EP3656005A1 - Verfahren zum herstellen eines festkörperseparators für eine batteriezelle - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines festkörperseparators für eine batteriezelle

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EP3656005A1
EP3656005A1 EP18732313.4A EP18732313A EP3656005A1 EP 3656005 A1 EP3656005 A1 EP 3656005A1 EP 18732313 A EP18732313 A EP 18732313A EP 3656005 A1 EP3656005 A1 EP 3656005A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
separator
separator material
battery cell
takes place
equal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18732313.4A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Silvan Hippchen
Anne BUCHKREMER
Danijel NIKOLIC
Guido Klamt
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3656005A1 publication Critical patent/EP3656005A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/417—Polyolefins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a
  • Solid state separator for a battery cell The present invention further relates to a method for manufacturing a battery cell with an improved solid state separator.
  • Electrochemical energy storage devices such as lithium-ion batteries, are widely used in many daily applications. They are used, for example, in computers such as laptops, mobile phones, smart phones, and other applications. Even with the currently strongly driven
  • lithium-based batteries such as lithium-ion batteries or lithium batteries are used as energy sources in electric vehicles because of their high specific energy.
  • lithium-ion batteries for example, are often used for lithium-ion batteries.
  • lithium-ion batteries for example, are often used for lithium-ion batteries.
  • Solid electrolytes or solid state separators used. These are often made of a polymer or a ceramic and are produced in particular in a wet chemical synthesis.
  • the present invention relates to a method for producing a
  • Solid state separator for a battery cell comprising the method steps: a) providing separator material;
  • step c) optionally drying the separator material provided in step a) and optionally comminuted;
  • Separator material was not mixed with a conductive salt.
  • the above method steps can proceed in the order described above, in a different order, or at least partially simultaneously.
  • a method described above allows in a surprising manner to produce a solid state separator with a particularly small amount of
  • a solid state separator can be displayed in a particularly defined way.
  • the method may include manufacturing a solid-state separator for a lithium-ion battery or a lithium battery having a lithium-metal anode, but is not limited to these examples.
  • the present invention relates to a process forming part of a process for producing a
  • Battery cell or a battery is.
  • the method comprises the following method steps.
  • the method comprises the provision of
  • Separator material As such, basically any separator material may be provided which may be preferred for the desired application.
  • the separator material can be selected according to the desired properties, for example if the solid-state separator to be produced is to serve equally well as a solid-state electrolyte. Since the solid-state separator to be generated has a particularly low content
  • the separator material may already be provided in dry form, in particular in a non-solvent form.
  • the separator material can be provided with a moisture content or solvent content of less than or equal to 0.1 ppm, based on the mass of the solids of the separator material and the mass of the solvent.
  • the separator material having a particle size for example a particle size dgo, is provided which is less than or equal to 15 ⁇ m, for example less than or equal to 10 ⁇ m.
  • the separator material may be present or provided in a particle size, such as a particle size dgo, in a range of greater than or equal to 1 ⁇ to less than or equal to 15 ⁇ .
  • the particle size can be determined, for example, by laser diffractometry.
  • a particle size D90 may in particular mean that 90% of the particles are smaller than the stated value.
  • Process step b) can connect a comminution of the separator material provided in process step a). This may be particularly advantageous if the separator material provided in process step a) has too large a particle size. Insofar as the particles provided in method step a) have a larger particle size than desired, for example if the particle size is above the range defined above, then, according to method step b), the separator material can be comminuted. However, insofar as the particles provided in process step a) have a sufficiently small size, for example if they are already in the above-described range of particle size, can be applied to the
  • Step b) are omitted.
  • Process step c) comprise drying the separator material. This can be particularly advantageous if the separator material a
  • Drying of the separator material can be carried out, for example, by a temperature treatment at about elevated temperature, ie at about room temperature (22 ° C) elevated temperature, and further optionally under reduced to the ambient pressure of about lbar pressure.
  • the exact adjustment of the temperature or the pressure can be dependent on the selected separator material.
  • the separator material provided in process step a) has a sufficiently high dry content or a sufficiently low liquid content, which may be, for example, in the range defined above, the process step c) can be dispensed with.
  • the separator material has at least one of a moisture content in a range of less than or equal to 0.1 ppm and a particle size in a range of less than or equal to 15 ⁇ prior to at least one of process steps d) and e).
  • the method described above may further comprise mixing the separator material with at least one of a conductive salt and a binder material.
  • a conductive salt may be particularly advantageous if the separator material is to form a solid state separator and at the same time performs the function of a solid electrolyte.
  • a conductive salt can be understood in a conventional manner a
  • a suitable conducting salt for example when the separator is used in a lithium-ion battery, include, for example, LiTFSi, LiP F6, LiClO, Li BF, UCF 3 SO 3 or LiN (SO 2 CF 3) 2.
  • the proportion of conductive salt incorporated in the separator material may in particular depend on the specific application and be chosen without difficulty by the person skilled in the art. Especially in this
  • the separator to be generated equally serve as electrolyte without having to resort to solvents.
  • a binder material may be added, such as to obtain improved mechanical properties. This may be advantageous, for example, with a ceramic separator material.
  • Binder materials include, for example, polymers generally known in the art, such as polyvinylidene fluoride (PVDF) or polyethylene glycol (PEG).
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PEG polyethylene glycol
  • the separator can be produced porous and then a
  • Solid state separator are added or filled in the pores.
  • corresponding liquid electrolytes include, for example, a mixture of ethylene carbonate, dimethyl carbonate and LIP F6.
  • the porosity of the separator can also be adjusted via the pressing duration and the pressing pressure, or over the duration of the homogenization, as described below.
  • the method described above comprises as process step e) the hot pressing of the separator material to form a separator.
  • the separator may be substantially completed.
  • the final thickness of the separator can be provided in this process step, which can be adjustable according to the desired specifications in a manner understandable to the person skilled in the art.
