DE3886533T2

DE3886533T2 - Verfahren zur Herstellung einer von einem Streifen getragenen dünnen Elektrode.

Info

Publication number: DE3886533T2
Application number: DE3886533T
Authority: DE
Inventors: Andre Belanger; Michel Gauthier; Michel Robitaille
Original assignee: Hydro Quebec
Current assignee: Hydro Quebec
Priority date: 1988-09-09
Filing date: 1988-09-09
Publication date: 1994-05-26
Anticipated expiration: 2008-09-10
Also published as: ATE99077T1; EP0357859B1; DE3886533D1; ES2047573T3; EP0357859A1; CA1340415C

Description

Die Erfindung betrifft eine dünne, von einem Streifen getragene Elektrode und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
Die Druckschrift US-A-3,751,288 beschreibt die Herstellung von dünnen metallischen Lagen aus Metallen, die sich bei einer Temperatur niedriger als 400ºC verflüssigen, wie bspw. Zinn, auf einem Streifen aus Kunststoff wie Polyethylen, durch Auftragen der genannten Metalle im geschmolzenen Zustand.
Gemäß FR-A-2442513 wird ein Aufbau bestehend aus einem Kunststoffstreifen und einer Lage Natrium mit 2 mm Dicke verwirklicht durch Gießen des Natriums im geschmolzenen Zustand auf den Streifen und nachfolgendes Verfestigen.
In der Anmeldung EP-A-285476 wird die Herstellung von dünnen Elektroden beschrieben, welche von einem elektronisch leitenden Streifen aus einem Stoff ausgewählt aus Lithium, legiertem oder gedopten Lithium, getragen werden, wobei der Streifen kontinuierlich vorzugsweise in einem Bad aus reinem, legiertem oder gedoptem Metall, abgerollt wird, um auf diese Weise kontinuierlich auf eine der Seiten des Streifens eine konstante Menge des Stoffes im geschmolzenen Zustand auf zutragen.
Seit der Hinterlegung dieser Anmeldung haben jedoch Laborversuche beweisen können, daß reines, legiertes oder gedoptes Lithium ebenfalls in dünnen und gleichförmigen Lagen auf einige Kunststoffarten aufgebraucht werden kann, welche gegenüber reinem, legiertem oder gedoptem Lithium widerstandsfähig sind, oder welche mit anderen Worten relativ stabil sind gegenüber reinem, legiertem oder gedoptem Lithium im geschmolzenen Zustand. Insbesondere kann dieses auch auf Lagen von festen Polymerelektrolyten auftragen werden, welche in der Herstellung von Lithiumakkumulatoren Verwendung finden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, die Fähigkeit von reinem, legiertem oder gedoptem Lithium im geschmolzenen Zustand zu nutzen, Materialien zu benetzen, insbesondere Kunststoffe, welche gegenüber Lithium im wesentlichen stabil sind. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff "gegenüber Lithium im wesentlichen stabiler Kunststoff", daß der Kunststoff gegenüber dem Lithium nicht thermodynamisch stabil ist und chemische Gruppen enthält, welche mit dem Lithium reagieren können, und daß in dem Zustand der Anbringung von geschmolzenem Lithium und sofort nach der Rückkehr zur normalen Anwendungstemperatur der Zelle , die Reaktion zwischen Lithium und Kunststoff auf die Übergangsfläche begrenzt bleibt und nicht weiter fortschreitet, daher die Bezeichnung "im wesentlichen stabil" oder "kinetisch stabil". Zur zusätzlichen Information über diese Eigenart des Lithiums, einen Film zu bilden, der jedes spätere Fortschreiten blockiert, kann man sich auf das Buch von Dr. Gabano: "Lithium Batteries", beziehen.
Außerdem umfaßt der Begriff "Kunststoff" im Rahmen der vorliegenden Anmeldung alle auf Thermoplaste und Duroplaste basierende Formulierungen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Erstellung von Filmrollen aus Lithium mit einer kontrollierten Dicke auf einen Träger aufgebracht, welcher aus gegenüber Lithium im wesentlichen stabilen Kunststoffen oder aus festen Polymerelektrolyten besteht, die durch die Li&spplus;-Ionen leitfähig gemacht sind.
Ein weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die verwendete Vorrichtung sowie die Abrollgeschwindigkeit des Streifens aus Kunststoff oder aus festem Polymerelektrolyten zu steuern, um thermische Behandlungen des Lithiums zu ermöglichen.
