DE4019092A1 - Mehrschichtiges, dreidimensionales kompositelektrodengeruest fuer elektrochemische elemente und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein mehrschichtiges, dreidimensionales Kompositeleketrodengerüst für elektrochemische Elemente und ein Verfahren zu seiner Herstellung gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 14.

In den letzten Jahren wurden Elektrodenstrukturen entwickelt, die ein feines dreidimensionales Netzwerk aus leitenden dünnen Fäden (Fasern) oder Wänden aufweisen. Sie besitzen eine hohe Porosität von bis zu 95% und eine gleichmäßige Porenstruktur. Sie werden hauptsächlich als Speicherelektroden für Primär- und Sekundärelemente eingesetzt und sind als Faserstruktur­ oder Schaumstruktur-Elektroden bekannt geworden.

Aufgrund der feinen Struktur wird die Aktivmasse in dem Elek­ trodengerüst beim Betrieb des Elementes sehr oft kontaktiert und ermöglicht so auch bei Aktivmassen, die aus schlecht lei­ tenden Komponenten bestehen, einen entsprechend verbesserten und weniger verlustreichen Übergang des Stromes in die leitende dreidimensionale Plattenstruktur. Diese leitet dann den Strom zu den Stromfahnen bzw. Zellenpol nach außen weiter. Als Folge konnte die Ausnützung der Aktivmassen auch bei hohen Strömen verbessert werden. Diese Art von Elektroden werden im üblichen Sprachgebrauch heute als besser "belastbar" bezeichnet.

Ein industrieller Gebrauch der Faserstruktur- und Schaumstruk­ turelektroden findet sich beispielsweise auch in alkalischen Systemen wie Nickel-Kadmium-Akkumulatoren, wobei sie sowohl in kleinen Rundzellen mit einer Kapazität bis zu wenigen Ah als auch für große Zellen von mehreren 100 Ah Zellen-Kapazität Eingang gefunden haben. Bei den großen Zellkapazitäten treten allerdings Mängel auf, die vornehmlich im Aufbau der Elektro­ denstruktur zu suchen sind.

Der bereits vorhergehend beschriebene Aufbau der Plattenstruk­ tur erlaubt es, die Aktivmasse sehr gut zu kontaktieren und die Verluste beim Stromübergang von der Aktivmasse zur leitenden Struktur herabzusetzen und damit die Hochstrombelastbarkeit der Zelle zu verbessern.

Um der Aktivmasse möglichst viel Raum zur Verfügung stellen zu können, sind die Gerüst-Strukturen hochporös und beanspruchen selbst oft nur 5 bis 15% des Elektrodenvolumens. Zwangsweise ist damit auch die Menge an leitendem Material entsprechend beschränkt. Unter Umständen wird die durch die bessere Ausnüt­ zung der Aktivmasse an sich verbesserte Belastbarkeit der Elektrode wieder zunichte macht.

Ein Vorschlag diesen Mangel zu beseitigen wurde schon in der DE-OS 24 07 426 angegeben. Hier wird in eine metallisierte Glasfasermatte ein Bleiableiterorgan durch Einspritzen einer flüssigen Bleilegierung gebildet. Ein Nachteil dieser Erfindung besteht darin, daß der durch das Einspritzen gebildete Ableiter lediglich einseitig auf die Fasermatte gelangt und überdies nur wenige kurze "Finger" in die Fasermatte hineinragen, so daß der Stromtransport nach wie vor zum größten Teil verlustreich durch die Fasermatte geschieht. Die Erfindung bleibt auch auf dünne Elektroden beschränkt und ist nicht allgemein anwendbar.