  • the homogeneity of the separator can be improved, which can enhance the effect of the separator.
  • the separator can be produced in a particularly defined and controllable manner. For example, by adjusting the pressing conditions, the porosity of the separator can be influenced, which can be advantageous in terms of application and can enable high adaptability.
  • hot pressing may, in particular, be understood as treating the separator with conditions increased to room temperature of 22 ° C. and atmospheric pressure of 1 bar, wherein, in particular, pressing between two pressing elements, such as two press plates, can be realized ,
  • hot pressing may be performed only once, or several times in succession.
  • the separator thus produced may be formed by folding
  • the layer thickness can be adjustable, and this is basically possible before or after an optional addition of the electrolyte.
  • a method as described above may have significant advantages over the prior art solutions, as described below.
  • Lithium-ion batteries usually comprise a negative electrode or anode and a positive electrode or cathode, which electrodes are separated by a liquid or solid electrolyte layer.
  • lithium ions Li + ions
  • the lithium ions in the corresponding electrode material, such as graphite, or at the deposition on the anode can precipitate under unfavorable conditions metallic lithium disorderly.
  • the thus deposited lithium can form dendritic structures, which can grow through the electrolyte up to the positive electrode, which can ultimately lead to a short circuit of the battery cell.
  • a separator can be produced by the hot pressing in a defined and adaptive manner.
  • a homogenization of the separator material for example, the mixture produced in process step c) takes place.
  • a homogenization of the separator material such as by particularly effective mixing of separator material and conductive salt, it may be possible for the separator produced to have a defined composition at each position. This makes possible for a separator produced with such a separator
  • Battery cell a particularly defined and powerful work.
  • a homogenization is carried out by the action of a particular to room temperature (22 ° C) increased
  • an effective homogenization of the separator material and about an effective mixing of the substances contained in the mixture comprising the separator material and the conductive salt can be made possible.
  • homogenization may be carried out for a time ranging from greater than or equal to 1 hour to less than or equal to 24 hours, such as in a range greater than or equal to 5 hours to less than or equal to 18 hours, for example in a range of greater than or equal to 8 hours to less than or equal to 12 hours.
  • Suitable temperatures for homogenization can
  • the separator material comprises at least one of a copolymer and a composite material.
  • a copolymer containing at least one polymer component selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, polystyrene and derivatives thereof may be used.
  • the separator material for example, a composite material of a
  • inorganic material such as a ceramic material or a sulfidic glass, and a polymer or copolymer, for example, as described above.
  • a ceramic material or a sulfidic glass and a polymer or copolymer, for example, as described above.
  • These materials pull water out of the system, which can improve cell longevity in the long term.
  • the proposed method minimizes the amount of water present in the cell and ensures a defined composition of the materials.
  • the use of copolymers and / or composite materials may advantageously permit the process defined above and may allow a particularly low proportion of solvent in the system.
  • process step b) takes place by grinding.
  • separator material easily obtained a particularly small particle size, as defined for example above.
  • a separator material in the form of particles can be obtained which have a very homogeneous particle size.
  • This can be a mixing or homogenizing of the separator material, such as mixing with a conductive salt, as described above simplify
  • step b) takes place with cooling of the separator material.
  • the separator material may be cooled using liquid nitrogen and / or cooled to a temperature of less than -190 ° C.
  • comminution, such as grinding of the separator material can be made effective or particles with a particularly homogeneous
  • Particle size distribution can be achieved.
  • At least one of the process steps b), c) or d) may take place in at least one of a solvent-free, in particular anhydrous, atmosphere and a protective gas atmosphere, ie in particular an oxygen-free atmosphere.
  • a solvent-free, in particular anhydrous, atmosphere and a protective gas atmosphere ie in particular an oxygen-free atmosphere.
  • at least one, for example all, of process steps b), c) and d) can be carried out under a solvent-free and / or inert gas atmosphere.
  • a particularly defined separator can be produced, which has a particularly low solvent content and
  • a protective gas atmosphere may have an oxygen content of equal to or less than 5%, preferably equal to or less than 3%, more preferably equal to or less than 1%, even more preferably equal to or less than 100 ppm, for example less than or less than 0.1 ppm , based on the mass of the gas.
  • a solvent-free atmosphere may have a solvent content of equal to or less than 5%, preferably equal to or less than 3%, more preferably equal to or less than 1%, even more preferably equal to or less than 100 ppm, for example less or less than 0.1 ppm, based on the mass of the solvent and the gas.
  • process step e) takes place at least one of a temperature of at least 25 ° C, for example of at least 60 ° C, and a pressure of at least 50 bar.
  • a temperature of at least 25 ° C for example of at least 60 ° C
  • a pressure of at least 50 bar may be assisted.
  • the separator can be pressed mechanically in an effective manner and thus adapted to its desired dimensions, such as in particular thickness. The upper limits may be process-related, or the stability or decomposition temperature of the used
  • the separator material has at least two polymer constituents, wherein process step e) takes place at a temperature which is at least one above the melting point
  • Process step e but nevertheless has an advantageous processability.
  • this refinement can contribute to the elimination of residual solvent residues, such as, for example, water residues, and correspondingly, if appropriate, to be able to dispense with further drying steps.
  • the present invention furthermore relates to a method for producing a battery cell, in which a solid state separator is produced and contacted on a first side with an anode and is contacted on a first side opposite the second side with a cathode, wherein the solid state separator is produced, as described in detail above.
  • a solid state separator can be prepared first, as described above. Furthermore, anode and cathode can be provided, as is basically known and to a
  • corresponding layer structure are joined together, for example laminated.
  • a battery cell designed in this way can in particular have the advantages described above for the separator.
  • the danger of dendritic formation can be reduced and thus the long-term stability can be improved.
