweiten aktiven Stoffpartikel definiert sind.
    • B5. Elektrode nach B4, wobei die Vielzahl Fluiddurchgänge ferner durch eine Vielzahl Partikel aus leitfähigem Zusatzstoff definiert ist.
    • C0. Verfahren zum Herstellen einer Elektrode, wobei das Verfahren umfasst:
      • Verursachen einer relativen Bewegung zwischen einem Stromabnehmersubstrat und einem Abgabegerät für den aktiven Verbundstoff und
      • Beschichten mindestens eines Teils des Substrats mit einem aktiven Verbundstoff mithilfe des Abgabegeräts, wobei das Beschichten umfasst:
        • Auftragen einer ersten Schicht auf das Substrat mithilfe einer ersten Öffnung des Abgabegeräts, wobei die erste Schicht eine Vielzahl erster aktiver Verbundstoffpartikel und ein erstes Bindemittel umfasst, wobei die ersten aktiven Stoffpartikel eine erste durchschnittliche Partikelgröße aufweisen;
        • Auftragen einer zweiten Schicht auf die erste Schicht mithilfe einer zweiten Öffnung des Abgabegeräts, wobei die zweite Schicht eine Vielzahl zweiter aktiver Stoffpartikel und ein zweites Bindemittel umfasst, wobei die zweiten aktiven Stoffpartikel eine zweite durchschnittliche Partikelgröße aufweisen, und
        • Bilden einer die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebenden Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine Mischung aus den ersten und zweiten aktiven Stoffpartikeln umfasst, so dass die Zwischenphasenschicht einen stufenweisen Übergang von den ersten aktiven Stoffpartikeln der ersten Schicht hin zu den zweiten aktiven Stoffpartikeln der zweiten Schicht umfasst.
    • C1. Verfahren nach C0, wobei die Zwischenphasenschicht ein Mischung aus den ersten aktiven Verbundstoffpartikeln mit den zweiten aktiven Verbundstoffpartikeln umfasst, so dass die Zwischenphasenschicht eine dritte durchschnittliche Partikelgröße des aktiven Stoffs aufweist, die zwischen der durchschnittlichen Partikelgröße des ersten aktiven Stoffs und der durchschnittlichen Partikelgröße des zweiten aktiven Stoffs liegt.
    • C2. Verfahren nach C0 oder C1, wobei das Verursachen einer relativen Bewegung zwischen Substrat und Abgabegerät Bewegen des Substrats mit einer Gegenwalze umfasst.
    • C3. Verfahren nach einem der Absätze C0 - C2, wobei das Abgabegerät einen Zweikammer-Schlitzdüsen-Beschichtungskopf umfasst, so dass die erste Öffnung ein erster Schlitz des Beschichtungskopfes und die zweite Öffnung ein zweiter Schlitz des Beschichtungskopfes ist.
    • C4. Verfahren nach einem der Absätze C0 - C3, ferner umfassend Trocknen der ersten Schicht vor dem Auftragen der zweiten Schicht.
    • C5. Verfahren nach einem der Absätze C0 - C4, ferner umfassend: Kalandrieren der Elektrode durch Pressen der kombinierten ersten und zweiten Schicht auf das Substrat, Erhöhen einer Gesamtdichte der Elektrode und Reduzieren einer Gesamtporosität der Elektrode.
    • D0. Elektrode, umfassend:
      • ein Stromabnehmersubstrat und
      • einen auf das Substrat geschichteten aktiven Verbundstoff, wobei der aktive Verbundstoff umfasst:
        • eine erste Schicht, die eine Vielzahl durch ein erstes Bindemittel verklebter erster aktiver Stoffpartikel umfasst, wobei die ersten aktiven Stoffpartikel eine erste durchschnittliche Partikelgröße aufweisen;
        • eine zweite Schicht, die eine Vielzahl durch ein zweites Bindemittel verklebter zweiter aktiver Stoffpartikel umfasst, wobei die zweiten aktiven Stoffpartikel eine zweite durchschnittliche Partikelgröße aufweisen;
        • eine die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebende Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine nicht planare Grenze zwischen der ersten und zweiten Schicht umfasst, so dass die erste Schicht und die zweite Schicht sich gegenseitig durchdringen und die Zwischenphasenschicht eine dritte durchschnittliche Partikelgröße aufweist, deren Größe zwischen der ersten und der zweiten durchschnittlichen Partikelgröße liegt.
    • D1. Elektrode nach D0, wobei die nicht planare Grenze eine Vielzahl im Wesentlichen diskreter erster Finger aus den ersten aktiven Stoffpartikeln, die mit einer Vielzahl im Wesentlichen diskreter zweiter Finger aus den zweiten aktiven Stoffpartikeln ineinandergreifen.
    • D2. Elektrode nach D1, wobei die ersten Finger jeweils eine Länge aufweisen, die etwa das Zweifache der kleineren der ersten durchschnittlichen Partikelgröße und der zweiten durchschnittlichen Partikelgröße übersteigt.
    • D3. Elektrode nach einem der Absätze D0 - D2, wobei die erste Schicht eine das Stromabnehmersubstrat unmittelbar kontaktierende erste Oberfläche und die zweite Schicht eine einen Separator unmittelbar kontaktierende zweite Oberfläche umfasst (die zweite Oberfläche liegt z. B. auf einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden Seite des aktiven Verbundstoffs).
    • D4. Elektrode nach einem der Absätze D0 - D3, wobei die Zwischenphasenschicht eine Vielzahl Fluiddurchgänge umfasst, die mindestens teilweise durch die ersten aktiven Stoffpartikel und die zweiten aktiven Stoffpartikel definiert sind.
    • D5. Elektrode nach D4, wobei die Vielzahl Fluiddurchgänge ferner durch eine Vielzahl Partikel aus leitfähigem Zusatzstoff definiert ist.
    • D6. Sekundärbatterie, umfassend die Elektrode nach einem der Absätze D0 - D5.
    • D7. Elektrode nach einem der Absätze D0 - D7, wobei es sich bei der Elektrode um eine Anode handelt und die ersten aktiven Stoffpartikel Kohlenstoff umfassen.
    • E0. Elektrode, umfassend:
      • ein Stromabnehmersubstrat und
      • einen auf das Substrat geschichteten aktiven Verbundstoff, wobei der aktive Verbundstoff umfasst:
        • eine erste Schicht, die eine Vielzahl erster aktiver Stoffpartikel mit einer ersten Partikelgrößenverteilung umfasst;
        • eine zweite Schicht, die eine Vielzahl zweiter aktiver Stoffpartikel mit einer zweiten Partikelgrößenverteilung umfasst;
        • eine die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebende Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine gegenseitige Durchdringung der ersten und zweiten Schicht umfasst, wobei erste Finger der ersten Schicht in zweite Finger der zweiten Schicht eingreifen.
    • E1. Elektrode nach E0, wobei die ersten Finger jeweils eine Länge aufweisen, die etwa 2 µm übersteigt.
    • E2. Elektrode nach E0 oder E1, wobei die erste Schicht eine das Stromabnehmersubstrat unmittelbar kontaktierende erste Oberfläche und die zweite Schicht eine einen Separator unmittelbar kontaktierende zweite Oberfläche aufweist (die erste und zweite Oberfläche liegen z. B. gegenüberliegenden Seiten des aktiven Verbundstoffs).
    • E3. Elektrode nach einem der Absätze E0 - E2, wobei die erste Schicht eine erste Porosität aufweist, die zweite Schicht eine zweite, unterschiedliche Porosität aufweist und die Zwischenphasenschicht eine zwischen der ersten und zweiten Porosität liegende dritte Porosität aufweist.
    • E4. Elektrode nach einem der Absätze E0 - E3, wobei die Zwischenphasenschicht eine Vielzahl Fluiddurchgänge umfasst, die mindestens teilweise durch die ersten Partikel und die zweiten Partikel definiert sind.
    • E5. Sekundärbatterie, umfassend die Elektrode nach einem der Absätze E0 - E4.
    • F0. Verfahren zum Herstellen einer Elektrode, wobei das Verfahren umfasst:
      • Verursachen einer relativen Bewegung zwischen einem Stromabnehmersubstrat und einem Abgabegerät für den aktiven Verbundstoff und
      • Beschichten mindestens eines Teils des Substrats mit einem aktiven Verbundstoff mithilfe des Abgabegeräts, wobei das Beschichten umfasst:
        • Auftragen einer ersten Schicht auf das Substrat mithilfe einer ersten Öffnung des Abgabegeräts, wobei die erste Schicht eine erste aktive Verbundstoffaufschlämmung und ein erstes Bindemittel umfasst, wobei die ersten aktiven Stoffpartikel eine erste durchschnittliche Partikelgröße und eine erste Viskosität aufweisen;
        • Auftragen einer zweiten Schicht auf die erste Schicht mithilfe einer zweiten Öffnung des Abgabegeräts, wobei die zweite Schicht eine aktive Verbundstoffaufschlämmung mit einer Vielzahl zweiter aktiver Stoffpartikel und ein zweites Bindemittel umfasst, wobei die zweiten aktiven Stoffpartikel eine zweite durchschnittliche Partikelgröße und eine zweite Viskosität aufweisen, und
        • Bilden einer die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebenden Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine gegenseitige Durchdringung der ersten und zweiten Schicht umfasst, wobei erste Finger der ersten Schicht in zweite Finger der zweiten Schicht eingreifen.
    • F1. Verfahren nach F0, wobei die Zwischenphasenschicht eine dritte durchschnittliche Partikelgröße des aktiven Stoffs aufweist, die zwischen der durchschnittlichen Partikelgröße des ersten aktiven Stoffs und der durchschnittlichen Partikelgröße des zweiten aktiven Stoffs liegt.
    • F2. Verfahren nach F0 oder F1, wobei das Verursachen einer relativen Bewegung zwischen Substrat und Abgabegerät Bewegen des Substrats mit einer Gegenwalze umfasst.
    • F3. Verfahren nach einem der Absätze F0 - F2, wobei das Abgabegerät einen Zweikammer-Schlitzdüsen-Beschichtungskopf umfasst, so dass die erste Öffnung ein erster Schlitz des Beschichtungskopfes und die zweite Öffnung ein zweiter Schlitz des Beschichtungskopfes ist.
    • F4. Verfahren nach einem der Absätze F0 - F3, wobei der Unterschied zwischen erster und zweiter Viskosität mindestens 100 cP beträgt.
    • F5. Verfahren nach einem der Absätze F0 - F4, ferner umfassend: Kalandrieren der Elektrode durch Pressen der kombinierten ersten und zweiten Schichten auf das Substrat, so dass eine Elektrodendichte uneinheitlich erhöht wird, wobei die erste Schicht eine erste Porosität und die zweite Schicht eine zweite Porosität, die kleiner ist als die erste Porosität, aufweist.
