EP4566101A1 - Verfahren zur fertigung einer elektrode - Google Patents

Verfahren zur fertigung einer elektrode

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Publication number
EP4566101A1
EP4566101A1 EP23750560.7A EP23750560A EP4566101A1 EP 4566101 A1 EP4566101 A1 EP 4566101A1 EP 23750560 A EP23750560 A EP 23750560A EP 4566101 A1 EP4566101 A1 EP 4566101A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
embossing
web
electrode
coating
endless
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23750560.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Anton GUGENHEIMER
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.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Publication of EP4566101A1 publication Critical patent/EP4566101A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • 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
    • H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • 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
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • 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 invention relates to a method for producing an electrode according to the preamble of claim 1 and a process arrangement according to claim 10.
  • electrode sheets i.e. anode sheets and cathode sheets
  • the respective electrode sheet has a current conductor which is formed from an aluminum foil or a copper foil.
  • the current collector is usually coated on both sides with an electrode coating.
  • the current arrester has a laterally projecting, coating-free arrester lug.
  • a colored spray marking is printed on the web in the coating-free area of the film during the ongoing process, at regular intervals (e.g. every meter) or only in the event of abnormalities (error marking ).
  • error marking is detected in the following manufacturing steps using sensors.
  • a marking is burned onto the web after coating with a laser in the coating-free area of the film during the ongoing process, at regular intervals (e.g.
  • an adhesive marker e.g. label
  • the marking is detected in the following manufacturing steps using sensors.
  • All three solutions known from the prior art have in common that the marking is only applied after the second coating pass. This means that production can only be traced back to after the second coating pass. Information about the first coating pass and the film is therefore lost. Markings cannot be applied beforehand because the coating-free areas that can be marked only become visible after coating. Another disadvantage is that the marking on the track is done at intervals and not without gaps.
  • the inkjet printer is maintenance-intensive, can become clogged, and print heads need to be cleaned regularly. Furthermore, there are high operating costs due to the consumption of ink and low reliability, because e.g. B. empty ink tank or clogged lines lead to incorrect or missing markings.
  • the laser solution requires a high level of operational effort due to occupational safety requirements due to lasers. In addition, uncontrolled emissions of metallic particles result from material removal on the film, which remain on the electrode coating and can lead to short circuits in the battery cell. Furthermore, there are high system costs due to the laser source and suction, as well as high energy costs due to the laser source. The laser solution is also sensitive to changes in manufacturing parameters (e.g. web speed) because the heat input for burning in the marking changes when the web is running slower or faster.
  • An electrode arrangement for a battery cell is known from US 2012/0295145 A1.
  • a method for producing an electrode sheet is known from WO 2013/018254 A1.
  • the object of the invention is to provide a method and a process arrangement by means of which reliable product tracing is possible compared to the prior art. The task is solved by the features of claim 1 or claim 10.
  • the invention is based on a manufacturing process in which an endless electrode web is coated with an electrode coating in a coating process. This is followed by a cutting process in which a coating-free area of the endless electrode web is cut, in particular with the formation of arrester tabs.
  • the procedure also shows a marking process in which the coating-free area of the endless electrode web is marked. With the help of the marking, product tracing can be carried out in the event of a proof of origin or a quality complaint. According to the characterizing part of claim 1, the marking process is implemented as an embossing process.
  • a continuous, varying embossing pattern with no gaps in the production direction is embossed as a marking into the coating-free area of the endless electrode web.
  • an uncoated aluminum or copper foil is provided with a gapless marking without foreign substances.
  • the complete marking is continuously embossed into the film using embossing rollers.
  • the molded structure has a depth of less than one ⁇ P and does not affect the mechanical stability of the films, which are up to 4 ⁇ P thin.
  • the marking which varies in the longitudinal direction of the web, results from a combination of different patterns on embossing rollers with different diameters on the top and bottom of the web.
  • the arrangement and diameter of the embossing rollers are designed so that the combination is only repeated after an entire electrode roll (e.g. after 10,000 m).
  • the embossing rollers are coupled to rotary encoders that record the position of the embossing rollers with the current position of the web.
  • the marking can be derived from the positions of the embossing rollers and thus the position of the web can be deduced.
  • Sensor technology e.g. B. a camera can decode the marking.
  • the essence of the invention is that the marking is done without foreign substances (e.g. ink, labels), but rather by embossing. In addition, the marking is seamless, i.e. continuous.
  • the marking varies along the longitudinal direction of the web by combining geometric patterns on the top and bottom of the film.