  • Possible configurations of the battery cell include, but are not limited to, a negative electrode comprising at least one of carbon, silicon, and metallic lithium, and a positive electrode, which may include at least one of UCOO2, LiMn20, or Li FeP0.
  • an electrolyte may be provided, as known from the prior art, for example designed as a liquid electrolyte, for example as a gel electrolyte.
  • a liquid electrolyte may be dispensed with, as far as the separator has the properties of an electrolyte by providing a conducting salt in the separator material, as described in detail above.
  • Fig. 1 is a schematic process diagram of an inventive
  • a method of manufacturing a battery electrode comprising a method of manufacturing a separator material.
  • FIG. 1 shows a process diagram illustrating a method according to the present invention.
  • step 10 according to method step a) shows the provision of
  • the separator material is comminuted at step 12, in accordance with method step c).
  • This step is optional and in particular dependent on the design of the separator material provided in process step a).
  • a drying of the separator material may follow in step 14, for example at step 10 or at step 12.
  • This step is also optional and depends in particular on the configuration of the separator material provided in method step a) or step 10.
  • Step 18, which may be followed by one of the steps 10, 12 or 14 describes according to process step c) the mixing of the optionally comminuted and optionally dried Separator material with a conductive salt, which was provided in accordance with step 16.
  • This step 168 is also optional and depends on whether a mixture of a conductive salt is to be provided with the separator material.
  • step 20 which may be followed by one of the steps 10, 12, 14 or 18, a homogenization of the separator material can take place.
  • step 22 which can be connected to one of the steps 10, 12, 14, 18 or 20 according to method step e), a hot pressing of the separator material. After this step, the separator can be completed. However, at step 24, the addition of a liquid electrolyte, such as a
  • Gel electrolyte connect to the step 22 and may follow the step 26, the formation of a battery cell or a battery with the generated separator to step 22 or 24.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Festkörperseparators für eine Batteriezelle, aufweisend die Verfahrensschritte: a) Bereitstellen von Separatormaterial; b) gegebenenfalls Zerkleinern des in Verfahrensschritt a) bereitgestellten Separatormaterials; c) gegebenenfalls Trocknen des in Verfahrensschritt a) bereitgestellten und gegebenenfalls zerkleinerten Separatormaterials; d) gegebenenfalls Mischen des Separatormaterials mit wenigstens einem von einem Leitsalz und einem Bindermaterial; e) Heißpressen des Separatormaterials unter Ausbilden eines Separators, und f) Hinzufügen von Flüssigelektrolyt zu dem in Verfahrensschritt e) erzeugten Separator dann, wenn in Verfahrensschritt d) das Separatormaterial nicht mit einem Leitsalz vermischt wurde.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren zum Herstellen eines Festkörperseparators für eine Batteriezelle
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines
Festkörperseparators für eine Batteriezelle. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Batteriezelle mit einem verbesserten Festkörperseparator.
Stand der Technik
Elektrochemische Energiespeicher, wie beispielsweise Lithium-Ionen-Batterien, sind in vielen täglichen Anwendungen weit verbreitet. Sie werden beispielsweise in Computern, wie etwa Laptops, Mobiltelefonen, Smartphones und bei anderen Anwendungen eingesetzt. Auch bei der zur Zeit stark vorangetriebenen
Elektrifizierung von Fahrzeugen, wie etwa Kraftfahrzeugen, etwa bei elektrischen Fahrzeugen oder Hybridfahrzeugen, bieten derartige Batterien Vorteile. Aufgrund ihrer hohen spezifischen Energie werden insbesondere lithiumbasierte Batterien, wie etwa Lithium-Ionen-Batterien oder Lithium-Batterien, als Energiequellen bei Elektrofahrzeugen verwendet.
Bei Lithium-Ionen-Batterien, beispielsweise, werden oftmals
Festkörperelektrolyte beziehungsweise Festkörperseparatoren verwendet. Diese sind oftmals aus einem Polymer oder einer Keramik gefertigt und werden insbesondere in einer nasschemischen Synthese hergestellt.
Das Dokument US 2014/0099556 AI beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Festkörperseparators für eine Sekundärbatterie. Ein derartiges Verfahren beruht auf einem nasschemischen Prozess. G.B. Appetechi, S.Scaccia, S. Passerini, J. of El. Chem. Soc, 2000, 21, 4888- 4452 beschreibt ferner einen Prozess zur Herstellung eines Separators basierend auf Polyethylenoxid, wobei der Separator durch Extrusion hergestellt wird.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines
Festkörperseparators für eine Batteriezelle, aufweisend die Verfahrensschritte: a) Bereitstellen von Separatormaterial;
b) gegebenenfalls Zerkleinern des in Verfahrensschritt a) bereitgestellten Separatormaterials;
c) gegebenenfalls Trocknen des in Verfahrensschritt a) bereitgestellten und gegebenenfalls zerkleinerten Separatormaterials;
d) gegebenenfalls Mischen des Separatormaterials mit wenigstens einem von einem Leitsalz und einem Bindermaterial;
e) Heißpressen des Separatormaterials unter Ausbilden eines Separators; und
f) Hinzufügen von Flüssigelektrolyt zu dem in Verfahrensschritt e)
erzeugten Separator dann, wenn in Verfahrensschritt d) das
Separatormaterial nicht mit einem Leitsalz vermischt wurde.
Die vorstehenden Verfahrensschritte können dabei grundsätzlich in der vorstehend beschriebenen Reihenfolge, in einer abweichenden Reihenfolge oder auch zumindest teilweise gleichzeig ablaufen.
