DE212022000090U1

DE212022000090U1 - Elektrodenwalzvorrichtung mit einer Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit

Info

Publication number: DE212022000090U1
Application number: DE212022000090.0U
Authority: DE
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2020-05-22
Filing date: 2022-05-12
Publication date: 2023-06-23
Anticipated expiration: 2032-05-13
Also published as: KR20210144585A; KR20210144586A; WO2022245047A1; US20230420633A1; CN219696674U

Abstract

Elektrodenwalzvorrichtung zum Walzen eines Elektrodensubstrats mit einer Stromkollektorschicht und einer Elektrodenmischungsschicht, die auf einer Fläche oder auf beiden Flächen der Stromkollektorschicht ausgebildet ist,
wobei die Elektrodenwalzvorrichtung eine Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit enthält, die den Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats presst, um ein Muster zu erzeugen; sowie eine Elektrodenwalzeinheit zum Walzen des Elektrodensubstrats, und
wobei die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit im Anschluss an die Elektrodenwalzeinheit entlang einer Vorschubrichtung des Elektrodensubstrats angeordnet ist.

Description

[TECHNISCHES GEBIET]
Querverweis auf verwandte Anmeldungen)
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0063930 , die am 18. Mai 2021 beim koreanischen Amt für geistiges Eigentum eingereicht wurde und deren Offenbarung hier durch Bezugnahme in ihrem vollen Umfang enthalten ist.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Elektrodenwalzvorrichtung mit einer Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit zum Walzen eines Nicht-Beschichtungsabschnitts eines Elektrodensubstrats.
[HINTERGRUND]
Mit Zunahme der technologischen Entwicklung und der Nachfrage nach mobilen Geräten steigt auch die Nachfrage nach Sekundärbatterien schnell an. Dabei werden verbreitet Lithium-Sekundärbatterien aufgrund ihrer hohen Energiedichte und hohen Betriebsspannung sowie ihrer ausgezeichneten Speicher- und Lebensdauereigenschaften als Energiequelle für verschiedenste elektronische Produkte und mobile Geräte eingesetzt.
Mit der Ausweitung des Anwendungsbereichs von Sekundärbatterien steigt auch die Nachfrage nach Sekundärbatterien mit höherer Kapazität rapide an. Als Verfahrensweise zum Erhöhen der Kapazität einer Sekundärbatterie wird an einer Technik zur Erhöhung der Ladungsmenge der Elektrodenmischungsschicht geforscht. Wenn die Ladungsmenge der Elektrodenmischungsschicht erhöht wird, kommt es jedoch zu einer Volumenvergrößerung der Elektrode. Um das Volumen der Elektrode zu verringern, ist ein Verfahren zum Walzen der Elektrode mit einem höheren Druck erforderlich.
1 ist ein schematisches Diagramm, das einen Walzvorgang für ein herkömmliches Elektrodensubstrat zeigt. In 1 wird ein Elektrodensubstrat 10 mit einer Struktur, bei der Elektrodenmischungsschichten auf beiden Oberflächen einer Stromkollektorschicht aus Aluminiumfolie aufgetragen sind, einem Walzprozess unterzogen, während es ein Paar Walzrollen 21 und 22 durchläuft. Durch den Walzvorgang wird bei dem Elektrodensubstrat 10 die Dichte der Elektrodenmischungsschicht erhöht und das Volumen verringert. Während des Walzens des Elektrodensubstrats 10 unter hohem Druck tritt jedoch an der Seitenfläche des Elektrodensubstrats 10, insbesondere an dem Nicht-Beschichtungsabschnitt 11, ein Aufquellen auf, das zu dem Problem einer erhöhten Prozessfehlerrate führt.
Daher besteht Bedarf nach einer Technik, die in der Lage ist, eine Vergrößerung des Elektrodenvolumens zu minimieren und Prozessfehler zu reduzieren, während die Ladungsmenge der Elektrodenmischungsschicht erhöht wird.
[Literatur zum Stand der Technik]
[Patentliteratur]
(Patentliteratur 1) Koreanisches Patent Nr. 1765773
[NÄHERE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG]
[Technische Aufgabenstellung]
Die vorliegende Offenbarung wurde erarbeitet, um die oben genannten Probleme zu lösen, und ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Elektrodenwalzvorrichtung mit einer Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit zum Walzen eines Nicht-Beschichtungsabschnitts eines Elektrodensubstrats bereitzustellen.
[Technische Lösung]
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird eine Elektrodenwalzvorrichtung zum Walzen eines Elektrodensubstrats bereitgestellt, das eine Stromkollektorschicht und eine Elektrodenmischungsschicht umfasst, die auf einer Oberfläche oder beiden Oberflächen der Stromkollektorschicht ausgebildet ist, wobei die Elektrodenwalzvorrichtung eine Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit, die den Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats presst, um ein Muster zu erzeugen; und eine Elektrodenwalzeinheit zum Walzen des Elektrodensubstrats umfasst, und wobei die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit im Anschluss an die Elektrodenwalzeinheit entlang einer Vorschubrichtung des Elektrodensubstrats angeordnet ist.
Bei einem Beispiel umfasst die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen, die ein Paar bilden und den Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats pressen, wobei zumindest eine der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen, die ein Paar bilden, eine Struktur aufweist, in der Oberflächenunebenheiten ausgebildet sind.
Bei einem anderen Beispiel umfasst die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen, die ein Paar bilden und den Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats pressen, wobei die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen, die ein Paar bilden, unterschiedliche Härtegrade voneinander haben können.
Ferner weist bei dem Paar von Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen die eine Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle eine Struktur auf, in der Oberflächenunebenheiten ausgebildet sind, und die andere Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle weist eine Struktur auf, in der keine Oberflächenunebenheiten ausgebildet sind.
Bei einem Beispiel können die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen, die ein Paar bilden, unterschiedliche Härtegrade aufweisen. Die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen, die ein Paar bilden, können eine erste Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle mit einer Struktur, in der Oberflächenunebenheiten ausgebildet sind, und eine zweite Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle mit einer Struktur, in der keine Oberflächenunebenheiten ausgebildet sind, umfassen. Die erste Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle kann eine höhere Härte aufweisen als die zweite Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle.
Die erste Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle ist im oberen Teil des Bereichs des Nicht-Beschichtungsabschnitts angeordnet und die zweite Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle kann im unteren Teil des Bereichs des Nicht-Beschichtungsabschnitts angeordnet sein.
Bei einem Beispiel umfasst die Elektrodenwalzvorrichtung ferner eine Induktionsheizeinheit für den Nichtbeschichtungsabschnitt, die den Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats induktiv erwärmt. Dabei kann sich die Presseinheit für den Nicht-Beschichtungsabschnitt an einer oder zwei oder mehreren Positionen befinden, ausgewählt aus dem vorderen Ende der Induktionsheizeinheit für den Nicht-Beschichtungsabschnitt, zwischen der Induktionsheizeinheit für den Nicht-Beschichtungsabschnitt und der Elektrodenwalzeinheit, und dem hinteren Ende der Elektrodenwalzeinheit.
Bei einem speziellen Beispiel kann die Induktionsheizeinheit für den Nicht-Beschichtungsabschnitt einen Teilbereich des Beschichtungsabschnitts und den gesamten Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts in Bezug auf eine Grenzlinie zwischen dem Beschichtungsabschnitt und dem Nicht-Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats induktiv erwärmen.
Bei einem Beispiel wird eine isolierende Überzugsschicht an der Grenzlinie zwischen dem Beschichtungsabschnitt und dem Nicht-Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats gebildet, und die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit kann den Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts und die isolierende Überzugsschicht zusammenpressen.
Bei einem Beispiel umfasst die Elektrodenwalzeinheit Walzrollen, die ein Paar bilden und den Bereich mit dem Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats pressen.
Bei einem weiteren Beispiel umfasst die Elektrodenwalzvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ferner eine Trocknungseinheit, die das Elektrodensubstrat erhitzt und trocknet, wobei die Trocknungseinheit so aufgebaut ist, dass sie stromabwärts der Elektrodenwalzeinheit angeordnet ist oder sich auf derselben Linie befindet, so dass sie die Elektrodenwalzeinheit einschließt.
[Vorteilhafte Wirkungen]
Die Elektrodenwalzvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann das Aufquellen im Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts verhindern und die Effizienz des Herstellungsprozesses erhöhen, indem das Elektrodensubstrat gewalzt und dann der Nicht-Beschichtungsabschnitt mit der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit gewalzt wird.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das ein herkömmliches Elektrodenwalzverfahren zeigt;
2 und 3 sind eine Querschnittsansicht und eine Draufsicht, die jeweils ein Elektrodenwalzverfahren gemäß einer Ausführungsform zeigen;
4 und 5 sind eine Querschnittsansicht und eine Draufsicht, die jeweils ein Elektrodenwalzverfahren gemäß einem Vergleichsbeispiel zeigen;
6 ist eine Figur, die die Position auf dem Elektrodensubstrat zeigt, an welcher der Streckungsgrad entlang einer Richtung, in der das Walzen fortschreitet, gemessen wird.
7 ist ein Diagramm, das das Ergebnis der Messung des Streckungsgrades an der in 6 gezeigten Position zeigt;
8 ist eine Draufsicht, die ein Elektrodenwalzverfahren gemäß einer weiteren Ausführungsform zeigt; und
9 ist eine Querschnittsansicht, die ein Elektrodenwalzverfahren gemäß einer weiteren Ausführungsform zeigt.

