DE69408917T2

DE69408917T2 - Verfahren zur Herstellung von blattartigen Platten

Info

Publication number: DE69408917T2
Application number: DE69408917T
Authority: DE
Inventors: Kenichi Fukumura; Yoshiaki Noda
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1993-06-15
Filing date: 1994-06-10
Publication date: 1998-06-25
Anticipated expiration: 2014-06-11
Also published as: EP0639865A1; EP0639865B1; US5674556A; DE69408917D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer blattartigen Elektrozellenplatte (nachfolgend als "blattartige Platte" bezeichnet), gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die die Produktionsfluktuation der Entladungskapazität der Zelle gering hält und die Zykluslebensdauer wiederholter Entladungen und Aufladungen von zwei oder mehreren Zellen, die in Serie unwoder parallel verbunden sind, verbessert, und betrifft eine elektrochemische Zelle, die die zuvor genannte blattartige Platte verwendet.
Ein solches Verfahren ist bereits in der Druckschrift US-A-3 951 688 beschrieben, worin ein Substrat mit einer Paste mit Hilfe einer Düse beschichtet wird. Um die Paste gleichmäßig in einer bestimmten Dicke auf dem Substrat aufzubringen, sind Rollen vorgesehen.
Druckschrift DE-A-3 126 795 betrifft kein Verfahren zur Herstellung einer blattartigen Elektrozellenplatte, sondern beschreibt die Herstellung eines magnetischen Speichermediums mit Hilfe einer Schlitzform und einer Stätzwalze.
Aus der Druckschrift WO-A-9 422 659 ist bereits eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Extrudieren von Verdünnungsmaterial bekannt, wobei das Verdünnungsmaterial auf ein leitfähiges Substrat extrudiert und dann über Rollen verteilt wird.
Bei nichtwässrigen elektrolytischen Zellen ist es notwendig, die Dicke der Elektrodenschicht auf dem elektrisch leitfähigen Träger zu reduzieren, da die elektrische Leitfähigkeit des nichtwässrigen Elektrolyten, der darin verwendet wird, im Vergleich zu Elektrolyten von wässrigen elektrolytischen Zellen niedrig ist. Um in zylindrischen elektrochemischen Zeilen die Füllmenge des elektrodenaktiven Materials zu steigem, wird ein spiralförmiger Aufbau verwendet, der eine blattartige Elektrode, die spiralförmig aufgerollt ist, aufweist. Herkommliclierweise wird als Verfahren zur Herstellung einer solchen blattartigen Platte ein Walz- oder Streckverfahren verwendet. Das bedeutet, daß ein elektrisch leitfähiges Mittel, ein Bindemittel, etc. vermischt und mit einem elektrodenaktiven Material geknetet werden, wobei die Mischung zwischen Druckwalzen gewalzt und mit Kraft in einen Träger gefüllt wird, um eine blattartige Platte zu bilden. Es wird daruber hinaus ein Verfahren vorgeschlagen, worin die geknetete Mischung auf beide Seiten des Trägers extrudiert wird (wie in JP-A ("JP-A" bedeutet ungeprufte veröffentlichte japanische Patentanmeldung) Nr. 282558/1992), Verfahren zum Aufziehen der Mischung (wie in JP-A Nr. 256365/1987 und 114058/1988 beschrieben) und Verfahren zum Abziehen der Mischung (wie in JP-A Nr. 267953/1989 und 194265/1989 beschrieben). Obwohl diese Verfahren effizient sind, weil beide Seiten des Trägers gleichzeitig beschichtet werden, bestehen darin Probleme, daß es schwierig ist, den Träger in der Mitte der blattartigen Platte zu plazieren, so daß kein dünnes Blatt hergestellt werden kann.
Als Verfahren zur Herstellung einer blattartigen Platte wurde ein Rollenbeschichtungsverfahren vorgeschlagen, wobei eine Vielzahl von Rollen kombiniert werden und eine Beschichtungsmischung durch den Spalt zwischen den Rollen geführt wird und auf einen Träger aufgetragen wird. Beispiele dafür sind die Umkehrrollenbeschichtung und die Tiefdruckrollenbeschichtung. Jedoch erscheinen bei diesen Rollenbeschichtungsverfahren Grate, so daß eine unebene Oberfläche beobachtet wird, wodurch es schwierig wird, die blattartige Platte eben herzustellen. Ein Abstreifmesserbeschichtungsverfahren, wie es beispielsweise in JP-A Nr. 184069/1989, 194265/1989 und 242071/1992 gezeigt ist, wird als Verfahren zur Herstellung einer dünnen blattartigen Platte vorgeschlagen. Das bedeutet, daß ein Abstreifmesser mit einem bestimmten Abstand zur Oberfläche eines zu beschichtenden Trägers plaziert wird. Ein elektrodenaktives Material wird mit einem elektrisch leitfähigen Mittel gemischt und ein Binder, etc. wird noch hinzugefügt; dann werden diese Bestandteile verknetet, um eine Elektrodenmaterialbeschichtungslösung herzustellen. Dann wird die Beschichtungslösung vor das Abstreifmesser gebracht, und die Menge der Elektrodenmaterialbeschichtungslösung, die dem Abstand zwischen dem Abstreifmesser und dem sich bewegenden Träger entspricht, wird als eine Schicht auf den Träger aufgezogen, um so die blattartige Platte herzustellen.
Obwohl es möglich ist, eine blattartige Platte mit Hilfe des Abstreifmesserbeschichtungsverfahrens zu erzeugen, verdampft das Lösungsmittel während der Beschichtung und die Zusammensetzung der Beschichtungslösung ändert sich mit der Zeit, da die Beschichtung so durchgeführt wird, daß die Beschichtungslösung vor dem Abstreifmesser gelagert wird. Da sich mit der Änderung der Zusammensetzung der Beschichtungslösung auch die physikalischen Eigenschaften der Beschichtungslösung ändern, ist es schwierig, eine stabile Beschichtung durchzuführen.
Da bei dem Abstreifmesserbeschichtungsverfahren, wie in der JP-A Nr. 242071/1992 vorgeschlagen wurde, die Beschichtungslösung, die vor dem Abstreifmesser gelagert wird, kontinuierlich auf einen elektrisch leitfähigen Träger aufgebracht wird, ist es notwendig, wenn angrenzende Trägerteile passieren, daß die Applikation der gelagerten Beschichtungslösung abgeschlossen wird, bevor die angrenzenden Teile passieren. Nach dem Passieren der angrenzenden Teile wird die Versorgung der Beschichtungslösung wieder aufgenommen. Das Aufbringen kann jedoch nicht mit der beabsichtigten Aufbringdicke ausgeführt werden, bis die Stelle vor dem Abstreifmesser mit der Beschichtungslösung aufgefüllt ist. Es bestehen Probleme darin, den Start und den Schluß der Applikation definiert durchzuführen, und darüber hinaus ist die gleichzeitige Beschichtung beider Seiten des Trägers unmöglich.