    • G0. Elektrode nach D0, E0 oder F0, umfassend Finger, die Domänen aus ersten Partikeln, die in Domänen aus zweiten Partikeln eingreifen, umfassen.
    • G1, Elektrode nach D0, E0 oder F0, wobei die Grenze der Zwischenphase eine Fläche aufweist, die mindestens doppelt so groß ist, wie es eine im Wesentlichen planare Grenze zwischen erster und zweiter Schicht wäre.
    • G2. Elektrode nach D0, E0 oder F0, wobei die erste Schicht ein erstes homogenes Gefüge mit einer ersten Porosität umfasst und die zweite Schicht ein zweites homogenes Gefüge mit einer zweiten Porosität, die sich von der ersten Porosität unterscheidet, umfasst.
    • H0. Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine elektrochemische Zelle, wobei das Verfahren umfasst:
      • Verursachen einer relativen Bewegung zwischen einem Stromabnehmersubstrat und einem Abgabegerät für den aktiven Verbundstoff und
      • Beschichten mindestens eines Teils des Stromabnehmersubstrats mit einem aktiven Verbundstoff mithilfe des Abgabegeräts, um eine elektrochemische Zellenelektrode herzustellen, wobei das Beschichten umfasst:
        • Auftragen einer ersten Schicht auf das Stromabnehmersubstrat mithilfe einer ersten Öffnung des Abgabegeräts, wobei die erste Schicht eine erste aktive Verbundstoffaufschlämmung und ein erstes Bindemittel umfasst, wobei die ersten aktiven Stoffpartikel eine erste durchschnittliche Partikelgröße und eine erste Viskosität aufweisen;
        • Auftragen einer zweiten Schicht auf die erste Schicht mithilfe einer zweiten Öffnung des Abgabegeräts, während die erste Schicht nass ist, wobei die zweite Schicht eine aktive Verbundstoffaufschlämmung mit einer Vielzahl zweiter aktiver Stoffpartikel und ein zweites Bindemittel umfasst, wobei die zweiten aktiven Stoffpartikel eine zweite durchschnittliche Partikelgröße und eine zweite Viskosität aufweisen, und
        • Bilden einer die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebenden Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine gegenseitige Durchdringung der ersten und zweiten Schicht umfasst, wobei erste Finger der ersten Schicht in zweite Finger der zweiten Schicht eingreifen.
    • H1. Verfahren nach H0, wobei die Zwischenphasenschicht eine dritte durchschnittliche Partikelgröße des aktiven Stoffs aufweist, die zwischen der durchschnittlichen Partikelgröße des ersten aktiven Stoffs und der durchschnittlichen Partikelgröße des zweiten aktiven Stoffs liegt.
    • H2. Verfahren nach H0 oder H1, wobei das Verursachen einer relativen Bewegung zwischen Stromabnehmersubstrat und Abgabegerät Bewegen des Stromabnehmersubstrats mit einer Gegenwalze umfasst.
    • H3. Verfahren nach einem der Absätze H0 - H2, wobei das Abgabegerät einen Zweikammer-Schlitzdüsen-Beschichtungskopf umfasst, so dass die erste Öffnung ein erster Schlitz des Beschichtungskopfes und die zweite Öffnung ein zweiter Schlitz des Beschichtungskopfes ist.
    • H4. Verfahren nach einem der Absätze H0 - H3, wobei der Unterschied zwischen erster und zweiter Viskosität mindestens 100 cP beträgt.
    • H5. Verfahren nach einem der Absätze H0 - H4, ferner umfassend:
      • Kalandrieren der elektrochemischen Zellenelektrode durch Pressen kombinierten ersten und zweiten Schichten auf das Stromabnehmersubstrat, so dass eine Elektrodendichte uneinheitlich erhöht wird, wobei die erste Schicht eine erste Porosität und die zweite Schicht eine zweite Porosität, die kleiner ist als die erste Porosität, aufweist.
    • H6. Verfahren nach H5, wobei die elektrochemische Zellenelektrode genau eine Krustenschicht umfasst.
    • H7. Verfahren nach einem der Absätze H0 - H6, wobei eine Grenze zwischen erster und zweiter Schicht eine Fläche aufweist, die mindestens zweimal so groß ist wie ein parallel zum Stromabnehmersubstrat verlaufender planarer Querschnitt.
    • J0. Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine elektrochemische Zelle, wobei das Verfahren umfasst:
      • Verursachen einer relativen Bewegung zwischen einem Stromabnehmersubstrat und einem Abgabegerät für den aktiven Verbundstoff und
      • Beschichten mindestens eines Teils des Stromabnehmersubstrats mit einem aktiven Verbundstoff mithilfe des Abgabegeräts, wobei das Beschichten umfasst:
        • Auftragen einer ersten Schicht auf das Stromabnehmersubstrat mithilfe einer ersten Öffnung des Abgabegeräts, wobei die erste Schicht eine Vielzahl erster aktiver Stoffpartikel und ein erstes Bindemittel umfasst, wobei die ersten aktiven Stoffpartikel eine erste durchschnittliche Partikelgröße aufweisen;
        • Auftragen einer zweiten Schicht auf die erste Schicht mithilfe einer zweiten Öffnung des Abgabegeräts, während die erste Schicht nass ist, wobei die zweite Schicht eine Vielzahl zweiter aktiver Stoffpartikel und ein zweites Bindemittel umfasst, wobei die zweiten aktiven Stoffpartikel eine zweite durchschnittliche Partikelgröße aufweisen, und
        • Bilden einer die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebenden Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine Mischung aus den ersten und zweiten aktiven Stoffpartikeln umfasst, so dass die Zwischenphasenschicht einen stufenweisen Übergang von den ersten aktiven Stoffpartikeln der ersten Schicht hin zu den zweiten aktiven Stoffpartikeln der zweiten Schicht umfasst.
    • J1. Verfahren nach J0, wobei die Zwischenphasenschicht ein Mischung aus den ersten aktiven Verbundstoffpartikeln mit den zweiten aktiven Verbundstoffpartikeln umfasst, so dass die Zwischenphasenschicht eine dritte durchschnittliche Partikelgröße des aktiven Stoffs aufweist, die zwischen der durchschnittlichen Partikelgröße des ersten aktiven Stoffs und der durchschnittlichen Partikelgröße des zweiten aktiven Stoffs liegt.
    • J2. Verfahren nach J0 oder J1, wobei das Verursachen einer relativen Bewegung zwischen Stromabnehmersubstrat und Abgabegerät Bewegen des Substrats mit einer Gegenwalze umfasst.
    • J3. Verfahren nach einem der Absätze J0 - J2, wobei das Abgabegerät einen Zweikammer-Schlitzdüsen-Beschichtungskopf umfasst, so dass die erste Öffnung ein erster Schlitz des Beschichtungskopfes und die zweite Öffnung ein zweiter Schlitz des Beschichtungskopfes ist.
    • J4. Verfahren nach einem der Absätze J0 - J3, ferner umfassend:
      • Kalandrieren der Elektrode durch Pressen der kombinierten ersten und zweiten Schicht auf das Stromabnehmersubstrat, Erhöhen einer Gesamtdichte der Elektrode und Reduzieren einer Gesamtporosität der Elektrode.
    • K0. Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine elektrochemische Zelle, wobei das Verfahren umfasst:
      • Anwenden einer ersten Schicht aus einer ersten aktiven Verbundstoffaufschlämmung auf ein Foliensubstrat mithilfe eines ersten Fluidschlitzes eines Abgabegeräts mit Schlitzdüse-Beschichtungskopf, wobei die erste aktive Verbundstoffaufschlämmung eine Vielzahl erster aktiver Stoffpartikel und ein erstes Bindemittel umfasst, wobei die ersten aktiven Stoffpartikel eine erste durchschnittliche Partikelgröße und eine erste Viskosität aufweisen, und
      • Anwenden einer zweiten Schicht aus einer zweiten aktiven Verbundstoffaufschlämmung auf ein Foliensubstrat mithilfe eines zweiten Fluidschlitzes eines Abgabegeräts mit Schlitzdüse-Beschichtungskopf, während die erste Schicht nass ist, wobei die zweite aktive Verbundstoffaufschlämmung eine Vielzahl zweiter aktiver Stoffpartikel und ein zweites Bindemittel umfasst, wobei die zweiten aktiven Stoffpartikel eine zweite durchschnittliche Partikelgröße und eine zweite Viskosität aufweisen;
      • wobei zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht eine sich gegenseitig durchdringende Grenzschicht gebildet wird.
    • K1. Verfahren nach K0, ferner umfassend Bewirken, dass sich das Foliensubstrat und das Abgabegerät relativ zueinander bewegen.
    • K2. Verfahren nach K0 oder K1, wobei das Abgabegerät einen Doppelkammer-Schlitzdüsen-Beschichtungskopf umfasst.
    • K3. Verfahren nach einem der Absätze K0 - K2, wobei der Unterschied zwischen erster und zweiter Viskosität mindestens 100 cP beträgt.
    • K4. Verfahren nach einem der Absätze K0 - K3, ferner umfassend:
      • Kalandrieren der kombinierten ersten und zweiten Schichten gegen das Foliensubstrat, so dass eine Elektrodendichte uneinheitlich erhöht wird, wobei die erste Schicht eine erste Porosität und die zweite Schicht eine zweite Porosität, die kleiner ist als die erste Porosität, aufweist.
    • K5. Verfahren nach K4, wobei die elektrochemische Zellenelektrode genau eine Krustenschicht umfasst.
    • K6. Verfahren nach einem der Absätze K0 - K5, wobei die Grenzschicht eine Fläche aufweist, die mindestens zweimal so groß ist wie ein parallel zum Foliensubstrat verlaufender planarer Querschnitt.
    • L0. Elektrode, umfassend:
      • eine elektrochemische Zellenelektrode, umfassend ein Stromabnehmersubstrat und einen auf das Stromabnehmersubstrat geschichteten aktiven Verbundstoff, wobei der aktive Verbundstoff umfasst:
        • eine erste Schicht, die eine Vielzahl durch ein erstes Bindemittel verklebter erster aktiver Stoffpartikel umfasst, wobei die ersten aktiven Stoffpartikel eine erste durchschnittliche Partikelgröße aufweisen;
        • eine zweite Schicht, die eine Vielzahl durch ein zweites Bindemittel verklebter zweiter aktiver Stoffpartikel umfasst, wobei die zweiten aktiven Stoffpartikel eine zweite durchschnittliche Partikelgröße aufweisen;
        • eine die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebende Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine nicht planare Grenze zwischen der ersten und zweiten Schicht umfasst, so dass die erste Schicht und die zweite Schicht sich gegenseitig durchdringen und die Zwischenphasenschicht eine dritte durchschnittliche Partikelgröße zwischen der ersten und der zweiten durchschnittlichen Partikelgröße aufweist;
        • wobei die nicht planare Grenze eine Vielzahl im Wesentlichen diskreter erster Finger aus den ersten aktiven Stoffpartikeln umfasst, die mit einer Vielzahl im Wesentlichen diskreter zweiter Finger aus den zweiten aktiven Stoffpartikeln ineinandergreifen, wobei die ersten Finger jeweils eine Länge aufweisen, die etwa das Zweifache der jeweils kleineren der ersten und der zweiten durchschnittlichen Partikelgröße beträgt.