Die Erfindung hat auch als Ziel, auf gegenüber dem Lithium im wesentlichen stabile Kunststoffe Lithium aufzubringen, wobei diese Kunststoffe nicht nur dem Lithium als Träger dienen, sondern auch als elektrisch isolierendes Material für Batterien des gewickelten Typs dienen, wenn die Oberfläche dieser Kunststoffe in einigen Fällen metallisiert worden ist, um die Benetzung mit Lithium zu verbessern. In diesem besonderen Fall ist das Lithium an sich ohne Hilfe des metallischen Kollektors für die Stromaufladung verantwortlich.
Ein anderes Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Schnellverfahrens für die Anbringung einer Lithiumschicht mit kontrollierter Dicke auf einen festen Polymerelektrolyten, welcher durch die Lithium-Ionen leitfähig geworden ist, und auf diese Weise eine Halbzelle bildet. Wenn notwendig kann ein metallischer Kollektor nachträglich auf den Lithium-Film aufgebracht werden.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Erstellung eines Schnellverfahrens zum Auftragen einer Lithiumschicht kontrollierter Dicke auf einen festen, durch die Li&spplus;-Ionen leitfähig gemachten Elektrolytpolymer, wobei der Elektrolyt Teil eines Unter-Aufbau Elektrolyt/positive Elektrode ist und auf diese Weise eine komplette Zelle des Typs Li/Elektrolyt/positive Elektrode bildet.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Film aus geschmolzenem Lithium von kontrollierter Dicke auf direktem Wege auf die Elektrolyte der Zelle aufzubringen, um mehrere Schritte des Zellenzusammenbaus zu sparen, insbesondere das Abschälen des Kunststoffträgers und den Transfer der freien Fläche des Lithiums auf den Elektrolyt der Zelle.
Die Erfindung hat auch zum Ziel, den mit Lithium bedeckten Kunststoffilm als elektrischen Isolator in den im Wickelverfahren hergestellten Zellen zu verwenden, um jeden Kurzschluß zu vermeiden.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine viel leichtere Zellenwicklung zu schaffen, als wenn man einen mit Lithium bedeckten metallischen Streifen zusammenrollt. Andererseits sind diese Kunststoffträger in der Regel viel kostengünstiger als solche aus Metall.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem beiliegenden Anspruch 1.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Herstellung einer dünnen Elektrode auf einem Träger, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Streifen aufweist, der aus einem gegenüber Lithium im wesentlichen stabilen Kunststoff besteht, ausgewählt aus den elektrischen Isolatoren und den festen, durch die Lithiumionen leitfähigen Polymerelektrolyten, wobei wenigstens eine Fläche des Streifens wenigstens teilweise mit einer Schicht eines aus Lithium, legiertem oder gedoptem Lithium ausgewählten Stoffes, bedeckt ist, dessen Schmelzpunkt nicht weiter vom Schmelzpunkt des Lithiums entfernt ist als +/- 50ºC. Die Lage des Stoffes hat eine regelmäßige Dicke, deren Wert sich zwischen ca. 0,1 und 40 um bewegt, die Oberfläche der Schicht ist praktisch ohne Rauheit und läßt sich nicht vom Streifen mit einem Messer abtrennen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Herstellung einer Halbzelle bestehend aus einem auf einem möglicherweise abziehbaren Träger liegenden Elektrolyten, wobei der Elektrolyt mit einer Schicht eines aus Lithium, legiertem oder gedoptem Lithium ausgewählten Stoffes bedeckt ist, dessen Schmelzpunkt nicht weiter vom Schmelzpunkt des Lithiums entfernt ist als +/- 50ºC, die Lage des Stoffes eine regelmäßige Dicke hat, deren Wert sich zwischen ca. 0,1 und 40 um bewegt, die Oberfläche der Lage praktisch ohne Rauheit ist und sich nicht vom Streifen mit einem Messer abtrennen läßt.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Herstellung eines elektrochemischen Generators bestehend aus einer Anode, einer Kathode sowie einem Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode eine dünne Elektrode wie oben festgelegt ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Herstellung eines elektrochemischen Generators bestehend aus einer Halbzelle sowie einer Kathode, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbzelle wie oben festgelegt ist.