  • several embossing rollers with different diameters can be in embossing engagement, arranged above and below the web, with different patterns and in several tracks.
  • the web moves through the embossing rollers.
  • the embossing rollers are connected to rotary encoders that record the current rotational position of the embossing rollers.
  • the current position of the web is recorded via a deflection roller that is connected to a rotary encoder.
  • Rotary encoders send signals to a controller that assigns and saves the current embossing roller positions to the current web position.
  • a camera records the embossed patterns on the web.
  • the camera is connected to a controller in which the possible pattern combinations are stored.
  • the position of the embossing rollers and from this the current web position are determined from the recognized pattern.
  • Essential aspects of the invention are highlighted again in detail below:
  • a database, an optical sensor and a comparator module are provided for product tracking.
  • the embossing pattern that varies in the longitudinal direction of the web or parameters that correlate with it are stored in the database depending on the longitudinal position of the web.
  • the embossed pattern embossed into the endless electrode web can be optically captured in an image at a later time in the process.
  • the optically captured image can be compared with sections of the embossing pattern stored in the database. If there is a match, the longitudinal position of the embossed pattern section is assigned to the optically captured image, so that product traceability is possible.
  • the embossing tool used in the embossing process can preferably be a roller unit with at least one embossing roller. During the embossing process, the embossing roller rolls on the coating-free area of the endless electrode web.
  • the embossing roller has an embossing contour on the outer circumference, which is embossed into the coating-free area of the endless electrode web during the embossing process to form the embossing pattern.
  • a reduction in the computing effort and a reduction in the equipment effort is of great importance when recording and storing the embossing pattern in the database. It is therefore preferable not to read image data of the embossed pattern into the database, which would require a lot of memory.
  • parameters that correlate with the embossing pattern can be read into the database, for example the rotational positions of the at least one embossing rollers that correlate with the embossing pattern.
  • the embossing roller has a rotary encoder that is in signal connection with a control unit that controls the embossing roller. The rotational position of the embossing roller correlates with the current longitudinal position of the web at which the current embossing process takes place.
  • the rotational position of the embossing roller correlates with the embossing pattern section currently produced in the embossing process. Therefore, an embossing pattern section that correlates with it can be easily derived from the rotational position of the embossing roller.
  • the rotational positions of the embossing roller can be stored in the database as correlating parameters instead of the embossing pattern. It is preferred if the roller unit has at least one pair of embossing rollers, through whose roller gap the coating-free area of the endless electrode web is guided. It is particularly advantageous if the roller unit has several pairs of embossing rollers arranged in a row one behind the other.
  • Figures 1 to 8 each show different views, which illustrate the manufacturing method according to the invention.
  • 1 shows an electrode sheet 1 produced using a method according to the invention, which is part of an electrode/separator stack (not shown) of a battery cell.
  • the electrode sheet 1 is formed with a central current conductor foil 3 (for example aluminum foil or copper foil), which is coated on both sides with an electrode coating 5.
  • the current arrester film 3 is extended laterally outwards with a coating-free arrester lug 7.
  • the electrode sheet 1 is made from a still uncoated base film web 10 ( Figure 2). In the uncoated state, this is first guided through a marking station M ( Figure 2) described later.
  • the base film web 10 is then divided into a total of four endless electrode webs 9 along the longitudinal section lines 15 (shown in FIG. 2).
  • the endless electrode webs 9 are subjected to a coating process in which each endless electrode web 9 on its top and on its Underside is coated with the electrode coating 5.
  • the base film web 10 can already be subjected to the coating process.
  • the base film web 10 in FIG. 2 is transferred to the next process station via a deflection roller 13.
  • 5 shows a web section of an already coated endless electrode web 9.
  • the electrode endless web 9 has on its right longitudinal edge side a coating-free area 11 which extends in the production direction F and in which, for example, a three-track embossed pattern 19 is embossed.
  • the electrode endless web 9 provided in this way is subjected to a cutting process.
  • the electrode Endless web 9 cut along the cutting lines 36 indicated by dashed lines ( Figure 5).
  • the arrester tabs 7 are punched out in the coating-free area 11 of the endless electrode web 9.
  • the electrode sheets 1 are separated by the endless electrode web 9.
  • the marking station M indicated in Figures 2 and 3 the areas 11 ( Figure 5) of the base film web 10 that remain coating-free after the electrode coating are marked with an embossing pattern 19 in an embossing process.
  • the marking can be done on one or both sides. With the help of the embossed pattern 19, product tracing is possible in the event of a proof of origin or a quality complaint about the manufactured electrode sheets 1.