[NÄHERE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN]
Die vorliegende Offenbarung wird im Folgenden ausführlicher beschrieben. Vor der Beschreibung sollten die in der vorliegenden Spezifikation und den Ansprüchen verwendeten Begriffe oder Ausdrücke nicht so ausgelegt werden, dass sie auf gewöhnliche Ausdrücke oder Wörterbuchbegriffe beschränkt sind, und die vorliegende Offenbarung sollte mit Bedeutungen und Auffassungen ausgelegt werden, die mit der technischen Idee der vorliegenden Offenbarung übereinstimmen, basierend auf dem Prinzip, dass die Erfinder die Auffassungen der Begriffe angemessen definieren können, um ihre eigene Offenbarung bestmöglich angemessen zu beschreiben.
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Elektrodenwalzvorrichtung und stellt insbesondere eine Vorrichtung zum Walzen eines Elektrodensubstrats bereit, das eine Stromkollektorschicht und eine Elektrodenmischungsschicht umfasst, die auf einer Oberfläche oder beiden Oberflächen der Stromkollektorschicht ausgebildet ist. In einer Ausführungsform umfasst die Elektrodenwalzvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit, die den Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats presst, um ein Muster zu erzeugen; und eine Elektrodenwalzeinheit, die das Elektrodensubstrat walzt. Dabei ist die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit im Anschluss an die Elektrodenwalzeinheit entlang einer Vorschubrichtung des Elektrodensubstrats angeordnet. Das heißt, das Elektrodensubstrat durchläuft die Elektrodenwalzeinheit und dann die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit.
Als Verfahren zum Herstellen einer Elektrode mit hoher Dichte wird das Elektrodensubstrat gewalzt, um einen Liniendruck zu erhöhen. Bei diesem Verfahren tritt das Problem auf, dass ein Aufquellen an der Seitenfläche des Elektrodensubstrats auftritt, insbesondere im Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitt, und die Prozessfehlerrate steigt. In der vorliegenden Offenbarung wurde festgelegt, dass nach dem Walzen des Elektrodensubstrats der Nicht-Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats durch die Presseinheit für den Nicht-Beschichtungsabschnitt gepresst wird, um ein Muster zu erzeugen, wodurch das Auftreten des oben beschriebenen Aufquellens deutlich reduziert werden kann, selbst wenn das Elektrodensubstrat mit einem hohen linearen Druck gewalzt wird. Wenn das Aufquellen des Elektrodensubstrats reduziert wird, ist es außerdem möglich, die Prozessfehlerrate zu senken, und es ist ferner möglich, die Wicklungsmenge beim Wickeln des Elektrodensubstrats zu erhöhen. Daher kann die Elektrodenwalzvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung bei der Elektrodenherstellung eingesetzt werden, wodurch die Prozesseffizienz erheblich gesteigert wird.
In einer Ausführungsform umfasst die Presseinheit für den Nicht-Beschichtungsabschnitt Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen, die ein Paar bilden und den Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats pressen, wobei zumindest eine der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen, die ein Paar bilden, eine Struktur aufweist, in der Oberflächenunebenheiten ausgebildet sind. Der Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats wird unter Verwendung von Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen, die ein Paar bilden und einander gegenüberliegen, gepresst. Dabei hat unter den Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen, die ein Paar bilden, zumindest eine Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle eine Struktur, in der Oberflächenunebenheiten ausgebildet sind, und es wird ein ungleichmäßiges Muster, das den Oberflächenunebenheiten der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle entspricht, in dem Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats erzeugt.
In einer weiteren Ausführungsform haben die Oberflächenunebenheiten, die auf der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle ausgebildet sind, eine Form, die in einer Richtung mit einem Neigungswinkel von 60° bis 150° zur Vorschubrichtung (MD, Maschinenrichtung) des Elektrodensubstrats ausgerichtet ist. Der Bereich des Neigungswinkels liegt im Bereich von 60° bis 120°, im Bereich von 80° bis 150°, oder im Bereich von 75° bis 105°. Die Oberflächenunebenheiten können in der Vorschubrichtung (MD, Maschinenrichtung) des Elektrodensubstrats und in einer Richtung mit einem Neigungswinkel im obigen Bereich ausgebildet sein, wodurch die auf den Nicht-Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats ausgeübte Spannung eliminiert und das Auftreten von Aufquellen minimiert wird. Beispielsweise liegen die Oberflächenunebenheiten in einer Form vor, die in einer Richtung senkrecht zur Maschinenrichtung (MD) des Elektrodensubstrats ausgerichtet ist.
In einer speziellen Ausführungsform umfasst die Presseinheit für den Nicht-Beschichtungsabschnitt Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen, die ein Paar bilden und den Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats pressen, wobei bei dem Paar von Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen eine beliebige Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle eine Struktur aufweist, in der Oberflächenunebenheiten ausgebildet sind, und eine andere Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle weist eine Struktur auf, in der keine Unebenheiten auf der Oberfläche ausgebildet sind. Wenn das Elektrodensubstrat beispielsweise eine Struktur aufweist, bei der der Nicht-Beschichtungsabschnitt auf beiden Seitenflächen ausgebildet ist, umfasst die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit zwei Paare von Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen, die beide Nicht-Beschichtungsabschnitte des Elektrodensubstrats pressen. Basierend auf dem Paar von Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen hat dabei die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle, die von dem oberen Teil bzw. einer Seite aus angedrückt wird, eine Struktur, in der Oberflächenunebenheiten ausgebildet sind, und die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle, die von dem unteren Teil bzw. der anderen Seite aus angedrückt wird, hat eine Struktur, in der das ungleichmäßige Muster nicht auf der Oberfläche ausgebildet ist.
Die Walzrolle für den Nicht-Beschichtungsabschnitt (erste Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle), die vom oberen Teil bzw. von einer Seite aus angedrückt wird, dient dazu, dem Nicht-Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats ein ungleichmäßiges Muster zu verleihen, und die Walzrolle für den Nicht-Beschichtungsabschnitt (zweite Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle), die vom unteren Teil bzw. von der anderen Seite aus angedrückt wird, dient dazu, den Transfer des Elektrodensubstrats zu führen und zu unterstützen. In diesem Fall kann die Walzrolle für den Nicht-Beschichtungsabschnitt (zweite Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle), die vom unteren Teil bzw. von der anderen Seite aus angedrückt wird, eine Struktur mit einer relativ geringen Härte im Vergleich zur ersten Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle aufweisen, wodurch der Nicht-Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats gestützt wird und die Bildung eines ungleichmäßigen Musters im Nicht-Beschichtungsabschnitt erfolgt. Wenn dabei die Härte der ersten Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle geringer ist als die Härte der zweiten Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle, ist es selbst dann, wenn der Nicht-Beschichtungsabschnitt von der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit gemäß der vorliegenden Ausführungsform gewalzt wird, schwierig, die Abweichung im Streckungsgrad des Nicht-Beschichtungsabschnitts relativ zum Beschichtungsabschnitt zu verringern, so dass der Nicht-Beschichtungsabschnitt faltig bzw. knittrig werden kann. Insbesondere bei einer steifer ausgeführten ersten Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle mit Sägezahnprofil, das auf den Nicht-Beschichtungsabschnitt drückt, kann bei Zusammenpressen von zweiter Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle und Elektrodensubstrat die Streckung im Wesentlichen gut erfolgen. Wenn die Härte der ersten Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle geringer ist als die Härte der zweiten Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle, wird bei Ausüben von Druck das Sägezahnprofil verformt, so dass während des Prozesses eher Knitter- und Falterscheinungen auftreten, die eine Beeinträchtigung der angestrebten Verbesserung des Streckungsgrads und eine geringere Qualität verursachen können.
Wenn die erste Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle und die zweite Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle aus dem gleichen Material bestehen und die gleiche Härte aufweisen, kann es ferner zu einer Beschädigung der Metallfolie kommen, etwa zum Reißen des Elektrodensubstrats, oder die Wirkung der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Pressung bleibt aus. Dies kann unter den Bedingungen (gleiche Härte von oberer und unterer Pressrolle beim Walzen des Beschichtungsabschnitts) anders sein als beim Walzen des Beschichtungsabschnitts, da es sich um ein Walzen zur Erhöhung des Streckungsgrads der Folie selbst handelt und nicht um ein Walzen der Elektrodenmischungsschicht auf der Stromkollektorfolie, um die Dicke der Elektrodenmischungsschicht zu verringern, wie im Fall des Walzens des Beschichtungsabschnitts.
Bei der Elektrodenwalzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist der Reibungskoeffizient der ersten Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle vorzugsweise niedriger als der der zweiten Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle. Wenn der Reibungskoeffizient der ersten Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle größer ist als der der zweiten Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle, tritt eine Schlupferscheinung auf, die es für den Nicht-Beschichtungsabschnitt schwierig macht, von der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit gemäß der vorliegenden Ausführungsform gleichmäßig gewalzt zu werden, und somit kann es schwierig sein, die Probleme der Falten- und Knitterbildung des Nicht-Beschichtungsabschnitts auszuräumen.
In einigen Fällen kann der Aufbau derart sein, dass die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle, die vom oberen Teil bzw. einer Seite aus angedrückt wird, aus zwei Rollen besteht, um den Nicht-Beschichtungsabschnitten auf beiden Seiten des Elektrodensubstrats zu entsprechen, und die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle, die vom unteren Teil bzw. der anderen Seite aus angedrückt wird, aus einer Rolle besteht.
Bei einer weiteren speziellen Ausführungsform umfasst die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen, die ein Paar bilden und den Nicht-Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats pressen, und jede der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen hat eine Struktur, in der ein ungleichmäßiges Muster ausgebildet ist. Der Aufbau ist derart, dass ungleichmäßige Muster auf allen paarweise angeordneten Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen ausgebildet sind, die die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit bilden, und somit ist es möglich, die ungleichmäßige Oberflächenstruktur, die durch das Pressen von beiden Seiten aus entsteht, in den Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats einzubringen. In diesem Fall kann die ungleichmäßige Struktur deutlicher in den Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats eingebracht werden.