Ein vorbeschriebenes Verfahren erlaubt auf überraschende Weise das Herstellen eines Festkörperseparators mit einer besonders geringen Menge an
Lösungsmittelresten, was die Langzeitbeständigkeit und Verlässlichkeit einer mit einem derart erzeugten Festkörperseparator ausgestatteten Batteriezelle signifikant erhöhen kann. Ferner kann auf besonders definierte Weise ein Festkörperseparator darstellbar sein. Es wird somit beschrieben ein Verfahren zum Herstellen eines Festkörperseparators für eine Batteriezelle. Beispielsweise kann das Verfahren das Herstellen eines Festkörperseparators für eine Lithium-Ionen-Batterie oder etwa eine Lithium-Batterie mit einer Lithium-Metallanode betreffen, ohne jedoch auf diese Beispiele beschränkt zu sein. Somit betrifft die vorliegende Erfindung einen Prozess, der Bestandteil eines Verfahrens zum Herstellen einer
Batteriezelle beziehungsweise einer Batterie ist.
Das Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte.
Gemäß Verfahrensschritt a) umfasst das Verfahren das Bereitstellen von
Separatormaterial. Als solches kann grundsätzlich jegliches Separatormaterial bereitgestellt werden, das für die gewünschte Anwendung bevorzugt sein kann. Grundsätzlich kann das Separatormaterial entsprechend den gewünschten Eigenschaften ausgewählt werden beispielsweise dann, wenn der zu erzeugende Festkörperseparator gleichermaßen als Festkörperelektrolyt dienen soll. Da der zu erzeugende Festkörperseparator einen besonders geringen Gehalt an
Lösungsmittel aufweisen soll, kann das Separatormaterial gegebenenfalls bereits in trockener Form bereitgestellt werden, insbesondere in nicht mit Lösungsmittel versetzter Form.
Beispielsweise kann das Separatormaterial bereitgestellt werden mit einem Feuchtegehalt beziehungsweise Lösungsmittelgehalt von kleiner oder gleich 0,1 ppm, bezogen auf die Masse des Feststoff des Separatormaterials und die Masse des Lösungsmittels.
Alternativ oder zusätzlich kann es bezüglich der Bereitstellung eines geeigneten Separatormaterials für die nachfolgenden Verfahrensschritte von Vorteil sein, wenn das Separatormaterial mit einer Partikelgröße, etwa einer Partikelgröße dgo, bereitgestellt wird, die kleiner oder gleich 15 μηι ist, etwa kleiner oder gleich 10 μηι. Beispielsweise kann das Separatormaterial vorliegen beziehungsweise bereitgestellt werden in einer Partikelgröße, etwa einer Partikelgröße dgo, in einem Bereich von größer oder gleich 1 μηι bis kleiner oder gleich 15 μηι. Die Partikelgröße kann beispielsweise bestimmbar sein durch Laserdiffraktometrie. Ferner kann unter einer Partikelgröße D90 insbesondere zu verstehen sein, dass 90% der Partikel kleiner sind als der angegebene Wert.
Die etwaige Partikelgröße des in Verfahrensschritt a) bereitgestellten
Separatormaterials ist jedoch nicht grundsätzlich kritisch, da sich in
Verfahrensschritt b) ein Zerkleinern des in Verfahrensschritt a) bereitgestellten Separatormaterials anschließen kann. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn das in Verfahrensschritt a) bereitgestellte Separatormaterial eine zu große Partikelgröße aufweist. Insoweit die in Verfahrensschritt a) bereitgestellten Partikel eine größere Partikelgröße aufweisen als gewünscht, beispielsweise wenn die Partikelgröße oberhalb des vorstehend definierten Bereichs liegt, kann somit gemäß Verfahrensschritt b) ein Zerkleinern des Separatormaterials erfolgen. Insoweit jedoch die in Verfahrensschritt a) bereitgestellten Partikel eine ausreichend geringe Größe aufweisen, beispielsweise wenn sie bereits in dem vorbeschriebenen Bereich der Partikelgröße liegen, kann auf den
Verfahrensschritt b) verzichtet werden.
Weiterhin, beispielsweise anschließend an Verfahrensschritt a) beziehungsweise gegebenenfalls an Verfahrensschritt b), kann das Verfahren gemäß
Verfahrensschritt c) das Trocknen des Separatormaterials umfassen. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn das Separatormaterial einen
Lösungsmittelgehalt beziehungsweise einen Gehalt an Flüssigkeiten aufweist in einem Bereich von größer als 0,1 ppm, bezogen auf die Masse des Feststoff des Separatormaterials und die Masse des Lösungsmittels.
Ein Trocknen des Separatormaterials kann dabei beispielsweise erfolgen durch eine Temperaturbehandlung etwa bei erhöhter Temperatur, also etwa bei zur Raumtemperatur (22°C) erhöhter Temperatur, und ferner gegebenenfalls unter zu dem Umgebungsdruck von etwa lbar reduziertem Druck. Die genaue Einstellung der Temperatur beziehungsweise des Druckes kann dabei abhängig sein von dem ausgewählten Separatormaterial. Ferner kann, wenn das in Verfahrensschritt a) bereitgestellte Separatormaterial einen ausreichenden hohen Trockengehalt aufweist beziehungsweise einen ausreichend geringen Flüssigkeitsgehalt, der beispielsweise in dem vorstehend definierten Bereich liegen kann, auf den Verfahrensschritt c) verzichtet werden. Somit kann es bevorzugt vorgesehen sein, dass das Separatormaterial vor wenigstens einem der Verfahrensschritte d) und e) wenigstens eines von einen Feuchtegehalt in einem Bereich von kleiner oder gleich 0,1 ppm und eine Partikelgröße in einem Bereich von kleiner oder gleich 15 μηι aufweist.
Gemäß Verfahrensschritt d) kann das vorbeschriebene Verfahren ferner das Mischen des Separatormaterials mit wenigstens einem von einem Leitsalz und einem Bindermaterial umfassen.