  • the marking ie the embossed pattern
  • the marking is carried out without foreign substances, so that the chemical reactions of a battery cell are not negatively influenced.
  • Welding can also be carried out directly at the marked point, without weakening the weld seam due to foreign substances.
  • the coating can also be done directly on the marking without negative interactions.
  • the embossed pattern 19 is embossed into the coating-free areas 11 ( Figure 5) by means of a roller unit 17 ( Figure 2).
  • the embossed pattern 19 extends continuously and without gaps in each of the coating-free areas 11 (FIG. 5) in the production direction F.
  • the embossing pattern 19 varies along the production direction F.
  • Embossing contours 30 are formed on the outer circumference of each of the embossing rollers, which emboss the embossing pattern 19 into the coating-free areas 11 during the embossing process.
  • the embossing roller pairs 21 to 24 and the deflection roller 13 each have a rotary encoder 20 in FIG. 2, which is in signal connection with an electronic control unit 25, by means of which the embossing rollers can be controlled.
  • the rotational positions D1(x) to D4(x) of the embossing rollers are recorded.
  • the rotational positions D1(x) to D4(x) of the embossing rollers correlate with the current longitudinal web position x, at which the current embossing process takes place.
  • the longitudinal web position x is detected using the rotary encoder 20 of the deflection roller 13.
  • the rotational positions D1(x) to D4(x) of the embossing rollers correlate with the embossing pattern section A(x) currently embossed in the embossing process (FIG. 8).
  • a correlating embossed pattern section A (x) can be derived.
  • a database 27 an optical sensor 29 and a comparator module 31 are provided according to FIG.
  • the electronic control unit 25 reads the embossing pattern 19, which varies in the longitudinal direction of the web, and/or the corresponding rotational positions D1(x) to D4(x) of the pairs of rollers 21 to 24, depending on the respective longitudinal position x, into the database 27 and stores it there in a table , as indicated in Figure 7.
  • the longitudinal web positions x 1 to x 5 , the embossing pattern 19 depending on the longitudinal web positions x 1 to x 5 , and the corresponding rotational positions D1 (x) to D4 (x) of the roller pairs 21 to 24 are stored in a table.
  • product tracing is carried out as an example.
  • the arrester lug 7 of the electrode sheet 11 is optically captured as an image B using the optical sensor 29.
  • Image B is passed to comparator module 31.
  • the data x, D1(x) to D4(x) stored in the database 27 and/or the embossing pattern 19 are read into the comparator module 31.
  • the image B is with sections A(x) of the embossing pattern 19 stored in the database 27 (or with the parameters D1(x), D2(x), D3(x) correlating therewith. , D4(x)) compared.
  • image B corresponds to the embossed pattern section A(x 4 ). Due to the correspondence of the captured image B with an embossed pattern section A(x 4 ), the longitudinal web position x 4 is assigned to the optically captured image B. In this way, the longitudinal web position of image B, which is required for product tracking, is identified.
  • both the embossing pattern 19 and the rotational positions D1(x) to D4(x) of the embossing roller pairs 21 to 24 are stored as parameters that correlate with the embossing pattern 19.
  • the embossing pattern has three tracks, with each track being formed from spaced-apart bars running in the longitudinal direction.
  • the embossed pattern 19 can also be implemented in any other way.
  • the number of tracks can be chosen arbitrarily.
  • the marking station M can, for example, be integrated into the coating system. Alternatively, the marking station M can be at the Film production can be integrated or designed as a separate system.
  • the optical sensor 29 can be, for example, a line camera or can be implemented using contrast sensors.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigung einer Elektrode aus einer Elektroden-Endlosbahn (9), mit einem Beschichtungsprozess, in dem die Elektroden-Endlosbahn (9) mit einer Elektrodenbeschichtung (5) beschichtet wird, und einem Schneidprozess, in dem ein beschichtungsfreier Bereich (11) insbesondere unter Bildung von Ableiterfahnen (7) zugeschnitten wird. Das Verfahren weist einen Markierprozess auf, in dem der beschichtungsfreie Bereich (11) der Elektroden-Endlosbahn (9) markiert wird für eine Produktrückverfolgung im Falle eines Herkunftsnachweises oder einer Qualitätsbeanstandung. Erfindungsgemäß ist der Markierungsprozess ein Prägeprozess, in dem ein kontinuierliches, in Fertigungsrichtung (F) lückenloses sowie variierendes Prägemuster (19) als Markierung in beschichtungsfreien Bereich (11) der Elektroden-Endlosbahn (9) eingeprägt wird.