Es ist selbstverständlich, insbesondere für den Fachmann, daß die mit Lithium zu bedeckenden Flächen in einer Weise vorbehandelt werden konnten, die die Adhäsion des Lithiums fördert.
Der im wesentlichen stabile Kunststoff kann aus der Gruppe der elektrischen Isolatoren gewählt werden, welche aus Polyethylen, Polypropylen, Polyester, Polyether, Polysulfon und Polyimid besteht. Vorzugsweise besteht der elektrisch isolierende Kunststoff aus Polyetherketten in Form von Netzcopolymeren, Kammpolymeren o.Ä.
Wenn der Streifen ein fester Polymerelektrolyt ist, besteht dieser vorzugsweise aus mit Lithiumsalz versetztem Polyether in Form von Netzcopolymer oder Kammpolymeren. Es kann beispielsweise aus einer Grippe ausgewählt werden, welche Polyoxyethylen, einen Copolymer von Polyoxyethylen und Methylglycidylether sowie einen Copolymer von Polyoxyethylen und Methylglycidylether, der eine oder mehrere vernetzbaren Funktionen enthält, umfaßt.
Die Lithiumsalze sind vorzugsweise unter LiClO&sub4;, LiCF&sub3;SO&sub3;, LiB&sub1;&sub2;H&sub1;&sub2;, LiAsF&sub6;, LiN(CF&sub3;SO&sub2;)&sub2;, LiBF&sub4;, LiBO&sub4; ausgewählt.
Der Elektrolyt selber kann auf seiner anderen Seite mit einer positiven Elektrode in Berührung kommen, um eine Halbzelle zu bilden.
Nun wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert, wobei diese lediglich als Beispiele gelten sollen und keinen eingrenzenden Wert haben. In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Verwirklichung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer anderen Vorrichtung zur Verwirklichung des Verfahrens;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Abziehvorrichtung, welche an die Vorrichtungen gemäß Fig. 1 und 2 angebracht werden kann;
Fig. 4 einen Schnitt durch einen Akkumulator mit einer Anode gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine Draufsicht auf einen mit einer Lithiumschicht bedeckten metallischen Streifen;
Fig. 6 eine weitere Draufsicht auf einen metallischen Streifen mit wiederholtem Muster und
Fig. 7 eine weitere Draufsicht auf einen metallischen Streifen mit einem anderen wiederholten Muster.
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Vorrichtung besteht aus einer Zuführungsrolle 1 aus einem Streifen 3 aus Metall, metallisiertem Material oder Kunststoff. Auf der anderen Seite findet man, um den behandelten Streifen in Empfang zu nehmen, eine Aufnahmerolle 5, die den Zug auf den Streifen während der weiter unten beschriebenen Behandlung gewährleisten soll. Die Vorrichtung besteht ferner aus einem Bad 7, das geschmolzenes Lithium 9 enthalten soll. Um zu gewährleisten, daß das Lithium im geschmolzenen Zustand gehalten werden und eine kontrollierte Temperatur beibehalten kann, ist ein Heizelement 11 sowie eine thermische Isolierung 13 vorgesehen. Man notiere, daß das Heizelement in üblicher Art an einer Wechselstromquelle 15 angeschlossen ist. Schließlich wurde schematisch bei 17 eine Zone dargestellt, wo das Bad sowie der in Behandlung befindliche Streifen 3 unter einer kontrollierten Atmosphäre gehalten werden, um Sauerstoff, Wasserdampf und andere Gase fernzuhalten, die mit dem Lithium reagieren könnten. Diese Zone ist völlig üblich und ist nicht Bestandteil der Erfindung.
Der zur Ablage einer Schicht 3' aus geschmolzenem Lithium auf der unteren Seite des Streifens 3 verwendete Beschichter besteht aus einer strukturierten Walze 19, deren Oberflächenmuster durch seine Kapillarität die Ablage von Lithium auf der unteren Seite des Streifens 3 ermöglicht. Außerdem ist diese strukturierte Walze 19 zur Einhaltung einer angemessenen Temperatur des geschmolzenen Lithiums mit herkömmlichen Heizmitteln 21 versehen, welche eine angemessene Kontrolle der Temperatur des geschmolzenen Lithiums auf der Oberfläche der Walze ermöglichen. Falls erwünscht kann man einen (in Fig. 1 gestrichelt dargestellten) Abstreifer 22 vorsehen, der die Entfernung jedwedes überflüssigen geschmolzenen Materials von der Walzenoberfläche ermöglicht, bevor dieses auf die zu beschichtende Seite des Streifens 3 aufgebracht wird.