Als Beschichtungsverfahren gibt es auch das Extrusionsbeschichtungsverfahren. Das Extrusionsverfahren ist ein Verfahren, wobei eine Beschichtungslösung zu einer Schlitzform geführt wird, und von der Schlitzdüse auf einen sich bewegenden Träger ausgegeben wird. Bei dem Extrusionsverfahren kann die Beschichtungsmenge reguliert werden, indem die Ausgabemenge mit Hilfe einer Pumpe für kontinuierlichen Fluß reguliert wird. Da die Beschichtungslösung kaum der Atmosphäre ausgesetzt wird, findet keine Konzentrationsänderung der Beschichtungslösung infolge von Lösungsmittelverdampfung statt. In einigen Fällen wird die Schlitzdüse gegenüber einer Stützwalze mit einem dazwischenliegenden Träger plaziert (wie z. B. in JP-A-17661/1981, 19060/1982, 180267/1989 und 164480/1990 gezeigt), und in anderen Fällen wird keine Stützwalze oder Platte gegenüber der Schlitzdüse mit dazwischenliegendem Träger plaziert (JP-A Nr. 150866/1985, 95169/1987 und 4071/1992). Die zuvor genannten Fälle werden jedoch in dem Fachbereich photographischer Filme, Druckplattenmaterialien und magnetischer Aufzeichnungsmaterialien vorgeschlagen. Die vorliegende Erfindung ist eine Anwendung für die Herstellung einer Elektrodenplatte mit Hilfe der Extrusionsbeschichtungsmethode.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer blattartigen Platte bereitzustellen, das die Produktionsfluktuation der Entladungskapazität einer elektrochemischen Zelle niedrig hält, und das die Zykluslebensdauer sich wiederholender Entladungen und Aufladungen von verbundenen einzelnen elektrochemischen Zellen verlängert.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine elektrochemische Zelle bereitzustellen, die eine geringe Produktionsfluktuation der Entladungskapazität aufweist und eine verbesserte Zykluslebensdauer sich wiederholender Entladungen und Aufladungen von zwei oder mehr verbundenen Einzelzellen aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen gezeigt.
Andere und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen, noch deutlicher werden.
Fig. 1 ist eine Querschnittsdarstellung, die einen wesentiichen Teil eines Beschichtungsgerätes, das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, zeigt.
Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm der Versorgung der Beschichtungslösung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 ist ein Querschnitt, der den Aufbau eines wesentiichen Teils eines Beschichtungsgeräts für die Verwendung der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 4A, 4B, 4C, 4D, 4E und 4F sind vergrößerte Querschnittsdarstellungen, die die Form der Schlitzformlippen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
Fig. 5A, 5B und 5C zeigen schematisch die Anordnungen der Beschichtungsgeräte.
Fig. 6 zeigt schematisch ein Beschichtungsgerät, das mit einer Vakuumkammer für die vorliegende Erfindung versehen ist.
Fig. 7A und 7B zeigen schematisch ein Gerät zur gleichzeitigen Beschichtung beider Seiten eines Trägers.
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm, das alle Schritte zur Herstellung einer blattartigen Platte zeigt, wobei die Schritte die Verwendung von Beschichtungsapparate für die vorliegende Erfindung umfassen.
Fig. 9 zeigt einen perspektivischen Teilschnitt einer zylindrischen Zelle.
Da die Elektrodenmaterialschicht für gewöhnlich dick ist (z.B. 30 bis 1.000 um im nassen Zustand), und die Trocknungsleistung groß ist, ist es notwendig, die Beschichtungsgeschwindigkeit herabzusetzen. Wenn die Beschichtung mit Hilfe einer Extrusionsschlitzform durchgeführt wird, um die zuvor genannte Schichtdicke zu erreichen, können insbesondere bei niedrigen Beschichtungsgeschwindigkeiten kleiner als 10 m/min Absackungen im Fall einer photographischen Filmbeschichtung entstehen oder aber Streifen durch Zusatzstoffe im Fall einer Beschichtung von magnetischem Aufzeichnungsmaterial. Die vorliegenden Erfinder haben die Beschichtung von Elektrodenmaterial erforscht und fanden überraschenderweise, daß ohne das die zuvor genannten Probleme, wie Flüssigkeitsabsackungen oder Streifen durch Ansammlungen eine zufriedenstellende Elektrodenmaterialbeschichtung mit Hilfe einer Extrusionsschlitzform mit einer Stützrolle auf der gegenüberliegenden Seite eines Trägers und unter Zuhilfenahme einer Beschichtungslösung für das Elektrodenmaterial mit einer Viskosität im Bereich von 0,5 bis 500 Pas, erreicht werden konnte.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wurde dadurch gelöst, daß ein Verfahren zur Herstellung einer blattartigen Elektrozellenplatte einer elektrochemischen Zelle bereitgestellt wird, die eine positive Elektrode, eine negative Elektrode und einen Elektrolyten umfaßt, wobei das Verfahren, das Ausbringen einer Elektrodenmaterialbeschichtungslösung von einer Extrusionsschlitzform mit einer Schlitzdüse umfaßt, wobei ein elektrisch leitfähiger Träger, der um eine Stützrolle läuft, mit der Lösung beschichtet wird.
Die Extrusionschlitzform für die vorliegende Erfindung weist einen Schlitz auf, der durch zwei gegenüberliegende Lippen gebildet ist, die einen Abstand zueinander aufweisen, und einen Lösungsschacht, der mit dem Schlitz verbunden ist, und in der Schlitzform angeordnet ist. Eine Beschichtungslösung wird quantitativ in den Lösungsschacht über eine Lösungsversorgungsanordnung, die außerhalb der Schlitzform angeordnet ist, geleitet. Dann wird die Beschichtungslösung über den Schlitz von der Düse ausgegeben. Die Schlitzdüse weist einen Abstand zu dem sich bewegenden Träger auf und die Beschichtungslösung, die von der Schlitzdüse ausgegeben wird, wird als Schicht auf den Träger aufgebracht.
Ein Ausführungsführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird genauer unter Bezugnahme der begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist eine Darstellung des Beschichtungsgerätes (Applikationsgerät), das heißt, ein Ausführungsbeispiel des Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist. In Fig. 1 ist der Querschnitt einer Schlitzform gezeigt. In Fig. 1 läuft ein elektrisch leitfähiger Träger 1 (nachfolgend als "Träger" bezeichnet), kontinuierlich um die Oberfläche einer sich drehenden Stützwalze 2, wobei der Träger in engem Kontakt zur Stützwalze 2 steht. Eine Schlitzform 7 wird so angeordnet, daß eine Schlitzdüse 6 und die Stützwalze 2 einen Abstand für den dazwischenliegenden Träger aufweisen. Die Schlitzform 7 umfaßt einen Schlitz 5, der durch eine Einlaßseitenlippe 3 und eine Auslaßseitenlippe 4 gebildet ist, wobei die Seitenlippen an der Einlaßseitenlippenfläche und der Auslaßseitenlippenfläche 10 des Trägers 1 angeordnet sind; und ein Beschichtungslösungsschacht 8, der mit dem Schlitz 5 verbunden ist.
Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm der Versorgung der Elektrodenmaterialbeschichtungslösung (nachfolgend als "Beschichtungslösung" bezeichnet). Die Beschichtungslösung, die hergestellt wurde, wird kontinuierlich von dem Lösungstank 13 zu dem Schacht 8 in der Düse 7 durch ein geeignetes Versorgungsgerät 11 für einen gleichmäßigen Fluß, z. B. einer Pumpe, durch einen Durchflußmesser 12 geleitet. Die Beschichtungslösung, die von dem Lösungstank 13 geliefert wird, wird in den Lösungsschacht 8 in der Schlitzform 7 durch eine Leitung (nicht gezeigt) geführt, die den Lösungsschacht 8 und eine Leitung von dem Lösungstank 13 verbindet. Die Beschichtungslösung wird durch den Schlitz 5 über den Lösungsschacht 8 geführt und wird von der Schlitzdüse 6 auf den Träger 1 ausgeben, der sich kontinuierlich bewegt. Da der Lösungsschacht 8 die Funktion hat, die Änderungen der Zuführrate der Beschichtungslösung abzupuffem, wird die Beschichtungslösung gleichförmig ausgegeben. Die Stützwalze bringt mit sich, daß der Zwischenraum zwischen dem Schlitzformauslaß und dem Träger konstant ist, und daß eine gleichmäßige Fördergeschwindigkeit des Trägers aufrechterhalten wird.
Bei dem vorherigen Beschichtungsverfahren liegt die Viskosität der Beschichtungslösung vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 bis 500 Pas, vorzugsweise in einem Bereich von 0,6 bis 100 Pas und noch besser in einem Bereich von 0,7 bis 50 Pas, gemessen bei 25ºC mit Hilfe eines Brookfield-Viskosimeters (z. B. der Firma TOKIMEC KK).
wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird der erfindungsgemäße Schlitzabstand 29 (L1) der Schlitzform 7 gemäß der vorliegenden Erfindung in Abhängigkeit der physikalischen Flüssigkeitseigenschaften der Beschichtungslösung, der Schichtdicke usw. bestimmt; dieser Abstand ist auf kein besonderes Maß beschränkt, sollte aber vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 2 mm, besonders bevorzugt bei 0,3 bis 1 mm liegen.
Die Breite 30 (L2) der Lippenoberfläche 9 auf der Trägereinlaßseite der Schlitzform 7 liegt erfindungsgemäß in einem Bereich von 0,2 bis 5 mm, insbesondere bei 0,3 bis 3 mm (hier bezieht sich der Ausdruck "Breite der Lippenoberfläche" auf die Projektion der Breite auf die Tangente an der Stützwalze am Schlitz).
Weiter beträgt die Breite 31 (L3) der Lippenobeifläche 10 auf der Trägerauslaßseite der Schlitzform 7 gemäß der Erfindung vorzugsweise 0,2 bis 5 mm, insbesondere 0,3 bis 3 mm.
Hier hat der Begriff "Breite der Lippenoberfläche" die gleiche Bedeutung wie zuvor bei der Breite 30 definiert wurde.
Der Abstand 32 (L4) zwischen Schlitzformauslaß 6 und dem Träger 1 wird erfindungsgemäß nicht besonders beschränkt, aber liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 3 mm, insbesondere 0,3 bis 1 mm (hier betrifft der Ausdruck "Zwischenraum" den kürzeren Abstand der kürzesten Abstände zwischen der Einlaßseitenlippenoberfläche 9 und dem Träger 1 und zwischen der Auslaßseitenlippenfläche 10 und dem Träger 1).
Weiter ist die Schlitzlänge 33 (L5) des Schlitzes 5 in der Schlitzform 7 erfindungsgemäß nicht besonders beschränkt, aber liegt vorzugsweise in einem Bereich von 10 bis 200 mm, insbesondere 20 bis 150 mm.
Die Form des Querschnitts des Lösungsschachts 11 der Schlitzform 7 ist erfindungsgemäß nicht besonders beschränkt, so lange die Form nicht so gewählt ist, daß die Beschichtungslösung stagniert. Wenn die Querschnittsform rund ist, liegt der innere Durchmesser 34 (D) vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 100 mm, insbesondere 10 bis 50 mm.
Die Form der Einlaßseitenlippenoberfläche 9 und der Auslaßseitenlippenoberfläche 10 der Schlitzform 7 ist erfindungsgemäß nicht beschränkt, und kann eine Ebene, eine Kombination von Ebenen, eine Krümmung, oder eine Kombination von Krümmungen mit einer Ebene sein, wobei eine Ebene und eine Kombination von Ebenen bevorzugt ist. Als Kombination von Formen der Einlaßseitenlippenoberfläche 9 und der Auslaßseitenlippenoberfläche 10 können folgende genannt sein, ohne daß diese beschränkend sind: z. B. eine Ebene 9 und eine andere Ebene 10 (Fig. 4A und Fig. 4B), eine Krümmung 10 und eine Ebene 9 (Fig. 4C), eine Kombination von Ebenen 10 und eine andere Ebene 9 (4D), eine Kombination von Ebenen 10 und einer Krümmung 9 (Fig. 4E), eine Krümmung 9 und eine weitere Krümmung 10 (Fig. 4F). Die Auslaßseitenlippenoberfläche 10 kann eine Ebene sein, die einen gestanzten Teil auf der Seite des Schlitzformauslaßes 6 aufweist (Fig. 4D und 4E). Die Fig. 4A bis 4F zeigen Beispiele für Formen der Lippenoberflächen und deren Kombinationen, aber sind keineswegs beschränkend.
Wie in Fig. 5A, 5B und 5C gezeigt, ist erfindungsgemäß die Anordnung der Schlitzform 7 relativ zur Stützrolle 2 nicht beschränkt, so daß die Schlitzform 7 irgendwo entlang des Trägers 1 angeordnet sein kann, der nahe um die Stützwalze 2 gewunden ist. Eine bevorzugte Stelle der Schlitzform 7 wird unter Bezugnahme der Fig. 5A beschrieben, wo ein Beispiel von zwei Schlitzformen 7 und 7 und einer Stützwalze 2 gezeigt sind, um die Winkel α und β zu erklären. Der zentrale Winkel 35 (α) zwischen dem Punkt 37, an dem der Träger 1 anfängt sich um die Stützwalze 2 zu wickeln, und der Stelle, wo die Schlitzform 7 zu dem gewundenen, sich bewegenden Träger 1 gerichtet ist, und der zentrale Winkel 36 (β) zwischen dem Punkt 38, an dem der Träger aufhört, sich um die Stützwalze 2 zu winden, und der Stelle, an der die Schlitzform 7 zu dem sich wegbewegenden Träger 1 gerichtet ist, sind vorzugsweise 3a oder größer, insbesondere 5º oder größer. In dem zuvor genannten Bereich kann die Schlitzform 7 an irgendeiner Stelle über der Stützwalze 2 (Fig. 5B) oder unter der Stützwalze (Fig. 5C) angeordnet sein, wenn angenommen wird, daß die Schlitzform 7 auf einer vertikalen Linie 39, die durch die Mitte der Stützwalze 2 hindurchgeht, liegt.
Die Fördergeschwindigkeit des Trägers ist erfindungsgemäß nicht besonders beschränkt, aber liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 bis 100 m/min, insbesondere 0,1 bis 50 m/min.