Zumindest eine der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen, die die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit bilden, kann aus Aluminium oder einer Legierung davon, rostfreiem Stahl, einem Kunststoffmaterial oder einem Keramikmaterial bestehen. Ein Paar der Rollen, die die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit bilden, besteht beispielsweise aus einem technischen Kunststoff mit hoher Festigkeit. Dabei kann die Oberfläche der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle weiterhin beschichtet sein, um die Festigkeit und Härte zu erhöhen. Das Beschichtungsmaterial der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle kann ein Metall sein. In einem anderen Beispiel umfasst die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit Walzrollen, die ein Paar bilden, wobei eine Walzrolle für den Nicht-Beschichtungsabschnitt aus einem technischen Kunststoffmaterial mit hoher Festigkeit und hoher Härte und eine andere Walzrolle für den Nicht-Beschichtungsabschnitt beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial oder einem Gummimaterial mit einer relativ geringen Härte im Bereich von 90 F oder weniger oder 50 bis 90 F auf der Grundlage der Vickers-Härte gebildet ist.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Beschichtungsabschnitt auf einen Bereich, in dem die Elektrodenmischungsschicht auf die Stromkollektorschicht aufgetragen ist, und der Nicht-Beschichtungsabschnitt bezieht sich auf einen Bereich, in dem die Elektrodenmischungsschicht nicht auf die Stromkollektorschicht aufgetragen ist. Daher haben der Beschichtungsabschnitt und der Nicht-Beschichtungsabschnitt zueinander unterschiedliche Schichtstrukturen und Dicken, und die auf das Elektrodensubstrat ausgeübte Spannung konzentriert sich auf die Grenzlinie zwischen dem Beschichtungsabschnitt und dem Nicht-Beschichtungsabschnitt. Um die auf das Elektrodensubstrat einwirkende Spannung zu eliminieren, kann weiterhin in der vorliegenden Offenbarung eine Induktionsheizeinheit, insbesondere eine Induktionsheizeinheit für den Nicht-Beschichtungsbereich, vorgesehen sein.
In einer Ausführungsform umfasst die Elektrodenwalzvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ferner eine Induktionsheizeinheit für den Nicht-Beschichtungsabschnitt, die den Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats induktiv erwärmt. Die Induktionsheizeinheit für den Nicht-Beschichtungsabschnitt wird hauptsächlich zum Walzen der Kathodenelektrode verwendet und wird nicht zum Walzen der Anodenelektrode eingesetzt. Darüber hinaus kann beim Walzen der Kathodenelektrode die Presseinheit für den Nicht-Beschichtungsabschnitt an einem hinteren Ende der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Induktionsheizeinheit und der Elektrodenwalzeinheit angeordnet sein.
Die Induktionsheizeinheit für den Nicht-Beschichtungsabschnitt bewirkt ein gleichmäßiges Strecken der Metallfolie, die die Stromkollektorschicht bildet. Die Induktionsheizeinheit für den Nicht-Beschichtungsabschnitt hat beispielsweise einen Aufbau mit zwei Heizflächen, um den Nicht-Beschichtungsabschnitt zu bedecken, der auf beiden Seiten des Elektrodensubstrats ausgebildet ist.
Die Induktionsheizeinheit für den Nicht-Beschichtungsabschnitt erwärmt induktiv den Nicht-Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats. Insbesondere werden ein Teilbereich des Beschichtungsabschnitts und der gesamte Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts um die Grenzlinie zwischen dem Beschichtungsabschnitt und dem Nicht-Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats induktiv erwärmt. Beispielsweise hat die Induktionsheizeinheit zwei Heizflächen, und die jeweilige Heizfläche der Induktionsheizeinheit hat ein Verhältnis (MD:TD) zwischen der Länge der MD-Richtung (Maschinenrichtung) und der Länge der TD-Richtung (MD:TD) im Bereich von 30:70 bis 70:30, im Bereich von 30:70 bis 45:55 oder im Bereich von 55:45 bis 70:30. Ferner liegt beispielsweise jede Heizfläche der Induktionsheizeinheit im Bereich von 1.300 bis 2.000 mm².
Die Induktionsheizeinheit für den Nicht-Beschichtungsabschnitt erwärmt den Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats induktiv, beispielweise auf eine Temperatur im Bereich von 100 bis 300 °C. Der Nichtbeschichtungsabschnitt wird auf eine nicht zu hohe Temperatur erwärmt, so dass das Verformen und Aufquellen der Metallfolie, die den Nichtbeschichtungsabschnitt bildet, minimiert wird. Dabei kann die Oberflächentemperatur des Beschichtungsabschnitts auf eine Temperatur im Bereich von 30 bis 80 °C erwärmt werden.
Dabei ist es im Falle des Walzens der Anodenelektrode vorzuziehen, dass die Walzvorrichtung der vorliegenden Offenbarung keine Induktionsheizeinheit für den Nicht-Beschichtungsabschnitt enthält.
In einer Ausführungsform umfasst die Elektrodenwalzeinheit Walzrollen, die ein Paar bilden und den Bereich mit dem Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats pressen. Beispielsweise hat die Elektrodenwalzeinheit einen Aufbau, bei dem die gesamte Oberfläche des Elektrodensubstrats einschließlich Beschichtungsabschnitt und Nicht-Beschichtungsabschnitt gepresst wird. In einem anderen Beispiel kann die Elektrodenwalzeinheit einen Aufbau zum Pressen des Bereichs des Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats aufweisen.
In einer anderen Ausführungsform presst die Elektrodenwalzeinheit das Elektrodensubstrat unter einem linearen Druck im Bereich von 0,5 bis 6 t/cm. Insbesondere liegt der auf das Elektrodensubstrat in der Elektrodenwalzeinheit ausgeübte lineare Druck im Bereich von 1,8 bis 6 t/cm, im Bereich von 2 bis 6 t/cm, im Bereich von 2,5 bis 6 t/cm, im Bereich von 2,8 bis 6 t/cm oder im Bereich von 2,8 bis 4 t/cm. Als Verfahren zur Herstellung einer Elektrode mit hoher Dichte wird der auf das Elektrodensubstrat ausgeübte Liniendruck erhöht. In der vorliegenden Offenbarung kann das Ausmaß des auftretenden Aufquellens erheblich reduziert werden, selbst wenn das Elektrodensubstrat mit einem relativ hohen linearen Druck in der Elektrodenwalzeinheit gewalzt wird.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Elektrodenwalzvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ferner eine Trocknungseinheit, die das Elektrodensubstrat erhitzt und trocknet. Insbesondere ist die Trocknungseinheit im Aufbau so, dass sie stromabwärts der Elektrodenwalzeinheit angeordnet ist oder sich auf derselben Linie befindet, so dass sie die Elektrodenwalzeinheit einschließt. Beispielsweise kann in der vorliegenden Offenbarung das Elektrodensubstrat nach dem Walzen des Elektrodensubstrats in einer Trockenkammer getrocknet werden. In einem anderen Beispiel ist es gemäß der vorliegenden Offenbarung auch möglich, das Elektrodensubstrat gleichzeitig mit dem Walzen des Elektrodensubstrats zu trocknen. In einem weiteren Beispiel kann die Elektrodenwalzeinheit gemäß der vorliegenden Offenbarung einen Aufbau mit einer Druckwalze aufweisen, die durch eine eingebaute Heizspule beheizt wird, wodurch es möglich ist, das Elektrodensubstrat durch die beheizte Druckwalze zu walzen.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein Elektrodenwalzverfahren bereitgestellt, insbesondere ein Verfahren zum Walzen eines Elektrodensubstrats mit einer Stromkollektorschicht und einer Elektrodenmischungsschicht, die auf einer oder beiden Oberflächen der Stromkollektorschicht ausgebildet ist. In einer Ausführungsform umfasst das Elektrodenwalzverfahren einen Elektrodenwalzschritt zum Walzen des Elektrodensubstrats; und einen Nicht-Beschichtungsabschnitt-Pressschritt zum Pressen des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats, um ein Muster zu erzeugen.
In der vorliegenden Offenbarung wurde bestätigt, dass der Nicht-Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats durch die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit gepresst wird, um ein Muster zu erzeugen, wodurch selbst beim Walzen des Elektrodensubstrats mit hohem linearen Druck das Auftreten von Aufquellen im Nicht-Beschichtungsabschnitt erheblich reduziert werden kann, Knittereffekte im Nicht-Beschichtungsabschnitt gemildert werden können und die Faltung verringert werden kann. Wenn das Aufquellen des Elektrodensubstrats reduziert wird bzw. Knittereffekte und Faltung im Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts vermindert werden, kann die Prozessfehlerrate reduziert und die Wickelmenge beim Wickeln des Elektrodensubstrats erhöht werden. Daher kann das Elektrodenwalzverfahren die Prozesseffizienz bei der Elektrodenherstellung erhöhen und Produktfehler reduzieren.
In einer Ausführungsform werden in dem Schritt des Pressens des Nicht-Beschichtungsabschnitts die Bereiche des Nicht-Beschichtungsabschnitts, die auf beiden Seiten des Elektrodensubstrats ausgebildet sind, jeweils durch Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen gepresst, die ein Paar bilden, um ein ungleichmäßiges Muster zu erzeugen. Zudem wird der Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats mit Hilfe der einander zugewandten Nicht-Beschichtungsabschnitts-Walzrollen gepresst. In diesem Fall weist zumindest eine der paarweise angeordneten Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen eine Struktur auf, in der Oberflächenunebenheiten ausgebildet sind. Beispielsweise weist unter den paarweise angeordneten Nicht-Beschichtungsabschnitts-Walzrollen eine Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle eine Struktur auf, in der eine Oberflächenunebenheit ausgebildet ist, oder alle paarweise angeordneten Nicht-Beschichtungsabschnitts-Walzrollen weisen eine Struktur auf, in der eine Oberflächenunebenheit ausgebildet ist. Das ungleichmäßige Muster wird im Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats in einer Form erzeugt, die der Oberflächenunebenheit der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle entspricht. Die Form und das Material der Walze, die beim Pressen des Nicht-Beschichtungsabschnitts verwendet wird, sind die gleichen wie oben beschrieben.
In einer noch weiteren Ausführungsform wird in dem Schritt des Pressens des Nicht-Beschichtungsabschnitts ein ungleichmäßiges Muster, das in einer Maschinenrichtung (MD) des Elektrodensubstrats und einer Richtung mit einem Neigungswinkel von 60° bis 150° ausgerichtet ist, in dem Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats erzeugt. Das ungleichmäßige Muster, das auf dem Nicht-Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats erzeugt wird, entspricht der Oberflächenform der Andruckrolle. Insbesondere liegt der Bereich des Neigungswinkels im Bereich von 60° bis 120°, im Bereich von 80° bis 150°, oder im Bereich von 75° bis 105°. Das ungleichmäßige Muster wird in einer Vorschubrichtung (MD, Maschinenrichtung) des Elektrodensubstrats und einer Richtung mit einem Neigungswinkel innerhalb des obigen Bereichs erzeugt, so dass die auf den Nicht-Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats ausgeübte Spannung eliminiert und das Auftreten von Aufquellen minimiert werden kann. Beispielsweise liegt das ungleichmäßige Muster in einer Form vor, die in einer Richtung senkrecht zu einer Maschinenrichtung (MD) des Elektrodensubstrats ausgerichtet ist.
In einer speziellen Ausführungsform hat das ungleichmäßige Muster, das im Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats erzeugt wird, eine Form, in der sich eine Spitze und ein Tal wiederholen. Beispielsweise liegt der Abstand von Spitze zu Spitze im Durchschnitt im Bereich von 0,5 bis 10 mm, und der Höhenunterschied zwischen Spitze und Tal liegt im Durchschnitt im Bereich von 0,1 bis 5 mm. In einem anderen Beispiel liegt der Abstand von Spitze zu Spitze im Durchschnitt zwischen 1 und 5 mm, und der Höhenunterschied zwischen Spitze und Tal liegt im Durchschnitt zwischen 0,3 und 2,5 mm. Der Abstand von Spitze zu Spitze liegt vorzugsweise im Bereich von durchschnittlich 1 bis 2 mm, und der Höhenunterschied zwischen Spitze und Tal liegt vorzugsweise im Bereich von durchschnittlich 0,4 bis 0,8 mm. Das ungleichmäßige Muster, das im Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats erzeugt wird, kann je nach Spezifikation oder Verwendung des Produkts unterschiedlich verformt werden. In der vorliegenden Offenbarung ist es durch die kontrollierte Form des ungleichmäßigen Musters innerhalb des obigen Bereichs möglich, eine Volumenzunahme aufgrund der Musterbildung des Nicht-Beschichtungsabschnitts während des Montagevorgangs der Sekundärbatterie zu verhindern, während das Auftreten von Aufquellen in dem Nicht-Beschichtungsabschnitt minimiert wird.