Zur Gewährleistung eines angemessenen Kontakts des Streifens zur strukturierten Walze 19 sind Stangen 2, 2a vorgesehen, welche auf die obere Seite des Streifens 3 drücken und die Einstellung des Kontaktwinkels zwischen dem Streifen und der strukturierten Walze 19 ermöglichen. Vor der Eintrittsstelle des Streifens 3 in die von geschmolzenem Lithium definierte Zone ist ein Temperaturregler 23 vorgesehen, der die Temperatureinstellung des Streifens vor seiner Ankunft oberhalb des Bades aus geschmolzenem Lithium ermöglicht. Auf der gleichen Weise ist ein anderer Temperaturregler 25 vorgesehen, der so eingestellt ist, daß entweder eine thermische Behandlung oder eine Abkühlung des Paares Liº/Streifen vor dessen Aufnahme auf der Rolle 5 erzeugt wird.
In Fig. 2 ist eine Variante der in Fig. 1 schematisch dargestellten Vorrichtung dargestellt. In dieser Ausführung, deren Teile, die mit der Vorrichtung nach Fig. 1 identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen sind, ist eine Walze 27 vorgesehen, welche durch Reibung den Antrieb des Streifens 3 zwischen den Walzen 19 und 27 ermöglicht. Außerdem ist diese Walze 27 mit Heizmitteln 29 versehen, um eine angemessene Temperatur des Streifens während dessen Behandlung zu gewährleisten.
Gemäß Fig. 3 ist dargestellt, wie die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung mit einer Abstreifeinrichtung 31 versehen werden kann, welche es ermöglicht, die Dicke der Beschichtung zu reduzieren oder Oberflächenunebenheiten auszugleichen, die die Beschichtungswalze 19 hätte verursachen können. Diese zusätzliche Einrichtung muß heiß sein, um die Rückführung des abgestreiften Überschusses in das Bad in flüssigem Zustand zu ermöglichen. Dies wird erreicht durch die Einführung von (nicht dargestellten) herkömmlichen Heizmitteln. Zusätzlich ist eine Druckrolle 33 unmittelbar oberhalb der Abstreifeinrichtung 31, so daß die abgestreifte Fläche gleichmäßig ist. In 35 wird die geglättete Oberfläche des mit geschmolzenem Lithium beschichteten Streifens gezeigt. Diese Vorrichtung ist insbesondere dann von Nutzen, wenn dicke Schichten von Lithium angebracht werden. In diesem Fall besteht die Gefahr, daß sogar das Muster der Beschichtungswalze nach der Abkühlung auf dem Lithium Spuren hinterläßt. Der heizbare Abstreifer 33 kann diese Oberflächenunebenheiten beseitigen.
Das mittels der Erfindung gewonnene Produkt kann zur Herstellung eines Akkumulators gemäß Fig. 4 verwendet werden. Dieser weist eine etwa 10 um dicke Kupferschicht 37 auf. Die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gewonnene Lithiumschicht ist ca. 20 um dick. Andererseits besteht der Akkumulator aus einem Polymerelektrolyt 41 mit einer Dicke von 20 um, einer positiven Elektrode 43 mit einer Dicke von 40 um und einem Kupferkollektor 45 mit einer Dicke von 10 um, wobei das Ganze eine Dicke von 100 um aufweist.
Beispiele eines mit einer Lithiumschicht bedeckten Streifens sind in den Fig. 5, 6 und 7 dargestellt. Fig. 5 zeigt einen metallischen Streifen 47 sowie das darauf angebrachte metallische Lithium 49. Der Ansatz des Überzugs ist mit 51 und die beiden nicht bedeckten Teile des Streifens mit 53 und 55 gekennzeichnet. Wenn auf dem Streifen eine Lithiumschicht mit wiederholtem Muster gewünscht ist, kann ein Beschichtungsrolle 19 verwendet werden, deren Relief das wiederholte Muster 57 erzeugt. Selbstverständlich können andere Muster vorgezogen werden als in Fig. 6 dargestellt, wie bspw. das Muster 59 in Fig. 7.
Die folgenden nicht eingrenzenden Beispiele veranschaulichen die neuen Aspekte der Erfindung, ohne deren Tragweite einzuengen.