Die Zugabe eines Leitsalzes kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn das Separatormaterial einen Festkörperseparator ausbilden soll und dabei gleichzeitig die Funktion eines Festkörperelektrolyten wahrnimmt. Unter einem Leitsalz kann dabei in an sich bekannter Weise verstanden werden eine
Verbindung, welche die ionische Leitfähigkeit erhöhen kann. Beispiele für ein verwendbares Leitsalz, etwa bei einem Einsatz des Separators in einer Lithium- Ionen-Batterie umfassen etwa LiTFSi, LiP F6, LiCI0 , Li BF , UCF3SO3 oder LiN(S02CF3)2. Der Anteil an in das Separatormaterial eingefügtem Leitsalz kann insbesondere von der spezifischen Anwendung abhängig sein und von dem Fachmann ohne Probleme gewählt werden. Insbesondere in dieser
Ausgestaltung kann der zu erzeugende Separator gleichermaßen als Elektrolyt dienen ohne auf Lösungsmittel zurückgreifen zu müssen.
Ferner kann ein Bindermaterial zugegeben werden, etwa um verbesserte mechanische Eigenschaften zu erhalten. Dies kann beispielsweise bei einem keramischen Separatormaterial von Vorteil sein. Nicht beschränkende
Bindermaterialien umfassen etwa Polymere, wie diese aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt sind, etwa Polyvinylidenfluorid (PVDF) oder Polyethylenglycol (PEG).
Für den Fall, dass dem Separator ein flüssiger Elektrolyt hinzugegeben werden soll, kann der Separator porös erzeugt werden und anschließend ein
Festkörperseparator hinzugegeben werden beziehungsweise in die Poren gefüllt werden. Nicht beschränkende Beispiele für entsprechende Flüssigelektrolyte umfassen beispielsweise eine Mischung aus Ethylencarbonat, Dimethylcarbonat und LIP F6. Die Porosität des Separators kann ferner über die Pressdauer und den Pressdruck eingestellt werden, bzw. über die Dauer der Homogenisierung, wie dies nachfolgend beschrieben ist.
Weiterhin umfasst das vorbeschriebene Verfahren als Verfahrensschritt e) das Heißpressen des Separatormaterials unter Ausbilden eines Separators. Durch diesen Verfahrensschritt kann der Separator im Wesentlichen fertig gestellt sein. Im Detail kann in diesem Verfahrensschritt die endgültige Dicke des Separators bereitgestellt werden, welche in für den Fachmann verständlicher Weise nach den gewünschte Spezifikationen einstellbar sein kann. Durch ein Heißpressen kann ferner die Homogenität des Separators verbessert werden, was die Wirkung des Separators verbessern kann. Darüber hinaus kann auf besonders definierte und steuerbare Weise der Separator erzeugbar sein. Beispielsweise kann durch die Anpassung der Pressbedingungen die Porosität des Separators beeinflusst werden, was anwendungsbedingt von Vorteil sein kann und eine hohe Adaptierbarkeit ermöglichen kann.
Unter einem Heißpressen kann dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere verstanden werden das Behandeln des Separators mit zu der Raumtemperatur von 22°C und dem Atmosphärendruck von 1 bar erhöhten Bedingungen, wobei insbesondere ein Pressen zwischen zwei Presselementen, wie etwa zwei Pressblechen, realisiert werden kann.
Ferner kann ein Heißpressen lediglich einmal durchgeführt werden, oder mehrmals hintereinander.
Anschließen an das Heißpressen kann sich gemäß Verfahrensschritt f), wie dies vorstehend bereits beschrieben ist, ein Hinzufügen von Flüssigelektrolyt zu dem in Verfahrensschritt e) erzeugten Separator. Dies kann insbesondere dann erforderlich beziehungsweise von Vorteil sein, wenn in Verfahrensschritt d) das Separatormaterial nicht mit einem Leitsalz vermischt wurde.
Anschließend kann der so erzeugte Separator etwa durch Falten
beziehungsweise Umlegen in seine gewünschte Form gebracht werden, so dass iterativ die Schichtdicke einstellbar sein kann, wobei dies grundsätzlich vor oder nach einer gegebenenfalls erfolgten Zugabe des Elektrolyten möglich ist.
Ein vorbeschriebenes Verfahren kann gegenüber den Lösungen aus dem Stand der Technik signifikante Vorteile aufweisen, wie nachstehend beschrieben wird.
Lithium-Ionen-Batterien, beispielsweise, umfassen meist eine negative Elektrode beziehungsweise Anode und eine positive Elektrode beziehungsweise Kathode, welche Elektroden durch eine flüssige oder feste Elektrolytschicht getrennt sind. Beim Laden beziehungsweise Entladen der Batteriezelle werden Lithiumionen (Li+-lonen) von der Kathode zur Anode beziehungsweise von der Anode zur Kathode durch den Elektrolyt transportiert. Beim Laden der Zelle, also beim Einlagern der Lithiumionen in dem entsprechenden Elektrodenmaterial, wie beispielsweise Graphit, beziehungsweise bei dem Abschieden auf der Anode kann sich unter ungünstigen Bedingungen metallisches Lithium ungeordnet abscheiden. Aus dem so abgelagerten Lithium können sich Dendritstrukturen bilden, die bis zur positiven Elektrode durch den Elektrolyten wachsen können, was letztlich zu einem Kurzschluss der Batteriezelle führen kann.
Es wurde nun gefunden, dass die vorstehend beschriebene Dendritbildung mit den zuvor beschriebenen Nachteilen insbesondere bei nasschemischen
Verfahren zur Herstellung von Separatoren auftreten.