Description

Beschreibung Verfahren zur Fertigung einer Elektrode Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fertigung einer Elektrode nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Prozessanordnung gemäß Anspruch 10. In einem Elektroden-/Separatorstapel einer Batteriezelle sind Elektrodenblätter (das heißt Anodenblätter und Kathodenblätter) alternierend mit Separatorblättern übereinander gestapelt. Das jeweilige Elektrodenblatt weist einen Stromableiter auf, der aus einer Aluminiumfolie beziehungsweise einer Kupferfolie gebildet ist. Der Stromableiter ist meist beidseitig mit einer Elektrodenbeschichtung beschichtet. Zudem weist der Stromableiter eine seitlich abragende beschichtungsfreie Ableiterfahne auf. Ein solches Elektrodenblatt wird in einer gattungsgemäßen Batteriezellfertigung wie folgt hergestellt: Demnach wird zunächst eine folienartige Elektroden-Endlosbahn bereitgestellt. Diese wird einem Beschichtungsprozess unterworfen, in dem die Elektroden-Endlosbahn mit der Elektrodenbeschichtung beschichtet wird. Anschließend folgt ein Schneidprozess, in dem ein beschichtungsfreier Bereich der Elektroden-Endlosbahn unter Bildung von Ableiterfahnen zugeschnitten wird. Im weiteren Prozessverlauf wird eine Vereinzelung durchgeführt, in der die beschichtete sowie zugeschnittene Elektroden-Endlosbahn zu Elektrodenblättern vereinzelt wird. In der Batteriezellfertigung wird Bahnware verarbeitet. Es handelt sich um eine Aluminium- und Kupferfolie, die zu mehreren Tausend Meter langen Elektrodenrollen beschichtet werden. Die Beschichtung erfolgt in zwei Durchgängen: Zuerst wird die Oberseite der Bahn beschichtet, danach die Unterseite. Im weiteren Verlauf der Fertigung werden aus der Bahn Elektrodenblätter geschnitten und Batteriezellen gebaut. Für die Produktrückverfolgung im Falle eines Herkunftsnachweises oder einer Qualitätsbeanstandung ("Track & Trace") ist es von Vorteil, wenn die in einer Batteriezelle befindlichen einzelnen Elektrodenblätter identifiziert und einer Elektrodenrolle mit dokumentierten Materialien und Fertigungsparametern zugeordnet werden können. Gemäß einer ersten bekannten Lösung wird auf die Bahn nach dem Beschichten mit einem Tintenstrahldrucker (Inkjet) im beschichtungsfreien Bereich der Folie im laufenden Prozess eine farbliche Sprühmarkierung gedruckt, und zwar in regelmäßigem Abstand (z. B. jeder Meter) oder nur bei Auffälligkeiten (Fehlermarkierung). Die Markierung wird in folgenden Fertigungsschritten mittels Sensorik detektiert. Gemäß einer zweiten bekannten Lösung wird auf die Bahn nach dem Beschichten mit einem Laser im beschichtungsfreien Bereich der Folie im laufenden Prozess eine Markierung gebrannt, und zwar in regelmäßigem Abstand (z. B. jeder Meter) oder nur bei Auffälligkeiten (Fehlermarkierung). Die Markierung wird in folgenden Fertigungsschritten mittels Sensorik detektiert. Gemäß einer dritten bekannten Lösung wird auf die Bahn nach dem Beschichten ein adhäsiver Marker (z. B. Etikett) im beschichtungsfreien Bereich der Folie im laufenden Prozess aufgeklebt, und zwar bei Auffälligkeiten (Fehlermarkierung). Die Markierung wird in folgenden Fertigungsschritten mittels Sensorik detektiert. Alle drei aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen haben gemein, dass die Markierung erst nach dem zweiten Beschichtungsdurchgang aufgetragen wird. Dadurch kann die Fertigung nur bis nach dem zweiten Beschichtungsdurchgang zurückverfolgt werden. Informationen zum ersten Beschichtungsdurchgang und zur Folie gehen daher verloren. Vorher können Markierungen nicht aufgetragen werden, weil sich die beschichtungsfreien Bereiche, auf denen markiert werden kann, erst nach dem Beschichten zeigen. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Markierung auf der Bahn in Abständen und nicht lückenlos erfolgt. Wird z. B. jeder neue Meter markiert, bleiben viele Einzelblätter innerhalb eines Meters ohne Markierung. Eine Verringerung der Abstände, um auf jedem Einzelblatt eine Markierung zu haben, ist nicht möglich, weil zum Zeitpunkt der Markierung nicht klar ist, wo das Einzelblatt herausgeschnitten wird. Darüber hinaus gibt es spezifische Nachteile: In der Tintenstrahldrucker-Lösung braucht die Sprühmarkierung Zeit zum Trocknen, kann diese bei Weiterverarbeitung verwischen und unlesbar werden. Die Tinte ist ein Fremdstoff, der weder auf die Elektrodenbeschichtung kommen darf, um in der Batteriezelle keine negative chemische Reaktion auszulösen, noch auf dem unbeschichteten Bereich der Folie verbleiben darf, weil hier die Einzelblätter miteinander verschweißt werden und die Schweißnaht durch Fremdstoffe geschwächt wird. Der Tintenstrahldrucker ist wartungsintensiv, kann verstopfen, Druckköpfe müssen regelmäßig gereinigt werden. Ferner ergeben sich hohe Betriebskosten durch den Verbrauch von Tinte, und eine geringe Ausfallsicherheit, denn z. B. leerer Tintentank oder verstopfte Leitungen führen zu falschen oder fehlenden Markierungen. In der Laser-Lösung ist ein hoher betrieblicher Aufwand durch Anforderungen seitens Arbeitsschutz wegen Laser erforderlich. Zudem ergeben sich unkontrollierte Emission von metallischen Partikeln durch Materialabtrag auf der Folie, die auf der Elektrodenbeschichtung liegen bleiben und zu Kurzschlüssen in der Batteriezelle führen können. Ferner ergeben sich hohe Anlagenkosten wegen Laserquelle und Absaugung, sowie hohe Energiekosten wegen Laserquelle. Die Laser-Lösung ist zudem empfindlich gegenüber Änderungen der Fertigungsparameter (z. B. Bahngeschwindigkeit), weil Wärmeeintrag zum Einbrennen der Markierung sich bei langsamer oder schneller laufender Bahn ändert. Bei Verwendung eines adhäsiven Markers, z.B. Etiketten, (dritte Lösung) können diese nicht in eine Batteriezelle eingebaut, sondern müssen diese wieder entfernt werden. Schwach haftende Marker können bei Weiterberarbeitung abfallen. Aus der Elektrodenrolle hervorstehende Marker können bei Weiterverarbeitung geknickt oder abgerissen werden. Zudem ergeben sich hohe Betriebskosten durch den Verbrauch von Etiketten und eine geringe Ausfallsicherheit, da z. B. eine leere Etikettenrolle zu fehlenden Markierungen führt. Aus der US 2012/0295145 A1 ist eine Elektrodenanordnung für eine Batteriezelle bekannt. Aus der WO 2013/018254 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenblattes bekannt. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie eine Prozessanordnung bereitzustellen, mittels deren Hilfe eine im Vergleich zum Stand der Technik betriebssichere Produktrückverfolgung ermöglicht ist. Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 oder des Anspruches 10 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart. Die Erfindung geht von einem Fertigungsverfahren aus, bei dem eine Elektroden-Endlosbahn in einem Beschichtungsprozess mit einer Elektrodenbeschichtung beschichtet wird. Anschließend folgt ein Schneidprozess, in dem ein beschichtungsfreier Bereich der Elektroden-Endlosbahn insbesondere unter Bildung von Ableiterfahnen zugeschnitten wird. Das Verfahren weist zudem einen Markierprozess auf, in dem der beschichtungsfreie Bereich der Elektroden-Endlosbahn markiert wird. Mit Hilfe der Markierung ist eine Produktrückverfolgung durchführbar, und zwar im Falle eines Herkunftsnachweises oder einer Qualitätsbeanstandung. Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 ist der Markierungsprozess als ein Prägeprozess realisiert. In dem Prägeprozess wird vor dem Schneidprozess, insbesondere noch vor dem Beschichtungsprozess, ein kontinuierliches, in Fertigungsrichtung lückenloses, variierendes Prägemuster als Markierung in den beschichtungsfreien Bereich der Elektroden-Endlosbahn eingeprägt. Erfindungsgemäß wird also eine unbeschichtete Aluminium- oder Kupferfolie mit einer lückenlosen Markierung ohne Fremdstoffe versehen. Die lückenlose Markierung wird kontinuierlich mit Prägewalzen in die Folie geprägt. Die abgeformte Struktur hat eine Tiefe von unter einem ^P und beeinflusst nicht die mechanische Stabilität der bis zu 4 ^P dünnen Folien. Die in Bahnlängsrichtung variierende Markierung ergibt sich durch Kombination von verschiedenen Mustern auf Prägewalzen mit verschiedenen Durchmessern auf Ober- und Unterseite der Bahn. Anordnung und Durchmesser der Prägewalzen werden so ausgelegt, dass die Kombination sich erst nach einer ganzen Elektrodenrolle (z. B. nach 10.000 m) wiederholt. Die Prägewalzen sind mit Drehgebern gekoppelt, die die Stellung der Prägewalzen mit der aktuellen Position der Bahn erfasst. Aus den Stellungen der Prägewalzen lässt sich die Markierung ableiten und damit auf die Position der Bahn schließen. Sensorik, z. B. eine Kamera, kann die Markierung entschlüsseln. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass die Markierung ohne Fremdstoffe (z. B. Tinte, Etiketten) erfolgt, sondern durch Prägen. Zudem ist die Markierung lückenlos, d. h. durchgängig. Ferner variiert die Markierung entlang der Bahnlängsrichtung durch die Kombination geometrischer Muster auf Ober- und Unterseite der Folie. Beispielhaft können mehrere Prägewalzen mit verschiedenen Durchmessern in Prägeeingriff sein, und zwar angeordnet oberhalb und unterhalb der Bahn, mit verschiedenen Mustern sowie in mehreren Spuren. Die Bahn bewegt sich durch die Prägewalzen. Die Prägewalzen sind verbunden mit Drehgebern, die die aktuelle Drehstellung der Prägewalzen erfassen. Außerdem wird die aktuelle Position der Bahn über eine Umlenkrolle erfasst, die mit einem Drehgeber verbunden ist. Drehgeber senden Signale an eine Steuerung, die der aktuellen Bahnposition die aktuellen Prägewalzenstellungen zuordnet und speichert. In folgenden Fertigungsschritten erfasst eine Kamera die geprägten Muster auf der Bahn. Die Kamera ist verbunden mit einer Steuerung, in der die möglichen Musterkombinationen hinterlegt sind. Aus dem erkannten Muster wird auf die Stellung der Prägewalzen und daraus auf die aktuelle Bahnposition geschlossen. Nachfolgend werden wesentliche Erfindungsaspekte nochmals im Einzelnen hervorgehoben: So wird in einer technischen Umsetzung für die Produktrückverfolgung eine Datenbank, ein optischer Sensor sowie ein Vergleicherbaustein bereitgestellt. In der Datenbank werden das in der Bahnlängsrichtung variierende Prägemuster oder damit korrelierende Parameter in Abhängigkeit von der Bahnlängsposition hinterlegt. Mit Hilfe des optischen Sensors kann zu einem späteren Prozesszeitpunkt ausschnittsweise das in die Elektroden-Endlosbahn eingeprägte Prägemuster in einem Bild optisch erfasst werden. Im Vergleicherbaustein kann das optisch erfasste Bild mit Ausschnitten des in der Datenbank hinterlegten Prägemusters verglichen werden. Bei Übereinstimmung wird die Bahnlängsposition des Prägemuster- Ausschnittes dem optisch erfassten Bild zugeordnet, sodass eine Produktrückverfolgung ermöglicht ist. Das im Prägeprozess verwendete Prägewerkzeug kann bevorzugt eine Walzeneinheit mit zumindest einer Prägewalze sein. Während des Prägevorgangs rollt die Prägewalze auf dem beschichtungsfreien Bereich der Elektroden-Endlosbahn ab. Die Prägewalze weist am Außenumfang eine Prägekontur auf, die während des Prägevorgangs unter Bildung des Prägemusters in den beschichtungsfreien Bereich der Elektroden-Endlosbahn geprägt wird. Eine Reduzierung des Rechenaufwands sowie eine Reduzierung des Geräteaufwands ist bei der Erfassung sowie Speicherung des Prägemusters in der Datenbank von großer Bedeutung. Von daher kann bevorzugt auf ein Einlesen von Bilddaten des Prägemusters in die Datenbank verzichtet werden, was einen