Beispiel 1

Mit Hilfe der Vorrichtung gemäß Fig. 2, welche Teil der Hauptoffenbarung ist, wurde der folgende Aufbau in einem Helium-Strahlenschutzkasten vorbereitet. Auf der Spule 1 ist der dünne Streifen 3 ein dünner Film aus Polymerelektrolyt mit folgender Zusammensetzung: POE-LiClO&sub4; in einem Verhältnis O/Li von 12/1 auf einem 25 um dicken PP-Film verdampft auf der Grundlage einer Lösung des Elektrolyts in Acetonitril, wie in der US-Patentschrift 4578326 ausführlich beschrieben. Dieser Elektrolyt wird in Richtung auf die Beschichtungswalze geführt mit seiner freien Seite gegenüber der mit geschmolzenem Lithium bedeckten Walze. In dieser Ausführungsform insbesondere ist es wichtig, die Kontaktzeit zwischen dem Polymerelektrolyt und der Beschichtungswalze gering zu halten, um jede Deformation des Kunststoffmaterials oder die Bildung schädlicher Passivierungsüberzüge zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist die Temperatur durch den Regler 23 auf weniger als 10ºC und die Antriebsgeschwindigkeit auf mindestens 30 cm/min gehalten. Außerdem ist die Temperatur des Bades aus geschmolzenem Lithium auf 210ºC gehalten, d.i. etwa 30ºC oberhalb des Schmelzpunktes des Lithiums. Die Andrückrolle 27, die den Andruck und den Anstellwinkel der Beschichtungswalze auf das Polymer kontrolliert, wird ebenfalls kalt gehalten, nämlich bei 0ºC. Mit derselben Walze wie in Fig. 1 dargestellt konnte ein 3-4 um dünner Lithiumfilm mit einer hervorragenden Oberflächenbeschaffenheit angebracht werden. Der lithiumbeschichtete Elektrolyt wurde anschließend mit einer herkömmlichen positiven Verbundelektrode verklebt (nach Abstreifen des PP-Trägers: TiS&sub2;/Shawinigan- Schwarz/Elektrolyte auf Al mit 2C/cm²), wobei auf der Lithium- Seite als Stromkollektor ein dünner Nickelstreifen angebracht wurde, dessen Kenndaten in Zellen sich als den anderen Lithiumelektroden auf metallischen Kollektoren sehr ähnlich erwiesen, welche in dem Hauptanspruch beschrieben sind. Mehr als 20 Zyklen wurden auf einer solchen Zelle verwirklicht in einem Betrieb von C/12 und mit einer Temperatur von 80ºC, was bestätigt, daß das Verfahren die Bildung eines schädlichen isolierenden Films auf der den Elektrolyt berührenden Lithiumfläche nicht auslöst.

Beispiel 2

Hier wurde derselbe Aufbau verwendet wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß der Träger aus einem Streifen Copolymer OE-MGE (Ethylenoxyd; Methylglycidylether) in einem Verhältnis OE/MGE von 80/20 und mit einer Dicke von 100 um, von einem 20 um dicken Teflon-Streifen getragen, besteht. Darauf wurden ca. 3- 5 um Lithium aufgebracht bei einer Badtemperatur von 205ºC und einer Abrollgeschwindigkeit des Streifens von 50 cm/min.
Nach einer Montage gegenüber einer TiS&sub2;-Kathode mit 4 cm² weist diese Zelle eine Impedanz von weniger als 100 Ohm bei 60ºC und anschließend ein sehr gutes Verhalten im Zykluslauf auf.