    • L1. Elektrode nach L0, wobei die erste Schicht eine erste Oberfläche aufweist, die das Stromabnehmersubstrat unmittelbar kontaktiert, und die zweite Schicht eine zweite Oberfläche aufweist, die einen Separator unmittelbar kontaktiert.
    • L2. Elektrode nach L0 oder L1, wobei die Zwischenphasenschicht eine Vielzahl Fluiddurchgänge umfasst, die mindestens teilweise durch die ersten aktiven Stoffpartikel und die zweiten aktiven Stoffpartikel definiert sind.
    • L3. Elektrode nach L2, wobei die Vielzahl Fluiddurchgänge ferner durch eine Vielzahl Partikel aus leitfähigem Zusatzstoff definiert ist.
    • L4. Sekundärbatterie, umfassend die Elektrode nach einem der Absätze L0 - L3.
    • L5. Elektrode nach einem der Absätze L0 - L4, wobei es sich bei der elektrochemischen Zellenelektrode um eine Anode handelt und die ersten aktiven Stoffpartikel Kohlenstoff umfassen.
    • L6. Elektrode nach einem der Absätze L0 - L4, wobei es sich bei der elektrochemischen Zellenelektrode um eine Kathode handelt und die ersten aktiven Stoffpartikel ein nickelhaltiges Oxid umfassen.
    • M0. Elektrode, umfassend:
      • eine elektrochemische Zellenelektrode, umfassend ein Stromabnehmersubstrat und einen auf das Stromabnehmersubstrat geschichteten aktiven Verbundstoff, wobei der aktive Verbundstoff umfasst:
        • eine erste Schicht, die eine Vielzahl erster aktiver Stoffpartikel mit einer ersten Partikelgrößenverteilung umfasst;
        • eine zweite Schicht, die eine Vielzahl zweiter aktiver Stoffpartikel mit einer zweiten Partikelgrößenverteilung umfasst;
        • eine die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebende Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine gegenseitige Durchdringung der ersten und zweiten Schicht umfasst, wobei erste Finger der ersten Schicht in zweite Finger der zweiten Schicht eingreifen.
    • M1 Elektrode nach M0, wobei die ersten Finger jeweils eine Länge aufweisen, die etwa 2 µm übersteigt.
    • M2. Elektrode nach einem der Absätze M0-M1, wobei die erste Schicht eine erste Oberfläche aufweist, die das Stromabnehmersubstrat unmittelbar kontaktiert, und die zweite Schicht eine zweite Oberfläche aufweist, die einen Separator unmittelbar kontaktiert.
    • M3. Elektrode nach einem der Absätze M0-M2, wobei die erste Schicht eine erste Porosität aufweist, die zweite Schicht eine zweite, unterschiedliche Porosität aufweist und die Zwischenphasenschicht eine zwischen der ersten und zweiten Porosität liegende dritte Porosität aufweist.
    • M4. Elektrode nach einem der Absätze M0-M3, wobei die Zwischenphasenschicht eine Vielzahl Fluiddurchgänge umfasst, die mindestens teilweise durch die ersten aktiven Stoffpartikel und die zweiten aktiven Stoffpartikel definiert sind.
    • M5. Elektrode nach einem der Absätze M0- M4, wobei die ersten Finger jeweils eine Länge aufweisen, die etwa das Zweifache des jeweils Kleineren einer Durchschnittsgröße der ersten aktiven Stoffpartikel und einer Durchschnittsgröße der zweiten aktiven Stoffpartikel beträgt.
    • M6. Elektrode nach einem der Absätze M0-M5, wobei eine Gesamtdicke der Zwischenphasenschicht als Abstand zwischen einer von den ersten Fingern erreichten größten Durchdringung und einer von den zweiten Fingern erreichten größten Durchdringung definiert ist, wobei die Gesamtdicke der Zwischenphasenschicht etwa das Dreifache des jeweils Kleineren einer Durchschnittsgröße der ersten aktiven Stoffpartikel und einer Durchschnittsgröße der zweiten aktiven Stoffpartikel beträgt.
  • Vorteile und Merkmale
  • Die vorliegend beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsformen und Beispiele von Elektrodenstrukturen und mit diesen zusammenhängenden Verfahren bieten gegenüber den bekannten Lösungen mehrere Vorteile. So wird durch die vorliegenden Ausführungsbeispiele eine verbesserte Ionenkommunikation unterstützt als Beispiele mit im Wesentlichen planarer Zwischenschichtgrenze. Erfindungsgemäße Zwischenphasenschichten bieten eine verbesserte mechanische Integrität, elektrische Kommunikation, Ionenleitfähigkeit und SEI-Aufbaubeständigkeit, da das Ineinandergreifen der aktiven Verbundstoffschichten die Impedanz zwischen den beiden Schichten reduziert.
  • Außerdem weisen vorliegende Ausführungsbeispiele neben anderen Vorteilen auch Zwischenphasenschichten auf, die ein durch aktive Stoffpartikel, Bindemittel und/oder kohlenstoffhaltigen Zusatzstoff definiertes Fluiddurchgangsnetz umfassen. Diese Fluiddurchgänge werden durch kalandrierungsbedingte Änderungen des mechanischen bzw. morphologischen Zustands der Partikel nicht beeinträchtigt. Eine im Wesentlichen planare Grenze hingegen geht häufig mit der Bildung einer Krustenschicht nach einer späteren Kalandrierung einher. Eine derartige Krustenschicht ist, wie oben beschrieben, ungünstig für die Elektronenperkolation und bewirkt eine erhebliche Behinderung der Ionenleitung durch den Zwischenphasenbereich. Hierdurch wird die Gewundenheit der Elektrode insgesamt erhöht, da die Ionen beim Durchgang durch die Dicke der Elektrode auf eine Barriere im Elektrodenverbund treffen, worunter die Leistungsdichte der Batterie erheblich zu leiden hat. Außerdem stellt eine derartige Krustenschicht auch eine lokalisierte Verdichtung aktiver Stoffpartikel dar, die im Endeffekt reduzierte Porenvolumina zur Folge haben; bei Anoden kann dies besonders problematisch sein. Ferner führt der SEI-Filmaufbau bei Anoden zum schnelleren Schließen der Poren, was eine erhöhte Zellpolarisation und Lithiumplattierung und letzten Endes einen verkürzten Lebenszyklus und Sicherheitseinbußen zur Folge hat.
  • Unter anderen Vorteilen bieten die vorliegenden Ausführungsbeispiele außerdem eine verbesserte elektrische Kommunikation, da das Ineinandergreifen bzw. Durchmischen der aktiven Stoffe und leitfähigen Zusatzstoffe die Impedanz zwischen den beiden Schichten senkt.
  • Außerdem wird durch die vorliegenden Ausführungsbeispiele unter anderen Vorteilen eine verbesserte mechanische Kohärenz der Elektrode ermöglicht. Die Haftfestigkeit ist so, dass die beiden Schichten an der Zwischenphase nicht zum Trennen neigen.
  • Außerdem bieten vorliegende Ausführungsbeispiele unter anderen Vorteilen eine verbesserte mechanische Integrität der Elektrodenstruktur, die ausreicht, um den bei Installation in einer Batterie von der Expansion und dem Zusammenziehen des Volumens beim Auf- und Entladen induzierten Beanspruchungen standzuhalten, was den Lebenszyklus der Batterie verlängert.
  • Außerdem bieten vorliegende Ausführungsbeispiele unter anderen Vorteilen eine nicht planare Grenze zwischen den beiden aktiven Verbundstoffschichten, so dass eine bessere Elektronenperkolation der aktiven Stoffpartikel der ersten aktiven Verbundstoffschicht mit den aktiven Stoffpartikeln der zweiten aktiven Verbundstoffschicht, und umgekehrt, gewährleistet wird, was eine reduzierte Impedanz für die Elektrode insgesamt und die Zelle zur Folge hat.
  • Diese Funktionen kann kein bekanntes System bzw. Vorrichtung ausführen. Nicht alle vorliegend beschriebenen Ausführungsbeispiele bieten jedoch dieselben Vorteile bzw. Vorteile in demselben Umfang.
  • Fazit
  • Vorstehender Offenbarungsgehalt kann mehrere unterschiedliche Beispiele mit unabhängigem Nutzen umfassen. Obwohl jedes in seiner bevorzugten Form bzw. seinen bevorzugten Formen offenbart worden ist, sollen die vorliegend offenbarten und dargestellten konkreten Ausführungsformen davon nicht als Einschränkung aufgefasst werden, da zahlreiche Variationen möglich sind. Soweit vorliegend Überschriften verwendet werden, dienen diese lediglich der besseren Übersichtlichkeit. Der erfindungsgemäße Gegenstand umfasst alle neue und nicht naheliegende Kombinationen und Teilkombinationen der vorliegend offenbarten verschiedenen Elemente, Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften. Im Einzelnen zeigen folgende Schutzansprüche bestimmte Kombinationen und Teilkombinationen auf, die als neu und nicht naheliegend erachtet werden. Weitere Kombinationen und Teilkombinationen von Merkmalen, Funktionen, Elementen und/oder Eigenschaften können in Anmeldungen beansprucht werden, die die Priorität der vorliegenden bzw. einer verwandten Anmeldung beanspruchen. Gleichgültig, ob sie weiter oder enger gefasst oder einen gleichen oder anderen Schutzumfang haben als die ursprünglichen Schutzansprüche, gelten sie dem vorliegenden Gegenstand als zugehörig.

Claims (98)

  1. Elektrode, umfassend: eine elektrochemische Zellenelektrode, umfassend ein Stromabnehmersubstrat und einen auf das Stromabnehmersubstrat geschichteten aktiven Verbundstoff, wobei der aktive Verbundstoff umfasst: eine erste Schicht, die eine Vielzahl durch ein erstes Bindemittel verklebter erster aktiver Stoffpartikel umfasst, wobei die ersten aktiven Stoffpartikel eine erste durchschnittliche Partikelgröße aufweisen; eine zweite Schicht, die eine Vielzahl durch ein zweites Bindemittel verklebter zweiter aktiver Stoffpartikel umfasst, wobei die zweiten aktiven Stoffpartikel eine zweite durchschnittliche Partikelgröße aufweisen; und eine die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebende Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine nicht planare Grenze zwischen der ersten und zweiten Schicht umfasst, so dass die erste Schicht und die zweite Schicht sich gegenseitig durchdringen und die Zwischenphasenschicht eine dritte durchschnittliche Partikelgröße zwischen der ersten und der zweiten durchschnittlichen Partikelgröße aufweist; wobei die nicht planare Grenze eine Vielzahl im Wesentlichen diskreter erster Finger aus den ersten aktiven Stoffpartikeln umfasst, die mit einer Vielzahl im Wesentlichen diskreter zweiter Finger aus den zweiten aktiven Stoffpartikeln ineinandergreifen, wobei die ersten Finger jeweils eine Länge aufweisen, die etwa das Zweifache der jeweils kleineren der ersten und der zweiten durchschnittlichen Partikelgröße beträgt.