Die Menge der Beschichtungslösung, die zu der Schlitzform gemäß der vorliegenden Erfindung geleitet wird, wird in Abhängigkeit von z.B. der Dicke der Beschichtungsschicht und der Fördergeschwindigkeit des Trägers bestimmt, und die mittlere Flußgeschwindigkeit (Flußgeschwindigkeitlschlitzquerschnitt) im Schlitz liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 cm/min bis 100 m/min, insbesondere 0,5 cm/min bis 30 m/min.
Die Schichtdicke der Beschichtungslösung, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgetragen werden soll, liegt vorzugsweise in einem Bereich von 10 bis 2000 um, insbesondere bei 100 bis 1000 um, im nassen Zustand vor dem Trocknen. Die Schichtdicke der Beschichtungslösung nach dem Trocknen liegt vorzugsweise in einem Bereich von 5 bis 1800 um, insbesondere bei 15 bis 900 um.
Als Material für die Schlitzform können erfindungsgemäß z. B. folgende Materialien verwendet werden: ein Metall, eine Legierung, ein Material, das zumindest ein Metall enthält, eine Keramik, oder aber Kunststoff, und im Falle, daß die Beschichtungslösung korrosiv ist, ein korrosionsbeständiges Material.
Die Temperatur der Beschichtungslösung, die in die Schlitzform für die Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung geführt werden soll, kann je nach Bedarf gesteuert werden. Die Temperatur der Beschichtungslösung liegt vorzugsweise in einem Bereich von 10 bis 60ºC, insbesondere bei 15 bis 45ºC.
Wie in Fig. 6 gezeigt ist, kann in der vorliegenden Erfindung eine Vakuumkammer 14 auf der Schlitzformeinlaßseite vorgesehen sein, um einen Raum unter der Schlitzform 7 und dem Träger 1 abzudichten, wenn die Beschichtungsgeschwindigkeit hoch ist, oder die Beschichtung dünn ist oder aber die physikalischen Eigenschaften der Beschichtungslösung dieses erfordern. Die Vakuumkammer 14 ist schachtelförmig, und eine Leitung 15 ist mit einer druckreduzierenden Einrichtung (nicht dargestellt) verbunden, so daß der Druck in der Vakuumkammer 14 in einem Bereich von 0 bis 2,9 kPa (0 bis 300 mm H&sub2;O) liegt.
Beispiele für einen Beschichtungsappamt, der keine Stützrolle aufweist, sind in Fig. 7A und 7B gezeigt. Die Beispiele zeigen Ausführungsformen, die sich von der vorliegenden Erfindung unterscheiden. Wie in Fig. 7A und 7B gezeigt ist, können Schlitzformen 7 und 7 auf gegenüberliegenden Seiten des Trägers 1 angeordnet sein, wobei es einen Zwischenraum zwischen dem Träger und ihnen gibt, wobei die Schlitzformen 7 und 7 einander gegenüberliegen (Fig. 7A) oder aber voneinander beabstandet liegen (Fig. 7B). Obwohl die gegenüberliegenden Flächen des Trägers gleichzeitig mit Elektrodenmaterial in gleicher Weise beschichtet werden können, weil keine Stützwalze verwendet wird, schwankt der Abstand zwischen dem Träger und den Schlitzformen und aus diesem Grund ergibt sich eine ungleichmäßige Schichtdicke.
Die Beschichtungslösung, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgetragen werden soll, kann ein elektrodenaktives Material, ein elektrisch leitfähiges Mittel, ein Bindemittel, ein Lösungsmittel etc. enthalten.
Als elektrodenaktives Material kann jeder Bestandteil verwendet werden, sofern er H&spplus;, Li&spplus;, Na&spplus; oder K&spplus; aufnehmen oder abgeben kann, und insbesondere ein Übergangsmetalloxid, ein Übergangsmetallchalcogenid, ein kohlenstoffhaltiges Material oder ein Halbmetalloxid, dessen Halbmetall sich hauptsächlich aus IVB, VB- Gruppenhalbmetallen im Periodensystem zusammensetzt, verwendet werden. Besonders bevorzugt sind lithiumenthaltende Übergangsmetalloxide, ein Übergangsmetal-Ioxid, ein kohlenstoffhaltiges Material oder ein Halbmetalloxid, dessen Halbmetall sich hauptsächlich aus IVB, VB-Gruppenhalbmetallen im periodischen System zusammensetzt (das Übergangsmetall umfaßt hauptsächlich vorzugsweise Mn, Co, Ni, V oder Fe, die IVB oder VB-Gruppenhalbmetalie im perlodischen System umfassen vorzugsweise hauptsächlich Ge, Sn, Pb, Bi oder Si). Besondere Beispiele sind LiCoO&sub2;, LiNiO&sub2;, Li-Co0,5Ni0,5O&sub2;, LiMn&sub2;O&sub4;, LiCoVO&sub4;, LiNiVO&sub4;, LiCo0,9Sn0,10&sub2;, LiC0,9Ti0,1O&sub2;, LiCo0,9Al0,1O&sub2;, Li-Co0,9In0,1O&sub2;, LiCo0,9Yo,1O&sub2;, LiCo0,9Ceo,1O&sub2;, Fe&sub3;O&sub4;, V&sub6;O&sub1;&sub3;, V&sub2;O&sub5; und dergleichen. Ein bevorzugtes kohlenstoffhaltiges Material ist eines bei dem der Abstand zwischen den 002 Ebenen im Bereich von 3,35 bis 3,8 Å liegt, und wobei die Dichte in einem Bereich von 1,1 bis 1,7 g/cm³ liegt. Beispiele dafür sind Graphit, Petrolkoks, Kohlenstoff, der durch thermische Behandlung von Cresolharz erhalten wird, Kohlenstoff, der durch thermische Behandlung von Furanharz erhalten wird, Kohlenstoff, der durch thermische Behandlung von Polyacrylnitrilfasern, erhalten wird, Pyrolytischer Kohlenstoff und Kohlenstoff, der durch thermische Behandlung von Mesophasenpech erhalten wird. Beispiele für Halbmetalloxide, dessen Halbmetall hauptsächlich IVB und VB- Gruppenhalbmetalle im Periodensystem umfaßt, sind GeO, GeO&sub2;, SnO, SnO&sub2;, PbO, PbO&sub2;, Pb&sub2;O&sub3;, Pb&sub3;O&sub4;, Sb&sub2;O&sub3;, Sb&sub2;O&sub4;, Sb&sub2;O&sub5;, Bi&sub2;O&sub3;, Bi&sub2;O&sub4;, Bi&sub2;O&sub5;, SiSnO&sub3;, Li&sub2;SiO&sub3;, Li&sub4;SiO&sub4;, Li&sub2;Si&sub3;O&sub7;, Li&sub2;Si&sub2;O&sub5;, Li&sub8;SiO&sub5;, Li&sub6;Si&sub2;O&sub7;, Li&sub4;Ge&sub9;O&sub3;, Li&sub6;Ge&sub8;O&sub1;&sub9;, Li&sub4;Ge&sub5;O&sub1;&sub2;, Li&sub6;Ge&sub2;O&sub7;, α- Li&sub4;GeO&sub4;, Li&sub4;GeO&sub4;, β-Li&sub8;GeO&sub5;, Li&sub2;Ge&sub7;O&sub1;&sub5;, Li&sub2;GeO&sub3;, Li&sub2;Ge&sub4;O&sub9;, Li&sub2;SnO&sub3;, Li&sub8;SnO&sub6;, Li&sub2;PbO&sub3;, β-Li&sub2;PbO&sub3;, Li&sub8;PbO&sub6;, Li&sub4;PbO&sub4;, Li&sub7;SbO&sub6;, LiSbO&sub3;, Li&sub3;SbO&sub4;, Li&sub3;BiO&sub4;, Li&sub7;BiO&sub6;, Li&sub5;BiO&sub5;, LiBiO&sub2;, Li&sub4;bi&sub6;O&sub1;&sub1;, Li&sub4;MgSn&sub2;O&sub7;, Li&sub2;MgSn&sub2;O&sub5;, Li&sub2;MgSn&sub3;O&sub6;, Li&sub2;Mg&sub3;SnO&sub6;, Li&sub4;Mg&sub2;SnO&sub6;, usw., wobei das Halbmetalloxid diese jedoch nicht beschränkt. Die Beschichtungslösung, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann ein elektrodenaktives Material umfassen, dessen Korndurchmesser in einem Bereich von 0,01 bis 100 um liegt.
Als elektrisch leitfähiges Mittel kann jedes elektrisch leitfähige Material verwendet werden, vorausgesetzt, daß es keine chemische Änderung in der Zelle verursacht. Für gewöhnlich umfaßt das leitfähige Hilfsmittel ein elektroleitfähiges Material, wie (z.B. natürlichen Graphit (zum Beispiel schuppigen Graphit und kristallinen Graphit), künstlichen Graphit, Carboneblack, Acetylenblack, Ketjenblack, Carbonfaser, Metallpulver, Metallfaser, Polyphenylenderivat oder aber eine Mischung davon. Eine Kombination von Graphit- und Acetylenschwarz ist ganz besonders geeignet.