Beispiel 3

Der Streifen bestand aus einer Membran wie in Beispiel 2, jedoch mit ca. 5% Gewichtsanteil AGE (Allyl-Glycidilether). Durch diese Vernetzungsfunktion hat die fertige Membran bessere mechanische Eigenschaften, d. h. ist widerstandsfähiger gegen Deformationen. Auf diese Membran konnte etwa 7-8 um Lithium aufgebracht werden, mit einer Temperatur von 250ºC und bei einer Geschwindigkeit von 25 cm/min. Daran wurde eine Kathode aus Vanadiumoxyd mit 4 cm² mit einem Zusatz aus Shawinigan-Schwarz und mit demselben Elektrolyt wie für die Membran gemäß Beispiel 1 angebracht; es wurde sofort die für diese Art Zelle typische Spannung von 3,4 V erzielt. Eine Zellenimpedanz von weniger als 150 Ohm bei 20ºC bestätigte, daß die Übergangsfläche Lithium- Elektrolyt mit der auf herkömmliche Weise mittels Lithium durch Laminierung gewonnenen vergleichbar war. Die Zelle konnte ganz normal im Zyklusbetrieb ohne Dendriten mit ca. C/10 entladen und C/20 geladen werden, und mit einem Coulomb-Wirkungsgrad größer als 95%.

Beispiel 4

Es wurde die Membran gemäß Beispiel 1 verwendet, jedoch ohne Lithiumsalz und mit einer Dicke von 100 um. Mittels der Vorrichtung gemäß Fig. 1 wurde auf diese Membran geschmolzenes Lithium aufgebracht, wobei die Beschichtungswalze ein pyramidenförmiges Muster mit folgenden Merkmalen aufwies: 200 counts; 24 Ohm depth und vol. -5,0 wie in der Literatur von INTA-ROTO Inc. aus Virginia beschrieben. Mit Hilfe dieser Walze bei einer konstanten Temperatur von 200ºC des Lithiumbads und einer Abrollgeschwindigkeit von 30 cm/min wurde auf die Membran ein Lithiumfilm mit einer regelmäßigen Dicke von 3 um ohne sichtbare Mängel aufgebracht. Nach dem Zusammenbau zu einer Zelle erwies sich der Widerstand der Übergangsfläche Li/Elektrolyt als völlig gleichwertig mit dem des mittels Laminierung gewonnenen Lithiums.

Beispiel 5

Es wurde derselbe Elektrolyt wie in Beispiel 3 verwendet mit der Ausnahme, daß dieser im voraus mit einer positiven Vanadiumoxyd-Elektrode auf einem Cu-Träger zusammengebaut worden war, und das Ganze auf einer Spule gelagert war. Dieser Halbzellenaufbau wurde in Richtung auf die Beschichtungswalze abgerollt, wobei die Elektrolytseite gegenüber dem geschmolzenen Lithium lag. Mit einer Geschwindigkeit von 40 cm/min wurden 5 um Lithium in einer der gegenüberliegenden positiven Elektrode entsprechenden Breite aufgebracht.