Ein anderer Vorschlag wurde durch die Schrift DE-OS 23 22 555 bekannt, in der auf eine mittig angeordnete Bleifolie synthe­ tische Fasern mit einer Aktivmasse auflaminiert werden. Damit wurde eine leichtgewichtige Elektrode geschaffen, deren Aktiv­ masse wegen der auflaminierten Fasern mit der Ableiterfolie fest verbunden ist. Da die Fasern nicht metallisiert werden, besteht der Nachteil, daß keine optimale Stromsammlung aus der Aktivmasse erfolgen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein mehr­ schichtiges, dreidimensionales Kompositelektrodengerüst für elektrochemische Elemente zu schaffen und ein Verfahren zu seiner Herstellung zu finden, wobei bei dem Komposit­ elektrodengerüst die vorher geschilderten Nachteile und Mängel nicht mehr auftreten sollen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß bezüglich des Kompositelektrodengerüstes mit den Merkmalen des Patentan­ spruches 1 und bezüglich der Herstellungsweise des Kompositelektrodengerüstes mit den Merkmalen des Patentan­ spruches 14 gelöst.

Die Unteransprüche 2 bis 13 geben bevorzugte Ausführungsformen des Kompositelektrodengerüstes und die Unteransprüche 15 bis 18 bevorzugte Herstellungsweisen eines solchen Kompositelektrodengerüstes an.

Das Kompositelektrodengerüst besteht aus einem Elektrodengerüst aus einem dreidimensionalen Netzwerk aus Faser, Fäden (Vlies, Filz, u. ä.) oder Wandelementen (Schaumstruktur), in dem sich vornehmlich die Aktivmasse befindet und aus einem kompakten Leitgerüst, das vornehmlich der reinen Stromleitung dient.

Es ist das Ziel der Erfindung gewesen, für die beiden wesent­ lichen Aufgaben eines Elektrodengerüsts, eine material- wie strukturmäßig möglichst günstige Ausführungsform zu schaffen und mittels eines geeigneten Verfahrens ein funktionsfähiges Kompositelektrodengerüst herzustellen.

Eine der wesentlichen Aufgaben eines Elektrodengerüsts besteht bekanntlich darin, die durch eine elektrochemische Reaktion im Inneren der Elektrode freiwerdende Energie in Form eines Stromes aufzunehmen. Dazu ist in der Regel eine möglichst große Oberfläche, die gewöhnlich durch Schaffung einer porösen Struktur erreicht wird, notwendig. Für Speicherelektroden ist weiterhin, wegen der oftmals schlecht leitenden Aktivmasse, ein möglichst häufiger Kontakt mit der Aktivmasse erforderlich. Diese Aufgabe wird durch eine dreidimensionale Faser- oder Schaumstruktur bei dem Elektrodengerüst gut erfüllt.

Eine weitere wesentliche Aufgabe des Elektrodengerüsts be­ inhaltet den möglichst verlustfreien Transport des Stromes aus dem Inneren der Zelle über die Elektrodenfahne zum Zellenpol nach außen. Für diese Aufgabe ist aus den oben genannten Grün­ den eine dreidimensionale, hochporöse, elektrisch leitende Struktur weniger geeignet. Schon allein der Aufbau der Struktur schafft diese nachteilige Eigenschaft. In der Regel sind diese Strukturen möglichst homogen aufgebaut, so daß die Leitfähig­ keit des Gerüsts in allen drei Richtungen annähernd gleich ist. Die Ableiterfahne befindet sich jedoch gewöhnlich an einer Elektrodenkante, die den Stromtransport praktisch nur in eine Richtung zwingt, so daß statistisch eigentlich nur eine Leit­ fähigkeitsrichtung des hochporösen Gerüsts genützt werden kann. Der Stromtransport über längere Wege fällt damit relativ ver­ lustreich aus.

Gelöst wird die vorher angegebene Aufgabe besser durch eine kompakte, praktisch nicht poröse Hilfsstruktur, die in Lage ist den Strom relativ verlustarm zur Stromfahne zu transportieren. Besonders günstig sind dabei Ausführungen, die in Richtung der Stromfahne eine höhere Leitfähigkeit aufweisen als in die bei­ den anderen Richtungen. Hilfsstrukturen dieser Art können lei­ tende Folien, Lochbleche, Drahtnetze, Gitterstrukturen, Streckmetalle u. ä. und/oder Kombinationen von diesen sein.