In einer noch weiteren Ausführungsform umfasst das Elektrodenwalzverfahren vor dem Elektrodenwalzschritt einen Schritt der Induktionserwärmung des Nicht-Beschichtungsabschnitts, bei dem der Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats induktiv erwärmt wird. Der Schritt der Induktionserwärmung des Nicht-Beschichtungsabschnitts ist ein Schritt, der getrennt vom Trocknungsschritt des Elektrodensubstrats durchgeführt wird. In der vorliegenden Offenbarung wurde festgestellt, dass durch den erfolgten Schritt der Induktionserwärmung des Nicht-Beschichtungsabschnitts vor dem Elektrodenwalzschritt die Spannung im Nicht-Beschichtungsabschnitt beseitigt und das Auftreten von Aufquellen wirksam unterdrückt wird.
Im Schritt der Induktionserwärmung des Nicht-Beschichtungsabschnitts wird der Nicht-Beschichtungsabschnitt vor dem Walzen der Elektrode zunächst gestreckt, um die beim Walzen der Elektrode im Nicht-Beschichtungsabschnitt erzeugte Spannung zu beseitigen, und er sollte auf eine Temperatur erwärmt werden, die die Verformung der den Stromkollektor bildenden Metallfolie minimiert. Zu diesem Zweck kann im Schritt der Induktionserwärmung des Nicht-Beschichtungsabschnitts der Nicht-Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats auf eine Temperatur im Bereich von 100 bis 300°C erwärmt werden. Insbesondere wird der Nicht-Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats im Schritt der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Induktionserwärmung auf eine Temperatur im Bereich von 100 bis 250°C oder 150 bis 200°C erwärmt. Im Schritt der Induktionserwärmung des Nicht-Beschichtungsabschnitts wird der Nicht-Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats auf eine relativ niedrige Temperatur erwärmt, um den Nicht-Beschichtungsabschnitt vor dem Schritt des Elektrodenwalzens zu strecken und die Verformung der Metallfolie, die den Stromkollektor bildet, zu minimieren.
In einer Ausführungsform wird das Elektrodensubstrat im Schritt des Elektrodenwalzens mit einem durchschnittlichen linearen Druck im Bereich von 0,5 bis 6 t/cm gewalzt. Insbesondere kann der lineare Druck, der auf das Elektrodensubstrat in der Elektrodenwalzeinheit ausgeübt wird, im Bereich von 1,8 bis 6 t/cm, im Bereich von 2 bis 6 t/cm, im Bereich von 2,5 bis 6 t/cm, im Bereich von 2,8 bis 6 t/cm oder im Bereich von 2,8 bis 4 t/cm liegen. Als Verfahren zur Herstellung einer Elektrode mit hoher Dichte wird der auf das Elektrodensubstrat ausgeübte Liniendruck erhöht. Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann selbst dann, wenn das Elektrodensubstrat mit einem relativ hohen linearen Druck in der Elektrodenwalzeinheit gewalzt wird, das Ausmaß eines auftretenden Aufquellens erheblich reduziert werden.
In einer Ausführungsform wird das Elektrodensubstrat während der Durchführung des Elektrodenwalzverfahrens in einer Richtung (MD; Maschinenrichtung) gefördert, wobei die Fördergeschwindigkeit im Bereich von 10 bis 1.100 m/min liegt. Es ist beispielsweise möglich, den Walzprozess durchzuführen, während die Förderung des Elektrodensubstrats unterbrochen wird, jedoch ist es für die Prozesseffizienz vorteilhaft, jeden Schritt durchzuführen, während das Elektrodensubstrat gefördert wird. Insbesondere liegt die Fördergeschwindigkeit des Elektrodensubstrats im Bereich von 10 bis 1.000 m/min, im Bereich von 50 bis 1.100 m/min, im Bereich von 60 bis 200 m/min, im Bereich von 60 bis 90 m/min, im Bereich von 70 bis 90 m/min, im Bereich von 65 bis 80 m/min oder im Bereich von 75 bis 85 m/min. Die Fördergeschwindigkeit des Elektrodensubstrats liegt in einem Bereich, der die Prozesseffizienz nicht beeinträchtigt und gleichzeitig die Produkteinheitlichkeit beim Walzen aufrechterhält.
In einem Beispiel handelt es sich bei dem Elektrodensubstrat um ein Substrat, das als Kathode und/oder Anode einer Lithium-Sekundärbatterie verwendet wird. Durch einen Stanzprozess entsprechend der Form der Elektrode findet das Elektrodensubstrat als Kathode oder Anode Anwendung.
Die Kathode hat eine Struktur, bei der eine Schicht aus aktivem Kathodenmaterial mit Zweilagenstruktur auf einen Kathodenstromkollektor auflaminiert ist. In einem Beispiel enthält die Schicht aus aktivem Kathodenmaterial ein aktives Kathodenmaterial, ein leitfähiges Material, ein Bindemittelpolymer und dergleichen, und falls erforderlich, kann sie ferner ein in der Technik übliches Kathodenadditiv enthalten.
Bei dem aktiven Kathodenmaterial kann es sich um ein lithiumhaltiges Oxid handeln und es kann gleich oder verschieden sein. Als lithiumhaltiges Oxid kann ein lithiumhaltiges Übergangsmetalloxid verwendet werden.
Das lithiumhaltige Übergangsmetalloxid kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Li_xCoO₂(0.5<x<1.3), Li_xNiO₂(0.5<x<1.3), Li_xMnO₂(0.5<x<1.3), Li_xMn₂O₄(0.5<x<1.3), Li_x(Ni_aCo_bMn_c)O₂(0.5<x<1.3, 0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), Li_xNi_1yCo_yO₂(0.5<x<1.3, 0<y<1), Li_xCo_1-yMn_yO₂(0.5<x<1.3, O:Sy< 1), Li_xNi_1-yMn_yO₂(0.5<x<1.3, O≤y<1), Li_x(Ni_aCo_bMn_c)O₄(0.5<x<1.3, 0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2), Li_xMn_2-zNi_zO₄(0.5<x<1.3, 0<z<2), Li_xMn_2-zCo_zO₄(0.5<x<1.3, 0<z<2), Li_xCoPO₄(0.5<x<1.3), Li_xFePO₄(0.5<x<1.3), oder einer Mischung von zwei oder mehreren davon. Das lithiumhaltige Übergangsmetalloxid kann außerdem ein Metall wie Aluminium (Al) oder ein Metalloxid enthalten oder mit einem entsprechenden Material beschichtet sein. Darüber hinaus kann zusätzlich zu dem lithiumhaltigen Übergangsmetalloxid mindestens ein Element aus der Gruppe bestehend aus Sulfid, Selenid, Halid und dergleichen verwendet werden.
Das aktive Kathodenmaterial kann in einer Menge von 94,0 bis 98,5 Gew.-% in der aktiven Kathodenmaterialschicht enthalten sein. Wenn der Gehalt des aktiven Kathodenmaterials dem oben genannten Bereich entspricht, ist dies zum Herstellen einer Batterie mit hoher Kapazität und ausreichender Kathodenleitfähigkeit und Adhäsionskraft zwischen den Elektrodenmaterialien vorteilhaft.
Bei dem für die Kathode verwendeten Stromkollektor handelt es sich um ein Metall mit hoher Leitfähigkeit, wobei jedes Metall verwendet werden kann, solange es ein Metall ist, an das der aktive Kathodenmaterialstoff leicht anhaften kann und das im Spannungsbereich der elektrochemischen Vorrichtung keine Reaktivität aufweist. Spezifische, nicht einschränkende Beispiele für Kathodenstromkollektoren sind Folien aus Aluminium, Nickel oder Kombinationen davon.
Die Schicht aus aktivem Kathodenmaterial enthält ferner ein leitfähiges Material. Das leitfähige Material ist typischerweise in einer Menge von 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemischs einschließlich des aktiven Kathodenmaterials, zugesetzt. Bezüglich des leitfähigen Materials besteht keine besondere Einschränkung, solange es eine Leitfähigkeit besitzt, ohne eine chemische Veränderung in der Sekundärbatterie zu verursachen. Das leitfähige Material kann beispielsweise mindestens eines aus der Gruppe bestehend aus Graphit wie Naturgraphit und künstlichem Graphit; Rußen wie Industrieruß, Acetylenruß, Ketjen Black, Channelruß, Furnaceruß, Flammruß und Thermalruß; leitfähigen Fasern wie Kohlenstofffasern und Metallfasern; Metallpulvern wie Kohlenstofffluorid, Aluminium und Nickel; leitfähigem Whiskey wie Zinkoxid und Kaliumtitanat; leitfähigen Metalloxiden wie Titanoxid; und Polyphenylenderivaten umfassen.
Die Anode hat eine Struktur, bei der eine aktive Anodenmaterialschicht mit einer Zweilagenstruktur auf einen Anodenstromkollektor auflaminiert ist. In einem Beispiel enthält die Schicht aus aktivem Anodenmaterial ein aktives Anodenmaterial, ein leitfähiges Material, ein Bindemittelpolymer und ähnliches und kann, falls erforderlich, auch ein in der Technik übliches Anodenadditiv enthalten.
Das aktive Anodenmaterial kann ein Kohlenstoffmaterial, Lithiummetall, Silizium oder Zinn sein. Wenn ein Kohlenstoffmaterial als aktives Anodenmaterial verwendet wird, können sowohl niedrig kristalliner Kohlenstoff als auch hoch kristalliner Kohlenstoff usw. verwendet werden. Für niedrig kristallinen Kohlenstoff sind Weich- und Hartkohlenstoff typisch. Für hochkristallinen Kohlenstoff ist mindestens eine Art von bei hohen Temperaturen kalziniertem Kohlenstoff typisch, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Naturgraphit, Kish-Graphit, pyrolytischem Kohlenstoff, Kohlenstofffasern auf Mesophasenpechbasis, Mesocarbon-Mikroperlen, Mesophasenpechen und aus Erdöl- oder Steinkohlenteerpech gewonnenem Koks.
Nicht einschränkende Beispiele für den Stromkollektor, der für die Anode verwendet wird, sind eine Folie aus Kupfer, Gold, Nickel oder einer Kupferlegierung oder eine Kombination davon. Zudem kann der Stromkollektor durch Stapeln von Substraten aus den oben genannten Materialien verwendet werden.
Darüber hinaus kann die Anode ein leitfähiges Material und ein in der Technik übliches Bindemittel enthalten.
Nachfolgend wird die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf Zeichnungen und Beispiele ausführlicher beschrieben. Obgleich die vorliegende Offenbarung verschiedene Formen haben kann und verschiedene Abwandlungen daran vorgenommen werden können, werden spezifische Beispiele veranschaulicht und im Detail erläutert. Es ist jedoch nicht beabsichtigt, die vorliegende Offenbarung auf die offengelegten Formen zu beschränken, und es sollte verstanden werden, dass alle Abwandlungen, Äquivalente oder Substitutionen innerhalb des Geistes und des technischen Umfangs der vorliegenden Offenbarung in der vorliegenden Offenbarung enthalten sind.
(Erste Ausführungsform)
2 und 3 sind eine Querschnittsansicht und eine Draufsicht, die jeweils ein Elektrodenwalzverfahren gemäß einer Ausführungsform zeigen. 2 zeigt einen Querschnitt, und 3 zeigt eine Draufsicht.
Bezugnehmend auf 2 wird ein Elektrodensubstrat 110, das eine Stromkollektorschicht und eine auf beiden Oberflächen der Stromkollektorschicht gebildete Elektrodenmischungsschicht enthält, gewalzt. Nachdem es eine Elektrodenwalzeinheit mit Walzrollen 121 und 122 zum Walzen des Elektrodensubstrats 110 durchlaufen hat, wird ein Nicht-Beschichtungsabschnitt 111 des Elektrodensubstrats 110 durch die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit gepresst, um ein Muster zu erzeugen.
Die Elektrodenwalzeinheit umfasst Walzrollen 121 und 122, die ein Paar bilden und die Vorderfläche bzw. den Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats 110 von beiden Oberflächen aus pressen. Das Walzenpaar 121 und 122 presst den Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats 110, während es das Elektrodensubstrat unter einem linearen Druck von 3,0 t/cm walzt, wodurch die Dichte erhöht wird.
Das Elektrodensubstrat 110 kann während des oben beschriebenen Elektrodenwalzprozesses mit einer Geschwindigkeit von 80 m/min gefördert werden.
Das Elektrodensubstrat 110 erfährt nach dem Durchlaufen der Elektrodenwalzeinheit einen Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzvorgang in der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit.
Die Presseinheit für den Nicht-Beschichtungsabschnitt umfasst Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen 131 und 132, die ein Paar bilden und den Nicht-Beschichtungsabschnitt 111 des Elektrodensubstrats 110 von beiden Oberflächen aus pressen. Unter den Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen 131 und 132, die ein Paar bilden, hat die erste Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle 131, die sich am oberen Teil befindet, eine Struktur, in der ein ungleichmäßiges Muster ausgebildet ist, und die zweite Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle 132, die sich am unteren Teil befindet, hat eine Struktur, in der kein ungleichmäßiges Muster auf der Oberfläche ausgebildet ist. Die erste Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle 131, die sich am oberen Teil befindet, verleiht dem Nicht-Beschichtungsabschnitt 111 des Elektrodensubstrats 110 ein ungleichmäßiges Muster, und die zweite Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle 132, die sich am unteren Teil befindet, dient dazu, den Nicht-Beschichtungsabschnitt 111 des Elektrodensubstrats 110 zu stützen. Die erste Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle 131, die sich am oberen Teil befindet, ist beispielsweise aus einem hochfesten technischen Kunststoff hergestellt, und die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle 132, die sich am unteren Teil befindet, ist aus einem Kunststoff- oder Gummimaterial mit einer relativ geringen Härte hergestellt.

