EP4480014A1 - Mehrwalzenkalander zur herstellung von elektroden in einem trockenbeschichtungsverfahren, anordnung zum beidseitigen laminieren einer metallfolie mit elektrodenbahnen und verfahren zum herstellen einer elektrodenbahn mit einem mehrwalzenkalander - Google Patents

Mehrwalzenkalander zur herstellung von elektroden in einem trockenbeschichtungsverfahren, anordnung zum beidseitigen laminieren einer metallfolie mit elektrodenbahnen und verfahren zum herstellen einer elektrodenbahn mit einem mehrwalzenkalander

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Publication number
EP4480014A1
EP4480014A1 EP22711865.0A EP22711865A EP4480014A1 EP 4480014 A1 EP4480014 A1 EP 4480014A1 EP 22711865 A EP22711865 A EP 22711865A EP 4480014 A1 EP4480014 A1 EP 4480014A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrode
roll
roller
nip
conveying direction
Prior art date
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Pending
Application number
EP22711865.0A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe Paul STEINERT
Burkhard Karl WISSEN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Matthews International GmbH
Matthews International Corp
Original Assignee
Matthews International GmbH
Matthews International Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Matthews International GmbH, Matthews International Corp filed Critical Matthews International GmbH
Publication of EP4480014A1 publication Critical patent/EP4480014A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B3/00—Presses characterised by the use of rotary pressing members, e.g. rollers, rings, discs
    • B30B3/04—Presses characterised by the use of rotary pressing members, e.g. rollers, rings, discs co-operating with one another, e.g. with co-operating cones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B3/00—Presses characterised by the use of rotary pressing members, e.g. rollers, rings, discs
    • B30B3/005—Roll constructions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/043—Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
    • H01M4/0435—Rolling or calendering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/34—Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
    • B29L2031/3468—Batteries, accumulators or fuel cells
    • 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
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • Multi-roll calender for producing electrodes in a dry coating process, arrangement for laminating a metal foil with electrode webs on both sides and method for producing an electrode web with a multi-roll calender
  • the invention is based on a multi-roller calender for the production of electrodes in a dry coating process, with a plurality of rollers arranged one behind the other essentially in a main conveying direction of an electrode web to be produced, with a roller gap being formed between adjacent rollers, each rotating in opposite directions, for guiding the electrode web through.
  • Electrodes can be used in electrical energy storage cells, which are widely used to power electronic, electromechanical, electrochemical, and other useful devices. Such cells include batteries such as primary chemical cells and secondary (rechargeable) cells, fuel cells, and various types of capacitors, including ultracapacitors. Electrodes can also be used in water treatment plants. Electromobility in particular is clearly growing. The energy carrier in the electrically powered vehicle, the battery, accounts for a large part of the costs. This is directly related to the production of these. Because of this, there is a need for efficient and cost-effective production with a simultaneous increase in energy density. The calendering process within the process chain for manufacturing lithium-ion battery cells is crucial here.
  • the electrodes are the key components for the storage potential of an energy storage device.
  • the electrochemical capabilities of electrodes e.g. B. the capacity and efficiency of battery electrodes are determined by various factors. These include the distribution of the active material, binder, and additives, the physical properties of the materials contained therein, such as particle size and surface area of the active material, the surface properties of the active materials, and the physical properties of the electrode film, such as density, porosity, cohesion, and adhesion on a conductive element.
  • a High shear and/or high pressure processing step used to break up and mix the electrode film materials.
  • Such systems and methods can contribute structural advantages over wet-formed electrode films. However, high processing pressures and large plant dimensions (and thus the large space requirement) required for the production of dry, self-supporting electrode films and dry electrodes leave room for improvement.
  • the multi-roll calender known from the prior art has the disadvantage that the calender rolls are arranged linearly one behind the other in a main conveying direction, so that the forces acting in the nips can cause one of the rolls forming the nip to move laterally can deviate and there are inaccuracies in the thickness of the electrode track to be produced or there are vibrations in the system.
  • the problem increases the larger the roll widths are chosen.
  • the main conveying direction refers to the feed direction of the electrode web from one side to the other side of the multi-roll calender and essentially corresponds to the direction in which the individual rolls of the calender are arranged next to one another.
  • the multi-roll calender also has the advantage that an electrode web formed by the calender need not be self-supporting, since it can be positioned on and supported by a calender roll at least during some, if not all, process steps.
  • the electrode web may be supported by at least one calender roll during all process steps within a multi-roll calender system, including the laminating step when the electrode web is laminated to a metal foil to form an electrode.
  • An energy storage device made using the multi-roll calender of the present invention may have any suitable configuration, e.g. B. planar, spirally wound, button-shaped, toothed or as a pouch.
  • the energy storage can be a component of a system, e.g. B. a power generation system, an uninterruptible power source system (UPS), a photovoltaic power generation system, an energy recovery system for use in e.g. B. industrial machinery and / or in transport.
  • the energy storage device can be used to operate various electronic devices and/or motor vehicles including hybrid electric vehicles (HEVj, plug-in hybrid electric vehicles (PHEV) and/or electric vehicles (EVj.
  • the at least two adjacent overlapping rollers are arranged in such a way that one of them is arranged offset perpendicularly to the other roller in relation to the main conveying direction.
  • one of the rollers can have an offset of at least 1 mm, preferably 2 mm, particularly preferably 2.5 mm in relation to the zero line.
  • the other of the rollers can have an offset of at least 1 mm, preferably 2 mm, particularly preferably 2.5 mm in relation to the zero line.
  • the first and the second roller can be offset in opposite directions with respect to the zero line.
  • the at least two adjacent overlapping rollers can be arranged in relation to one another in such a way that the central axis of the front roller is arranged in front of the nip in relation to a direction transverse to the main conveying direction and the central axis of the rear roller is arranged behind the nip in relation to the direction transverse to the main conveying direction, so that an electrode web guided through the nip is conveyed at least in sections counter to the main conveying direction.
  • the central axis of the front roller is located vertically above the nip and the central axis of the rear axis is below the nip.
  • the central axis of the front roller is located vertically below the nip and the central axis of the rear axis is above the nip.
  • the specified dimensions in front of and/or behind the nip can in particular relate to a feed direction of the electrode web through the respective nip.
  • the front and rear rollers forming the nip can have opposite directions of rotation, which define the direction in which the electrode web is fed through the nip, with the central axis of the front roller in front of the nip and the central axis of the rear roller being related to a direction essentially transverse to the main conveying direction located behind the nip.
  • the rolls of the multi-roll calender can each be arranged relative to one another in such a way that the distance of the electrode web between two adjacent nips is more than 180° of the circumference of the respective roll.
  • the multi-roll calender may have a third roll forming a second nip between itself and the second roll located adjacent and upstream of the third roll, the second nip being configured to receive the electrode web wrapped around the second roll .
  • the third roller can be arranged in such a way that its outer radius in relation to the main conveying direction overlaps with the outer radius of the second roller, the second and third rollers are arranged in relation to one another in such a way that the central axis of the second roller in relation to a direction transverse to the main conveying direction in front of the second nip and the central axis of the third roller is arranged behind the roller nip in relation to the direction transverse to the main conveying direction.
  • the calender can have a fourth, fifth and sixth and/or seventh roll. It can be provided that the distances between the individual roller gaps can be regulated/adjusted individually.
  • the multi-roll calender can also have one or more measuring devices, such as e.g. B. gamma gauges, for measuring the electrode web thickness or the specific mass for thickness control / measurement.
  • a controller can be provided which regulates the size of the roller gaps as a function of the measured electrode web thickness.
  • the temperatures of the individual rollers can be controlled.
  • the last roll of the multi-roll calender can be temperature controlled to aid in the lamination of the dry electrode foil(s) to the current collector or metal foil.
  • nips have the same nip height. Furthermore, it can be provided that the height of at least one rear in the main conveying direction Roll gap is less than at least one arranged in front. It can be provided that the gap height decreases progressively from the first to the last roller gap.
  • the multi-roll calender may have a plurality of rolls with the same diameter. These can be arranged in such a way that at least two roller gaps are formed between them, ie rollers with the same diameter. These nips of pairs of rollers with the same diameter can lie in a common plane in relation to the main conveying direction.
  • the multi-roll calender may have an input side for supplying an electrode precursor material and an output side for discharging the electrode web formed from the electrode precursor material.
  • the electrode precursor material can be fed in perpendicularly to the main conveying direction.
  • an input-side roller nip is provided for receiving the supplied electrode precursor material, which is formed from two rollers which have a smaller diameter than two further rollers adjoining them.
  • the smaller diameter rolls may be offset in the same direction from the zero line.
  • the front of the rollers can have an offset of at least 3 mm, preferably at least 4, particularly preferably 4.45 mm to the zero line.