Die Gerüstplatten aus den beiden Gerüstkomponenten zusammen ergeben die erfindungsgemäße Verbesserung zur möglichst verlustarmen Stromaufnahme aus der Aktivmasse und anschließen­ dem Stromtransport zur Ableiterfahne.

Als besonders günstig haben sich dabei Kombinationen aus Loch­ blech oder Streckmetall mit Faser- oder Schaumstrukturen her­ ausgestellt, wobei die Hilfsstruktur bevorzugt mittig angeord­ net wird.

Die erfindungsgemäße Verknüpfung der beiden Komponenten bietet neben verbesserten elektrischen Eigenschaften auch kostenmäßige Vorteile. So kann in der Regel die Menge an elektrolytbeständigem, oft teurem Leitmaterial der dreidimen­ sionalen Struktur verringert werden. Aufgrund des genannten Aufbaues des Kompositelektrodengerüstes braucht streng genommen der Stromtransport innerhalb der dreidimensionalen Netzstruktur nur mehr senkrecht zur Elektrodenfläche bis zur Elektrodenmitte hin möglichst verlustarm erfolgen. Üblicherweise beträgt diese Strecke nur wenige Millimeter, so daß auch mit geringen Mengen an Leitmaterial ein verlustarmer Stromtransport gewährleistet wird.

Weiterhin besteht die Möglichkeit auch das Hilfsgerüst kosten­ günstig zu gestalten, indem ein billiges, gut leitendes Grund­ material eingesetzt wird, das mit einer nur dünnen Schicht aus elektrolytbeständigem aber oft teurem Material, überzogen wird.

In ähnlicher Weise kann das Hilfsgerüst auch aus optimal lei­ tendem, aber nicht elektrolytbeständigem Material hergestellt werden, das anschließend mit korrosionsbeständigem Material überzogen wird. Damit können sowohl Kosten als auch unter Um­ ständen Gewicht eingespart werden, als auch die elektrischen Eigenschaften weiter verbessert werden. Die Gestaltung des Hilfsgerüstes kann auch in der Weise ausgeführt sein, daß sie mit der (den) Ableiterfahne(n) eine Einheit bildet bzw. als ein Stück vorgefertigt vorliegt. Eine zum Teil umständliche und gegebenenfalls kostenintensive Befestigung der Fahne an das mehr oder weniger fragile dreidimensionale Strukturgerüst ent­ fällt damit. Die Ausführung des Hilfsgerüstes kann auch als ein mit einer Ableiterfahne versehener leitender Rahmen, völlig geschlossen oder auf der der Fahne gegenüberliegenden Seite offen, gestaltet sein.

Als dreidimensionales, elektrisch leitendes Netzwerk werden bevorzugt Faserstrukturen in Form von Vliesen, Filzen u.ä., sowie schaumartige Strukturen eingesetzt. Die Herstellung einer derartigen leitenden Matrix erfolgt gewöhnlich in der Weise, daß ein nicht oder sehr schlecht leitender Grundkörper mit der erforderlichen Matrixstruktur durch Metallisieren leitend ge­ macht wird. Dafür besonders geeignet sind Kunststoffe in Faser­ oder Schaumstofform mit retikulierten Wänden aus beispielsweise Poly-Ethylen, -Propylen, -Ester, -Terephtalat, -Styrol, -Urethane, Nylon, u. ä., wobei Poly-Ethylen und Polypropylen sowie Nylon für die Faserform und Polyurethane für die retikulierte Schaumform besonders kostengünstig sind. Das Leitendmachen durch Metallisieren der Basismatrix kann auf verschiedene Art geschehen. Als ein bevorzugter Weg hat sich die stromlose Metallisierung des nichtleitenden Grundkörpers und erforderlichenfalls eine anschließende Verstärkung mittels galvanischer Abscheidung bewährt.