Die erste Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle 131 hat vorzugsweise eine höhere Härte als die zweite Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle 132. Insbesondere ist die erste Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle 131 aus einem Material mit einer HB-Härte von etwa 100 oder mehr hergestellt, und die zweite Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle 132 kann aus einem Material mit einer HB-Härte von etwa 70 oder weniger hergestellt sein. Beispielweise, wie in Tabelle 1 unten gezeigt, wenn die erste und zweite Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle 131 und 132 aus einem Material mit der Härte der ersten und der zweiten Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle 131 und 132 innerhalb des Bereichs der oben genannten Bedingungen hergestellt sind, wird der Nicht-Beschichtungsabschnitt mit der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit gemäß der vorliegenden Ausführungsform gewalzt, so dass eine Kontrolle über das Aufquellen des Nicht-Beschichtungsabschnitts und Abheben des Nicht-Beschichtungsabschnitts unterhalb von einem bestimmten Niveau erzielt werden kann. Bei den Vergleichsbeispielen 1 und 2 wurde festgestellt, dass der Nicht-Beschichtungsabschnitt faltig und knittrig ist, was zu einem Ausfall der Elektrode führt. [Tabelle 1]

	Obere Rolle (erste Nicht-Beschichtungsab schnitt-Walzrolle)	Untere Rolle (zweite Nicht-Beschichtungsab schnitt-Walzrolle)	Elektrodenqualität	Bemerkungen
Beispiel	Walzrolle aus SUS-Material	Walzrolle aus Gummimaterial	Hervorragend	Das festgestellte Maß des Abhebens im Nicht-Beschichtungsabschnitt beträgt weniger als 4 mm.
Vergleichsbeispiel 1	Walzrolle aus Gummimaterial	Walzrolle aus SUS-Material	mangelhaft	Nicht-Beschichtungsabschnitt ist faltig/knittrig
Vergleichsbeispiel 2	Walzrolle aus SUS-Material	Walzrolle aus SUS-Material	mangelhaft	Nicht-Beschichtungsabschnitt ist faltig/knittrig und/oder Nicht-Beschichtungsabschnitt-Folie ist beschädigt