  2. Elektrode nach Anspruch 1, wobei die erste Schicht eine erste Oberfläche aufweist, die das Stromabnehmersubstrat unmittelbar kontaktiert, und die zweite Schicht eine zweite Oberfläche aufweist, die einen Separator unmittelbar kontaktiert.
  3. Elektrode nach Anspruch 1, wobei die Zwischenphasenschicht eine Vielzahl Fluiddurchgänge umfasst, die mindestens teilweise durch die ersten aktiven Stoffpartikel und die zweiten aktiven Stoffpartikel definiert sind.
  4. Elektrode nach Anspruch 3, wobei die Vielzahl Fluiddurchgänge ferner durch eine Vielzahl Partikel aus leitfähigem Zusatzstoff definiert ist.
  5. Elektrode nach Anspruch 1, wobei es sich bei der elektrochemischen Zellenelektrode um eine Anode handelt und die ersten aktiven Stoffpartikel Kohlenstoff umfassen.
  6. Elektrode nach Anspruch 1, wobei es sich bei der elektrochemischen Zellenelektrode um eine Kathode handelt und die ersten aktiven Stoffpartikel ein nickelhaltiges Oxid umfassen.
  7. Elektrode, umfassend: eine elektrochemische Zellenelektrode, umfassend ein Stromabnehmersubstrat und einen auf das Stromabnehmersubstrat geschichteten aktiven Verbundstoff, wobei der aktive Verbundstoff umfasst: eine erste Schicht, die eine Vielzahl erster aktiver Stoffpartikel mit einer ersten Partikelgrößenverteilung umfasst; eine zweite Schicht, die eine Vielzahl zweiter aktiver Stoffpartikel mit einer zweiten Partikelgrößenverteilung umfasst; und eine die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebende Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine gegenseitige Durchdringung der ersten und zweiten Schicht umfasst, wobei erste Finger der ersten Schicht in zweite Finger der zweiten Schicht eingreifen.
  8. Elektrode nach Anspruch 7, wobei die ersten Finger jeweils eine Länge aufweisen, die etwa 2 µm übersteigt.
  9. Elektrode nach Anspruch 7, wobei die erste Schicht eine erste Oberfläche aufweist, die das Stromabnehmersubstrat unmittelbar kontaktiert, und die zweite Schicht eine zweite Oberfläche aufweist, die einen Separator unmittelbar kontaktiert.
  10. Elektrode nach Anspruch 7, wobei die erste Schicht eine erste Porosität aufweist, die zweite Schicht eine zweite, unterschiedliche Porosität aufweist und die Zwischenphasenschicht eine zwischen der ersten und zweiten Porosität liegende dritte Porosität aufweist.
  11. Elektrode nach Anspruch 7, wobei die Zwischenphasenschicht eine Vielzahl Fluiddurchgänge umfasst, die mindestens teilweise durch die ersten aktiven Stoffpartikel und die zweiten aktiven Stoffpartikel definiert sind.
  12. Elektrode nach Anspruch 7, wobei die ersten Finger jeweils eine Länge aufweisen, die etwa das Zweifache des jeweils Kleineren einer Durchschnittsgröße der ersten aktiven Stoffpartikel und einer Durchschnittsgröße der zweiten aktiven Stoffpartikel beträgt.
  13. Elektrode nach Anspruch 7, wobei eine Gesamtdicke der Zwischenphasenschicht als Abstand zwischen einer von den ersten Fingern erreichten größten Durchdringung und einer von den zweiten Fingern erreichten größten Durchdringung definiert ist, wobei die Gesamtdicke der Zwischenphasenschicht etwa das Dreifache des jeweils Kleineren einer Durchschnittsgröße der ersten aktiven Stoffpartikel und einer Durchschnittsgröße der zweiten aktiven Stoffpartikel beträgt.
  14. Elektrode für eine elektrochemische Zelle, hergestellt nach dem folgenden Verfahren: Anwenden einer ersten Schicht aus einer ersten aktiven Verbundstoffaufschlämmung auf ein Foliensubstrat mithilfe eines ersten Fluidschlitzes eines Abgabegeräts mit Schlitzdüse-Beschichtungskopf, wobei die erste aktive Verbundstoffaufschlämmung eine Vielzahl erster aktiver Stoffpartikel und ein erstes Bindemittel umfasst, wobei die ersten aktiven Stoffpartikel eine erste durchschnittliche Partikelgröße und eine erste Viskosität aufweisen, und Anwenden einer zweiten Schicht aus einer zweiten aktiven Verbundstoffaufschlämmung auf ein Foliensubstrat mithilfe eines zweiten Fluidschlitzes eines Abgabegeräts mit Schlitzdüse-Beschichtungskopf, während die erste Schicht nass ist, wobei die zweite aktive Verbundstoffaufschlämmung eine Vielzahl zweiter aktiver Stoffpartikel und ein zweites Bindemittel umfasst, wobei die zweiten aktiven Stoffpartikel eine zweite durchschnittliche Partikelgröße und eine zweite Viskosität aufweisen; wobei zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht eine sich gegenseitig durchdringende Grenzschicht gebildet wird.
  15. Elektrode nach Anspruch 14, das Verfahren ferner umfassend Bewirken, dass sich das Foliensubstrat und das Abgabegerät relativ zueinander bewegen.
  16. Elektrode nach Anspruch 14, wobei das Abgabegerät einen Doppelkammer-Schlitzdüsen-Beschichtungskopf umfasst.
  17. Elektrode nach Anspruch 14, wobei der Unterschied zwischen erster und zweiter Viskosität mindestens 100 cP beträgt.
  18. Elektrode nach Anspruch 14, das Verfahren ferner umfassend: Kalandrieren der kombinierten ersten und zweiten Schichten gegen das Foliensubstrat, so dass eine Elektrodendichte uneinheitlich erhöht wird, wobei die erste Schicht eine erste Porosität und die zweite Schicht eine zweite Porosität, die kleiner ist als die erste Porosität, aufweist.
  19. Elektrode nach Anspruch 18, wobei die elektrochemische Zellenelektrode genau eine Krustenschicht umfasst.
  20. Elektrode nach Anspruch 14, wobei die Grenzschicht eine Fläche aufweist, die mindestens zweimal so groß ist wie ein parallel zum Foliensubstrat verlaufender planarer Querschnitt.
  21. Elektrode, umfassend: ein Stromabnehmersubstrat und einen auf das Substrat geschichteten aktiven Verbundstoff, wobei der aktive Verbundstoff umfasst: eine erste Schicht, die eine Vielzahl durch ein erstes Bindemittel verklebter erster aktiver Stoffpartikel umfasst, wobei die ersten aktiven Stoffpartikel eine erste durchschnittliche Partikelgröße aufweisen; eine zweite Schicht, die eine Vielzahl durch ein zweites Bindemittel verklebter zweiter aktiver Stoffpartikel umfasst, wobei die zweiten aktiven Stoffpartikel eine zweite durchschnittliche Partikelgröße aufweisen; eine die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebende Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine Mischung aus den ersten aktiven Verbundstoffpartikeln und den zweiten aktiven Verbundstoffpartikeln umfasst, so dass die Zwischenphasenschicht eine dritte durchschnittliche Partikelgröße des aktiven Verbundstoffs aufweist, deren Größe zwischen der durchschnittlichen Partikelgröße des ersten aktiven Verbundstoffs und der durchschnittlichen Partikelgröße des zweiten aktiven Verbundstoffs liegt.
  22. Elektrode nach Anspruch 21, wobei die Zwischenphasenschicht ein drittes Bindemittel umfasst, das die ersten aktiven Verbundstoffpartikel mit den zweiten aktiven Verbundstoffpartikeln verklebt, wobei das dritte Bindemittel eine höhere Konzentration aufweist als das erste und zweite Bindemittel.
  23. Elektrode nach Anspruch 21 oder 22, wobei der aktive Verbundstoff eine das Stromabnehmersubstrat unmittelbar kontaktierende erste Oberfläche und eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche umfasst, wobei die zweite Oberfläche einen Separator kontaktiert.
  24. Elektrode nach einem der Ansprüche 21-23, wobei die Zwischenphasenschicht eine Mischung aus den ersten aktiven Verbundstoffpartikeln mit den zweiten aktiven Verbundstoffpartikeln umfasst, so dass die Zwischenphasenschicht einen stufenweisen Übergang von den ersten aktiven Stoffpartikeln des ersten Schichtübergangs hin zu den zweiten aktiven Stoffpartikeln der zweiten Schicht umfasst.
  25. Elektrode nach einem der Ansprüche 21-24, wobei die Zwischenphasenschicht eine Vielzahl Fluiddurchgänge umfasst, die mindestens teilweise durch die ersten aktiven Stoffpartikel und die zweiten aktiven Stoffpartikel definiert sind.
  26. Elektrode nach Anspruch 25, wobei die Vielzahl Fluiddurchgänge ferner durch eine Vielzahl Partikel aus leitfähigem Zusatzstoff definiert ist.
  27. Sekundärbatterie, umfassend die Elektrode nach einem der Ansprüche 21-26.
  28. Elektrode nach einem der Ansprüche 21-26, wobei es sich bei der Elektrode um eine Anode handelt und die ersten Partikel einen Graphit-Kohlenstoff umfassen.
  29. Elektrode nach Anspruch 28, wobei die zweiten Partikel Kohlenstoff umfassen.
  30. Elektrode, umfassend: ein Stromabnehmersubstrat und einen auf das Substrat geschichteten aktiven Verbundstoff, wobei der aktive Verbundstoff umfasst: eine erste Schicht, die eine Vielzahl durch ein erstes Bindemittel verklebter erster aktiver Stoffpartikel umfasst, wobei die ersten aktiven Stoffpartikel eine erste durchschnittliche Partikelgröße aufweisen; eine zweite Schicht, die eine Vielzahl durch ein zweites Bindemittel verklebter zweiter aktiver Stoffpartikel umfasst, wobei die zweiten aktiven Stoffpartikel eine zweite durchschnittliche Partikelgröße aufweisen; eine die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebende Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine Mischung aus den ersten und zweiten aktiven Stoffpartikeln umfasst, so dass die Zwischenphasenschicht einen stufenweisen Übergang von den ersten aktiven Stoffpartikeln der ersten Schicht hin zu den zweiten aktiven Stoffpartikeln der zweiten Schicht umfasst.