  • the other of the rollers can have an offset from the zero line of at least 8 mm, preferably at least 9 mm, particularly preferably 10 mm.
  • the offset between the two rollers can thus be at least 3 mm, preferably 4 mm, particularly preferably at least 5 mm.
  • rollers provided for receiving the electrode precursor material are the at least two adjacent overlapping rollers.
  • a roller located in the main conveying direction before and adjacent to the rollers provided for receiving the electrode precursor material can be a backup roller which does not form a nip with the first of the rollers with a smaller diameter, but is immediately adjacent to it.
  • the support roller can be arranged relative to the front of the rollers provided for receiving the electrode precursor material in such a way that the center axis of the support roller, relative to a direction transverse to the main conveying direction, behind the roller contact area formed between them and the center axis of the front of the rollers provided for receiving the electrode precursor material the direction transverse to the main conveying direction is arranged in front of the roller contact area.
  • the support roller can be arranged opposite the roller arranged behind the second roller with the smaller diameter, ie the fourth roller in this combination.
  • the support roller can be offset from the zero line by at least 1 mm, preferably 2 mm, particularly preferably 2.5 mm.
  • the support roller can be offset from the fourth roller by at least 2 mm, preferably 4 mm, particularly preferably 5 mm.
  • Each of the rollers can be controlled individually in terms of speed, acceleration, rpm, etc.
  • the peripheral speed of the rear roller can be greater than the peripheral speed of the first roller. If the multi-roll calender has multiple rolls, the first roll may have the slowest rotational speed, the second roll may be faster than the first roll, the third roll may be faster than the second, etc. These different speeds can create shear within a film and/or generate forces that improve the adhesion of the film to the faster rotating roller.
  • a feed device for feeding the electrode precursor material is assigned to the nip of the rollers provided for receiving the electrode precursor material.
  • the first nip may be configured to separate the electrode precursor material from the Picks up feeding device and forms an electrode web from the electrode precursor material.
  • the feeder may be a hopper-shaped hopper.
  • the hopper can be supplied with bulk material using suction or screw conveyors.
  • the bulk material can be evenly distributed inside the hopper and the filling level can be kept constant during the feeding process. Cavitation and decomposition of the material can be avoided by using a special mixer.
  • a rotating metering roller may be attached to the bottom of the hopper. The size of the cells of the dosing roller can be selected according to the grain size of the bulk material.
  • the bulk material can be picked up by the dosing roller and scraped off by a flexible scraper. Then the precisely metered bulk material can be conveyed to an oscillating brushing device. After the brushing process, the bulk material can be checked and transferred to the substrate line below.
  • the rollers can be fixed in a predetermined position with zero-backlash bearings. Conical bearings or other bearing constructions can be used to fix rollers without play, so that the small tolerances of the desired web thickness can be achieved. It is conceivable that the rolls have the same diameter for each nip or for the rolls within the nip. It is alternatively conceivable that the rollers have different diameters for each roller gap or for the rollers within the roller gap. The surfaces of the rolls can be coated to increase the surface hardness, e.g. B. with chrome or hard ceramic.
  • the invention also relates to an arrangement having two multi-roll calenders according to one of the preceding claims for laminating a metal foil with electrode webs on both sides, which are arranged such that the electrode webs formed therein are conveyed in opposite main conveying directions, with the downstream end rolls of both multi-roll calenders forming an end nip and running in opposite directions rotate, so that a metal foil fed to the end nip is coated on both sides with the electrode webs fed into the end nip.
  • the arrangement may further comprise a feeding device arranged between the first and the second multi-roll calender, which is designed for continuously feeding a metal foil into the final nip.
  • the end gap can be designed in such a way that it receives the metal foil and laminates one electrode track to one side and the other electrode track to the other side of the metal foil.
  • One electrode track can be a cathode track and the other electrode track can be an anode track.
  • the rolls forming the end nip may include one or more nip control actuators.
  • the one or more nip control actuators may be configured to generate and control opposing forces between the first and second rollers forming the final nip during lamination. Provision can be made for the metal foil to be pre-coated with adhesive before it is fed into the final nip, or the adhesive can be applied to one side of the foil via a separate powder hopper on the multi-roll calender, allowing direct lamination to the foil without prior pre-coating of the material is possible.
  • the assembly may include a cutter after the laminating step to slit the laminated web to the final electrode width and wind up the individual electrode rolls.
  • the invention also relates to a method for producing an electrode web with a multi-roll calender according to one of Claims 1 to 15 or an arrangement according to one of Claims 16 to 17, having the steps:
  • the electrode sheet passes the electrode sheet around the downstream roller; passing the electrode web through at least one further nip; discharging the electrode sheet from the multi-roll calender; wherein when the electrode precursor material and/or the electrode web is/are guided through the at least one roller gap, the conveying direction of the electrode web has a movement component opposite to a main conveying direction of the electrode web. Provision can be made for the electrode web to be guided around the downstream roller by more than 180° in the method.
  • the removal of the electrode web from the multi-roll calender includes the lamination of the electrode web onto a metal foil.
  • the dry film can then be fed to the multi-roll calender and compacted and calendered therein to obtain an embedded/intermingled electrode web or a self-supporting electrode web.
  • the electrode track is then attached to a current collector (e.g. a metal foil).
  • Electrode track has improved properties.
  • a dry electrode sheet may exhibit one or more of the following properties: improved sheet strength, improved cohesion, improved adhesion, improved electrical performance, or reduced defect occurrence.
  • Defects can include holes, cracks, surface depressions in the electrode track.
  • the adhesion can be adhesion to a pantograph.
  • the electrical power can be the specific capacity.
  • Web strength can be tensile strength.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a roll arrangement of the multi-roll calender according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic side view of an input-side roll combination of the multi-roll calender according to the invention
  • FIG. 3 shows a side view of an embodiment of an input-side roll combination of the multi-roll calender according to the invention
  • Fig. 4 shows a side view of an embodiment of an arrangement consisting of two counter-rotating multi-roll calenders.
  • Figure i shows a side view of an exemplary embodiment of the roller arrangement of the multi-roll calender 1 according to the invention.
  • the arrangement shown has a total of 7 rollers 2 positioned next to one another in a main conveying direction X, which are each offset from one another and offset from a zero line N or a press plane P.
  • the rollers 2 are offset from one another in a vertical direction and offset from one another in the main conveying direction X, so that the outer radii Rw of the rollers 2 overlap in the main conveying direction X in each case.
  • the left half of the figure is the entry side 5 of the multi-roll calender 1.
  • an electrode precursor material 7 is fed into the nip of the second and third roll from the left, which have a smaller diameter Di than the other rolls 2, which have a larger diameter D 2 have fed from above and through the two rollers 2 with the diameter Di under one predetermined nip pressure passed.
  • the electrode web 4 created by the pressure is passed around the underside of the third roll 2 and passed through the second nip 3 between the third and fourth rolls 2 shown in the picture, the third roll having the diameter Di and the fourth Roll has the diameter D2.
  • the electrode web 4 adheres to the following roller 2 in each case in that the rollers 2 located downstream each have a higher rotational speed than the roller 2 adjacent to them upstream.
  • the higher speed of the downstream roller 2 causes a shearing of the electrode sheet 4 in the nip 3, so that the electrode sheet 4 adheres to the roller 2 with higher rotational speed.
  • the first roller 81 on the left in the illustration has no function in terms of conveying the electrode web 4 . Instead, this serves to support the second roller 2 or the first roller with a smaller diameter Di. Therefore, no roller gap 3 is provided between these two rollers, but the rollers 2 are in direct contact with one another. As shown, adjacent rollers 2 each rotate in opposite directions. In the example shown, the support roller 8 rotates counterclockwise, the second clockwise, the third counterclockwise again, etc.
  • rollers 2, between which the electrode web 4 is guided in a zigzag pattern are arranged in relation to one another in such a way that the central axis M of the front of the rollers 2 forming a roller gap 3 is arranged in each case in relation to the vertical in front of the roller gap 3 and the central axis M of the rear of the rollers 2 in each case behind the roller gap 3.
  • the second roller 2 rotates clockwise and the third counterclockwise, so that the feed direction of the electrode web 4 runs essentially vertically downwards through the nip 3 formed by the second and the third roller 2 .
  • the central axis M of the second roller 2 is now arranged above the nip 3 and the central axis M of the third roller 2 is arranged below the nip 3 .
  • the feed direction points essentially vertically upwards, so that the central axis M of the third roll 2 is below the nip 3 and the central axis M of the fourth roll 2 is above the nip 3.
  • This arrangement of the rollers 2 results in the direction of movement B of the electrode web 4 each having a vertical component BY and a horizontal component Bx, with the horizontal component Bx being aligned counter to the main conveying direction X in each case.