SUS: Edelstahlanwendung

Bezugnehmend auf Tabelle 1 drückt dann, wenn die Härte der zweiten Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle Teil höher ist als die der ersten Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle (Vergleichsbeispiel 1), die erste Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle auf den Nicht-Beschichtungsabschnitt, und der Effekt eines verbesserten Streckungsgrads des Nicht-Beschichtungsabschnitts ist gering, so dass es schwierig ist, das Auftreten von Falt- und Knittererscheinungen im Nicht-Beschichtungsabschnitt zu verhindern. Selbst wenn die Härte der ersten Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle und die der zweiten Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle gleich sind (Vergleichsbeispiel 2), kommt es zu einer Beschädigung der Metallfolie, wie etwa zum Reißen des Elektrodensubstrats, oder die Wirkung des Walzens des Nicht-Beschichtungsabschnitts durch die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit ist gering, so dass es schwierig ist, das Auftreten von Falt- und Knittererscheinungen im Nicht-Beschichtungsabschnitt zu verhindern.
Das ungleichmäßige Muster, das auf der ersten Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle 131 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgebildet ist, kann etwa 36 bis 150 Sägezähne aufweisen. Der Abstand zwischen den Sägezähnen, die in einer Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle mit einem kreisförmigen Umfang nebeneinander liegen, und der Winkel zwischen den nebeneinanderliegenden Sägezähnen können gemessen werden, um die Verteilungsdichte des ungleichmäßigen Musters anzuzeigen. In dieser Hinsicht ist es, wie in Tabelle 2 unten gezeigt, schwierig, den Effekt einer verringerten Elektrodenquellung durch Walzen des Nicht-Beschichtungsabschnitts zu erzielen, wenn die Anzahl der Sägezähne, die auf der ersten Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle 131 ausgebildet sind, weniger als 36 beträgt, und wenn die Anzahl der Sägezähne mehr als 150 beträgt, kann eine Falterscheinung des Nicht-Beschichtungsabschnitts während der Beschleunigung/Verzögerung der Rolle auftreten. Selbst wenn eine glatte Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle verwendet wird, die keine Sägezähne aufweist, kann es während der Beschleunigung/Verzögerung zu einer Faltung des Nicht-Beschichtungsabschnitts kommen.

Elektrodenquellung kann auf eine Erscheinung zurückzuführen sein, bei der die Elektrodenoberfläche nach dem Walzen wellig ist. [Tabelle 2]

Obere Rolle (erste Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle) Sägezahnform	Elektrodenqualität	Bemerkungen
Teilung	Elektrodenqualität
Glatte Rolle (ohne Sägezähne)	Mangelhaft	Während der Beschleunigung/Verzögerung tritt ein Abheben des Nicht-Beschichtungsabschnitts auf.
2.4°~10° (36~150 Zähne)	Hervorragend	Bestätigte Höhe des Aufhebens im Nicht-Beschichtungsabschnitt beträgt weniger als 4 mm.
1.0° (360 Zähne)	Mangelhaft	Nicht-Beschichtungsabschnitt wird bei
		Beschleunigung/Verzögerung faltig.