Als Bindemittel kann zumindest eines aus der folgenden Gruppe gewählt werden: Polysaccharide, thermoplastische Harze, und Polymere mit Gummielastizität oder eine Mischung daraus. Das Bindemittel kann in einem Lösungsmittel gelöst sein oder es kann als Feststoff in dem Lösungsmittel vorliegen, um z. B. eine Dispersion oder eine Suspension zu bilden.
Als Lösungsmittel kann Wasser verwendet werden, oder ein organisches Lösungsmittel und/oder eine Mischung aus Wasser und zumindest einem organischen Lösungsmittel. Es gibt keine besonderen Beschränkungen für das Lösungsmittel und so werden z.B. folgende Stoffe bevorzugt: N-Methylpyrrolidon, Xylol, Toluol, Aoeton, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Cydohexanon, Ethanol, Methanol, Methylacetat, Ethylacetat, Butylacetat, Methylenchlorid und Ethylenchlorid.
Die Zusammensetzungen der Elektrodenmaterialbeschichtungslösung ist nicht auf eine bestimmte beschränkt, die Beschichtungslösung umfaßt jedoch im wesentiichen 100 Gew.-Teile an elektrodenaktivem Material, 1 bis 50 Gew.-Teile an elektrisch leitfähigen Mittel, 0,1 bis 50 Gew.-Teile Bindemittel und 3 bis 600 Gew.-Teile Lösungsmittel.
Es gibt keine besondere Beschränkung für den elektrisch leitfähigen Träger gemäß der vorliegenden Erfindung und so kann als elektrisch leitfähiger Träger folgendes verwendet werden: eine metallische Folie (z. B. Aluminium, Kupfer, Nickel oder Edelstahl) und ein elektrisch leitfähiger Film, z.B. in Form eines anorganischen Oxids, eines organischen Polymermaterlals oder Kohlenstoff. Der Träger kann in durchgäniger Form, perforierter Form oder Netzform vorliegen, wobei die durchgehende Form bevorzugt wird. Die Dicke des elektrisch leitfähigen Trägers liegt in einem Bereich von 1 bis 200 um.
Weiter ist die Spannung, die auf den Träger bei der Beschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeübt wird, nicht besonders beschränkt. Die Spannung liegt vorzugsweise in einem Bereich von 10 bis 500 g/cm, insbesondere bei 20 bis 300 g/cm.
In der vorliegenden Erfindung wird die Laufposition des Trägers zum Beispiel durch ein EPC gesteuert (Kantenpositionssteuerung), das an der Trägereinlaßseite der Stützwalze angeordnet ist, wenn die Position des Trägers auf der Stützwalze beträchtlich schwankt.
Wie in Fig. 8 gezeigt ist, wird eine Seite des Trägers 1 von einem Beschichtungsapparat 17 beschichtet, wonach der Träger in eine Trocknungszone 19 gebracht wird, wenn beide Seiten des Trägers einzeln nacheinander beschichtet werden. Dann wird die gegenüberliegende Seite des Trägers mit dem Beschichtungsapparat 18 beschichtet, gefolgt vom Trocknungsvorgang in einer Trocknungszone 19. In Fig. 8 stellt das Bezugszeichen 16 eine Vorratsrolle für den Träger 1 dar, der noch nicht beschichtet ist, das Bezugszeichen 21 stellt eine Aufwickelwalze für den beschichteten Träger 1 dar, und die Bezugszeichen 20 und 20 stellen Spannungsteuerungsrollen dar. Beim Trocknen wird z.B. heiße Luft oder Infrarotstrahlung benutzt, wobei bei der Heißlufttrockung die Temperatur in Abhängigkeit des Lösungsmittels und des Bindemittels gewählt wird, wobei die Temperatur vorzugsweise in einem Bereich von 40 bis 250º liegt, insbesondere bei 50 bis 200ºC. Wenn der Dampf nicht ausreichend mit Hilfe der zuvor genannten Trocknung entfernt werden kann, kann weiter ein Dehydrationsschritt vorgesehen werden. Bei dem Dehydrationsschritt können Vakuumtrocknung, ferne Infrarotstrahlen, Hochtemperaturtrocknung oder eine Kombination daraus verwendet werden.
Die elektrochemische Zelle kann in Form einer Münze, eines Knopfes, eines Zylinders oder einer Schachtel sein.
Bei der Herstellung einer elektrochemischen Zelle, die das positive Elektrodenblatt und das negative Elektodenblatt gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, können als Trennung zwischen der positiven und negativen Elektrodenplatte z. B. Polyethylen, Polypropylen, wie etwa ein mikroporöser Polypropylenfilm, und eine Glasfaser genannt werden. Als elektrolytische Lösung kann z.B. folgendes verwendet werden: eine Lösung, die sich mindestens aus einem aprotisch organischen Lösungsmittel als organisches Lösungsmittel (wie Polypropylencarbonat, Ethylencarbonat, Buthylenearbonat, Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat, γ-Butyrolacton, 1,2-Dimethoxyethan, und eine Mischung daraus) und zumindest ein Lithiumsalz, das in dem organischen Lösungsmittel lösbar ist (wie etwa LiCl0&sub4;, LiBF&sub4;, LiPF&sub6;, LiCF&sub3;SO&sub3;, LiCF&sub3;CO&sub2; und LiAsF&sub6;) zusammensetzt. Unter den zuvor genannten Elektrolytlösungen wird vorzugsweise eine Elektrolytlösung, die sich aus LiCF&sub3;SO&sub3;, LiCl0&sub4;, LiBF&sub4; und/oder LiPF&sub6; der Mischung von Polypropylencarbonat oder Ethylencarbonat, und 1,2-Dimethoxyethan unwoder Diethylcarbonat zusammensetzt, verwendet.
Die blattartige Elektrozellplatte, die gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wird, kann in primären elektrischen Zeilen und sekundären elektrischen Zellen verwendet werden. Das bedeutet, daß die vorliegende Erfindung auch auf primäre elektrische Zellen angewendet werden kann.
Wenn das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren verwendet wird, kann die Herstellungsfluktuation der Entladungskapazität der zylindrischen Zellen gering gehalten werden und im Falle von mehreren Zellen, die in Serie unwoder parallel verbunden sind, können die miteinander verbundenen Zellen kaum überladen oder überentladen werden, so daß die Zykluslebensdauer der verbundenen mehreren Zellen verbessert werden kann. Da die Entladungskapazität von Zellen, deren Produktionsfluktuation klein ist, erhalten werden kann, kann die Ausbeute der Produktion verbessert werden und es ist nicht notwendig, alle Zellen zur Auswahl zu prüfen, so daß die Produktion effizienter wird.
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme der folgenden Beispiele im Detail beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt, sofern der Schutzumfang der Erfindung beachtet wird. Der Ausdruck "Teile", der in den folgenden Beispielen verwendet wird, bedeutet Gewichtsteile.