Das Verfahren zur Herstellung des Kompositgerüstes beruht erfindungsgemäß darauf, daß die Basismatrix aus Kunststoff mit dem wenig strukturierten Hilfsgerüst fest verbunden wird und anschließend eine Metallisierung des dreidimensionalen Netz­ werks derart erfolgt, daß die metallisch leitende Schicht auf dem Basismaterial in direkter leitender Verbindung mit dem Hilfsgerüst steht und gegebenenfalls eine zusammenhängende Schicht als Überzug, sowohl über das feine Netzwerk als auch über das Hilfsgerüst, bildet.

Das dreidimensionale feine Netzwerk kann sowohl ohne als auch mit einem metallischen Überzug die Verbindung mit dem Hilfsge­ rüst eingehen. Beispielsweise ist es möglich, eine Filzmatrix aus Polypropylen zuerst einer chemischen Metallisierung mit geringer Schichtdicke zu unterwerfen, anschließend mit dem Hilfsgerüst auf geeignete Weise mechanisch fest zu verbinden, und danach im Galvanikbad die leitende Schicht zu verstärken und dabei gleichzeitig das Hilfsgerüst mit einer dünnen Schicht des Metalls zu überziehen. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn das Material des Hilfsgerüstes zwar eine ausgezeich­ nete Leitfähigkeit, jedoch keine Korrosionsstabilität gegenüber dem Elektrolyten aufweist und durch die Mit-Metallisierung so geschützt werden kann.

Die Verbindung des dreidimensionalen Basisnetzwerkes mit dem Hilfsgerüst wird erfindungsgemäß durch sämtlich bekannte Ver­ bindungsverfahren erreicht, die in der Lage sind eine dauer­ hafte, mechanisch feste Verbindung zwischen beiden Teilen her­ zustellen. Bevorzugte Verfahren zum Verbinden von Kunststoff­ basisstrukturen mit dem Hilfsgerüst sind Wärmeeinwirkung mit oder ohne Druck, Ultraschall und Klebetechniken.

Als besonders wirksames Verfahren hat sich die Wärmeeinwirkung herausgestellt. Dabei wird die Hilfsstruktur auf eine Tempera­ tur erwärmt, die mindest dem Schmelzpunkt einer Materialkompo­ nente der dreidimensionalen Netzmatrix entspricht und an­ schließend die Netzmatrix beidseitig mit leichtem Druck mit der Hilfsstruktur verbunden. Als vorteilhaft hat sich auch das Er­ kalten - zumindest bis zu einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Kunststoffs - unter Druck erwiesen.

Das Verfahren kann auch kontinuierlich ausgestaltet werden, indem beispielsweise das Streckmetall über Rollen mittig ge­ führt in einer festgelegten Zone auf die erforderliche Tempe­ ratur gebracht wird und räumlich unmittelbar danach beidseitig (z. B. von unten und oben) mit der ebenfalls über Rollen zuge­ führten dreidimensionalen Basisstruktur aus Kunststoff (z. B. Nadelfilzbahn) unter leichtem Druck in Berührung gebracht wird, indem alle drei Teile zusammen durch einen Spalt geführt wer­ den, der von zwei in einem bestimmten Abstand parallel zuein­ ander positionierten Walzen gebildet wird. In einer nachfol­ genden Station des Herstellverfahrens wird die Bahn dann zu der gewünschten Elektrodengerüstgröße zugeschnitten oder ausge­ stanzt.

Eine weitere Variante auch als kontinuierliches Verfahren er­ gibt eine Hilfsstruktur in relativ dicker Ausführung bis zu einigen Millimetern in Form von Streckmetall oder einer Git­ terkonstruktion, in deren freien Öffnungen, die durch Streck­ metallrauten bzw. Gitterstäbe gebildet werden, die dreidimen­ sionalen Basismatrix eingefüllt ist. Dies kann derart gesche­ hen, daß im ersten Schritt das Streckmetall oder Gitter auf eine Temperatur gebracht wird, die über dem Schmelzpunkt eines Kunststoffes der Basismatrix liegt und anschließend die Basis­ matrix von beiden Seiten so stark eingedrückt wird, daß sie in den freien Öffnungen der Hilfsstruktur einsinkt und diese damit ausfüllt, wobei die dreidimensionale Matrix und die Dickenabmessungen der Hilfsstruktur bündig miteinander sind.