Beispiel 6

In diesem Beispiel wird ein Trägerfilm aus 10 um Aluminium mit - 8 um eines elektrisch isolierenden Lackes bestehend aus einem herkömmlichen Harz auf Epoxydbasis, wie er bspw. zum Schutz von Metallen für Verschönerungszwecke verwendet wird. Nach der Vernetzung wird der geschützte Aluminiumträger einige Stunden lang bei 100ºC getrocknet. Anschließend wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ein 5 um dünner Lithiumfilm zu denselben Bedingungen wie in Beispiel 2 angebracht. Dieser Aufbau Al/Isolierharz/5 um Lithium wird anschließend mit einem Unteraufbau Elektrolyt/TiS&sub2;-Elektrode (1 Coulomb/cm²)/Kollektor in Berührung gebracht, wobei darauf geachtet wird, daß mit Hilfe von Polypropylenschablonen ein Teil der Lithiumfläche frei gehalten wird, um die Stromaufladung dieser Elektrode zu ermöglichen. Die Materialien und der Zusammenbau der positiven Elektrode und des Elektrolyts sind identisch mit denen in Beispiel 2. Die so gewonnene Zelle wird im Zyklusbetrieb bei Raumtemperatur über mehr als 150 Zyklen getestet, was sehr gut die kinetische Stabilität der Beschichtung von Trägern unter Beweis stellt, welche zwar kostengünstig, aber normalerweise mit dem Lithium sogar bei Raumtemperatur nicht kompatibel sind. Die Verwendung eines vernetzungsfähigen Lacks ist nicht wesentlich; andere widerstandsfähige Lacke können zu diesem Zweck verwendet werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung dünner Elektroden, die von einem Streifen getragen werden, der auf mindestens einer Oberfläche ausschließlich aus einem gegenüber Lithium im wesentlichen stabilen Kunststoff besteht, ausgewählt aus den elektrischen Isolatoren und den festen für Lithiumionen leitfälligen Polymerelectrolyten, aus einem Stoff ausgewählt aus Lithium, legiertem Lithium oder gedoptem Lithium, dessen Schmelzpunkt vom Schmelzpunkt des Lithiums um nicht mehr oder weniger als 50ºC abweicht, und mit einer konstanten Dicke des Stoffes, ausgehend von einer Spule des Streifens und einer Quelle des Stoffes, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Bad des Stoffes im geschmolzenen Zustand, das unter einer inerten Atmosphäre gehalten wird, bildet, kontinuierlich den Streifen mit einer Geschwindigkeit vom 25 bis 50 cm/min abrollt, auf mindestens einer der beiden Oberflächen des Streifens kontinuierlich eine konstante Menge des Stoffes im geschmolzenen Zustand mittels einer Grundierungswalze bei einer geregelten Temperatur, die das Bad des Stoffes geschmolzen hält, auf eine Weise aufbringt, um einen Film auf dem Streifen auszubilden, dessen Dicke konstant ist und zwischen ungefähr 0.1 und ungefähr 40 um liegt und dessen Oberfläche homogen und gleichmäßig ist, und um zu verhindern, daß der Stoff im geschmolzenen Zustand in Kontakt mit dem Streifen fest wird, und man die kontrollierte Verfestigung des Stoffes auf dem Streifen nach Bildung des Films veranlaßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen aus einem im wesentlichen gegenüber Lithium stabilen elektrisch isolierenden Kunststoff besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein dünner Kunststoffüberzug ist, der im wesentlichen gegenüber Lithium stabil ist und auf einem normalerweise mit Lithium inkompatiblen Trägerfilm, wie Aluminium, abgeschieden ist und insbesondere Formulierungen auf der Basis von Epoxyharzen, Acrylaten, Sulfonharzen und Polyamiden umfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch isolierende Kunststoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen, Polypropylen, Polyester, Polyether, Polysulfon und Polyimid.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch isolierende Kunststoff aus Polyetherketten in Form von Copolymeren, von Harzen oder von Kammpolymeren besteht.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyether ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyoxyethylen, einem Copolymer von Polyoxyethylen und Methylglycidylether, und einem Copolymer von Polyoxyethylen und Methylglycidylether, das eine oder mehrere vernetzbaren Funktionen enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen aus einem festen Polymerelektrolyten, der für Lithiumionen leitfähig ist, besteht.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt aus einer mit einem Lithiumsalz versetzten Polyetherkette in Form von Copolymeren, Harzen oder Kammpolymeren aufgebaut ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Lithiumsalz ausgewählt ist unter LiClO&sub4;, LiCF&sub3;SO&sub3;, LiB&sub1;&sub2;H&sub1;&sub2;, LiAsF&sub6;, LiN(CF&sub3;SO&sub2;)&sub2;, LiBF&sub4;, LiBO&sub4;.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt zum Zeitpunkt der Applikation von Lithium frei von Lithiumsalz ist.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyether ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polyoxyethylen, einem Copolymer von Polyoxyethylen und Methylglycidylether, und einem Copolymer von Polyoxyethylen und Methylglycidylether, das eine oder mehrere vernetzbare Funktionen enthält.

12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt auf einem gegebenenfalls abziehbaren Kunststoffträger aufliegt.

13. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektrolyt von einer positiven Elektrode getragen wird, um eine Halbzelle auszubilden.