Beipiel 1

LiCoO&sub2;, als positives elektrodenaktives Material, und Acetylenblack, als ein elektrischleitfähiges Mittel wurden im Verhältnis von 88 zu 9 Teilen gemischt; dann wurden 3 Teile Polyvinylidenfluorid als Bindemittel zugeführt und soviel N-Methylpyrrolidon als Lösungsmittel, daß der nachfolgende Festanteil erreicht wird. Die sich ergebende Mischung wurde geknetet, um einen Schlicker zu bilden und der Schlicker wurde auf eine Oberfläche einer Aluminiumfolie einer Dicke von 20 um aufgetragen und dann auf die andere Oberfläche, wobei ein Gerät, wie es in Fig. 8 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wurde. Die Beschichtung wurde mit einem Abstand zwischen dem Schlitzformauslaß und dem Träger von 0,5 mm durchgeführt, der Schlitzabstand betrug 0,5 mm, die Breite der Einlaßseitenlippenoberfläche und der Auslaßseitenlippenfläche betrug 2 mm und die Trägertransportgeschwindigkeit lag bei 1 m/min. Der Festanteil und die Viskosität des Schlickers der Elektrodenmaterlalbeschichtungsmischung waren jeweils 60 Gew.-% und 1 Pas. Nachdem das beschichtete Produkt mit Heißluft getrocknet wurde, wurde es mit Hilfe einer Rollenpresse kompressionsgeformt, um ein positives Elektrodenblatt einer Dicke von 370 um zu erhalten.
LiCoVO&sub4; (erhalten durch thermische Behandlung von Lithiumcarbonat, Cobaltoxid und Vanadiumpentoxid bei 1000ºC 24 Stunden lang in Luft), als negatives elektrodenaktives Material, und Aoetylenblack und Graphit als elektrisch leitfähige Mittel wurden in einem Verhältnis von 85 : 6 : 6 Teilen gemischt; Dann wurden 3 Teile einer Copolymermischung aus Ethylacrylat, Ethylen, und Maleinsäure als Bindemittel zugefügt, und schließlich wurde Toluol als Lösungsmittel zugefügt. Die entstandene Mischung wurde geknetet, um einen Schlicker zu bilden und der Schlicker wurde auf eine Oberfläche einer Kupferfolie einer Dicke von 20 um aufgebracht, und dann auf die andere Fläche in gleicher Weise wie bei der positiven Elektrode gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebracht. Der Abstand zwischen dem Schlitzformauslaß und dem Träger betrug 0,5 mm, der Schlitzabstand 0,5 mm, die Breite der Einlaßseitenlippenoberfläche und der Auslaßseitenlippenoberfläche 2 mm, und die Fördergeschwindigkeit des Trägers 1 m/min. Der Festanteil und die Viskosität des Schlickers der Beschichtungsmischung waren jeweils 50 Gew.-% und 1 Pas. Nachdem das beschichtete Produkt getrocknet worden ist, wurde es mit Hilfe einer Rollenpresse kompressionsgeformt, um ein negatives Elektrodenblatt einer Dicke von 220 um zu bilden.
Eine zylindrische Zelle, deren Teilschnitt perspektivisch in Fig. 9 gezeigt ist, wurde unter Verwendung der zuvor hergestellten Elektrodenblätter hergestellt. Das bedeutet, daß das zuvor beschriebene positive Elektrodenblatt 27, eine mikroporöse Polypropylenfilmtrenneinrichtung 28, das zuvor genannte negative Elektrodenblatt 26 und eine Trenneinrichtung 28 in der vorherigen Reihenfolge zusammengelegt worden sind und spiralförmig zusammengerollt worden sind. Die Länge von jedem gerollten Blatt betrug 25 cm. Die Rolle wurde in einen zylindrischen Zellenbehälter 25 aus mit Nickel plattiertem Eisen gegeben, der als negativer Elektrodenanschluß dienen kann. Weiter wurden 1 Mol/Liter von LiPF&sub6; (in einer Lösung von einer Mischung aus Ethylencarbonat und Dimethylcarbonat 1 : 1 (v/v)) als elektrolytische Lösung in den Zellenbehälter injiziert. Eine Zellenabdeckung 22 mit einem Elektrodenanschluß wurde mit einer Dichtung 23 dazwischen eingestemmt, um eine zylindrische Zellen herzustellen. Bezugszeichen 24 stellt eine Sicherung dar. Der positive Elektrodenanschluß und das positive Blatt 27 und der Zellenbehälter 25 und das negative Blatt 26 wurden jeweils zuvor mit Bleianschlüssen verbunden. Der Durchmesser der so hergestellten zylindrischen Zelle betrug 1,4 cm und die Höhe 5 cm. Alle drei so hergestellten zylindrischen Zellen wurden verbunden.

Beispiel 2

96 Teile Petrolkoks als negatives Elektrodenmaterial und vier Teile Polyvinylidenfluorid als Bindemittel wurden gemischt, wonach N-Methylpyrrolidon als Lösungsmittel zugefügt wurde. Die resultierende Mischung wurde geknetet, so daß ein Schlicker entstand, wobei der Schlicker auf eine Oberfläche einer Kupferfolie einer Dicke von 20 um aufgetragen wurde, und dann auf die andere Oberfläche aufgetragen wurde, wobei ein Beschichtungsgerät, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wurde. Der Abstand zwischen dem Schlitzformauslaß und dem Träger betrug 0,5 mm. Der Schlitzabstand betrug 0,5 mm, die Breite der Einlaßseitenlippenoberfläche und der Auslaßseitenlippenoberfläche betrug 2 mm und die Fördergeschwindigkeit des Trägers lag bei 1 m/min. Der Festanteil und die Viskosität des Schlickers der Beschichtungsmischung betrugen jeweils 50 Gew.-% und 1,5 Pas. Nachdem das beschichtete Produkt mit Heißlufttrocknung getrocknet worden ist, wurde es mit Hilfe einer Rollenpresse kompressionsgeformt um ein negatives Elektrodenblatt einer Dicke von 220 um herzustellen. Unter Verwendung des zuvor hergestellten negativen Elektrodenblattes und dem positiven Elektrodenblatt, wie es in Beispiel 1 hergestellt wurde, wurde eine zylindrische Zelle in gleicher Weise, wie beim Beispiel 1 hergestellt, und zwei so erhaltene zylindrische Zellen wurden verbunden.

Beispiel 3

LiCoO&sub2;, als ein postives elektrodenaktives Material und Acetylenblack, als ein elektrischleitfähiges Mittel wurden in einem Verhältnis von 88 : 9 Teilen gemischt; weiter wurden 3 Teile Polyvinylidenfluorid als Bindemittel hinzugefügt und dann wurde N- Methylpyrrolidon als Lösungsmittel zugefügt, wobei die Menge von N-Methylpyrrolidon so variiert wurde, daß der zuvor beschriebene Festanteil erhalten wurde. Die jeweilgen entstandenen Mischungen wurden geknetet, um Elektrodenmaterialbeschichtungslösungen herzustellen, die eine Viskosität von 0,05 Pas, 0,5 Pas, 50 Pas, 500 Pas und 1000 Pas aufwiesen. Die Lösungen wurden aufgetragen, wobei ein Herstellungsschritt unter Zuhilfenahme des in Fig. 8 gezeigten Beschichtungsgerätes verwendet wurde. Die Applikation wurde durchgeführt, indem die Lösung über eine Pumpe für gleichmäßigen Fluß gefördert wurde, wobei der Abstand zwischen dem Schlitzformauslaß und dem Träger 0,5 mm betrug, der Schlitzabstand 0,7 mm, die Breite der Lippen 2 mm und die Trägertransgeschwindigkeit bei 10 m/min lag, so daß die Dicke der Beschichtung im nassen Zustand bei 400 um lag. Mit den Elektrodenmaterlalbeschichtungslösungen, die eine Viskosität von 0,5 Pas, 50 Pas und 500 Pas aufwiesen, konnten gute glatte Oberflächen erhalten werden. Aber mit den Elektrodenmaterialbeschichtungslösungen mit einer Viskosität von 0,05 Pas trat eine Sedimentation im Lösungsschacht 8 der Schlitzform 7 auf, der Dispersionszustand war schlecht und die Ausgabe von der Beschichtungslösung aus der Schlitzdüse wurde ungleichmäßig, so daß die resultierende Oberfläche nicht glatt war. Bei der Elektrodenmaterialbeschichtungslösung mit einer Viskosität von 1000 Pas, traten unbeschichtete Teile auf, so daß keine zufriedenstellend glatte Oberfläche erhalten werden konnte.