  • the roller arrangement shown also has the property that the distance covered by the electrode web 4 in each case on a roller surface is greater than in each case 180 0 of the circular arc of the respective roller.
  • the electrode web is led out of the multi-roll calender 1 on an output side 6 .
  • FIG. 2 again shows in detail the first four rollers 2 arranged on the input side, the middle rollers 2 of which form the roller gap 3 for receiving the electrode precursor material 7 supplied.
  • the offset between the individual rollers 2 is shown greatly enlarged in relation to the roller diameter for purposes of clarity.
  • the first roll or the support roll 8 has an offset VYS, which is vertically below the zero line N.
  • the second roller 2 has an offset VYI, which is also vertically below the zero line N and is greater than the offset VYS of the first roller 8.
  • the third roller 2 has an offset VY2 , which is also vertically below the zero line N and is greater than the offset VYI of the second roller 2.
  • the third roller 2 has an offset VY 3 which is vertically above the zero line N and the offset V Y s corresponds to the first roller 8.
  • offset V Y 8 is 2.5mm
  • offset VYI is 4.45mm
  • offset VY 2 is 10mm
  • offset VY 3 is 2.5mm.
  • the second to the third roller has an overlap Vxi, 2
  • the third to the fourth roller has an overlap Vx2. 3 , which is larger than the overlap Vxi, 2 .
  • the second roll 2 represents the front roll 2.1 and the third roll 2 represents the rear roll 2.2.
  • the third roll 2 represents the front roller 2.1 and the fourth roller 2 represents the rear roller 2.2.
  • FIG. 3 shows the first four rollers 2 arranged on the input side in the installed state and with the actual dimensions.
  • the illustration shows the feed device 9, by means of which the powdery electrode precursor material 7 is fed into the roller gap 3 between the second and third roller 2 .
  • the feed device 9 is arranged vertically above the nip 3 so that the electrode precursor material 7 is conveyed into the nip 3 with the aid of the gravitational force.
  • the rolls are each mounted independently of one another in a calender frame 14 and can be controlled independently of one another, in particular with regard to the gap infeed and the respective rotational speed of the rolls 2 .
  • FIG. 4 shows an arrangement 2 for producing a metal foil coated on both sides with electrodes.
  • the arrangement 2 has two multi-roll calenders 1 which are positioned end to end and which have opposite main conveying directions X1, X2.
  • the multi-roll calenders each have eight rolls 2 , with the end roll on the inlet side being designed as a support roll 8 and the end rolls on the outlet side forming a common end nip 13 .
  • a metal foil 11 is fed vertically from above into the end nip 13, which is coated on both sides by means of the electrode webs 4 produced in the two multi-roll calenders 1, so that the coated metal foil 11 leaves the end nip 13 vertically downwards and is then cut to length and/or rolled up or rolled up. can be further processed.
  • VYS offset support roller perpendicular to the main conveying direction
  • VYI offset first roller perpendicular to the main conveying direction
  • Vxi.2 offset first and second roller in the main conveying direction

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Mehrwalzenkalander zur Herstellung von Elektroden in einem Trockenbeschichtungsverfahren, mit einer Mehrzahl von im Wesentlichen in einer Hauptförderrichtung einer herzustellenden Elektrodenbahn hintereinander angeordneten Walzen, wobei zwischen benachbarten und jeweils gegenläufig rotierenden Walzen jeweils ein Walzenspalt zum Hindurchführen der Elektrodenbahn ausgebildet ist, wobei zumindest zwei benachbarte der Mehrzahl Walzen so angeordnet sind, dass deren Außenradien bezogen auf die Hauptförderrichtung überlappen. Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung aufweisend zwei Mehrwalzenkalander zum beidseitigen Laminieren einer Metallfolie mit Elektrodenbahnen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrodenbahn mit einem Mehrwalzenkalander.

Description

Mehrwalzenkalander zur Herstellung von Elektroden in einem Trockenbeschichtungsverfahren, Anordnung zum beidseitigen Laminieren einer Metallfolie mit Elektrodenbahnen und Verfahren zum Herstellen einer Elektrodenbahn mit einem Mehrwalzenkalander
Die Erfindung geht aus von einem Mehrwalzenkalander zur Herstellung von Elektroden in einem Trockenbeschichtungsverfahren, mit einer Mehrzahl von im Wesentlichen in einer Hauptförderrichtung einer herzustellenden Elektrodenbahn hintereinander angeordneten Walzen, wobei zwischen benachbarten und jeweils gegenläufig rotierenden Walzen jeweils ein Walzenspalt zum Hindurchführen der Elektrodenbahn ausgebildet ist.
Elektroden können in elektrischen Energiespeicherzellen eingesetzt werden, die weithin zur Stromversorgung von elektronischen, elektromechanischen, elektrochemischen und anderen nützlichen Geräten verwendet werden. Zu solchen Zellen gehören Batterien wie primäre chemische Zellen und sekundäre (wiederaufladbare) Zellen, Brennstoffzellen und verschiedene Arten von Kondensatoren, einschließlich Ultrakondensatoren. Elektroden können auch in Wasseraufbereitungsanlagen eingesetzt werden. Insbesondere die Elektromobilität gewinnt unübersehbar an Zuwachs. Der Energieträger im elektrisch angetriebenen Fahrzeug, die Batterie, macht dabei einen Großteil der Kosten aus. Dies hängt unmittelbar mit der Produktion dieser zusammen. Aufgrund dessen bedarf es einer effizienten und kostengünstigen Produktion mit einem gleichzeitigen Anstieg der Energiedichte. Entscheidend dazu ist der Prozess Kalandrieren innerhalb der Prozesskette zur Herstellung von Lithium-Ionen-Batteriezellen.
Schlüsselkomponenten für das Speicherpotenzial eines Energiespeichers sind die Elektroden. Die elektrochemischen Fähigkeiten von Elektroden, z. B. die Kapazität und der Wirkungsgrad von Batterieelektroden, werden von verschiedenen Faktoren bestimmt. Dazu gehören die Verteilung des aktiven Materials, des Bindemittels und der Zusatzstoffe, die physikalischen Eigenschaften der darin enthaltenen Materialien, wie Partikelgröße und Oberfläche des aktiven Materials, die Oberflächeneigenschaften der aktiven Materialien und die physikalischen Eigenschaften des Elektrodenfilms, wie Dichte, Porosität, Kohäsion und Haftfähigkeit an einem leitenden Element. Bei Trockenverarbeitungssystemen und -verfahren wird traditionell ein Verarbeitungsschritt mit hoher Scherung und/oder hohem Druck verwendet, um die Elektrodenfilmmaterialien aufzubrechen und zu vermischen. Solche Systeme und Verfahren können zu strukturellen Vorteilen gegenüber nass hergestellten Elektrodenfilmen beitragen. Hohen Verarbeitungs drücke und große Anlagenabmessungen (und damit der große Platzbedarf), die für die Herstellung trockener, selbsttragender Elektrodenfilme und Trockenelektroden benötigt werden, lassen jedoch Raum für Verbesserungen.
Aus der US 2020 / o 227722 Ai ist ein Mehrwalzenkalander zur Herstellung einer Trockenelektrode für eine Energiespeichereinrichtung bekannt. Das System umfasst ein erstes Zuführsystem für Trockenelektrodenmaterial, mehrere hintereinander angeordnete Kalanderwalzen und eine Steuerung. Die Kalanderwalzen sind so angeordnet, dass diese jeweils einen Spalt zwischen sich ausbilden. Ein erster Walzenspalt ist dafür vorgesehen, dass dieser das trockene Elektrodenmaterial von dem ersten Zuführsystem für trockenes Elektrodenmaterial aufnimmt und aus dem trockenen Elektrodenmaterial einen trockenen Elektrodenfilm bildet.