Derartige nasschemische Prozesse werden auch für Copolymermaterialien und/oder Kompositmaterialien bei der Herstellung von Festkörperseparatoren angewendet. Dadurch bleiben selbst nach aufwändigem Trocknen der
Materialien Reste an Lösungsmitteln beziehungsweise an Wasser in dem Separatormaterial zurück. Derartige Lösungsmittelreste aus der Herstellung oder auch Wasserreste aus der Luftfeuchtigkeit, was zu den Lösungsmitteln zu zählen ist, kann die Lithiumschicht durch weiterführende Reaktionen beschädigen oder zerstören. Dadurch werden die Leistung und die Langlebigkeit der Batterie herabgesetzt. Ferner kann so ein Dendritwachstum begünstigt werden. Darüber hinaus können die vorgenannten Lösungsmittelreste oder andere
Fremdmaterialien zu unregelmäßigen Strukturen insbesondere des Lithiums führen, welche wiederum zu Dendriten heranwachsen können. Unter Verwendung eines vorstehend beschriebenen Verfahrens kann es jedoch in Abkehr zu den aus dem Stand der Technik bekannten nasschemischen Verfahren ermöglicht werden, dass ein Separator mit einem besonders geringen Lösungsmittelanteil erzeugt wird. Dadurch kann ein Durchwachsen von
Dendriten beim Laden von Batteriezellen, wie etwa von Lithium-Ionen-Zellen signifikant erschwert werden. Weiterhin können Reaktionen an der Grenzfläche zwischen dem Separatormaterial beziehungsweise dem Elektrolyt und beispielsweise einer Anode, etwa Metallanode, erschwert beziehungsweise verhindert werden. Ferner kann durch das Heißpressen auf definierte und dabei adaptive Weise ein Separator erzeugbar sein.
Durch das vorstehend beschriebene Verfahren kann die Verlässlichkeit beziehungsweise Langlebigkeit einer Batterie, die mit einem derart erzeugten Separator ausgestattet ist, signifikant verbessert werden.
Es kann bevorzugt sein, dass zwischen den Verfahrensschritten a) und e), beispielsweise zwischen den Verfahrensschritten d) und e), ein Homogenisieren des Separatormaterials, beispielsweise der in Verfahrensschritt c) erzeugten Mischung, erfolgt. Insbesondere durch das Durchführen eines Homogenisierens des Separatormaterials wie etwa durch ein besonders effektives Vermischen von Separatormaterial und Leitsalz kann es ermöglicht werden, dass der erzeugte Separator an jeder Position eine definierte Zusammensetzung aufweist. Das ermöglicht für eine mit einem derart hergestellten Separator erzeugte
Batteriezelle ein besonders definiertes und leistungsstarkes Arbeiten.
Es kann dabei bevorzugt sein, dass ein Homogenisieren erfolgt durch das Einwirken einer insbesondere zu der Raumtemperatur (22°C) erhöhten
Temperatur. Insbesondere durch das Einwirken einer erhöhten Temperatur kann ein effektives Homogenisieren des Separatormaterials und etwa eine effektive Durchmischung der in dem Gemisch umfassend das Separatormaterial und das Leitsalz enthaltenen Substanzen ermöglicht werden. Beispielsweise kann ein Homogenisieren erfolgen für einen Zeitraum in einem Bereich von größer oder gleich 1 Stunde bis kleiner oder gleich 24 Stunden, etwa in einem Bereich von größer oder gleich 5 Stunden bis kleiner oder gleich 18 Stunden, beispielsweise in einem Bereich von größer oder gleich einer 8 Stunden bis kleiner oder gleich 12 Stunden. Geeignete Temperaturen zum Homogenisieren können
beispielsweise in einem Temperaturbereich von größer oder gleich 25°C bis kleiner oder gleich 200 °C liegen.
Es kann ferner bevorzugt sein, dass das Homogenisieren unter wenigstens einem von einer lösungsmittelfreien Atmosphäre und einer
Schutzgasatmosphäre erfolgt, wie dies nachstehend im Detail für die
Verfahrensschritte b), c) oder d) beschrieben ist.
Es kann weiterhin bevorzugt sein, dass das Separatormaterial wenigstens eines von einem Copolymer und einem Kompositwerkstoff umfasst. Beispielsweise kann für das Separatormaterial ein Copolymer verwendet werden, das wenigstens einen Polymerbestandteil enthält aus der Gruppe bestehend aus Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol und Derivaten hiervon. Ferner kann das Separatormaterial beispielsweise einen Kompositwerkstoff aus einem
anorganischen Werkstoff, wie etwa einem keramischen Material oder einem etwa sulfidischen Glas, und einem Polymer oder Copolymer, beispielsweise wie vorstehend beschrieben, aufweisen. Diese Werkstoffe ziehen Wasser aus dem System, wodurch langfristig die Zellelebensdauer verbessert werden kann. Durch das vorgeschlagene Verfahren wird der in der Zelle vorhandenen Wasseranteil minimiert und eine definierte Zusammensetzung der Materialien gewährleistet. Insbesondere die Verwendung von Copolymeren und/oder Kompositwerkstoffen etwa aus der vorbezeichneten Gruppe kann das vorstehend definierte Verfahren vorteilhaft erlauben und kann einen besonders geringen Lösungsmittelanteil im System erlauben.
Es kann weiterhin bevorzugt sein, dass Verfahrensschritt b) erfolgt durch ein Mahlen. Insbesondere unter Verwendung eines Mahlvorgangs kann das
Separatormaterial auf einfache Weise eine besonders kleine Partikelgröße erhalten, wie diese beispielsweise vorstehend definiert ist. Darüber hinaus kann durch ein Mahlen ein Separatormaterial in Form von Partikeln erhalten werden, die eine sehr homogene Partikelgröße aufweisen. Das kann ein Vermischen beziehungsweise Homogenisieren des Separatormaterials, etwa ein Vermischen mit einem Leitsalz, wie dies vorstehend beschrieben ist, vereinfachen
beziehungsweise besonders effektiv gestalten.