Beispiel 4

SnO als negativ-elektrodenaktives Material, Acetylenschwarz als elektrisch-leitfähiges Mittel und Graphit wurden in einem Verhältnis von 86 : 3 : 6 Teilen gemischt; weiter wurden 4 Teile Polyvinylidenfluorid und ein Teil Carboxymethylcellulose als Bindemittel hinzugefügt, worauf Wasser als Losungsmittel beigegeben wurde. Die resultierende Mischung wurde geknetet und dispergiert, um eine Beschichtungslösung für die negative Elektrode zu erhalten. Der Beschichtungslösungsschlicker wurde auf eine Oberfläche einer Kupferfolie einer Dicke von 20 um und dann auf die andere Oberfläche aufgebracht, indem ein Beschichtungsgerät, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet worden ist. Der Abstand zwischen dem Schlitzformauslaß und dem Träger betrug 0,5 mm, der Schlitzabstand betrug 0,5 mm, die Breite der Einlaßseitenlippen und Auslaßseitenlippenfläche war jeweils 3 mm und die Fördergeschwindigkeit des Trägers betrug 1 m/min Der Festanteil und die Viskosität des Schlickers der Beschichtungsmischung betrugen jeweils 50 Gew.-% und 3 Pas. Nachdem das beschichtete Produkt mit Heißlufttrockung getrocknet worden ist, wurde es mit Hilfe einer Rollenpresse kompressionsgeformt, um ein negatives Elektrodenblatt einer Dicke von 220 um zu bilden. Unter Verwendung des zuvor hergestellten negativen Elektrodenblattes und des in Beispiel 1 hergestellten positiven Elektrodenblattes wurden zylindrische Zellen in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und es wurden je zwei so hergestellte zylindrische Zellen verbunden.

Beispiel 5

SiSnO&sub3; als Material für die negative Elektrode Acetylenblack als elektrisch-leitfähiges Mittel, und Graphit wurden in einem Verhältnis von 88 : 3 : 6 Teilen gemischt, weiter wurden 4 Teile Polyvinylidenfluorid und ein Teil Carboxymethylcellulose als Bindemittel zugefügt, wonach Wasser als Lösungsmittel beigemischt wurde. Die entstandene Mischung wurde geknetet und dispergiert, um eine Beschichtungslösung für die negative Elektrode herzustellen. Der Schlicker der Beschichtungsmischung wurde auf eine Oberfläche einer Kupferfolie einer Dicke von 20 um und dann auf die andere Oberfläche aufgebracht, indem ein Beschichtungsgerät, wie in Fig. 8 gezeigt, gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wurde. Der Abstand zwischen dem Schlitzformauslaß und dem Träger betrug 0,5 mm, der Schlitzabstand betrug 0,5 mm, die Breite der Einlaßseitenlippenfläche und der Auslaßseitenlippenfläche war 3 mm und die Fördergeschwindigkeit des Trägers betrug 1 m/min. Der Festanteil und die Viskosität des Schlickers der Beschichtungsmischung waren jeweils 50 Gew.-% und 2,5 Pas. Nachdem das beschichtete Produkt mit Heißlufttrocknung getrocknet wurde, wurde es mit Hilfe einer Rollenpresse kompressionsgeformt um ein negatives Elektrodenblatt einer Dicke von 220 um herzustellen. Unter Verwendung des so hergestellten negativen Elektrodenblattes und des positiven Elektrodenplattes, wie es in Beispiel 1 hergestellt wurde, wurde eine zylindrische Zelle in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt und zwei derart erhaltene zylindrische Zellen wurden verbunden.

Vergleichsbeispiel 1

Die gleiche Beschichtungslösung der Mischung für die positive Elektrode, die in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde auf eine Oberfläche einer Aluminiumfolie einer Dicke von 20 um ausgebracht und dann auf die andere Oberfläche, indem ein Abstreifmesserverfahren verwendet wurde. Die Fördergeschwindigkeit des Trägers lag bei 1 m/min. Das beschichtete Produkt wurde dann mit Heißlufttrocknung getrocknet und wurde dann mit einer Rollenpresse kompressionsgeformt, um ein positives Elektrodenblatt einer Dicke von 370 um zu bilden.
Die gleiche Beschichtungslösung für die negative Elektrode, die in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde auf eine Oberfläche einer Kupferfolie einer Dicke von 20 um und dann auf die andere Fläche aufgebracht und zwar in gleicher Weise wie bei der positiven Elektrode mit Hilfe des Abstreifmeßverfahrens. Das beschichtete Produkt wurde mit Heißlufttrocknung getrocknet und wurde dann mit einer Rollenpresse kompressionsgeformt, um ein negatives Elektrodenblatt einer Dicke von 220 um zu bilden.
Aus dem so hergestellten positiven Elektrodenblatt und negativen Elektrodenblatt wurden zylindrische Zellen in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei je drei solche zylindrische Zellen verbunden wurden.

Vergleichsbeispiel 2

Die gleiche Beschichtungslösung, die in Beispiel 2 für die negative Elektrode verwendet wurde, wurde auf eine Fläche einer Kupferfolie einer Dicke von 20 um aufgebracht und dann auf die andere Oberfläche, indem ein Abstreifmesserverfahren verwendet wurde. Die Fördergeschwindigkeit des Trägers betrug 1 m/min. Das beschichtete Produkt wurde dann mit Heißlufttrocknung getrocknet und wurde dann über eine Rollenpresse kompressionsgeformt, um ein negatives Elektrodenblatt einer Dicke von 220 um zu bilden. Als positive Elektrode wurde eine Elektrode, wie sie im Vergleichsbeispiel 1 hergestellt wurde, verwendet und zylindrische Zellen wurden in gleicher Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, wobei je zwei solche zylindrische Zellen verbunden wurden.

Vergleichsbeispiel 3

Die gleiche Beschichtungslösung wie für die negative Elektrode in Beispiel 3 wurde auf eine Fläche einer Kupferfolie einer Dicke von 20 um aufgebracht und dann auf die andere Oberfläche, indem ein Abstreifmesserverfahren verwendet wurde. Die Fördergeschwindigkeit des Trägers betrug 1 m/min Das beschichtete Produkt wurde dann mit Heißlufttrocknung getrocknet und wurde dann durch eine Rollenpresse kompressionsgeformt, um ein negatives Elektrodenblatt einer Dicke von 220 um zu bilden. Unter Verwendung einer positiven Elektrode, wie sie im Vergleichsbeispiel 1 hergestellt wurde, wurden zylindrische Zellen in gleicher Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, und je zwei solcher zylindrischen Zellen wurden verbunden.