Der aus dem Stand der Technik bekannte Mehrwalzenkalander weist den Nachteil auf, dass bei diesem die Kalanderwalzen in einer Hauptförderrichtung linear hintereinander angeordnet sind, so dass es bei diesem aufgrund der in den Walzenspalten wirkenden Kräften dazu kommen kann, dass eine der den Walzenspalt bildenden Walzen seitlich ausweichen kann und es zu Ungenauigkeiten in der Dicke der herzustellenden Elektrodenbahn kommt bzw. es zu Vibrationen in der Anlage kommt. Das Problem verstärkt sich, je größer die Walzenbreiten gewählt werden. Jedoch ist es notwendig, im Zuge einer steigenden Nachfrage nach Lithium-Ionen- Batteriezellen zur Steigerung der Anlagenproduktivität unter anderem Walzen mit größeren Breiten einzusetzen. Daher besteht ein Bedarf nach Lösungen, welche die oben genannten Probleme unterbinden.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Mehrwalzenkalender derart zu verbessern, dass dieser eine höhere Prozessstabilität ermöglicht und zum Herstellen einer gleichmäßigeren Elektrodenbahn ausgebildet ist. Der erfindungsgemäße Mehrwalzenkalander ermöglicht demnach ein vereinfachtes und kosteneffektiveres Verfahren zur Herstellung von Elektroden. Demgemäß ist vorgesehen, dass zumindest zwei benachbarte der Mehrzahl Walzen so angeordnet sind, dass deren Außenradien bezogen auf die Hauptförderrichtung überlappen. Dadurch wird erreicht, dass in dem Moment, in welchem die Elektrodenbahn den Walzenspalt durchläuft, die für das Hindurchführen durch den Walzenspalt notwendigen Presskräfte gezielter abgefangen werden können. Dies gelingt durch das Überlappen der Außenradien der Walzen bezogen auf die Hauptförderrichtung, da die Walzen dadurch nicht linear gegeneinander abgestützt sind, sondern versetzt zueinander. Dadurch kann durch die abstützende Walze eine Kraftkomponente in die den Walzenspalt bildenden Walze, durch welchen in dem Moment die Elektrodenbahn hindurchläuft, eingeleitet werden, welche der Richtung entgegenwirkt, in welche die den Walzenspalt bildenden Walze ausweichen möchte. Die Kräfte im Walzenspalt können dabei insbesondere vom Eingang bis zum Ausgang hin aufgrund der zunehmenden Materialverdichtung zunehmen, so dass die den Walzenspalt bildenden Walze entsprechend insbesondere entgegen der Förderrichtung der Elektrodenbahn auszuweichen versucht. Die Hauptförderrichtung bezieht sich auf die Vorschubrichtung der Elektrodenbahn von einer Seite zur anderen Seite des Mehrwalzenkalanders und entspricht im Wesentlichen der Richtung, in welcher die einzelnen Walzen des Kalanders nebeneinander angeordnet sind.
Der Mehrwalzenkalander weist ferner den Vorteil auf, dass eine durch den Kalander gebildete Elektrodenbahn nicht selbsttragend sein muss, da sie zumindest während einiger, wenn nicht aller Prozessschritte auf einer Kalanderwalze positioniert und von dieser getragen werden kann. Beispielsweise kann die Elektrodenbahn während aller Prozessschritte innerhalb eines Mehrwalzen-Kalandersystems, einschließlich des Laminierungsschritts, wenn die Elektrodenbahn auf eine Metallfolie laminiert wird, um eine Elektrode zu bilden, von mindestens einer Kalanderwalze getragen werden.
Eine unter Zuhilfenahme des erfindungsgemäßen Mehrwalzenkalanders hergestellte Energiespeichervorrichtung kann eine beliebige geeignete Konfiguration aufweisen, z. B. planar, spiralförmig gewickelt, knopfförmig, verzahnt oder als Pouch. Der Energiespeicher kann eine Komponente eines Systems sein, z. B. eines Stromerzeugungssystems, eines unterbrechungsfreien Stromquellensystems (UPS), eines photovoltaischen Stromerzeugungssystems, eines Energierückgewinnungssystems zur Verwendung in z. B. Industriemaschinen und/oder im Transportwesen. Die Energiespeichervorrichtung kann zum Betreiben verschiedener elektronischer Geräte und/ oder Kraftfahrzeuge verwendet werden, einschließlich Hybrid-Elektrofahrzeugen (HEVj, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeugen (PHEV) und/oder Elektrofahrzeugen (EVj.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass die zumindest zwei benachbarten überlappenden Walzen so angeordnet sind, dass eine davon senkrecht versetzt zur anderen Walze bezogen auf die Hauptförderrichtung angeordnet ist. Bezogen auf eine Nulllinie kann eine der Walzen einen Versatz von zumindest 1 mm, bevorzugt 2 mm, besonders bevorzugt 2,5 mm gegenüber der Nulllinie aufweisen. Bezogen auf die Nulllinie kann die andere der Walzen einen Versatz von zumindest 1 mm, bevorzugt 2 mm, besonders bevorzugt 2,5 mm gegenüber der Nulllinie aufweisen. Dabei können die erste und die zweite Walze in entgegengesetzte Richtungen gegenüber der Nulllinie versetzt sein.
Darüber hinaus können die zumindest zwei benachbarten überlappenden Walzen so zueinander angeordnet sein, dass die Mittelachse der vorderen Walze bezogen auf eine Richtung quer zur Hauptförderrichtung vor dem Walzenspalt und die Mittelachse der hinteren Walze bezogen auf die Richtung quer zur Hauptförderrichtung hinter dem Walzenspalt angeordnet ist, so dass eine durch den Walzenspalt geführte Elektrodenbahn zumindest abschnittsweise entgegen der Hauptförderrichtung gefördert ist. Ist die Hauptförderrichtung beispielsweise horizontal und wird die Elektrodenbahn im Wesentlichen vertikal nach unten durch einen Walzenspalt gefördert, befindet sich die Mittelachse der vorderen Walze vertikal oberhalb des Walzenspalts und die Mittelachse der hinteren Achse unterhalb des Walzenspalts. Wird im umgekehrten Fall die Elektrodenbahn im Wesentlichen vertikal nach oben durch einen Walzenspalt gefördert, befindet sich die Mittelachse der vorderen Walze vertikal unterhalb des Walzenspalts und die Mittelachse der hinteren Achse oberhalb des Walzenspalts. Die angegebenen Dimensionen vor und/oder hinter dem Walzenspalt können sich insbesondere auf eine Vorschubrichtung der Elektrodenbahn durch den jeweiligen Walzenspalt beziehen. Anders ausgedrückt können die vorderen und die hintere den Walzenspalt bildenden Walzen gegenläufige Drehrichtungen aufweisen, welche die Durchführrichtung der Elektrodenbahn durch den Walzenspalt definieren, wobei bezogen auf eine Richtung im Wesentlichen quer zur Hauptförderrichtung die Mittelachse der vorderen Walze vor dem Walzenspalt und die Mittelachse der hinteren Walze hinter dem Walzenspalt angeordnet ist. Die Walzen des Mehrwalzenkalanders können jeweils so zueinander angeordnet sein, dass die Wegstrecke der Elektrodenbahn zwischen zwei benachbarten Walzenspalten jeweils mehr als i8o° des Umfangs der jeweiligen Walze beträgt.
Es kann vorgesehen sein, dass alle Walzen gegenüber der Nulllinie einen Versatz aufweisen und dass deren Außenradien bezogen auf die Hauptförderrichtung miteinander überlappen. Es kann vorgesehen sein, dass alle Walzen so angeordnet sind, dass deren Außenradien bezogen auf die Hauptförderrichtung überlappen und alle benachbarten Walzen jeweils so zueinander angeordnet sind, dass die Mittelachse der jeweils vorderen Walze bezogen auf eine Richtung quer zur Hauptförderrichtung vor dem Walzenspalt und die Mittelachse der jeweils hinteren Walze bezogen auf die Richtung quer zur Hauptförderrichtung hinter dem Walzenspalt angeordnet ist. So kann der Mehrwalzenkalander beispielsweise eine dritte Walze aufweisen, welche einen zweiten Walzenspalt zwischen sich und der zweiten Walze bildet, die benachbart und stromaufwärts der dritten Walze angeordnet ist, wobei der zweite Walzenspalt so ausgebildet ist, dass er die um die zweite Walze herumgeführte Elektrodenbahn aufnimmt. Die dritte Walze kann so angeordnet sein, dass deren Außenradius bezogen auf die Hauptförderrichtung mit dem Außenradius der zweiten Walze überlappt die zweite und die dritte Walze so zueinander angeordnet sind, dass die Mittelachse der zweiten Walze bezogen auf eine Richtung quer zur Hauptförderrichtung vor dem zweiten Walzenspalt und die Mittelachse der dritten Walze bezogen auf die Richtung quer zur Hauptförderrichtung hinter dem Walzenspalt angeordnet ist. In entsprechender Weise kann der Kalander eine vierte, fünfte und sechste und/ oder siebte Walze aufweisen. Es kann vorgesehen sein, dass die Abstände zwischen den einzelnen Walzenspalten individuell geregelt/ eingestellt werden können. Der Mehrwalzenkalander kann ferner ein oder mehrere Messeinrichtungen, wie z. B. Gamma-Messgeräte, für die Messung der Elektrodenbahndicke oder der spezifischen Masse zur Dickensteuerung/-messung aufweisen. Dazu kann eine Steuerung vorgesehen sein, welche in Abhängigkeit der gemessenen Elektrodenbahndicke die Größe der Walzenspalte regelt. Auch kann es vorgesehen sein, dass die Temperaturen der einzelnen Walzen gesteuert werden können. Zum Beispiel kann die letzte Walze des Mehrwalzenkalanders temperaturgeregelt werden, um die Laminierung der trockenen Elektrodenfolie(n) auf den Stromabnehmer bzw. die Metallfolie zu unterstützen.