Es kann weiterhin bevorzugt sein, dass Verfahrensschritt b), beispielsweise unter Verwendung eines Mahlens, erfolgt unter einem Kühlen des Separatormaterials. Beispielsweise kann das Separatormaterial gekühlt werden unter Verwendung von flüssigem Stickstoff und/oder unter Kühlung auf eine Temperatur von kleiner als -190°C. Insbesondere unter einer zusätzlichen Kühlung kann ein Zerkleinern, wie etwa Zermahlen, des Separatormaterials effektiv gestaltet werden beziehungsweise können Partikel mit einer besonders homogenen
Partikelgrößenverteilung erreicht werden.
Es kann weiterhin bevorzugt sein, dass wenigstens einer der Verfahrensschritte b), c) oder d) in wenigstens einer von einer lösungsmittelfreien, insbesondere wasserfreien, Atmosphäre und einer Schutzgasatmosphäre, also insbesondere sauerstofffreien Atmosphäre, erfolgt. Beispielsweise kann wenigstens einer, beispielsweise sämtliche, der Verfahrensschritte b), c) und d) unter einer lösemittelfreien und/oder Schutzgasatmosphäre ausgeführt werden. In dieser Ausgestaltung kann es effektiv verhindert werden, dass bereits getrocknetes Separatormaterial vor der Herstellung des Separators wieder Lösungsmittel, beispielsweise Wasser, aufnimmt oder durch den Sauerstoff negativ verändert wird oder Sauerstoff in das System eingetragen wird. Dadurch kann
insbesondere in dieser Ausgestaltung ein besonders definierter Separator erzeugt werden, der einen besonders geringen Lösungsmittelanteil und
Sauerstoffanteil aufnimmt, was die vorstehend beschriebenen Vorteile besonders ausgeprägt möglich machen kann.
Als Schutzgas kann beispielsweise Stickstoff oder Argon Verwendung finden. Dabei kann eine Schutzgasatmosphäre aufweisen einen Sauerstoffanteil von gleich oder weniger als 5%, bevorzugt gleich oder weniger als 3%, weiter bevorzugt gleich oder weniger als 1%, noch weiter bevorzugt gleich oder weniger als lOOppm, beispielsweise kleiner oder weniger als 0,1 ppm, bezogen auf die Masse des Gases. Ferner kann eine lösemittelfreie Atmosphäre aufweisen einen Lösungsmittelanteil von gleich oder weniger als 5%, bevorzugt gleich oder weniger als 3%, weiter bevorzugt gleich oder weniger als 1%, noch weiter bevorzugt gleich oder weniger als lOOppm, beispielsweise kleiner oder weniger als 0,1 ppm, bezogen auf die Masse des Lösungsmittels und des Gases.
Es kann bevorzugt sein, dass Verfahrensschritt e) erfolgt bei wenigstens einem von einer Temperatur von wenigstens 25°C, etwa von wenigstens 60°C, und einem Druck von wenigstens 50 bar. Insbesondere bei diesen Bedingungen kann ein Homogenisieren des Separatormaterials, wie etwa der Mischung aufweisend das Separatormaterial und das Leitsalz, unterstützt werden. Darüber hinaus kann in dieser Ausgestaltung in effektiver Weise der Separator mechanisch verpresst und somit an seine gewünschte Ausmaße, wie insbesondere Dicke, angepasst werden. Die oberen Grenzen können dabei prozesstechnisch bedingt sein, oder die Stabilität beziehungsweise Zersetzungstemperatur der verwendeten
Materialien können in Betracht gezogen werden.
Es kann weiterhin bevorzugt sein, dass das Separatormaterial wenigstens zwei Polymerbestandteile aufweist, wobei Verfahrensschritt e) erfolgt bei einer Temperatur, die oberhalb des Schmelzpunkts wenigstens eines
Polymerbestandteils und die unterhalb des Schmelzpunkts wenigstens eines weiteren Polymerbestandteils liegt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Separator beziehungsweise das Separatormaterial sich nicht vollständig verflüssigt während des Pressvorgangs beziehungsweise während
Verfahrensschritt e), jedoch trotzdem eine vorteilhafte Verarbeitbarkeit aufweist. Insbesondere diese Ausgestaltung kann dazu beitragen, dass ein Zurückbleiben von Lösemittelresten, wie beispielsweise Wasserresten, elimiert werden und entsprechend gegebenenfalls auf weitere Trocknungsschritte verzichtet werden kann.
Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Festkörperseparators wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem Verfahren zum Herstellen einer Batteriezelle, die Figur sowie die Figurenbeschreibung verwiesen. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Batteriezelle, bei dem ein Festkörperseparator hergestellt wird und auf einer ersten Seite mit einer Anode kontaktiert wird und auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite mit einer Kathode kontaktiert wird, wobei der Festkörperseparator hergestellt wird, wie dies vorstehend im Detail beschrieben ist.
In diesem Verfahren kann somit zunächst ein Festkörperseparator hergestellt werden, wie dies vorstehend beschrieben ist. Ferner können Anode und Kathode bereitgestellt werden, wie dies grundsätzlich bekannt ist und zu einem
entsprechenden Schichtaufbau zusammengefügt, beispielsweise laminiert werden.
Eine derart ausgestaltete Batteriezelle kann insbesondere die Vorteile aufweisen, wie diese vorstehend für den Separator beschrieben sind. Insbesondere kann die Gefahr einer Dendritbildung reduziert werden und so die Langzeitstabilität verbessert werden.
Mögliche Ausgestaltungen der Batteriezelle umfassen in nicht beschränkender Weise eine negative Elektrode, die wenigstens eins von Kohlenstoff, Silizium und metallischem Lithium umfasst und eine positive Elektrode, die umfassen kann wenigstens eins von UC0O2, LiMn20 oder Li FeP0 . Ferner kann ein Elektrolyt vorgesehen sein, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist, beispielsweise ausgestaltet als Flüssigelektrolyt, etwa als Gelelektrolyt. Jedoch kann auf einen flüssigen Elektrolyt auch verzichtet werden, insoweit der Separator durch das Vorsehen eines Leitsalzes in dem Separatormaterial die Eigenschaften eines Elektrolyten aufweist, wie dies vorstehend im Detail beschrieben ist.