Vergleichsbeispiel 4

Die gleiche Beschichtungslösung, die in Beispiel 4 für die negative Elektrode verwendet wurde, wurde auf eine Oberfläche einer Kupferfolie einer Dicke von 20 um aufgebracht und dann auf die andere Oberfläche, indem ein Beschichtungsapparat, wie der, der in Fig. 8 gezeigt ist, mit Hilfe eines Abstreifmesserverfahrens verwendet wurde. Die Fördergeschwindigkeit des Trägers betrug 1 m/min. Das beschichtete Produkt wurde dann mit Heißlufttrocknung getrocknet und wurde dann mit Hilfe einer Rollenpresse kompressionsgeformt, um ein negatives Elektrodenblatt einer Dicke von 220 um zu bilden. Unter Verwendung einer positiven Elektrode, wie sie im Vergleichsbeispiel 1 hergestellt wurde, wurde eine zylindrische Zellen in gleicher Weise wie in Beispiel 2 hergestellt, wobei je zwei solcher zylindrischer Zellen verbunden wurden.

Test für die elektrische Entladungskapazitit einer einzelnen Zelle und für die Entladungs- und Aufladungszyklen von zwei oder mehr Zellen, die parallel und/oder oder in Serie verbunden sind.

Die Entladungskapazität der zuvor hergestellten zylindrischen Einzelzellen wurde unter folgenden Bedingungen gemessen: Die Stromdichte betrug 1 mA/cm², die endgültige Aufladungsspannung betrug 4,3 Volt und die endgültige Entladungsspannung betrug 1,8 Volt. Ein Entladungs- und Wiederaufladungszyklustest wurde für die drei verbundenen Einzelzellen unter folgenden Bedingungen durchgeführt: Die endgültige Wiederaufladungsspannung betrug 12,9 Volt, und die endgültige Entladungsspannung betrug 5,4 Volt. Für die verbundenen zwei Einzelzellen galten die Bedingungen, daß die endgültige Wiederaufladungsspannung 8,6 Volt und die endgültige Entladungsspannung 3,6 Volt betrug. Die Anzahl an Zyklen, bis die Entladungskapazität auf 60 % der anfanglichen Ladungskapazität abgefallen ist, wurde als Zykluslebensdauer bezeichnet. Die Ergebnisse der Tests der Beispiele 1, 2, 3 und 4 sind in Tabelle 1 gezeigt und die Ergebnisse der Tests der Vergleichsbeispiele 1, 2, 3 und 4 sind in Tabelle 2 gezeigt. Jeder Test wurde für 50 Anordnungen von zwei oder drei in Serie unwoder parallel verbundenen Zellen durchgeführt. Tabelle 1
*: Werte für Messungen an 50 Anordnungen von zwei oder drei in Serie, parallel oder in Serie und parallel verbundenen Zellen. Tabelle 2
*: Werte für Messungen an 50 Anordnungen von zwei oder drei in Serie, parallel oder in Serie und parallel verbundenen Zellen.
Wie aus den Ergebnissen in den obigen Tabellen 1 und 2 hervorgeht, ist die Produktionsfluktiation der Entladungskapazität der zylindrischen Zellen klein, wenn ein Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Im Fall von mehren miteinander verbundenen Zellen können die Zellen kaum überladen oder zuviel entladen werden, so daß die Zykluslebensdauer von mehreren miteinander verbundenen Zellen verbessert werden kann. Während die Erfindung mit den vorliegenden Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist, war es jedoch nicht die Absicht, daß die Erfindung auf irgendeines der Details der Beschreibung beschränkt werden soll, wenn nicht anders spezifiert, sondern daß sie im Schutzumfang der begleitenden Ansprüche liegt.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer blattartigen Elektrozellenplatte einer elektrochemischen Zelle, die eine positive Elektrode, eine negative Elektrode und einen Elektrolyten umfaßt, wobei das Verfahren umfaßt:

Ausbringen einer Elektrodenmaterialbeschichtungslösung und Aufbringen der Lösung auf einen elektrisch leitfähigen Träger (1)

gekennzeichnet durch

Ausbringen der Elektrodenmaterialbeschichtungslösung aus einer Extrusionsschlitzform (7), die einen Schlitz umfaßt, der durch eine Einlaßseitenlippe (9) und eine Außlaßseitenlippe (10) und einen Schacht für die Beschichtungslösung (8), der in Verbindung zu dem Schlitz steht, gebildet ist,

Aufbringen der Lösung auf den elektrisch leitfähigen Träger (1), während dieser um eine Stützwalze (2) läuft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Viskosität der Elektrodenmaterialbeschichtungslösung im Bereich von 0,5 bis 500 Pas bei 25ºC liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Abdichten eines Raumes zwischen der Schlitzform (7) und dem elektrisch leitfähigen Träger (1) durch eine Vakuumkammer (14), die an der Einlaßseite der Schlitzform vorgesehen ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodenmaterial durch eine Einrichtung für eine beständige Strömung (11) gefördert wird.

5. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Schlitzzwischenraum (L1) zwischen der Einlaßseitenlippe (9) und der Auslaßseitenlippe (10) in einem Bereich von 0,1 bis 2 mm liegt.

6. Verfahren nach mindestens einem der Anspruche 1 bis 5, wobei die Breite (L2, L3) der Lippenoberfläche der Einlaßseitenlippe (9) oder der Auslaßseitenlippe (10) in einem Bereich von 0,2 bis 5 mm liegt.

7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Zwischenraum (L4) zwischen dem Schlitzformauslaß und dem Träger (1) im Bereich von 0,1 bis 3 mm liegt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fördergeschwindigkeit des Trägers in einem Bereich von 0.1 bis 100 m/min liegt.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schichtdicke der Lösung der Elektrodenmaterialbeschichtungslösung im Bereich von 10 bis 2.000 um im nassen Zustand vor dem Trocknen beträgt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schichtdicke der Elektrodenmaterialbeschichtungslösung nach dem Trocknen im Bereich von 5 bis 1.800 um liegt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Elektrodenmaterialbeschichtungslösung umfaßt:

ein elektrodenaktives Material, ein elektrisch leitendes Mittel, ein Bindemittel und ein Lösungsmittel.

12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das elektrodenaktive Material aus einer Gruppe stammt, die aus Bestandteilen besteht, die H&spplus;, Li&spplus;, Na&spplus; oder K&spplus; aufnehmen oder abgeben können.

13. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das elektrisch leitende Mittel aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus natürlichem Graphit, künstlichem Graphit, Carbon Black, Acetylen Black, Ketjen Black, Carbonfaser, Metallpulver, Metallfaser und einem Polyphenylenderivat oder aber einer Mischung daraus besteht.

14. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Bindemittel aus einer Gruppe gewählt wird, die aus folgendem besteht:

Polysacchariden, thermoplastische Harze, gummielastische Polymere oder einer Mischung daraus.

15. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Lösungsmittel aus einer Gruppe gewählt wird, bestehend aus:

Wasser, zumindest einem organischen Lösungsmittel und einer Mischung daraus.

16. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der elektrisch leitfähige Träger aus einer Gruppe gewählt wird, bestehend aus:

metallischen Folien und elektrisch leitfähigen Filmen eines anorganischen Oxids, ein organisches Polymer oder Kohlenstoff.

17. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die positive Elektrode der Zelle ein Übergangsmetalloxid umfaßt.

18. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die positive Elektrode der Zelle LiCoO&sub2; umfaßt.

19. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die negative Elektrode der Zelle ein Übergangsmetall umfaßt, ein Übergangsmetall Chalcogenid, ein kohlenstoffhaltiges Material oder ein Halbmetalloxid, dessen Halbmetall sich hauptsächlich aus IVB oder VB- Gruppen-Halbmetallen im periodischen System zusammensetzt.

20. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zelle in der Form einer Münze, eines Knopfes, eines Zylinders oder einer Schachtel vorliegt.