Es ist denkbar, dass alle Walzenspalte dieselbe Spalthöhe aufweisen. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Höhe zumindest eines in Hauptförderrichtung hinteren Walzenspalts geringer ist als zumindest eines davor angeordneten. Es kann vorgesehen sein, dass die Spalthöhe vom ersten bis zum letzten Walzenspalt zunehmend abnimmt.
Es kann vorgesehen sein, dass einige der Walzenspalte in einer gemeinsamen Pressebene zueinander angeordnet sind. Der Mehrwalzenkalander kann eine Mehrzahl Walzen mit gleichem Durchmesser aufweisen. Diese können so angeordnet sein, dass zwischen diesen, also Walzen mit gleichem Durchmesser, zumindest zwei Walzenspalte ausgebildet sind. Diese Walzenspalte von Walzenpaarungen mit gleichem Durchmesser können bezogen auf die Hauptförderrichtung in einer gemeinsamen Ebene liegen.
Der Mehrwalzenkalander kann eine Eingangsseite zum Zuführen eines Elektrodenvorläufermaterials aufweisen und eine Ausgangsseite zum Abgeben der aus dem Elektrodenvorläufermaterial gebildeten Elektrodenbahn aufweisen. Die Zuführung des Elektrodenvorläufermaterials kann dabei senkrecht zur Hauptförderrichtung erfolgen.
Es ist denkbar, dass ein eingangsseitiger Walzenspalt zum Aufnehmen des zugeführten Elektrodenvorläufermaterials vorgesehen ist, welcher aus zwei Walzen gebildet ist, welche einen geringeren Durchmesser als zwei an diese jeweils angrenzenden weiteren Walzen aufweisen. Durch Verwendung von Walzen mit geringerem Durchmesser für die Zuführung des insbesondere pulverförmigen Elektrodenvorläufermaterials können die notwendigen hohen Scherkräfte und/oder ein hoher Druck im Walzenspalt erzeugt werden, um das Elektrodenvorläufermaterial aufzubrechen und zu vermischen. Die Walzen mit geringerem Durchmesser können gegenüber der Nulllinie in dieselbe Richtung versetzt sein. Dabei kann die vordere der Walzen einen Versatz von zumindest 3 mm, bevorzugt, zumindest 4, besonders bevorzugt 4,45 mm zur Nullinie aufweisen. Die andere der Walzen kann einen Versatz zur Nullinie von zumindest 8 mm, bevorzugt zumindest 9 mm, besonders bevorzugt 10 mm aufweisen. Damit kann der Versatz der beiden Walzen zueinander zumindest 3 mm, bevorzugt 4 mm, besonders bevorzugt zumindest 5 mm betragen.
Es kann somit vorgesehen sein, dass die zum Aufnehmen des Elektrodenvorläufermaterials vorgesehenen Walzen die zumindest zwei benachbarten überlappenden Walzen sind. Eine in Hauptförderrichtung vor den zum Aufnehmen des Elektrodenvorläufermaterials vorgesehenen Walzen angeordnete und an diese angrenzende Walze kann eine Stützwalze sein, welche keinen Walzenspalt mit der ersten der Walzen mit einem geringeren Durchmesser ausbildet, sondern unmittelbar an diese angrenzt.
Dabei kann die Stützwalze so zu der Vorderen der zum Aufnehmen des Elektrodenvorläufermaterials vorgesehenen Walzen angeordnet sein, dass die Mittelachse der Stützwalze bezogen auf eine Richtung quer zur Hauptförderrichtung hinter dem zwischen diesen ausgebildeten Walzenkontaktbereich und die Mittelachse der Vorderen der zum Aufnehmen des Elektrodenvorläufermaterials vorgesehenen Walzen bezogen auf die Richtung quer zur Hauptförderrichtung vor dem Walzenkontaktbereich angeordnet ist. Die Stützwalze kann bezogen auf die Nulllinie gegenüberliegend der hinter der zweiten Walze mit geringerem Durchmesser angeordneten Walze, also der in diesem Verbund vierten Walze, angeordnet sein. Die Stützwalze kann gegenüber der Nulllinie einen Versatz von zumindest 1 mm, bevorzugt 2 mm, besonders bevorzugt 2,5 mm aufweisen. Die Stützwalze kann gegenüber der vierten Walze einen Versatz von zumindest 2 mm, bevorzugt 4 mm, besonders bevorzugt 5 mm aufweisen.
Es kann vorgesehen sein, dass die zumindest zwei benachbarten überlappenden Walzen mit unterschiedlichen Umlaufgeschwindigkeiten angetrieben sind. Jede der Walzen kann in Bezug auf Geschwindigkeit, Beschleunigung, Drehzahl usw. individuell angesteuert werden.
Die Umlaufgeschwindigkeit der hinteren Walze kann größer sein als die Umlaufgeschwindigkeit der ersten Walze. Wenn der Mehrwalzenkalander mehrere Walzen aufweist, kann die Umlaufgeschwindigkeit der ersten Walze am geringsten sein, die der zweiten Walze größer als die der ersten Walze, die der dritten Walze größer als die der zweiten usw. Diese unterschiedlichen Geschwindigkeiten können für eine Scherung innerhalb einer Folie sorgen und/oder Kräfte erzeugen, die die Haftung der Folie an der schneller laufenden Walze verbessern.
Es ist denkbar, dass dem Walzenspalt der zum Aufnehmen des Elektrodenvorläufermaterials vorgesehenen Walzen eine Zuführeinrichtung zum Zuführen des Elektrodenvorläufermaterials zugeordnet ist. Der erste Walzenspalt kann so ausgebildet sein, dass dieser das Elektrodenvorläufermaterial von der Zuführeinrichtung aufnimmt und aus dem Elektrodenvorläufermaterial eine Elektrodenbahn bildet. Die Zuführeinrichtung kann ein trichterförmiger Beschickungstrichter sein. Der Trichter kann mit Hilfe von Saug- oder Schneckenförderern mit Schüttgut versorgt werden. Im Inneren des Einfülltrichters kann das Schüttgut gleichmäßig verteilt und der Füllstand während des Zuführprozesses konstant gehalten werden. Eine Hohlraumbildung und Zersetzung des Materials kann durch einen speziellen Mischer vermieden werden. Eine rotierende Dosierwalze kann an der Unterseite des Fülltrichters befestigt sein. Die Größe der Zellen der Dosierwalze kann entsprechend der Korngröße des Schüttgutes gewählt werden. Das Schüttgut kann von der Dosierwalze erfasst und an einer flexiblen Rakel abgestreift werden. Danach kann das genau dosierte Schüttgut zu einer oszillierenden Bürstvorrichtung gefördert werden. Im Anschluss an den Bürstvorgang kann das Schüttgut geprüft und an die darunterliegende Substratlinie übergeben werden.
Die Walzen können mit spielfreien Lagern in einer vorbestimmten Position fixiert sein. Für die spielfreie Fixierung von Walzen können konische Lager oder andere Lagerkonstruktionen verwendet werden, so dass die geringen Toleranzen der gewünschten Bahndicke erreicht werden können. Es ist denkbar, dass die Walzen für jeden Walzenspalt oder für die Walzen innerhalb des Walzenspaltes den gleichen Durchmesser haben. Es ist alternativ denkbar, dass die Walzen für jeden Walzenspalt oder für die Walzen innerhalb des Walzenspaltes unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Die Oberflächen der Walzen können zur Steigerung der Oberflächenhärte beschichtet sein, z. B. mit Chrom oder Hartkeramik.
Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung aufweisend zwei Mehrwalzenkalander nach einem der vorangehenden Ansprüche zum beidseitigen Laminieren einer Metallfolie mit Elektrodenbahnen, welche so angeordnet sind, dass die darin jeweils gebildeten Elektrodenbahnen in entgegengesetzten Hauptförderrichtungen gefördert sind, wobei die stromabwärtigen Endwalzen beider Mehrwalzenkalander einen Endwalzenspalt ausbilden und gegenläufig rotieren, so dass eine dem Endwalzenspalt zugeführte Metallfolie beidseitig mit den jeweils in den Endwalzenspalt geführten Elektrodenbahnen beschichtet wird.