Bezugnehmend auf 3 enthält das Elektrodensubstrat 110 eine Stromkollektorschicht und eine Elektrodenmischungsschicht, die auf beiden Oberflächen der Stromkollektorschicht ausgebildet ist, wobei der Bereich, in dem die Elektrodenmischungsschicht auf die Stromkollektorschicht aufgetragen ist, der Beschichtungsabschnitt 112 ist, und der Bereich, in dem die Elektrodenmischungsschicht nicht auf die Stromkollektorschicht aufgetragen ist, der Nicht-Beschichtungsabschnitt 111 ist.
Die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit umfasst die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen 131 und 132, die ein Paar bilden und die beiden jeweiligen Seiten des Nicht-Beschichtungsabschnitts 111 des Elektrodensubstrats 110 pressen. Von oben betrachtet befinden sich die oberen Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen 131(a) und 131(b) auf dem Nicht-Beschichtungsabschnitt 111 auf den beiden jeweiligen Seiten des Elektrodensubstrats 110. Das ungleichmäßige Muster, das auf dem Nicht-Beschichtungsabschnitt 111 des Elektrodensubstrats 110 durch die oberen Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen 131(a) und 131(b) erzeugt wird, hat eine Struktur, die in einer Richtung senkrecht zur MD-Richtung ausgerichtet ist.
(Vergleichsausführungsform)
4 und 5 sind eine Querschnittsansicht und eine Draufsicht, die jeweils ein Elektrodenwalzverfahren gemäß einem Vergleichsbeispiel zeigen, wobei 4 eine Querschnittsansicht und 5 eine Draufsicht zeigt.
Bezugnehmend auf 4 wird ein Elektrodensubstrat 30 mit einer Stromkollektorschicht und einer Elektrodenmischungsschicht, die auf beiden Oberflächen der Stromkollektorschicht ausgebildet ist, gewalzt. Insbesondere wird das Elektrodensubstrat, nachdem es eine Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit durchlaufen hat, die den Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts 31 des Elektrodensubstrats 30 presst, um ein Muster zu erzeugen, mittels der Elektrodenwalzeinheit gewalzt.
Die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit umfasst Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen 51 und 52, die ein Paar bilden und den Nicht-Beschichtungsabschnitt 31 des Elektrodensubstrats 30 von beiden Oberflächen aus pressen. Unter den Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen 51 und 52, die ein Paar bilden, hat die erste Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle 51, die sich am oberen Teil befindet, eine Struktur, in der ein ungleichmäßiges Muster ausgebildet ist, und die zweite Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle 52, die sich am unteren Teil befindet, hat eine Struktur, in der keine Unebenheiten auf der Oberfläche ausgebildet sind. Die erste Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle 51, die sich am oberen Teil befindet, verleiht dem Nicht-Beschichtungsabschnitt 31 des Elektrodensubstrats 30 ein ungleichmäßiges Muster, und die zweite Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle 52, die sich am unteren Teil befindet, dient dazu, den Nicht-Beschichtungsabschnitt 31 des Elektrodensubstrats 30 zu stützen.
Das Elektrodensubstrat 30, das die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit durchlaufen hat, wird mittels der Elektrodenwalzeinheit gewalzt. Die Elektrodenwalzeinheit umfasst ein Paar Walzrollen 41 und 42, die die Vorderfläche bzw. den Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats 30 von beiden Oberflächen aus pressen. Das Walzrollenpaar 41 und 42 presst die Vorderfläche des Elektrodensubstrats 30 beim Walzen des Elektrodensubstrats unter der Bedingung eines linearen Drucks von 3,0 t/cm, so dass die Dichte der im Beschichtungsabschnitt ausgebildeten Elektrodenmischungsschicht erhöht wird.
Das Elektrodensubstrat 30 wird mit einer Geschwindigkeit von 80 m/min während des oben beschriebenen Elektrodenwalzprozesses gefördert.
6 zeigt die Position auf dem Elektrodensubstrat, an welcher der Streckungsgrad entlang einer Richtung gemessen wird, in der der Walzvorgang fortschreitet. 7 ist ein Diagramm, das das Ergebnis der Messung des Streckungsgrads an der in 6 gezeigten Position zeigt.
In 6 und 7 wird der Streckungsgrad gemessen, nachdem sowohl das Walzen des Beschichtungsabschnitts durch die Elektrodenwalzeinheit als auch das Walzen des Nicht-Beschichtungsabschnitts durch die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit abgeschlossen ist. Dabei ist der Streckungsgrad ein Wert, der mit [Länge nach dem gesamten Walzen (d2) - Länge vor dem Walzen (d1))/Länge vor dem Walzen (d1)] gemessen wird. Er gibt also das Verhältnis zwischen der Länge nach Abschluss des Walzvorgangs und der Länge vor dem Walzen an. Dabei wird der Streckungsgrad auf der Grundlage der Länge des Elektrodensubstrats in Vorschubrichtung gemessen.
7 zeigt eine Vergleichsausführungsform, bei welcher der Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts mittels der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit gepresst wird, um ein Muster zu erzeugen, wonach das Elektrodensubstrat mittels der Elektrodenwalzeinheit wie oben beschrieben gewalzt wird. Bei einer ersten Ausführungsform wird das Elektrodensubstrat gewalzt, wonach der Nicht-Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats mittels einer Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit gepresst wird, um ein Muster zu erzeugen, wie oben beschrieben. Bei einem Referenzbeispiel wird das Elektrodensubstrat durch das Elektrodenwalzteil gewalzt, ohne dass ein Walzen des Nicht-Beschichtungsabschnitts mittels der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit erfolgt.
Es sei angemerkt, dass im Fall der ersten Ausführungsform der Streckungsgrad im Nicht-Beschichtungsabschnitt dem Streckungsgrad im Beschichtungsabschnitt entspricht, verglichen mit dem Referenzbeispiel und der Vergleichsausführungsform. Da das Elektrodensubstrat von der Elektrodenwalzeinheit gewalzt wird, bevor das Walzen des Nicht-Beschichtungsabschnitts von der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit erfolgt, ist der Unterschied zwischen dem Streckungsgrad des Beschichtungsabschnitts und dem Streckungsgrad des Nicht-Beschichtungsabschnitts groß. Aufgrund des unterschiedlichen Streckungsgrades kann die Antriebsspannung auf den Nicht-Beschichtungsabschnitt konzentriert werden, wo der Streckungsgrad gering ist. Zudem ist die Breite des Nicht-Beschichtungsabschnitts im Vergleich zur Breite des Beschichtungsabschnitts um etwa 10 % deutlich schmaler. Wenn der Nicht-Beschichtungsabschnitt, in dem die Antriebsspannung konzentriert ist, von der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit gepresst wird, tritt der Effekt eines erhöhten Streckungsgrads verstärkt auf. Das heißt, je höher die auf den Nicht-Beschichtungsabschnitt ausgeübte Antriebsspannung ist, desto größer ist der Anstieg des Streckungsgrads durch die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit. Da andererseits im Fall der Vergleichsausführungsform das Walzen des Nicht-Beschichtungsabschnitts durch die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit vor dem Walzen des Elektrodensubstrats durch die Elektrodenwalzeinheit erfolgt, ist festzustellen, dass der Unterschied im Streckungsgrad zwischen dem Beschichtungsabschnitt und dem Nicht-Beschichtungsabschnitt nicht groß ist, wodurch der Effekt des erhöhten Streckungsgrades aufgrund der Konzentration der Antriebsspannung unbedeutend ist und es fast keinen Unterschied zum Referenzbeispiel gibt.
(Zweite Ausführungsform)
8 ist eine Draufsicht, die ein Elektrodenwalzverfahren gemäß einer weiteren Ausführungsform zeigt. Bezugnehmend auf 8 enthält das Elektrodensubstrat 210 eine Stromkollektorschicht und eine Elektrodenmischungsschicht, die auf beiden Oberflächen der Stromkollektorschicht ausgebildet ist, wobei der Bereich, in dem die Elektrodenmischungsschicht auf die Stromkollektorschicht aufgetragen ist, der Beschichtungsabschnitt 212 ist, und der Bereich, in dem die Elektrodenmischungsschicht nicht auf die Stromkollektorschicht aufgetragen ist, der Nicht-Beschichtungsabschnitt 211 ist.
Im Elektrodensubstrat 210 wird der Nicht-Beschichtungsabschnitt 211 in den Nicht-Beschichtungsabschnitt-Induktionsheizeinheiten 241 und 242 erwärmt. Die Erwärmungstemperatur des Nicht-Beschichtungsabschnitts 211 in den Nicht-Beschichtungsabschnitt-Induktionsheizeinheiten 241 und 242 beträgt etwa 75°C.
Das Elektrodensubstrat 210, das die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Induktionsheizeinheiten 241 und 242 durchlaufen hat, wird durch die Elektrodenwalzeinheit gewalzt. Die Elektrodenwalzeinheit umfasst ein Paar Walzrollen 221, die die Vorderfläche bzw. den Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats 210 von beiden Oberflächen her pressen. Das Walzrollenpaar 221 presst die gesamte Oberfläche des Elektrodensubstrats 210, während das Elektrodensubstrat unter einem linearen Druck von 3,0 t/cm gewalzt wird, so dass die Dichte der im Beschichtungsabschnitt gebildeten Elektrodenmischungsschicht erhöht wird.
Das Elektrodensubstrat 210 wird mit einer Geschwindigkeit von 80 m/min gefördert, wenn es den oben beschriebenen Elektrodenwalzprozess durchläuft.
Das Elektrodensubstrat 210, das die Elektrodenwalzeinheit durchlaufen hat, wird mittels der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit gewalzt. Die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit umfasst obere Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen 231(a) und 231(b), die die beiden jeweiligen Seiten des Nicht-Beschichtungsabschnitts 111 des Elektrodensubstrats 210 pressen. Von oben betrachtet befinden sich die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen 231(a) und 231 (b) jeweils auf dem Nicht-Beschichtungsabschnitt 211 beider Seitenflächen des Elektrodensubstrats 210. Das auf dem Nicht-Beschichtungsabschnitt 211 des Elektrodensubstrats 210 erzeugte ungleichmäßige Muster wird durch Andrücken der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen 231(a) und 231(b) gebildet, und das erzeugte ungleichmäßige Muster hat eine Form, die in einer Richtung senkrecht zur MD-Richtung ausgerichtet ist.
Unter nochmaliger Bezugnahme auf 3 wird ein Elektrodenwalzverfahren gemäß einer Ausführungsform beschrieben.
Wie in 3 gezeigt, wird ein Elektrodensubstrat mit einer auf einer Aluminiumfolie ausgebildeten Elektrodenmischungsschicht bereitgestellt, und das bereitgestellte Elektrodensubstrat wird durch die Elektrodenwalzeinheit hindurchgeführt. Das Elektrodensubstrat, das die Elektrodenwalzeinheit durchlaufen hat, wird durch die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzeinheit hindurchgeführt. Die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzeinheit stützt das Elektrodensubstrat mittels einer unteren Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle, und das ungleichmäßige Muster wird mittels der oberen Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle erzeugt, die sich auf dem Nicht-Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats befindet. Die obere Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle hat eine Form, in der Oberflächenunebenheiten ausgebildet sind, wobei ein ungleichmäßiges Muster, das den Oberflächenunebenheiten der oberen Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle entspricht, auf dem Nicht-Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats erzeugt wird.
Das Elektrodensubstrat umfasst einen Beschichtungsabschnitt, in dem eine Elektrodenmischungsschicht auf einer Aluminiumfolie ausgebildet ist, sowie einen Nicht-Beschichtungsabschnitt, in dem keine Elektrodenmischungsschicht ausgebildet ist, und eine isolierende Überzugsschicht 300 ist zwischen dem Beschichtungsabschnitt und dem Nicht-Beschichtungsabschnitt ausgebildet. Dabei kann die isolierende Überzugsschicht die Grenzlinie zwischen dem Beschichtungsabschnitt und dem Nicht-Beschichtungsabschnitt abdecken. Wie in 3 gezeigt, bedeckt die isolierende Überzugsschicht einen Teilbereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts, und wenn der Nicht-Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats mittels der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit gepresst wird, kann die isolierende Überzugsschicht ebenfalls gepresst werden.
Der Nicht-Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats wird mit einer Walzrolle für den Nicht-Beschichtungsabschnitt, auf dem die Oberflächenunebenheiten ausgebildet werden, gewalzt. Auf dem Nicht-Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats wird ein ungleichmäßiges Muster erzeugt, das der Oberflächenunebenheit der Walzrolle für den Nicht-Beschichtungsabschnitt entspricht.
(Dritte Ausführungsform)
9 ist eine Querschnittsansicht, die ein Elektrodenwalzverfahren gemäß einer weiteren Ausführungsform zeigt. Bezugnehmend auf 9 wird ein Elektrodensubstrat 310 mit einer Stromkollektorschicht und einer Elektrodenmischungsschicht, die auf beiden Oberflächen der Stromkollektorschicht ausgebildet ist, gewalzt. Insbesondere nach Durchlaufen einer Elektrodenwalzeinheit mit Walzrollen 321 und 322 zum Walzen des Elektrodensubstrats 310 wird der Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts 311 des Elektrodensubstrats 310 mittels der Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit gepresst, um ein Muster zu erzeugen.
Die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit umfasst Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen 331 und 332, die ein Paar bilden und den Nicht-Beschichtungsabschnitt 311 des Elektrodensubstrats 310 von beiden Oberflächen aus pressen. Die paarweise angeordneten Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen 131 und 132 haben eine Struktur, in der ein ungleichmäßiges Muster auf der Oberfläche ausgebildet ist.
Die Elektrodenwalzeinheit umfasst Walzrollen 321 und 322, die ein Paar bilden und die Vorderfläche bzw. den Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats 310 von beiden Oberflächen aus pressen. Das Walzrollenpaar 321 und 322 erhöht die Dichte durch Pressen des Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats 310, während das Elektrodensubstrat unter einem linearen Druck von 3,0 t/cm gewalzt wird.
Das Elektrodensubstrat 310 wird mit einer Geschwindigkeit von 70 m/min gefördert, wenn es den oben beschriebenen Elektrodenwalzprozess durchläuft.
Das Elektrodensubstrat 110 erfährt einen Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzprozess in einer Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit durch eine Elektrodenwalzeinheit.
Die vorliegende Offenbarung wurde oben unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, Ausführungsformen und dergleichen ausführlicher beschrieben. Die hierin beschriebenen Auslegungen und die in den Ausführungsformen, Zeichnungen und dergleichen gezeigten Auslegungen sind nur eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und stellen nicht den gesamten Geist der vorliegenden Offenbarung dar, so dass verstanden sein sollte, dass es verschiedene Äquivalente und Abwandlungen geben kann, die die Ausführungsformen und die Auslegungen zum Zeitpunkt der Einreichung der vorliegenden Anmeldung ersetzen können, wobei der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die unten beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist.
Bezugszeichenliste