Einsatz finden kann eine derart erzeugte Batteriezelle grundsätzlich
beispielsweise in Primär- und Sekundärbatterien bei Laptops, PDAs,
Mobiltelefonen und anderen Verbrauchsgütern, oder auch in Elektrowerkzeugen, Gartenwerkzeugen oder auch in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, wie beispielsweise in Hybrid, Plug-in Hybrid oder Elektrofahrzeugen. Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer Batteriezelle wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem Verfahren zum Herstellen eines Festkörperseparators, die Figur sowie die Figurenbeschreibung verwiesen.
Zeichnungen
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnung veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert, wobei die beschriebenen Merkmale einzeln oder in einer beliebigen Kombination ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung sein können, insoweit sich aus dem Kontext nicht eindeutig das Gegenteil ergibt. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnung nur beschreibenden Charakter hat und nicht dazu gedacht ist, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigt
Fig. 1 eine schematisches Prozessschema eines erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Herstellen einer Batterieelektrode umfassend ein Verfahren zum Herstellen eines Separatormaterials.
In der Figur 1 ist ein Prozessschema gezeigt, welches ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
Dabei zeigt Schritt 10 gemäß Verfahrensschritt a) das Bereitstellen von
Separatormaterial. Ausgehend von dem Separatormaterial wird bei Schritt 12, entsprechend Verfahrensschritt c) das Separatormaterial zerkleinert. Dieser Schritt ist optional und insbesondere abhängig von der Ausgestaltung des in Verfahrensschritt a) bereitgestellten Separatormaterials. Ferner kann sich in Schritt 14 ein Trocknen des Separatormaterials anschließen, etwa an Schritt 10 oder an Schritt 12. Auch dieser Schritt ist optional und insbesondere abhängig von der Ausgestaltung des in Verfahrensschritt a) beziehungsweise Schritt 10 bereitgestellten Separatormaterials. Schritt 18, der sich anschließen kann an einen der Schritte 10, 12 oder 14 beschreibt gemäß Verfahrensschritt c) das Vermischen des gegebenenfalls zerkleinerten und gegebenenfalls getrockneten Separatormaterials mit einem Leitsalz, das gemäß Schritt 16 bereitgestellt wurde. Auch dieser Schritt 168 ist optional und davon abhängig, ob eine Mischung eines Leitsalzes mit dem Separatormaterial bereitgestellt werden soll. Bei Schritt 20, der sich anschließen kann an einen der Schritte 10, 12, 14 oder 18, kann ein Homogenisieren des Separatormaterials erfolgen. Schließlich erfolgt bei Schritt
22, der sich anschließen kann an einen der Schritte 10, 12, 14, 18 oder 20 gemäß Verfahrensschritt e) ein Heißpressen des Separatormaterials. Nach diesem Schritt kann der Separator fertig gestellt sein. Jedoch kann sich bei Schritt 24 das Hinzufügen eines Flüssigelektrolyten, wie etwa eines
Gelelektrolyten, an den Schritt 22 anschließen und kann sich gemäß Schritt 26 das Ausbilden einer Batteriezelle beziehungsweise einer Batterie mit dem erzeugten Separator an den Schritt 22 oder 24 anschließen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Herstellen eines Festkörperseparators für eine Batteriezelle, aufweisend die Verfahrensschritte:
a) Bereitstellen von Separatormaterial;
b) gegebenenfalls Zerkleinern des in Verfahrensschritt a) bereitgestellten Separatormaterials;
c) gegebenenfalls Trocknen des in Verfahrensschritt a) bereitgestellten und gegebenenfalls zerkleinerten Separatormaterials;
d) gegebenenfalls Mischen des Separatormaterials mit wenigstens einem von einem Leitsalz und einem Bindermaterial;
e) Heißpressen des Separatormaterials unter Ausbilden eines Separators, und
f) Hinzufügen von Flüssigelektrolyt zu dem in Verfahrensschritt e)
erzeugten Separator dann, wenn in Verfahrensschritt d) das
Separatormaterial nicht mit einem Leitsalz vermischt wurde.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das
Separatormaterial vor wenigstens einem der Verfahrensschritte d) und e) wenigstens eines von einen Feuchtegehalt in einem Bereich von kleiner oder gleich 0,1 ppm und einer Partikelgröße in einem Bereich von kleiner oder gleich 15 μηι aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Verfahrensschritten a) und e) ein Homogenisieren des
Separatormaterials erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Separatormaterial wenigstens eines von einem Copolymer und einem Kompositwerkstoff umfasst. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Verfahrensschritt b) erfolgt durch ein Mahlen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Verfahrensschritt b) erfolgt unter einem Kühlen des Separatormaterials.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Verfahrensschritte b), c) oder d) in wenigstens einer von einer lösungsmittelfreien Atmosphäre und einer Schutzgasatmosphäre erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Verfahrensschritt e) erfolgt bei wenigstens einem von einer Temperatur von wenigstens 25°C und einem Druck von wenigstens 50 bar.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Separatormaterial wenigstens zwei Polymerbestandteile aufweist, wobei Verfahrensschritt e) erfolgt bei einer Temperatur, die oberhalb des
Schmelzpunkts wenigstens eines Polymerbestandteils und die unterhalb des Schmelzpunkts wenigstens eines weiteren Polymerbestandteils liegt.
10. Verfahren zum Herstellen einer Batteriezelle, bei dem ein
Festkörperseparator hergestellt wird und auf einer ersten Seite mit einer Anode kontaktiert wird und auf der einer ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite mit einer Kathode kontaktiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Festkörperseparator hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.
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