Es kann vorgesehen sein, dass die stromabwärtigen Endwalzen keinen Versatz zueinander aufweisen, so dass die laminierte Folie im Wesentlichen senkrecht zur Hauptförderrichtung der Elektrodenbahnen durch den Endwalzenspalt geführt ist. Die Anordnung kann ferner eine zwischen dem ersten und dem zweiten Mehrfachwalzenkalander angeordnete Zuführeinrichtung aufweisen, welche zum kontinuierlichen Zuführen einer Metallfolie in den Endspalt ausgebildet ist. Der Endspalt kann so ausgebildet sein, dass dieser die Metallfolie aufnimmt und eine Elektrodenbahn auf die eine Seite und die andere Elektrodenbahn auf die andere Seite der Metallfolie laminiert. Die eine Elektrodenbahn kann dabei eine Kathodenbahn und die andere Elektrodenbahn eine Anodenbahn sein. Die den Endspalt bildenden Walzen können einen oder mehrere Spaltsteueraktuatoren aufweisen. Die ein oder mehreren Spaltsteueraktuatoren können so konfiguriert sein, dass diese während der Laminierung entgegenwirkende Kräfte zwischen der ersten und der zweiten Walze den Endspalt bildenden Walzen erzeugen und steuern können. Es kann vorgesehen sein, dass die Metallfolie vor dem Zuführen in den Endspalt mit Klebstoff vorbeschichtet wird, oder der Klebstoff kann über einen separaten Pulvertrichter auf dem Mehrwalzenkalander auf eine Seite der Folie aufgetragen werden, so dass eine direkte Laminierung auf die Folie ohne vorherige Vorbeschichtung des Materials möglich ist. Die Anordnung kann nach dem Laminierungsschritt eine Schneidevorrichtung aufweisen, um die laminierte Bahn auf die endgültige Elektrodenbreite zu schneiden und die einzelnen Elektrodenrollen aufzuwickeln.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrodenbahn mit einem Mehrwalzenkalander nach einem der Ansprüche 1 bis 15 oder einer Anordnung nach einem der Ansprüche 16 bis 17, aufweisend die Schritte:
Zuführen eines Elektrodenvorläufermaterials in einen eingangsseitigen durch eine stromaufwärtige und eine stromabwärtige Walze gebildeten Walzenspalt des Mehrwalzenkalanders;
Hindurchführen des Elektrodenvorläufermaterials durch den eingangsseitigen Walzenspalt und dabei Ausbilden einer Elektrodenbahn;
Herumführen der Elektrodenbahn um die stromabwärtige Walze; Hindurchführen der Elektrodenbahn durch zumindest einen weiteren Walzenspalt; Abführen der Elektrodenbahn aus dem Mehrwalzenkalander; wobei beim Hindurchführen des Elektrodenvorläufermaterials und/oder der Elektrodenbahn durch den zumindest einen Walzenspalt die Förderrichtung der Elektrodenbahn eine einer Hauptförderrichtung der Elektrodenbahn entgegengesetzte Bewegungskomponente aufweist. Es kann vorgesehen sein, dass bei dem Verfahren die Elektrodenbahn um mehr als i8o° um die stromabwärtige Walze herumgeführt wird.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Umlaufgeschwindigkeit der stromabwärtigen Walze größer ist als die Umlaufgeschwindigkeit der stromaufwärts angeordneten Walze.
Es kann vorgesehen sein, dass das Abführen der Elektrodenbahn aus dem Mehrwalzenkalanders das Laminieren der Elektrodenbahn auf eine Metallfolie umfasst.
Es kann vorgesehen sein, dass das Verfahren das Herstellen zweier Elektrodenbahnen umfasst, welche in gegenläufigen Hauptförderrichtungen gefördert werden, wobei beim Abführen der Elektrodenbahnen aus den jeweiligen Mehrwalzenkalandern die Elektrodenbahnen beidseitig auf eine Metallfolie laminiert werden.
Dem Verfahren vorausgehen kann ein Prozess zur Vorbereitung des Elektrodenvorläufermaterials, das ein Pulver sein kann. Dieser Prozess kann mit dem trockenen Vermischen von trockenen aktiven Materialteilchen, trockenen leitfähigen Teilchen und trockenen Bindemittelteilchen beginnen, um eine erste Trockenmischung zu bilden. Außerdem können trockene leitfähige Teilchen und trockene Bindemittelteilchen ebenfalls trocken gemischt werden, um eine zweite Trockenmischung zu bilden, die einem Trockenfibrillierungsschritt zugeführt werden kann. Im Trockenfibrillierungsschritt kann das Trockengemisch mit einer Strahlmühle fibrilliert werden. Während des Trockenfibrillierungsschritts werden hohe Scherkräfte auf die Trockenmischung ausgeübt, um diese physikalisch zu strecken und ein Netz aus dünnen bahnförmigen Fasern zu bilden. In einem Trockenzuführungsschritt können die separat gebildeten ersten und zweiten Trockenmischungen in entsprechende Behälter gegeben werden, um einen Trockenfilm zu bilden. Der Trockenfilm kann anschließend dem Mehrwalzenkalander zugeführt werden und darin verdichtet und kalandriert werden, um eine eingebettete/durchmischte Elektrodenbahn oder eine selbsttragende Elektrodenbahn zu erhalten. Die Elektrodenbahn wird anschließend an einem Stromkollektor (z. B. einer Metallfolie) befestigt.
Das Verfahren weist den Vorteil auf, dass eine dadurch hergestellte selbsttragende Elektrodenbahn kann im Vergleich zu einer in einem Nassverfahren hergestellten Elektrodenbahn verbesserte Eigenschaften aufweist. Zum Beispiel kann eine trockene Elektrodenbahn eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweisen: verbesserte Bahnfestigkeit, verbesserte Kohäsion, verbesserte Adhäsion, verbesserte elektrische Leistung oder reduziertes Auftreten von Defekten. Zu den Defekten können Löcher, Risse, Oberflächenvertiefungen in der Elektrodenbahn gehören. Das Haftvermögen kann das Haftvermögen an einem Stromabnehmer sein. Die elektrische Leistung kann die spezifische Kapazität sein. Die Bahnfestigkeit kann die Zugfestigkeit sein.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachstehenden Figuren erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Walzenanordnung des erfindungsgemäßen Mehrwalzenkalanders;
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht eines eingangsseitigen Walzenverbunds des erfindungsgemäßen Mehrwalzenkalanders;
Fig. 3 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines eingangsseitigen Walzenverbunds des erfindungsgemäßen Mehrwalzenkalanders;
Fig. 4 eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Anordnung bestehend aus zwei gegenläufigen Mehrwalzenkalandern.