In einem anderen Verfahren werden zwei übereinanderliegende Bahnen der dreidimensionalen Matrix (z. B. Filzbahn aus Polypropylen) mit einer mittig geführten Hilfsstruktur (z. B. Streckmetall) über Rollen einem Spalt zugeführt, der aus zwei parallel angeordneten heißen Walzen gebildet wird, die in Form von Stachelwalzen vorliegen. Dabei sind diese so angeordnet, daß sie jeweils über den Öffnungen der Hilfsstruktur zu liegen kommen, so daß die heißen Stacheln durch die Öffnungen der mittig liegenden Hilfsstruktur hindurch die beiden Bahnen der dreidimensionalen Basisstruktur aus Kunststoff zusätzlich fest verbinden. Die Grundverbindung wird durch den durch die Spalt­ einstellung erreichten leichten Druck der Außenbahnen auf die Hilfsstruktur erreicht.

In ähnlicher Weise ermöglicht die Ultraschall-Verbindungstech­ nik eine kontinuierliche Herstellung der Kompositelektrodengerüste, indem die Übertragung der Verbin­ dungsenergie über walzenförmige Sonotroden ausgeführt wird, wobei Anordnungen ähnlich wie bei den Verfahren mit erhitzten Walzen vorhanden sind. Zur Erleichterung der Energieübertragung und um eine allzu starke Dämpfung durch die Gestalt der drei­ dimensionalen Basisstruktur zu verhindern, sind die walzenför­ migen Sonotroden nicht glatt, sondern mit Erhöhungen (z. B. Stacheln) derart ausgestattet, daß sie im Moment des Verschweissens genau über den festen Teilen der Hilfsstruktur positioniert sind.

Ein weiteres Verfahren zur Schaffung einer festen Verbindung der dreidimensionalen Matrix mit der Hilfsstruktur besteht darin, daß die Hilfsstruktur und/oder die dreidimensionale po­ röse Matrix mit einem Klebstoff überzogen wird, der eine dauerhafte Verbindung der beiden Komponenten ermöglicht und anschließend metallisiert werden kann. Die Auftragung des Kle­ bers kann auch kontinuierlich auf die als Band gestalteten Hilfsgerüste erfolgen bzw. es wird die poröse Matrix aufgetra­ gen.

Für sämtliche kontinuierliche Verfahren ist es vorteilhaft, wenn die Hilfsstruktur als Band gestaltet etwas breiter ist als die beidseitig aufgebrachten dreidimensionalen Grundkörper, damit ein Rand entsteht, der es erlaubt Elektrodenfahnen zu befestigen. Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, daß die als endloses Band ausgeführte Hilfsstruktur an einer oder beiden Seiten bereits die Fahnen befestigt hat oder in dieser Weise als im Ganzen so geformt vorliegt; z. B., daß das Streckmetall-Hilfsgerüst derart ausgestanzt ist, daß ein Teil des Materials als Fahne ausgebildet ist, der nicht gereckt wird.

Nach dem Verbinden der Hilfsstruktur mit der dreidimensionalen porösen Matrix können - insbesondere bei den kontinuierlichen Verfahren - die Platten durch Zuschneiden, Stanzen u. ä. ihre endgültige Form erhalten und werden anschließend dem Verfah­ rensschritt der Metallisierung zugeführt. Je nachdem welches Verfahren angewandt wird, ist es ohne weiteres möglich, das Gerüstband, bestehend aus dem mittig angeordnetem Hilfsgerüst und der beidseitig verbundenen dreidimensionalen Basisstruktur, über die Rollen weiter einem kontinuierlich arbeitenden Metallisierungsverfahren zuzuleiten und erst danach durch Zu­ schneiden, Stanzen u. ä. den Gerüstplatten ihre endgültige Form zu geben.