  31. Elektrode nach Anspruch 30, wobei die Zwischenphasenschicht ein drittes Bindemittel umfasst, das die ersten aktiven Verbundstoffpartikel mit den zweiten aktiven Verbundstoffpartikeln verklebt.
  32. Elektrode nach Anspruch 30 oder 31, wobei der aktive Verbundstoff eine das Stromabnehmersubstrat unmittelbar kontaktierende erste Oberfläche und eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche umfasst, wobei die zweite Oberfläche einen Separator kontaktiert.
  33. Elektrode nach einem der Ansprüche 30-32, wobei die Zwischenphasenschicht eine Mischung aus den ersten aktiven Verbundstoffpartikeln mit den zweiten aktiven Verbundstoffpartikeln umfasst, so dass die Zwischenphasenschicht eine dritte durchschnittliche Partikelgröße des aktiven Stoffs aufweist, die zwischen der durchschnittlichen Partikelgröße des ersten aktiven Stoffs und der durchschnittlichen Partikelgröße des zweiten aktiven Stoffs liegt.
  34. Elektrode nach einem der Ansprüche 30-33, wobei die Zwischenphasenschicht eine Vielzahl Fluiddurchgänge umfasst, die mindestens teilweise durch die ersten aktiven Stoffpartikel und die zweiten aktiven Stoffpartikel definiert sind.
  35. Elektrode nach Anspruch 34, wobei die Vielzahl Fluiddurchgänge ferner durch eine Vielzahl Partikel aus leitfähigem Zusatzstoff definiert ist.
  36. Elektrode, hergestellt nach folgendem Verfahren: Verursachen einer relativen Bewegung zwischen einem Stromabnehmersubstrat und einem Abgabegerät für den aktiven Verbundstoff und Beschichten mindestens eines Teils des Substrats mit einem aktiven Verbundstoff mithilfe des Abgabegeräts, wobei das Beschichten umfasst: Auftragen einer ersten Schicht auf das Substrat mithilfe einer ersten Öffnung des Abgabegeräts, wobei die erste Schicht eine Vielzahl erster aktiver Verbundstoffpartikel und ein erstes Bindemittel umfasst, wobei die ersten aktiven Stoffpartikel eine erste durchschnittliche Partikelgröße aufweisen; Auftragen einer zweiten Schicht auf die erste Schicht mithilfe einer zweiten Öffnung des Abgabegeräts, wobei die zweite Schicht eine Vielzahl zweiter aktiver Stoffpartikel und ein zweites Bindemittel umfasst, wobei die zweiten aktiven Stoffpartikel eine zweite durchschnittliche Partikelgröße aufweisen, und Bilden einer die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebenden Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine Mischung aus den ersten und zweiten aktiven Stoffpartikeln umfasst, so dass die Zwischenphasenschicht einen stufenweisen Übergang von den ersten aktiven Stoffpartikeln der ersten Schicht hin zu den zweiten aktiven Stoffpartikeln der zweiten Schicht umfasst.
  37. Elektrode nach Anspruch 36, wobei die Zwischenphasenschicht ein Mischung aus den ersten aktiven Verbundstoffpartikeln mit den zweiten aktiven Verbundstoffpartikeln umfasst, so dass die Zwischenphasenschicht eine dritte durchschnittliche Partikelgröße des aktiven Stoffs aufweist, die zwischen der durchschnittlichen Partikelgröße des ersten aktiven Stoffs und der durchschnittlichen Partikelgröße des zweiten aktiven Stoffs liegt.
  38. Elektrode nach Anspruch 36 oder 37, wobei das Verursachen einer relativen Bewegung zwischen Substrat und Abgabegerät Bewegen des Substrats mit einer Gegenwalze umfasst.
  39. Elektrode nach einem der Ansprüche 36-38, wobei das Abgabegerät einen Zweikammer-Schlitzdüsen-Beschichtungskopf umfasst, so dass die erste Öffnung ein erster Schlitz des Beschichtungskopfes und die zweite Öffnung ein zweiter Schlitz des Beschichtungskopfes ist.
  40. Elektrode nach einem der Ansprüche 36-39, das Verfahren ferner umfassend Trocknen der ersten Schicht vor dem Auftragen der zweiten Schicht.
  41. Elektrode nach einem der Ansprüche 36-40, das Verfahren ferner umfassend: Kalandrieren der Elektrode durch Pressen der kombinierten ersten und zweiten Schicht auf das Substrat, Erhöhen einer Gesamtdichte der Elektrode und Reduzieren einer Gesamtporosität der Elektrode.
  42. Elektrode, umfassend: ein Stromabnehmersubstrat und einen auf das Substrat geschichteten aktiven Verbundstoff, wobei der aktive Verbundstoff umfasst: eine erste Schicht, die eine Vielzahl durch ein erstes Bindemittel verklebter erster aktiver Stoffpartikel umfasst, wobei die ersten aktiven Stoffpartikel eine erste durchschnittliche Partikelgröße aufweisen; eine zweite Schicht, die eine Vielzahl durch ein zweites Bindemittel verklebter zweiter aktiver Stoffpartikel umfasst, wobei die zweiten aktiven Stoffpartikel eine zweite durchschnittliche Partikelgröße aufweisen; eine die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebende Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine nicht planare Grenze zwischen der ersten und zweiten Schicht umfasst, so dass die erste Schicht und die zweite Schicht sich gegenseitig durchdringen und die Zwischenphasenschicht eine dritte durchschnittliche Partikelgröße aufweist, deren Größe zwischen der ersten und der zweiten durchschnittlichen Partikelgröße liegt.
  43. Elektrode nach Anspruch 42, wobei die nicht planare Grenze eine Vielzahl im Wesentlichen diskreter erster Finger aus den ersten aktiven Stoffpartikeln, die mit einer Vielzahl im Wesentlichen diskreter zweiter Finger aus den zweiten aktiven Stoffpartikeln ineinandergreifen.
  44. Elektrode nach Anspruch 43, wobei die ersten Finger jeweils eine Länge aufweisen, die etwa das Zweifache der kleineren der ersten durchschnittlichen Partikelgröße und der zweiten durchschnittlichen Partikelgröße übersteigt.
  45. Elektrode nach einem der Ansprüche 42-44, wobei die erste Schicht eine das Stromabnehmersubstrat unmittelbar kontaktierende erste Oberfläche und die zweite Schicht eine einen Separator unmittelbar kontaktierende zweite Oberfläche umfasst; wobei die zweite Oberfläche ggf. auf einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden Seite des aktiven Verbundstoffs liegt.
  46. Elektrode nach einem der Ansprüche 42-45, wobei die Zwischenphasenschicht eine Vielzahl Fluiddurchgänge umfasst, die mindestens teilweise durch die ersten aktiven Stoffpartikel und die zweiten aktiven Stoffpartikel definiert sind.
  47. Elektrode nach Anspruch 46, wobei die Vielzahl Fluiddurchgänge ferner durch eine Vielzahl Partikel aus leitfähigem Zusatzstoff definiert ist.
  48. Sekundärbatterie, umfassend die Elektrode nach einem der Ansprüche 42-47.
  49. Elektrode nach einem der Ansprüche 42-47, wobei es sich bei der Elektrode um eine Anode handelt und die ersten aktiven Stoffpartikel Kohlenstoff umfassen.
  50. Elektrode, umfassend: ein Stromabnehmersubstrat und einen auf das Substrat geschichteten aktiven Verbundstoff, wobei der aktive Verbundstoff umfasst: eine erste Schicht, die eine Vielzahl erster aktiver Stoffpartikel mit einer ersten Partikelgrößenverteilung umfasst; eine zweite Schicht, die eine Vielzahl zweiter aktiver Stoffpartikel mit einer zweiten Partikelgrößenverteilung umfasst; eine die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebende Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine gegenseitige Durchdringung der ersten und zweiten Schicht umfasst, wobei erste Finger der ersten Schicht in zweite Finger der zweiten Schicht eingreifen.
  51. Elektrode nach Anspruch 50, wobei die ersten Finger jeweils eine Länge aufweisen, die etwa 2 µm übersteigt.
  52. Elektrode nach Anspruch 50 oder 51, wobei die erste Schicht eine das Stromabnehmersubstrat unmittelbar kontaktierende erste Oberfläche und die zweite Schicht eine einen Separator unmittelbar kontaktierende zweite Oberfläche aufweist, wobei die erste und zweite Oberfläche ggf. auf gegenüberliegenden Seiten des aktiven Verbundstoffs liegen.
  53. Elektrode nach einem der Ansprüche 50-52, wobei die erste Schicht eine erste Porosität aufweist, die zweite Schicht eine zweite, unterschiedliche Porosität aufweist und die Zwischenphasenschicht eine zwischen der ersten und zweiten Porosität liegende dritte Porosität aufweist.
  54. Elektrode nach einem der Ansprüche 50-53, wobei die Zwischenphasenschicht eine Vielzahl Fluiddurchgänge umfasst, die mindestens teilweise durch die ersten Partikel und die zweiten Partikel definiert sind.
  55. Sekundärbatterie, umfassend die Elektrode nach einem der Ansprüche 50-54.
  56. Elektrode, hergestellt nach dem folgenden Verfahren: Verursachen einer relativen Bewegung zwischen einem Stromabnehmersubstrat und einem Abgabegerät für den aktiven Verbundstoff und Beschichten mindestens eines Teils des Substrats mit einem aktiven Verbundstoff mithilfe des Abgabegeräts, wobei das Beschichten umfasst: Auftragen einer ersten Schicht auf das Substrat mithilfe einer ersten Öffnung des Abgabegeräts, wobei die erste Schicht eine erste aktive Verbundstoffaufschlämmung und ein erstes Bindemittel umfasst, wobei die ersten aktiven Stoffpartikel eine erste durchschnittliche Partikelgröße und eine erste Viskosität aufweisen; Auftragen einer zweiten Schicht auf die erste Schicht mithilfe einer zweiten Öffnung des Abgabegeräts, wobei die zweite Schicht eine aktive Verbundstoffaufschlämmung mit einer Vielzahl zweiter aktiver Stoffpartikel und ein zweites Bindemittel umfasst, wobei die zweiten aktiven Stoffpartikel eine zweite durchschnittliche Partikelgröße und eine zweite Viskosität aufweisen, und Bilden einer die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebenden Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine gegenseitige Durchdringung der ersten und zweiten Schicht umfasst, wobei erste Finger der ersten Schicht in zweite Finger der zweiten Schicht eingreifen.