Figur i zeigt eine Seitenansicht einer beispielhaften Ausführungsform der Walzenanordnung des erfindungsgemäßen Mehrwalzenkalanders 1. Die dargestellte Anordnung weist insgesamt 7 in einer Hauptförderrichtung X nebeneinander positionierte Walzen 2 auf, welche jeweils versetzt zueinander sowie versetzt zu einer Nulllinie N bzw. einer Pressebene P angeordnet sind. Dabei sind die Walzen 2 zum einen in einer vertikalen Richtung zueinander versetzt und zum anderen in der Hauptförderrichtung X zueinander versetzt, so dass die Außenradien Rw der Walzen 2 in Hauptförderrichtung X jeweils überlappen. In der linken Bildhälfte befindet sich die Eingangsseite 5 des Mehrwalzenkalanders 1. Dort wird über eine nicht dargestellte Zuführeinrichtung 9 ein Elektrodenvorläufermaterial 7 dem Walzenspalt der zweiten und dritten Walze von links, welche einen geringeren Durchmesser Di aufweisen als die übrigen Walzen 2, welche einen größeren Durchmesser D2 aufweisen, von oben zugeführt und durch die beiden Walzen 2 mit dem Durchmesser Di unter einem vorbestimmten Walzenspaltdruck hindurchgeführt. Auf der gegenüberliegenden Seite des Walzenspalts 3 wird die durch den Druck erzeugte Elektrodenbahn 4 um die Unterseite der dritten Walze 2 herumgeführt und dem zweiten Walzenspalt 3 zwischen der dritten und vierten im Bild dargestellten Walze 2 hindurchgeführt, wobei die dritte Walze den Durchmesser Di und die vierte Walze den Durchmesser D2 aufweist. Die Elektrodenbahn 4 haftet jeweils an der nachfolgenden Walze 2 dadurch, dass die stromabwärts gelegenen Walzen 2 jeweils eine höhere Umlaufgeschwindigkeit als die diesen stromaufwärts benachbarten Walze 2 aufweisen. Die höhere Geschwindigkeit der stromabwärts gelegenen Walze 2 bewirkt eine Scherung der Elektrodenbahn 4 im Walzenspalt 3, so dass die Elektrodenbahn 4 an der Walze 2 mit höherer Umlaufgeschwindigkeit anhaftet. Die erste Walze 81inks in der Darstellung weist keine Funktion im Sinne des Förderns der Elektrodenbahn 4 auf. Diese dient stattdessen zum Abstützen der zweiten Walze 2 bzw. der ersten Walze mit geringerem Durchmesser Di. Daher ist zwischen diesen beiden Walzen kein Walzenspalt 3 vorgesehen, sondern die Walzen 2 stehen in unmittelbarem Kontakt zueinander. Wie dargestellt rotieren benachbarte Walzen 2 jeweils gegenläufig. Die Stützwalze 8 dreht sich im dargestellten Beispiel entgegen dem Uhrzeigersinn, die zweite im Uhrzeigersinn, die dritte wieder entgegen dem Uhrzeigersinn usw. Die Walzen 2, zwischen welchen die Elektrodenbahn 4 zickzackförmig hindurchgeführt wird, sind jeweils so zueinander angeordnet, dass die Mittelachse M der vorderen der einen Walzenspalt 3 bildenden Walzen 2 jeweils bezogen auf die Vertikale vor dem Walzenspalt 3 und die Mittelachse M der hinteren der Walzen 2 jeweils hinter dem Walzenspalt 3 angeordnet ist. Beispielsweise befindet dreht sich die zweite Walze 2 im Uhrzeigersinn und die dritte gegenläufig, so dass die Vorschubrichtung der Elektrodenbahn 4 durch den durch die zweite und die dritte Walze 2 gebildeten Walzenspalt 3 im Wesentlichen vertikal nach unten verläuft. Die Mittelachse M der zweiten Walze 2 ist nun oberhalb des Walzenspalts 3 und die Mittelachse M der dritten Walze 2 unterhalb der Walzenspalts 3 angeordnet. Im benachbarten Walzenspalt 3 zwischen der dritten und der vierten Walze 2 weist die Vorschubrichtung im Wesentlichen vertikal nach oben, so dass entsprechend die Mittelachse M der dritten Walze 2 unterhalb der Walzenspalts 3 und die Mittelachse M der vierten Walze 2 oberhalb des Walzenspalts 3 liegt. Diese Anordnung der Walzen 2 resultiert darin, dass die Bewegungsrichtung B der Elektrodenbahn 4 jeweils eine Vertikalkomponente BY und eine Horizontalkomponente Bx aufweist, wobei die Horizontalkomponente Bx jeweils entgegen der Hauptförderrichtung X ausgerichtet ist. Die dargestellte Walzenanordnung weist ferner die Eigenschaft auf, dass der Weg, den die Elektrodenbahn 4 jeweils auf einer Walzenoberfläche zurücklegt, jeweils größer als 1800 des Kreisbogens der jeweiligen Walze beträgt. Die Elektrodenbahn wird an einer Ausgangsseite 6 aus dem Mehrwalzenkalander 1 herausgeführt.
Figur 2 zeigt noch einmal im Detail die eingangsseitig angeordneten ersten vier Walzen 2, deren mittlere Walzen 2 den Walzenspalt 3 zum Aufnehmen des zugeführten Elektrodenvorläufermaterials 7 bilden. Der Versatz zwischen den einzelnen Walzen 2 ist dabei zu Anschaulichkeitszwecken stark vergrößert im Bezug auf die Walzendurchmesser dargestellt. Bezogen auf eine Nulllinie N weist die erste Walze bzw. die Stützwalze 8 einen Versatz VYS auf, welcher vertikal unterhalb der Nulllinie N liegt. Bezogen auf die Nulllinie N weist die zweite Walze 2 einen Versatz VYI auf, welcher ebenfalls vertikal unterhalb der Nulllinie N liegt und größer ist als der Versatz VYS der ersten Walze 8. Bezogen auf die Nulllinie N weist die dritte Walze 2 einen Versatz VY2 auf, welcher ebenfalls vertikal unterhalb der Nulllinie N liegt und größer ist als der Versatz VYI der zweiten Walze 2. Bezogen auf die Nulllinie N weist die dritte Walze 2 einen Versatz VY3 auf, welcher vertikal oberhalb der Nulllinie N liegt und dem Versatz VYs der ersten Walze 8 entspricht. Im gezeigten Beispiel beträgt der Versatz VY8 2,5 mm, der Versatz VYI 4,45 mm, der Versatz VY2 10 mm und der Versatz VY32,5 mm. In horizontaler Richtung, d.h. entlang der Hauptförderrichtung X weist die zweite zur dritten Walze eine Überlappung Vxi,2 auf, die dritte zur vierten Walze eine Überlappung Vx2.3, welche größer ist als die Überlappung Vxi,2. Bezogen auf den Walzenspalt 3 zwischen der zweiten und der dritten Walze stellt die zweite Walze 2 die vordere Walze 2.1 und die dritte Walze 2 die hintere Walze 2.2 dar. Bezogen auf den Walzenspalt 3 zwischen der dritten und der vierten Walze stellt die dritte Walze 2 die vordere Walze 2.1 und die vierte Walze 2 die hintere Walze 2.2 dar.
Figur 3 zeigt die eingangsseitig angeordneten ersten vier Walzen 2 im eingebauten Zustand und mit tatsächlichen Abmessungen dar. Insbesondere ist in der Darstellung die Zuführeinrichtung 9 zu erkennen, mittels welcher das pulvrige Elektrodenvorläufermaterial 7 in den Walzenspalt 3 zwischen der zweiten und der dritten Walze 2 hineingegeben wird. Die Zuführeinrichtung 9 ist vertikal oberhalb des Walzenspalts 3 angeordnet, so dass das Elektrodenvorläufermaterial 7 unter Zuhilfenahme der Gravitationskraft in den Walzenspalt 3 gefördert wird. Die Walzen sind jeweils unabhängig voneinander in einem Kalanderrahmen 14 gelagert und können unabhängig voneinander angesteuert werden, insbesondere was die Spaltzustellung und die jeweilige Rotationsgeschwindigkeit der Walzen 2 betrifft. Figur 4 zeigt eine Anordnung 2 zum Herstellen einer beidseitig mit Elektroden beschichteten Metallfolie. Die Anordnung 2 weist zwei stirnseitig aneinanderpositionierte Mehrwalzenkalander 1 auf, welche gegenläufige Hauptförderrichtungen Xl, X2 aufweisen. Die Mehrwalzenkalander weisen jeweils acht Walzen 2 auf, wobei jeweils die eingangsseitige Endwalze als Stützwalze 8 ausgebildet ist und die ausgangsseitigen Endwalzen einen gemeinsamen Endwalzenspalt 13 ausbilden. Vertikal von oben wird dem Endwalzenspalt 13 eine Metallfolie 11 zugeführt, welche mittels der in den beiden Mehrwalzenkalandern 1 hergestellten Elektrodenbahnen 4 beidseitig beschichtet wird, so dass die beschichtete Metallfolie 11 den Endwalzenspalt 13 vertikal nach unten verlässt und im Anschluss abgelängt und/oder aufgerollt bzw. weiterverarbeitet werden kann.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
Bezugszeichenliste
1 Mehrwalzenkalander
2 Walzen
2.1, 2.2überlappende Walzen
3 Walzenspalt
4 Elektrodenbahn
5 Eingangsseite
6 Ausgangsseite
7 Elektrodenvorläufermaterial
8 Stützwalze
9 Zuführeinrichtung
10 Anordnung
11 Metallfolie
12 Endwalzen
13 Endwalzenspalt
14 Kalanderrahmen
B Bewegungsrichtung im Walzenspalt
Bx Bewegungskomponente entgegen der Hauptförderrichtung
BY Bewegungskomponente senkrecht zur Hauptförderrichtung
Di kleiner Durchmesser
D2 großer Durchmesser
M Mittelachsen der Walzen
N Nulllinie
P Pressebene
Rw Außenradien
VYS Versatz Stützwalze senkrecht zur Hauptförderrichtung