10, 110, 210, 310: Elektrodensubstrat
21, 22, 121, 122, 221, 222, 321, 322: Walzrollen
11, 111, 211, 311: Nicht-Beschichtungsabschnitt
212: Beschichtungsabschnitt
131, 131(a), 131(b), 132, 231(a), 232(b), 331, 332: Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen
141, 142, 241, 242: Nicht-Beschichtungsabschnitt-Induktionsheizeinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 1020210063930 [0001]
KR 1765773 [0007]

Claims

Elektrodenwalzvorrichtung zum Walzen eines Elektrodensubstrats mit einer Stromkollektorschicht und einer Elektrodenmischungsschicht, die auf einer Fläche oder auf beiden Flächen der Stromkollektorschicht ausgebildet ist, wobei die Elektrodenwalzvorrichtung eine Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit enthält, die den Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats presst, um ein Muster zu erzeugen; sowie eine Elektrodenwalzeinheit zum Walzen des Elektrodensubstrats, und wobei die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit im Anschluss an die Elektrodenwalzeinheit entlang einer Vorschubrichtung des Elektrodensubstrats angeordnet ist.
Elektrodenwalzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen umfasst, die ein Paar bilden und den Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats pressen, und zumindest eine der ein Paar bildenden Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen eine Struktur aufweist, in der Oberflächenunebenheiten ausgebildet sind.
Elektrodenwalzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Presseinheit Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen umfasst, die ein Paar bilden und den Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats pressen, und die ein Paar bildenden Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen unterschiedliche Härten aufweisen.
Elektrodenwalzvorrichtung nach Anspruch 3, wobei: die ein Paar bildenden Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrollen eine erste Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle mit einer Struktur, in der Oberflächenunebenheiten ausgebildet sind, und eine zweite Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle mit einer Struktur, in der keine Unebenheiten auf der Oberfläche ausgebildet sind, umfassen.
Elektrodenwalzvorrichtung nach Anspruch 4, wobei: die erste Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle eine höhere Härte als die zweite Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle hat.
Elektrodenwalzvorrichtung nach Anspruch 5, wobei: die erste Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle im oberen Teil des Bereichs des Nicht-Beschichtungsabschnitts angeordnet ist und die zweite Nicht-Beschichtungsabschnitt-Walzrolle im unteren Teil des Bereichs des Nicht-Beschichtungsabschnitts angeordnet ist.
Elektrodenwalzvorrichtung nach Anspruch 1, ferner enthaltend: eine Nicht-Beschichtungsabschnitt-Induktionsheizeinheit, die den Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats induktiv erwärmt.
Elektrodenwalzvorrichtung nach Anspruch 7, wobei: die Nicht-Beschichtungsabschnitt-Induktionsheizeinheit einen Teilbereich des Beschichtungsabschnitts und den gesamten Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts in Bezug auf eine Grenzlinie zwischen dem Beschichtungsabschnitt und dem Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts des Elektrodensubstrats induktiv erwärmt.
Elektrodenwalzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: eine isolierende Überzugsschicht auf der Grenzlinie zwischen dem Beschichtungsabschnitt und dem Nicht-Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats ausgebildet ist, wobei die Nicht-Beschichtungs-Presseinheit den Bereich des Nicht-Beschichtungsabschnitts und die isolierende Überzugsschicht zusammenpresst.
Elektrodenwalzvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Elektrodenwalzeinheit Walzrollen umfasst, die ein Paar bilden und den Bereich mit dem Beschichtungsabschnitt des Elektrodensubstrats pressen.
Elektrodenwalzvorrichtung nach Anspruch 1, ferner enthaltend: eine Trocknungseinheit, die das Elektrodensubstrat erhitzt und trocknet, wobei die Trocknungseinheit so aufgebaut ist, dass sie stromabwärts der Elektrodenwalzeinheit angeordnet ist oder sich auf derselben Linie befindet, so dass sie die Elektrodenwalzeinheit einschließt.