  57. Elektrode nach Anspruch 56, wobei die Zwischenphasenschicht eine dritte durchschnittliche Partikelgröße des aktiven Stoffs aufweist, die zwischen der durchschnittlichen Partikelgröße des ersten aktiven Stoffs und der durchschnittlichen Partikelgröße des zweiten aktiven Stoffs liegt.
  58. Elektrode nach Anspruch 56 oder 57, wobei das Verursachen einer relativen Bewegung zwischen Substrat und Abgabegerät Bewegen des Substrats mit einer Gegenwalze umfasst.
  59. Elektrode nach einem der Ansprüche 56-58, wobei das Abgabegerät einen Zweikammer-Schlitzdüsen-Beschichtungskopf umfasst, so dass die erste Öffnung ein erster Schlitz des Beschichtungskopfes und die zweite Öffnung ein zweiter Schlitz des Beschichtungskopfes ist.
  60. Elektrode nach einem der Ansprüche 56-59, wobei der Unterschied zwischen erster und zweiter Viskosität mindestens 100 cP beträgt.
  61. Elektrode nach einem der Ansprüche 56-60, das Verfahren ferner umfassend: Kalandrieren der Elektrode durch Pressen der kombinierten ersten und zweiten Schichten auf das Substrat, so dass eine Elektrodendichte uneinheitlich erhöht wird, wobei die erste Schicht eine erste Porosität und die zweite Schicht eine zweite Porosität, die kleiner ist als die erste Porosität, aufweist.
  62. Elektrode nach Anspruch 42, 50 oder 56, umfassend Finger, die Domänen aus ersten Partikeln, die in Domänen aus zweiten Partikeln eingreifen, umfassen.
  63. Elektrode nach 42, 50 oder 56, wobei die Grenze der Zwischenphase eine Fläche aufweist, die mindestens doppelt so groß ist, wie es eine im Wesentlichen planare Grenze zwischen erster und zweiter Schicht wäre.
  64. Elektrode nach 42, 50 oder 56, wobei die erste Schicht ein erstes homogenes Gefüge mit einer ersten Porosität umfasst und die zweite Schicht ein zweites homogenes Gefüge mit einer zweiten Porosität, die sich von der ersten Porosität unterscheidet, umfasst.
  65. Elektrode für eine elektrochemische Zelle, hergestellt nach folgendem Verfahren: Verursachen einer relativen Bewegung zwischen einem Stromabnehmersubstrat und einem Abgabegerät für den aktiven Verbundstoff und Beschichten mindestens eines Teils des Stromabnehmersubstrats mit einem aktiven Verbundstoff mithilfe des Abgabegeräts, um eine elektrochemische Zellenelektrode herzustellen, wobei das Beschichten umfasst: Auftragen einer ersten Schicht auf das Stromabnehmersubstrat mithilfe einer ersten Öffnung des Abgabegeräts, wobei die erste Schicht eine erste aktive Verbundstoffaufschlämmung und ein erstes Bindemittel umfasst, wobei die ersten aktiven Stoffpartikel eine erste durchschnittliche Partikelgröße und eine erste Viskosität aufweisen; Auftragen einer zweiten Schicht auf die erste Schicht mithilfe einer zweiten Öffnung des Abgabegeräts, während die erste Schicht nass ist, wobei die zweite Schicht eine aktive Verbundstoffaufschlämmung mit einer Vielzahl zweiter aktiver Stoffpartikel und ein zweites Bindemittel umfasst, wobei die zweiten aktiven Stoffpartikel eine zweite durchschnittliche Partikelgröße und eine zweite Viskosität aufweisen, und Bilden einer die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebenden Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine gegenseitige Durchdringung der ersten und zweiten Schicht umfasst, wobei erste Finger der ersten Schicht in zweite Finger der zweiten Schicht eingreifen.
  66. Elektrode nach Anspruch 65, wobei die Zwischenphasenschicht eine dritte durchschnittliche Partikelgröße des aktiven Stoffs aufweist, die zwischen der durchschnittlichen Partikelgröße des ersten aktiven Stoffs und der durchschnittlichen Partikelgröße des zweiten aktiven Stoffs liegt.
  67. Elektrode nach Anspruch 65 oder 66, wobei das Verursachen einer relativen Bewegung zwischen Stromabnehmersubstrat und Abgabegerät Bewegen des Stromabnehmersubstrats mit einer Gegenwalze umfasst.
  68. Elektrode nach einem der Ansprüche 65-67, wobei das Abgabegerät einen Zweikammer-Schlitzdüsen-Beschichtungskopf umfasst, so dass die erste Öffnung ein erster Schlitz des Beschichtungskopfes und die zweite Öffnung ein zweiter Schlitz des Beschichtungskopfes ist.
  69. Elektrode nach einem der Ansprüche 65-68, wobei der Unterschied zwischen erster und zweiter Viskosität mindestens 100 cP beträgt.
  70. Elektrode nach einem der Ansprüche 65-69, das Verfahren ferner umfassend: Kalandrieren der elektrochemischen Zellenelektrode durch Pressen kombinierten ersten und zweiten Schichten auf das Stromabnehmersubstrat, so dass eine Elektrodendichte uneinheitlich erhöht wird, wobei die erste Schicht eine erste Porosität und die zweite Schicht eine zweite Porosität, die kleiner ist als die erste Porosität, aufweist.
  71. Elektrode nach Anspruch 70, wobei die elektrochemische Zellenelektrode genau eine Krustenschicht umfasst.
  72. Elektrode nach einem der Ansprüche 65-71, wobei eine Grenze zwischen erster und zweiter Schicht eine Fläche aufweist, die mindestens zweimal so groß ist wie ein parallel zum Stromabnehmersubstrat verlaufender planarer Querschnitt.
  73. Elektrode für eine elektrochemische Zelle, hergestellt nach folgendem Verfahren: Verursachen einer relativen Bewegung zwischen einem Stromabnehmersubstrat und einem Abgabegerät für den aktiven Verbundstoff und Beschichten mindestens eines Teils des Stromabnehmersubstrats mit einem aktiven Verbundstoff mithilfe des Abgabegeräts, wobei das Beschichten umfasst: Auftragen einer ersten Schicht auf das Stromabnehmersubstrat mithilfe einer ersten Öffnung des Abgabegeräts, wobei die erste Schicht eine Vielzahl erster aktiver Stoffpartikel und ein erstes Bindemittel umfasst, wobei die ersten aktiven Stoffpartikel eine erste durchschnittliche Partikelgröße aufweisen; Auftragen einer zweiten Schicht auf die erste Schicht mithilfe einer zweiten Öffnung des Abgabegeräts, während die erste Schicht nass ist, wobei die zweite Schicht eine Vielzahl zweiter aktiver Stoffpartikel und ein zweites Bindemittel umfasst, wobei die zweiten aktiven Stoffpartikel eine zweite durchschnittliche Partikelgröße aufweisen, und Bilden einer die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebenden Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine Mischung aus den ersten und zweiten aktiven Stoffpartikeln umfasst, so dass die Zwischenphasenschicht einen stufenweisen Übergang von den ersten aktiven Stoffpartikeln der ersten Schicht hin zu den zweiten aktiven Stoffpartikeln der zweiten Schicht umfasst.
  74. Elektrode nach Anspruch 73, wobei die Zwischenphasenschicht ein Mischung aus den ersten aktiven Verbundstoffpartikeln mit den zweiten aktiven Verbundstoffpartikeln umfasst, so dass die Zwischenphasenschicht eine dritte durchschnittliche Partikelgröße des aktiven Stoffs aufweist, die zwischen der durchschnittlichen Partikelgröße des ersten aktiven Stoffs und der durchschnittlichen Partikelgröße des zweiten aktiven Stoffs liegt.
  75. Elektrode nach Anspruch 73 oder 74, wobei das Verursachen einer relativen Bewegung zwischen Stromabnehmersubstrat und Abgabegerät Bewegen des Substrats mit einer Gegenwalze umfasst.
  76. Elektrode nach einem der Ansprüche 73-75, wobei das Abgabegerät einen Zweikammer-Schlitzdüsen-Beschichtungskopf umfasst, so dass die erste Öffnung ein erster Schlitz des Beschichtungskopfes und die zweite Öffnung ein zweiter Schlitz des Beschichtungskopfes ist.
  77. Elektrode nach einem der Ansprüche 73-76, ferner umfassend: Kalandrieren der Elektrode durch Pressen der kombinierten ersten und zweiten Schicht auf das Stromabnehmersubstrat, Erhöhen einer Gesamtdichte der Elektrode und Reduzieren einer Gesamtporosität der Elektrode.
  78. Elektrode für eine elektrochemische Zelle, hergestellt nach folgendem Verfahren: Auftragen einer ersten Schicht aus einer ersten aktiven Verbundstoffaufschlämmung auf ein Foliensubstrat mithilfe eines ersten Fluidschlitzes eines Abgabegeräts mit Schlitzdüsen-Beschichtungskopf, wobei die erste aktive Verbundstoffaufschlämmung eine Vielzahl erster aktiver Stoffpartikel und ein erstes Bindemittel umfasst, wobei die ersten aktiven Stoffpartikel eine erste durchschnittliche Partikelgröße und eine erste Viskosität aufweisen, und Auftragen einer zweiten Schicht aus einer zweiten aktiven Verbundstoffaufschlämmung auf ein Foliensubstrat mithilfe eines zweiten Fluidschlitzes eines Abgabegeräts mit Schlitzdüse-Beschichtungskopf, während die erste Schicht nass ist, wobei die zweite aktive Verbundstoffaufschlämmung eine Vielzahl zweiter aktiver Stoffpartikel und ein zweites Bindemittel umfasst, wobei die zweiten aktiven Stoffpartikel eine zweite durchschnittliche Partikelgröße und eine zweite Viskosität aufweisen; wobei zwischen der ersten Schicht und der zweiten Schicht eine sich gegenseitig durchdringende Grenzschicht gebildet wird.
  79. Elektrode nach Anspruch 78, das Verfahren ferner umfassend Bewirken, dass sich das Foliensubstrat und das Abgabegerät relativ zueinander bewegen.
  80. Elektrode nach Anspruch 78 oder 79, wobei das Abgabegerät einen Doppelkammer-Schlitzdüsen-Beschichtungskopf umfasst.
  81. Elektrode nach einem der Ansprüche 78-80, wobei der Unterschied zwischen erster und zweiter Viskosität mindestens 100 cP beträgt.
  82. Elektrode nach einem der Ansprüche 78-81, das Verfahren ferner umfassend: Kalandrieren der kombinierten ersten und zweiten Schichten gegen das Foliensubstrat, so dass eine Elektrodendichte uneinheitlich erhöht wird, wobei die erste Schicht eine erste Porosität und die zweite Schicht eine zweite Porosität, die kleiner ist als die erste Porosität, aufweist.