hohen Speicherbedarf mit sich bringen würde. Anstelle dessen können zum Prägemuster korrelierende Parameter in die Datenbank eingelesen werden, etwa , die mit dem Prägemuster korrelierenden Drehstellungen der zumindest einen Prägewalzen. Hierfür weist die Prägewalze einen Drehgeber auf, der in Signalverbindung mit einer Steuereinheit ist, die die Prägewalze ansteuert. Die Drehstellung der Prägewalze korreliert mit der aktuellen Bahnlängsposition, an der der aktuelle Prägevorgang stattfindet. Zudem korreliert die Drehstellung der Prägewalze mit dem aktuell im Prägevorgang hergestellten Prägemuster- Ausschnitt. Von daher ist aus der Drehstellung des Prägewalze in einfacher Weise ein damit korrelierender Prägemuster-Ausschnitt herleitbar. Vor diesem Hintergrund können in der Datenbank anstelle des Prägemusters die Drehstellungen der Prägewalze als damit korrelierende Parameter hinterlegt werden. Bevorzugt ist es, wenn die Walzeneinheit zumindest ein Prägewalzenpaar aufweist, durch dessen Walzenspalt der beschichtungsfreie Bereich der Elektroden-Endlosbahn geführt wird. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Walzeneinheit mehrere, in Reihe hintereinander angeordnete Prägewalzenpaare aufweist. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen: Fig.1 bis 8 jeweils unterschiedliche Ansichten, anhand derer das erfindungsgemäße Fertigungsverfahren veranschaulicht ist. In der Figur 1 ist ein mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Elektrodenblatt 1 gezeigt, das Bestandteil eines nicht dargestellten Elektroden-/Separatorstapels einer Batteriezelle ist. Das Elektrodenblatt 1 ist mit einer mittleren Stromableiter-Folie 3 (zum Beispiel Aluminiumfolie oder Kupferfolie) ausgebildet, die beidseitig mit einer Elektrodenbeschichtung 5 beschichtet ist. Die Stromableiter-Folie 3 ist mit einer beschichtungsfreien Ableiterfahne 7 seitlich nach außen verlängert. Das Elektrodenblatt 1 wird aus einer noch unbeschichteten Basis-Folienbahn 10 (Figur 2) hergestellt. Diese wird im unbeschichteten Zustand zunächst durch eine später beschriebene Markierstation M (Figur 2) geführt. Anschließend wird die Basis-Folienbahn 10 an den (in der Figur 2 gezeigten) Längsschnittlinien 15 aufgeteilt in insgesamt vier Elektroden-Endlosbahnen 9. Die Elektroden-Endlosbahnen 9 werden einem Beschichtungsprozess unterworfen, in dem jede Elektroden-Endlosbahn 9 an ihrer Oberseite und an ihrer Unterseite mit der Elektrodenbeschichtung 5 beschichtet wird. Alternativ dazu kann auch bereits die Basis- Folienbahn 10 dem Beschichtungsprozess unterworfen werden. Nach dem Durchlauf durch die Markierstation M wird die Basis-Folienbahn 10 in der Figur 2 über eine Umlenkrolle 13 zur nächsten Prozessstation transferiert. In der Figur 5 ist ein Bahnabschnitt einer bereits beschichteten Elektroden-Endlosbahn 9 gezeigt. Demnach weist die Elektroden-Endlosbahn 9 an ihrer rechten Längsrandseite einen sich in der Fertigungsrichtung F erstreckenden beschichtungsfreien Bereich 11 auf, in dem beispielhaft ein dreispuriges Prägemuster 19 eingeprägt ist. Die so bereitgestellte Elektroden- Endlosbahn 9 wird einem Schneidprozess unterworfen. Im Schneidprozess wird die Elektroden- Endlosbahn 9 entlang der gestrichelt angedeuteten Schnittlinien 36 (Figur 5) zugeschnitten. Dabei werden im beschichtungsfreien Bereich 11 der Elektroden-Endlosbahn 9 die Ableiterfahnen 7 ausgestanzt. Zudem werden die Elektrodenblätter 1 von der Elektroden- Endlosbahn 9 vereinzelt. In der in den Figuren 2 und 3 angedeuteten Markierstation M werden die, nach der Elektrodenbeschichtung beschichtungsfrei bleibenden Bereiche 11 (Figur 5) der Basis- Folienbahn 10 in einem Prägeprozess mit einem Prägemuster 19 markiert. Die Markierung kann ein- oder beidseitig erfolgen. Mit Hilfe des Prägemusters 19 ist eine Produktrückverfolgung im Falle eines Herkunftsnachweises