VYI Versatz erste Walze senkrecht zur Hauptförderrichtung
VY2 Versatz zweite Walze senkrecht zur Hauptförderrichtung
VY3 Versatz dritte Walze senkrecht zur Hauptförderrichtung
Vxi,2 Versatz erste und zweite Walze in Hauptförderrichtung
Vx2,3 Versatz zweite und dritte Walze in Hauptförderrichtung
X Hauptförderrichtung

Claims

Ansprüche Mehrwalzenkalander (1) zur Herstellung von Elektroden in einem Trockenbeschichtungsverfahren, mit einer Mehrzahl von im Wesentlichen in einer Hauptförderrichtung (X) einer herzustellenden Elektrodenbahn hintereinander angeordneten Walzen (2), wobei zwischen benachbarten und jeweils gegenläufig rotierenden Walzen (2) jeweils ein Walzenspalt (3) zum Hindurchführen der Elektrodenbahn (4) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei benachbarte der Mehrzahl Walzen (2) so angeordnet sind, dass deren Außenradien (Rw) bezogen auf die Hauptförderrichtung (X) überlappen. Mehrwalzenkalander (1) nach Anspruch 1, wobei die zumindest zwei benachbarten überlappenden Walzen (2.1, 2.2) so angeordnet sind, dass eine davon senkrecht versetzt zur anderen Walze bezogen auf die Hauptförderrichtung (X) angeordnet ist. Mehrwalzenkalander (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zumindest zwei benachbarten überlappenden Walzen (2.1, 2.2) so zueinander angeordnet sind, dass die Mittelachse (M) der vorderen Walze (2.1) bezogen auf eine Richtung quer zur Hauptförderrichtung (X) vor dem Walzenspalt (3) und die Mittelachse (M) der hinteren Walze (2.2) bezogen auf die Richtung quer zur Hauptförderrichtung (X) hinter dem Walzenspalt (3) angeordnet ist, so dass eine durch den Walzenspalt (3) geführte Elektrodenbahn (4) zumindest abschnittsweise entgegen der Hauptförderrichtung (X) gefördert ist. Mehrwalzenkalander (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Wegstrecke der Elektrodenbahn (4) zwischen zwei benachbarten Walzenspalten (3) jeweils mehr als 180° des Umfangs der jeweiligen Walze (2) beträgt. Mehrwalzenkalander (1) nach Anspruch 4, wobei alle Walzen (2) so angeordnet sind, dass deren Außenradien (Rw) bezogen auf die Hauptförderrichtung (X) überlappen und alle benachbarten Walzen (2) jeweils so zueinander angeordnet sind, dass die Mittelachse (M) der jeweils vorderen Walze (2.1) bezogen auf eine Richtung quer zur Hauptförderrichtung (X) vor dem Walzenspalt (3) und die Mittelachse (M) der jeweils hinteren Walze (2.2) bezogen auf die Richtung quer zur Hauptförderrichtung (X) hinter dem Walzenspalt (3) angeordnet ist. Mehrwalzenkalander (i) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei alle Walzenspalte (3) dieselbe Spalthöhe aufweisen. Mehrwalzenkalander (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Höhe zumindest eines in Hauptförderrichtung (X) hinteren Walzenspalts (3) geringer ist als zumindest eines davor angeordneten. Mehrwalzenkalander (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zumindest einige der Walzenspalte (3) in einer gemeinsamen Pressebene (P) zueinander angeordnet sind. Mehrwalzenkalander (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Mehrwalzenkalander (1) eine Eingangsseite (5) zum Zuführen eines Elektrodenvorläufermaterials (7) aufweist und wobei der Mehrwalzenkalander (1) eine Ausgangsseite (6) zum Abgeben der aus dem Elektrodenvorläufermaterial (7) gebildeten Elektrodenbahn (4) aufweist. Mehrwalzenkalander (1) nach Anspruch 9, wobei ein eingangsseitiger Walzenspalt (3) zum Aufnehmen des zugeführten Elektrodenvorläufermaterials (7) vorgesehen ist, welcher aus zwei Walzen (2) gebildet ist, welche einen geringeren Durchmesser (Di) als zwei an diese jeweils angrenzenden weiteren Walzen (2) aufweisen. Mehrwalzenkalander (1) nach Anspruch 10, wobei die zum Aufnehmen des Elektrodenvorläufermaterials (7) vorgesehenen Walzen (2) die zumindest zwei benachbarten überlappenden Walzen (2.1, 2.2) sind. Mehrwalzenkalander (1) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei die in Hauptförderrichtung (x) vor den zum Aufnehmen des Elektrodenvorläufermaterials (7) vorgesehenen Walzen (2) angeordnete und an diese angrenzende eine Stützwalze (8) ist, welche keinen Walzenspalt mit der ersten der Walzen (2) mit einem geringeren Durchmesser (Di) ausbildet, sondern unmittelbar an diese angrenzt. - Mehrwalzenkalander (1) nach Anspruch 12, wobei die Stützwalze (8) so zu der Vorderen der zum Aufnehmen des Elektrodenvorläufermaterials (7) vorgesehenen Walzen (2) angeordnet ist, dass die Mittelachse (M) der Stützwalze (8) bezogen auf eine Richtung quer zur Hauptförderrichtung (X) hinter dem zwischen diesen ausgebildeten Walzenkontaktbereich und die Mittelachse (M) der Vorderen der zum Aufnehmen des Elektrodenvorläufermaterials (7) vorgesehenen Walzen (2) bezogen auf die Richtung quer zur Hauptförderrichtung (X) vor dem Walzenkontaktbereich angeordnet ist. . Mehrwalzenkalander (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die zumindest zwei benachbarten überlappenden Walzen (2.1, 2.2) mit unterschiedlichen Umlaufgeschwindigkeiten angetrieben sind. . Mehrwalzenkalander (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei dem Walzenspalt (3) der zum Aufnehmen des Elektrodenvorläufermaterials (7) vorgesehenen Walzen eine Zuführeinrichtung (9) zum Zuführen des Elektrodenvorläufermaterials (7) zugeordnet ist. . Anordnung (10) aufweisend zwei Mehrwalzenkalander (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche zum beidseitigen Laminieren einer Metallfolie (11) mit Elektrodenbahnen (4), welche so angeordnet sind, dass die darin jeweils gebildeten Elektrodenbahnen (4) in entgegengesetzten Hauptförderrichtungen (X) gefördert sind, wobei die stromabwärtigen Endwalzen (12) beider Mehrwalzenkalander (1) einen Endwalzenspalt (13) ausbilden und gegenläufig rotieren, so dass eine dem Endwalzenspalt (13) zugeführte Metallfolie (11) beidseitig mit den jeweils in den Endwalzenspalt (13) geführten Elektrodenbahnen (4) beschichtet wird. . Anordnung (10) nach Anspruch 16, wobei die stromabwärtigen Endwalzen (12) keinen Versatz zueinander aufweisen, so dass die laminierte Metallfolie (11) im Wesentlichen senkrecht zur Hauptförderrichtung (X) der Elektrodenbahnen (4) durch den Endwalzenspalt (13) geführt ist. Verfahren zum Herstellen einer Elektrodenbahn (4) mit einem Mehrwalzenkalander (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 oder einer Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 16 bis 17, aufweisend die Schritte: Zuführen eines Elektrodenvorläufermaterials (7) in einen eingangsseitigen durch eine stromaufwärtige und eine stromabwärtige Walze (2) gebildeten Walzenspalt (3) des Mehrwalzenkalanders (1);
Hindurchführen des Elektrodenvorläufermaterials (7) durch den eingangsseitigen Walzenspalt (3) und dabei Ausbilden einer Elektrodenbahn (4);
Herumführen der Elektrodenbahn (4) um die stromabwärtige Walze (2); Hindurchführen der Elektrodenbahn (4) durch zumindest einen weiteren Walzenspalt (3);
Abführen der Elektrodenbahn (4) aus dem Mehrwalzenkalander (1); wobei beim Hindurchführen des Elektrodenvorläufermaterials (7) und/oder der Elektrodenbahn (4) durch den zumindest einen Walzenspalt (3) die Förderrichtung der Elektrodenbahn (4) eine einer Hauptförderrichtung (X) der Elektrodenbahn (4) entgegengesetzte Bewegungskomponente aufweist. Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Elektrodenbahn (4) um mehr als 180° um die stromabwärtige Walze (2) herumgeführt wird. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei die Umlaufgeschwindigkeit der stromab wärtigen Walze (2) größer ist als die Umlaufgeschwindigkeit der stromaufwärts angeordneten Walze (2).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20050236732A1 (en) * 2004-01-13 2005-10-27 Bernd Brosch Method and apparatus for making positive electrode films for polymer batteries
FI120594B (fi) * 2004-10-12 2009-12-15 Metso Paper Inc Telastosovitelma
KR101764469B1 (ko) * 2014-10-02 2017-08-02 주식회사 엘지화학 이차전지 전극 가공 시스템 및 이차전지 전극 가공 방법
CN114207864A (zh) * 2019-01-16 2022-03-18 麦斯韦尔技术股份有限公司 用于制造干电极的系统和方法
JP7322796B2 (ja) * 2020-04-24 2023-08-08 トヨタ自動車株式会社 圧縮済み帯状電極板の製造方法及び製造システム
CN114039020A (zh) * 2021-09-26 2022-02-11 三一技术装备有限公司 电极合成装置、方法及电池

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