  83. Elektrode nach Anspruch 82, wobei die elektrochemische Zellenelektrode genau eine Krustenschicht umfasst.
  84. Elektrode nach einem der Ansprüche 78-83, wobei die Grenzschicht eine Fläche aufweist, die mindestens zweimal so groß ist wie ein parallel zum Foliensubstrat verlaufender planarer Querschnitt.
  85. Elektrode, umfassend: eine elektrochemische Zellenelektrode, umfassend ein Stromabnehmersubstrat und einen auf das Stromabnehmersubstrat geschichteten aktiven Verbundstoff, wobei der aktive Verbundstoff umfasst: eine erste Schicht, die eine Vielzahl durch ein erstes Bindemittel verklebter erster aktiver Stoffpartikel umfasst, wobei die ersten aktiven Stoffpartikel eine erste durchschnittliche Partikelgröße aufweisen; eine zweite Schicht, die eine Vielzahl durch ein zweites Bindemittel verklebter zweiter aktiver Stoffpartikel umfasst, wobei die zweiten aktiven Stoffpartikel eine zweite durchschnittliche Partikelgröße aufweisen; eine die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebende Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine nicht planare Grenze zwischen der ersten und zweiten Schicht umfasst, so dass die erste Schicht und die zweite Schicht sich gegenseitig durchdringen und die Zwischenphasenschicht eine dritte durchschnittliche Partikelgröße zwischen der ersten und der zweiten durchschnittlichen Partikelgröße aufweist; wobei die nicht planare Grenze eine Vielzahl im Wesentlichen diskreter erster Finger aus den ersten aktiven Stoffpartikeln umfasst, die mit einer Vielzahl im Wesentlichen diskreter zweiter Finger aus den zweiten aktiven Stoffpartikeln ineinandergreifen, wobei die ersten Finger jeweils eine Länge aufweisen, die etwa das Zweifache der jeweils kleineren der ersten und der zweiten durchschnittlichen Partikelgröße beträgt.
  86. Elektrode nach Anspruch 85, wobei die erste Schicht eine erste Oberfläche aufweist, die das Stromabnehmersubstrat unmittelbar kontaktiert, und die zweite Schicht eine zweite Oberfläche aufweist, die einen Separator unmittelbar kontaktiert.
  87. Elektrode nach Anspruch 85 oder 86, wobei die Zwischenphasenschicht eine Vielzahl Fluiddurchgänge umfasst, die mindestens teilweise durch die ersten aktiven Stoffpartikel und die zweiten aktiven Stoffpartikel definiert sind.
  88. Elektrode nach Anspruch 87, wobei die Vielzahl Fluiddurchgänge ferner durch eine Vielzahl Partikel aus leitfähigem Zusatzstoff definiert ist.
  89. Sekundärbatterie, umfassend die Elektrode nach einem der Ansprüche 85-88.
  90. Elektrode nach einem der Ansprüche 85-89, wobei es sich bei der elektrochemischen Zellenelektrode um eine Anode handelt und die ersten aktiven Stoffpartikel Kohlenstoff umfassen.
  91. Elektrode nach einem der Ansprüche 85-90, wobei es sich bei der elektrochemischen Zellenelektrode um eine Kathode handelt und die ersten aktiven Stoffpartikel ein nickelhaltiges Oxid umfassen.
  92. Elektrode, umfassend: eine elektrochemische Zellenelektrode, umfassend ein Stromabnehmersubstrat und einen auf das Stromabnehmersubstrat geschichteten aktiven Verbundstoff, wobei der aktive Verbundstoff umfasst: eine erste Schicht, die eine Vielzahl erster aktiver Stoffpartikel mit einer ersten Partikelgrößenverteilung umfasst; eine zweite Schicht, die eine Vielzahl zweiter aktiver Stoffpartikel mit einer zweiten Partikelgrößenverteilung umfasst; eine die erste Schicht mit der zweiten Schicht verklebende Zwischenphasenschicht, wobei die Zwischenphasenschicht eine gegenseitige Durchdringung der ersten und zweiten Schicht umfasst, wobei erste Finger der ersten Schicht in zweite Finger der zweiten Schicht eingreifen.
  93. Elektrode nach Anspruch 92, wobei die ersten Finger jeweils eine Länge aufweisen, die etwa 2 µm übersteigt.
  94. Elektrode nach einem der Ansprüche 92-93, wobei die erste Schicht eine erste Oberfläche aufweist, die das Stromabnehmersubstrat unmittelbar kontaktiert, und die zweite Schicht eine zweite Oberfläche aufweist, die einen Separator unmittelbar kontaktiert.
  95. Elektrode nach einem der Ansprüche 92-94, wobei die erste Schicht eine erste Porosität aufweist, die zweite Schicht eine zweite, unterschiedliche Porosität aufweist und die Zwischenphasenschicht eine zwischen der ersten und zweiten Porosität liegende dritte Porosität aufweist.
  96. Elektrode nach einem der Ansprüche 92-95, wobei die Zwischenphasenschicht eine Vielzahl Fluiddurchgänge umfasst, die mindestens teilweise durch die ersten aktiven Stoffpartikel und die zweiten aktiven Stoffpartikel definiert sind.
  97. Elektrode nach einem der Ansprüche 92-96, wobei die ersten Finger jeweils eine Länge aufweisen, die etwa das Zweifache des jeweils Kleineren einer Durchschnittsgröße der ersten aktiven Stoffpartikel und einer Durchschnittsgröße der zweiten aktiven Stoffpartikel beträgt.
  98. Elektrode nach einem der Ansprüche 92-97, wobei eine Gesamtdicke der Zwischenphasenschicht als Abstand zwischen einer von den ersten Fingern erreichten größten Durchdringung und einer von den zweiten Fingern erreichten größten Durchdringung definiert ist, wobei die Gesamtdicke der Zwischenphasenschicht etwa das Dreifache des jeweils Kleineren einer Durchschnittsgröße der ersten aktiven Stoffpartikel und einer Durchschnittsgröße der zweiten aktiven Stoffpartikel beträgt.
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US15/961,032 2018-04-24

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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10847780B2 (en) * 2016-09-16 2020-11-24 Pacesetter, Inc. Battery electrode and methods of making
US10038193B1 (en) * 2017-07-28 2018-07-31 EnPower, Inc. Electrode having an interphase structure
CN110277536B (zh) * 2018-03-16 2023-01-10 株式会社理光 电极，绝缘层用涂布液，以及电极的制造方法
US20190296335A1 (en) 2018-03-23 2019-09-26 EnPower, Inc. Electrochemical cells having improved ionic conductivity
KR20210027471A (ko) * 2018-07-09 2021-03-10 24엠 테크놀로지즈, 인크. 반-고체 전극 및 배터리 제조의 연속적인 및 반-연속적인 방법들
CN109256523A (zh) * 2018-09-15 2019-01-22 珠海光宇电池有限公司 一种提高高电压正极材料综合性能的锂离子电池的制备方法
US20200152989A1 (en) * 2018-11-09 2020-05-14 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Carbon nanofoams with graded/gradient pore structure
JP7107389B2 (ja) * 2018-11-29 2022-07-27 株式会社村田製作所 固体電池
JP7187661B2 (ja) * 2019-03-01 2022-12-12 ビークルエナジージャパン株式会社 リチウム二次電池用電極及びリチウム二次電池
KR102517419B1 (ko) * 2019-04-04 2023-03-31 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 이차전지용 전극
US11569550B2 (en) 2019-04-05 2023-01-31 EnPower, Inc. Electrode with integrated ceramic separator
CN111952518A (zh) * 2019-05-14 2020-11-17 宁德新能源科技有限公司 电化学装置
KR102527050B1 (ko) * 2019-06-07 2023-04-28 에스케이온 주식회사 이차전지용 전극의 제조방법 및 상기 전극을 포함하는 이차전지
CN112751142B (zh) * 2019-10-31 2023-05-23 美商映能量公司 具有集成陶瓷分隔体的电化学电池
WO2021106730A1 (ja) * 2019-11-27 2021-06-03 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
GB202012487D0 (en) * 2020-08-11 2020-09-23 Univ Oxford Innovation Ltd Electrode Structure
CN112652736A (zh) * 2020-12-28 2021-04-13 蜂巢能源科技有限公司 一种负极极片及其制备方法和应用
WO2022141447A1 (zh) * 2020-12-31 2022-07-07 宁德新能源科技有限公司 极片、电化学装置和电子装置
CN112802990B (zh) * 2020-12-31 2022-05-03 宁德新能源科技有限公司 极片、电化学装置和电子装置
KR20220137244A (ko) * 2021-04-02 2022-10-12 에스케이온 주식회사 전극, 상기 전극을 포함하는 이차전지 및 상기 전극의 제조방법
CN113394367A (zh) * 2021-06-15 2021-09-14 湖北亿纬动力有限公司 一种浆料涂布方法及极片
CN113437355A (zh) * 2021-06-30 2021-09-24 深圳大学 一种流动式锂离子电池
US11594784B2 (en) 2021-07-28 2023-02-28 EnPower, Inc. Integrated fibrous separator
WO2023082248A1 (zh) * 2021-11-15 2023-05-19 宁德新能源科技有限公司 电极及其制备方法、电化学装置和电子装置
CN114279377B (zh) * 2021-12-08 2024-03-22 蜂巢能源科技股份有限公司 电池材料充放电过程体积变化的评估系统和评价方法
CN114400296B (zh) * 2021-12-28 2024-01-16 上海兰钧新能源科技有限公司 一种负极极片及其制备与应用
KR20240048277A (ko) * 2022-10-06 2024-04-15 한국기계연구원 고성능 배터리용 이중층 전극 및 이의 제조방법
CN116504921B (zh) * 2023-06-19 2023-09-19 蔚来电池科技(安徽)有限公司 正极极片、电化学装置和用电装置

Family Cites Families (76)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3253632B2 (ja) 1995-08-28 2002-02-04 旭化成株式会社 新規な電池およびその製造方法
US5873523A (en) 1996-02-29 1999-02-23 Yale University Electrospray employing corona-assisted cone-jet mode
EP1184918B1 (de) 2000-08-28 2009-10-14 Nissan Motor Co., Ltd. Wiederaufladbare Lithiumionenbatterie
US7553584B2 (en) 2000-10-20 2009-06-30 Massachusetts Institute Of Technology Reticulated and controlled porosity battery structures
JP3520921B2 (ja) 2001-03-27 2004-04-19 日本電気株式会社 二次電池用負極およびそれを用いた二次電池