Der Einsatz der erfindungsgemäßen Elektrodengerüste liegt vor­ nehmlich auf dem Gebiete der Sekundärzellen oder Akkumulatoren, sie sind aber auch für den Einsatz als Katalysatorelek­ trodengerüste mit entsprechender Belegung mit einem oder meh­ reren Katalysatorsubstanzen geeignet. Bevorzugt ist der Einsatz als Speicherelektrodengerüste in alkalischen Zellen oder in Bleiakkumulatoren. Ein sehr geeignetes Einsatzgebiet sind auch Speicherplatten wie Nickeloxid-, Kadmium-, Zink-, Eisen-, Sil­ beroxid-, Blei-, Bleioxid-, Quecksilberoxid-, Wasserstoffspei­ cher-Elektroden in Sekundär und/oder Primärelementen.

Die erfindungsgemäßen Kompositelektrodengerüste sind aber nach Entfernung der Basisstruktur aus Kunststoff auch für Hochtem­ peratursysteme wie Natrium/Schwefel, Natrium/Eisenchlorid, Na­ trium/Nickelchlorid verwendbar. Ebenso kann das erfindungsgemäße Kompositeleketrodengerüst gut in Katalysator­ elektroden eingesetzt werden. Der Gegenstand der Erfindung ist selbstverständlich nicht auf eine bestimmte Größe oder Gestalt der Elektrodengerüste beschränkt.

Claims (18)

1. Mehrschichtiges, dreidimensionales Kompositelektrodengerüst für elektrochemische Elemente, insbesondere für Speicherelek­ troden, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodengerüst schichtförmig aufgebaut ist, und mindestens eine innere, wenig strukturierte und/oder wenig poröse, jedoch gut leitende Strukturschicht besitzt, die vor allem als Stromleitung zur (zu den) Ableiterfahne(n) dient,
wobei die Hilfsstruktur in Form eines Lochbleches, Streckkmetalls, Netzes oder Gitters baulich vorhanden ist, und zu dieser Hilfsstruktur mindestens zwei beidseitig dazu angeordnete, mit dieser leitend verbunden, dreidimensionale, hochporöse, homogene metallisierte Matrixstrukturen aus Kunststoff vorhan­ den sind, die in Form eines Faservlieses, eines Faserfilzes oder eines offenporigen Schaumstoffes vorliegen, und in der die Aktivmassenpaste und/oder die Katalysatorpaste enthalten ist.

2. Kompositelektrodengerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstruktur des Elektrodengerüstes aus einem offenen U-förmigen Rahmen besteht, der an der der offenen Seite gegenüberliegenden Seite mit einer Fahnenkonstruktion leitend verbunden ist und der leitende Rah­ men und die Fahne aus einem Stück gefertigt sind und die hoch­ poröse Matrix als eine dreidimensionale Faserstruktur oder Schaumstruktur ausgebildet ist.

3. Kompositelektrodengerüst nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Hilfsstruktur aus vernickeltem Stahl oder vernickeltem Kupfer oder Nickel für alkalische Elemente und aus verbleitem Stahl oder verbleitem Kupfer für saure Elemente be­ steht.

4. Kompositelektrodengerüst nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstruktur zusätzlich mit einem leitenden U-förmigen Rahmen leitend verbunden ist, der gleichzeitig an der der of­ fenen Seite des U-Rahmens gegenüberliegenden Seite mit einer Fahnenkonstruktion leitend verbunden ist oder der U-Rahmen und die Fahne aus einem Stück gefertigt sind.

5. Kompositelektrodengerüst nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstruktur als Lochblech ausgebildet ist, wobei der Durchmesser der Löcher 0,1 bis 3 mm beträgt und wobei eine freie Fläche von 5 bis 20%, bevorzugt 12 bis 18%, vorhanden ist, und das Lochblech eine Materialstärke von 0,1 bis 0,5 mm aufweist.