JP4619000B2 (ja) * 2001-07-27 2011-01-26 マサチューセッツ インスティテュート オブ テクノロジー 電池構造、自己組織化構造、及び関連方法
AU2003259271A1 (en) 2002-07-26 2004-02-16 A123 Systems, Inc. Bipolar articles and related methods
JP2004234878A (ja) * 2003-01-28 2004-08-19 Nissan Motor Co Ltd ゲルポリマー電解質を備える二次電池用電極およびその製造方法、ならびに、二次電池
KR100542198B1 (ko) 2003-10-23 2006-01-11 삼성에스디아이 주식회사 리튬 폴리머 이차 전지
US20050236732A1 (en) * 2004-01-13 2005-10-27 Bernd Brosch Method and apparatus for making positive electrode films for polymer batteries
CN1806355A (zh) 2004-02-06 2006-07-19 A123系统公司 具有高充放电倍率能力的锂二次电池
KR100666821B1 (ko) 2004-02-07 2007-01-09 주식회사 엘지화학 유/무기 복합 다공성 코팅층이 형성된 전극 및 이를포함하는 전기 화학 소자
US20080044733A1 (en) 2004-05-14 2008-02-21 Tsumoru Ohata Lithium Ion Secondary Battery and Method for Producing the Same
KR100659854B1 (ko) 2005-04-28 2006-12-19 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
JP4622803B2 (ja) * 2005-10-25 2011-02-02 ソニー株式会社 リチウムイオン二次電池用負極およびリチウムイオン二次電池、並びにそれらの製造方法
JP5103857B2 (ja) 2005-11-10 2012-12-19 日産自動車株式会社 二次電池用電極、および、これを用いた二次電池
JP4984553B2 (ja) * 2006-01-30 2012-07-25 ソニー株式会社 二次電池用負極及びそれを用いた二次電池
WO2007147167A2 (en) 2006-06-16 2007-12-21 Porous Power Technologies, Llc Optimized microporous structure of electrochemical cells
US7867553B2 (en) 2006-08-23 2011-01-11 The Gillette Company Method of making cathode including iron disulfide
JP2008059999A (ja) 2006-09-01 2008-03-13 Sony Corp 負極およびそれを用いた非水電解質二次電池
JP5156406B2 (ja) * 2007-01-18 2013-03-06 日立マクセルエナジー株式会社 リチウム二次電池用正極及びその製造方法、並びにリチウム二次電池
KR100927718B1 (ko) 2007-11-27 2009-11-18 삼성에스디아이 주식회사 다공성 탄소 구조체, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 연료 전지용 전극 촉매, 전극, 및 막-전극 어셈블리
FR2926466B1 (fr) 2008-01-23 2010-11-12 Dbv Tech Procede de fabrication de patchs par electrospray
JP5662945B2 (ja) 2008-12-23 2015-02-04 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 微多孔性有機ケイ酸塩材料を有する有機化学センサ
KR101080956B1 (ko) 2009-04-13 2011-11-08 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 리튬 이차 전지용 음극 활물질, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
CA2772768A1 (en) 2009-09-03 2011-03-10 Molecular Nanosystems, Inc. Methods and systems for making electrodes having at least one functional gradient therein and devices resulting therefrom
JP5704633B2 (ja) 2009-09-29 2015-04-22 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 二次電池
US20110168550A1 (en) 2010-01-13 2011-07-14 Applied Materials, Inc. Graded electrode technologies for high energy lithium-ion batteries
US20110217585A1 (en) 2010-03-02 2011-09-08 Applied Materials, Inc. Integrated composite separator for lithium-ion batteries
US8178209B2 (en) 2010-03-04 2012-05-15 Xerox Corporation Fuser member having fluorinated polyimide outer layer
US20120328942A1 (en) 2010-03-05 2012-12-27 A123 Systems, Inc. Design and fabrication of electrodes with gradients
JP5403153B2 (ja) 2010-05-12 2014-01-29 株式会社豊田自動織機 リチウムイオン二次電池用電極及びその製造方法
JP5647447B2 (ja) * 2010-06-30 2014-12-24 ダイニック株式会社 電気化学素子用電極およびその製造方法
WO2012037171A2 (en) * 2010-09-13 2012-03-22 The Regents Of The University Of California Ionic gel electrolyte, energy storage devices, and methods of manufacture thereof
PL2500965T3 (pl) 2010-09-30 2020-05-18 Lg Chem, Ltd. Katoda do dodatkowego akumulatora litowego i zawierający ją dodatkowy akumulator litowy
US9065122B2 (en) 2010-09-30 2015-06-23 Applied Materials, Inc. Electrospinning for integrated separator for lithium-ion batteries
CN103168378B (zh) * 2010-10-21 2015-12-02 丰田自动车株式会社 电池用电极及其利用
KR101198806B1 (ko) 2010-12-06 2012-11-07 현대자동차주식회사 다공절연층을 포함하는 이차전지 전극 및 그 제조 방법
US8570736B2 (en) 2011-01-31 2013-10-29 Apple Inc. Component assembly
JP2014506723A (ja) 2011-02-25 2014-03-17 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド リチウムイオンセル設計装置および方法
KR101297175B1 (ko) 2011-03-10 2013-08-21 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지용 양극 활물질, 이의 제조방법 및 이를 이용한 리튬 이차전지
KR101407085B1 (ko) 2011-05-02 2014-06-19 주식회사 엘지화학 다층의 전극 활물질층을 포함하는 전극 및 이를 포함하는 이차 전지
DE102011076177A1 (de) * 2011-05-20 2012-11-22 Robert Bosch Gmbh Schichtanordnung, Energiespeicher und Verfahren zum Herstellen eines Energiespeichers
FR2977380B1 (fr) * 2011-07-01 2014-10-24 Commissariat Energie Atomique Procede de realisation d'un dispositif a batteries avec test du fonctionnement des batteries avant de les relier electriquement
US9508992B2 (en) * 2011-09-28 2016-11-29 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Positive electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2013120736A (ja) * 2011-12-08 2013-06-17 Sony Corp 電極、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム
EP2804697A4 (de) * 2012-01-17 2015-10-21 Ballast Energy Inc Elektrode und batterie
JP2013149403A (ja) * 2012-01-18 2013-08-01 Hitachi Ltd リチウムイオン二次電池負極、リチウムイオン二次電池負極を用いたリチウムイオン二次電池、および、それらの製造方法
US20150027615A1 (en) 2012-03-15 2015-01-29 William Marsh Rice University Methods of making multilayer energy storage devices
KR101511732B1 (ko) 2012-04-10 2015-04-13 주식회사 엘지화학 다공성 코팅층이 형성된 전극, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 전기화학소자
WO2013157856A1 (ko) 2012-04-18 2013-10-24 주식회사 엘지화학 다층구조 전극 및 그 제조방법
US10374221B2 (en) * 2012-08-24 2019-08-06 Sila Nanotechnologies, Inc. Scaffolding matrix with internal nanoparticles
EP2797142B1 (de) * 2013-01-25 2018-09-12 LG Chem, Ltd. Anode für eine lithiumsekundärbatterie und lithiumsekundärbatterie damit
CN105074967B (zh) 2013-03-15 2018-07-10 应用材料公司 用于制造较厚电极的多层电池电极设计
EP2997611A4 (de) * 2013-05-15 2016-12-14 Quantumscape Corp Festkörperkatholyt oder -elektrolyt für eine batterie
JP6136612B2 (ja) * 2013-06-14 2017-05-31 ソニー株式会社 リチウムイオン二次電池用電極、リチウムイオン二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
JPWO2015046492A1 (ja) 2013-09-30 2017-03-09 凸版印刷株式会社 リチウムイオン二次電池用電極およびリチウムイオン二次電池
US9570736B2 (en) 2013-10-16 2017-02-14 William Marsh Rice University Electrodes with three dimensional current collectors and methods of making the same
JP6098852B2 (ja) 2014-01-06 2017-03-22 エルジー・ケム・リミテッド 二次電池用負極及びこれを含むリチウム二次電池
US9564639B2 (en) 2014-02-12 2017-02-07 GM Global Technology Operations LLC High performance silicon electrodes having improved interfacial adhesion between binder and silicon
JP6354420B2 (ja) 2014-07-24 2018-07-11 株式会社豊田自動織機 電極の製造方法
CN107004858B (zh) * 2014-12-16 2020-09-18 株式会社Lg化学 含有ptc材料的二次电池电极的制造方法和由此方法制造的电极
US9806337B2 (en) * 2015-01-15 2017-10-31 Nissan North America, Inc. Electrode structure having alternating composite layers
KR101957406B1 (ko) 2015-03-18 2019-06-19 주식회사 엘지화학 일체형 전극조립체 및 이를 포함하는 전기화학소자
JP2016181487A (ja) * 2015-03-25 2016-10-13 株式会社東芝 非水電解質電池用電極、非水電解質次電池および電池パック
JP2016219130A (ja) * 2015-05-15 2016-12-22 セイコーエプソン株式会社 固体電解質電池、電極複合体、複合固体電解質および固体電解質電池の製造方法
JP6376406B2 (ja) 2015-05-29 2018-08-22 トヨタ自動車株式会社 組電池の製造方法
US10381623B2 (en) 2015-07-09 2019-08-13 Optodot Corporation Nanoporous separators for batteries and related manufacturing methods
WO2017010780A1 (ko) 2015-07-10 2017-01-19 주식회사 엘지화학 세퍼레이터 및 이를 포함하는 전기화학소자
EP3360184A4 (de) 2015-10-05 2019-04-24 Sila Nanotechnologies Inc. Schutz von batterieelektroden gegen nebenreaktionen
KR102323943B1 (ko) 2015-10-21 2021-11-08 삼성전자주식회사 반도체 장치 제조 방법
WO2017201376A1 (en) * 2016-05-20 2017-11-23 Sion Power Corporation Protective layers for electrodes and electrochemical cells
US11251453B2 (en) 2016-12-23 2022-02-15 W. L. Gore & Associates, Inc. Membrane electrode assembly manufacturing process
JP2017130476A (ja) * 2017-05-08 2017-07-27 ソニー株式会社 リチウムイオン二次電池用電極、リチウムイオン二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
US10038193B1 (en) 2017-07-28 2018-07-31 EnPower, Inc. Electrode having an interphase structure
KR20200101958A (ko) 2017-12-22 2020-08-28 실라 나노테크놀로지스 인코포레이티드 세라믹-포함 세퍼레이터 층을 갖는 세퍼레이터

Also Published As

Publication number Publication date
CN113078306A (zh) 2021-07-06
EP3659195A1 (de) 2020-06-03
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KR20200053479A (ko) 2020-05-18
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US20220173397A1 (en) 2022-06-02
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KR20200001228U (ko) 2020-06-12
CN111247668B (zh) 2021-07-16
US10038193B1 (en) 2018-07-31
CN111247668A (zh) 2020-06-05
US20190036125A1 (en) 2019-01-31
US20200266446A1 (en) 2020-08-20
US10069145B1 (en) 2018-09-04
TW201921778A (zh) 2019-06-01
US11211609B2 (en) 2021-12-28
US10644317B2 (en) 2020-05-05
KR200493331Y1 (ko) 2021-03-12
JP3227744U (ja) 2020-09-17

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