6. Kompositelektrodengerüst nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstruktur als Streckmetall ausgebildet ist, mit einer Materialstärke von 0,1 bis 1 mm, bevorzugt 0,2 bis 0,7 mm und eine Stegbreite von 0,5 bis 3 mm besitzt und der Stegab­ stand der in Rhombusform gebildeten freien Flächen 2 bis 15 mm, bevorzugt 4 bis 10 mm, beträgt.

7. Kompositelektrodengerüst nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstruktur so ausgebildet ist, daß das Lochblech oder das Streckmetall mit der Stromableiterfahne eine Einheit bilden.

8. Kompositelektrodengerüst nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dreidimensionale, hochporöse und homogene Matrix aus vernickeltem oder verbleitem Faservlies oder Faserfilz oder Nadelfilz besteht und eine Porosität von 40 bis 95% und eine Dicke von 0,2 bis 10 mm besitzt, wobei die summierte Faserlänge 200 bis 800 m pro cm³ bei einer Faserstärke von 5 bis 40, be­ vorzugt 10 bis 30 µm, beträgt.

9. Kompositelektrodengerüst nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dreidimensionale hochporöse und homogene Matrix in Form einer vernickelten oder verbleiten homogenen offenporigen Schaumstoffstruktur mit einer mittleren Porengröße von 15 bis 300 µm vorliegt.

10. Kompositelektrodengerüst nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Grundkörpers für das Vlies oder den Filz oder Nadelfilz oder Schaumstoff aus einem elektrolytbeständigen Material wie Polypropylen, Polyäthylen, Polyurethan, Polysty­ rol, Polyvinylchlorid oder Polyester besteht.

11. Kompositelektrodengerüst nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Grundkörpers aus einem Kunststoffgemisch mit unterschiedlichem Schmelzpunkt besteht.

12. Kompositelektrodengerüst nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Grundkörpers aus einem Fasergemisch aus Polypropylen und Polyäthylen besteht.

13. Kompositelektrodengerüst nach einem oder mehreren der An­ sprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Grundkörper das Material mit dem niedrigeren Schmelzpunkt sich insbesondere auf der der Hilfsstruktur zuge­ wandten Seite befindet.

14. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen, dreidi­ mensionale Kompositelektrodengerüstes nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstruktur und als Grundkörper eine dreidimensionale Matrix derart verbunden werden, daß der Grundkörper der dreidi­ mensionalen Matrix aus Kunststoff mit der Hilfsstruktur mit Hilfe von Wärme und/oder Ultraschall und/oder durch Klebung verbunden und anschließend metallisiert wird, so daß die Hilfsstruktur und die dreidimensionale Matrix eine mechanisch feste Einheit bilden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstruktur auf eine Temperatur oder nur geringfügig darüber gebracht wird, die dem Schmelzpunkt eines Kunststoffs des Grundkörpers der dreidimensionalen Matrix entspricht und anschließend von beiden Seiten der Vlies-, Filz- oder Schaum­ grundkörper leicht angedrückt wird, um die oberste Schicht an­ zuschmelzen und damit mit der metallischen Hilfsstruktur eine mechanisch feste Verbindung bildet.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstruktur in Form von Streckmetall, Gitter, Netzen auf bzw. geringfügig über den Schmelzpunkt eines Kunststoffs des Grundkörpers der dreidimensionalen Matrix gebracht wird und anschließend von beiden Seiten der Vlies-, Filz- oder Schaum­ grundkörper von beiden Seiten so stark eingedrückt wird, daß er mit der Dickenbegrenzung des Hilfsgerüstes bündig wird.

17. Verfahren nach Anspruch 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß daß die Hilfsstruktur eine freie Öffnungsfläche von minde­ stens 26%, bevorzugt zwischen 40 und 70%, besitzt.

18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper als Vlies, Filz oder Schaumstoff mittels Ultraschall mit der Hilfsstruktur verbunden wird, indem über Rollen die Hilfsstruktur in der Mitte und von oben und unten die beiden Grundkörper aus Kunststoff zusammengeführt werden und mittels einer, als Rolle oder Walze ausgebildeten, Ultraschall-Sonotrode, verschweißt werden.