oder einer Qualitätsbeanstandung der gefertigten Elektrodenblätter 1 ermöglicht. Erfindungsgemäß erfolgt die Markierung, d.h. das Prägemuster, ohne Fremdstoffe, so dass die chemischen Reaktionen einer Batteriezelle nicht negativ beeinflusst werden. Auch eine Schweißung kann direkt an markierter Stelle erfolgen, und zwar ohne Schwächung der Schweißnaht durch Fremdstoffe. Die Beschichtung kann auch direkt auf der Markierung ohne negative Wechselwirkungen erfolgen. Das Prägemuster 19 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel mittels einer Walzeneinheit 17 (Figur 2) in die beschichtungsfreien Bereiche 11 (Figur 5) eingeprägt. Das Prägemuster 19 erstreckt sich in jedem der beschichtungsfreien Bereiche 11 (Figur 5) in Fertigungsrichtung F kontinuierlich sowie lückenlos. Zudem variiert das Prägemuster 19 entlang der Fertigungsrichtung F. Die Walzeneinheit 17 besteht in der Figur 2 aus insgesamt vier in der Fertigungsrichtung F hintereinander angeordneten Prägewalzenpaare 21, 22, 23, 24. In der Figur 3 weist die Walzeneinheit 17 beispielhaft lediglich drei Walzenpaare 22, 24, 26auf. An jeder der Prägewalzen sind am Außenumfang Prägekonturen 30 ausgebildet, die im Prägeprozess das Prägemuster 19 in die beschichtungsfreien Bereiche 11 prägen. Die Prägewalzenpaare 21 bis 24 sowie die Umlenkrolle 13 weisen in der Figur 2 jeweils einen Drehgeber 20 auf, der in Signalverbindung mit einer elektronischen Steuereinheit 25 ist, mittels der die Prägewalzen ansteuerbar sind. Mit Hilfe der Drehgeber 20 werden die Drehstellungen D1(x) bis D4(x) der Prägewalzen erfasst. Die Drehstelllungen D1(x) bis D4(x) der Prägewalzen korrelieren mit aktuellen Bahnlängsposition x, an der der aktuelle Prägevorgang stattfindet. Die Bahnlängsposition x wird mit Hilfe des Drehgebers 20 der Umlenkrolle 13 erfasst. Zudem korrelierend die Drehstellungen D1(x) bis D4(x) der Prägewalzen mit dem aktuell im Prägevorgang geprägten Prägemuster-Ausschnitt A(x) (Figur 8). Von daher kann für jede Bahnlängsposition x aus den Drehstellungen D1(x) bis D4(x) der Walzenpaare 21 bis 24 ein damit korrelierender Prägemuster-Ausschnitt A(x) hergeleitet werden. Zur Durchführung der Produktrückverfolgung sind gemäß der Figur 2 eine Datenbank 27, ein optischer Sensor 29 sowie ein Vergleicherbaustein 31 bereitgestellt. Von der elektronischen Steuereinheit 25 werden das in Bahnlängsrichtung variierende Prägemuster 19 und/oder sowie die damit korrelierenden Drehstellungen D1(x) bis D4(x) der Walzenpaare 21 bis 24 in Abhängigkeit von der jeweiligen Bahnlängsposition x in die Datenbank 27 eingelesen und dort tabellarisch hinterlegt, wie es in der Figur 7 angedeutet ist. In der Figur 7 sind beispielhaft die Bahnlängspositionen x1 bis x5, das Prägemuster 19 in Abhängigkeit von den Bahnlängspositionen x1 bis x5, sowie die damit korrelierenden Drehstellungen D1(x) bis D4(x) der Walzenpaare 21 bis 24 tabellarisch hinterlegt. Bei dem in der Figur 1 gezeigten Elektrodenblatt 11 wird beispielhaft eine Produktrückverfolgung durchgeführt. Hierzu wird mit Hilfe des optischen Sensors 29 die Ableiterfahne 7 des Elektrodenblatts 11 als ein Bild B optisch erfasst. Das Bild B wird zum Vergleicherbaustein 31 geleitet. Zudem werden die in der Datenbank 27 hinterlegten Daten x, D1(x) bis D4(x) und/oder das Prägemuster 19 in den Vergleicherbaustein 31 eingelesen. Wie aus der Figur 8 hervorgeht, wird im Vergleicherbaustein 31 das Bild B mit Ausschnitten A(x) des in der Datenbank 27 hinterlegten Prägemusters 19 (bzw. mit den damit korrelierenden Parametern D1(x), D2(x), D3(x), D4(x)) verglichen. In der Figur 8 stimmt beispielhaft das Bild B mit dem Prägemuster-Ausschnitt A(x4) überein. Aufgrund der Übereinstimmung des erfassten Bildes B mit einem Prägemuster-Ausschnitt A(x4) wird die Bahnlängsposition x4 dem optisch erfassten Bild B zugeordnet. Auf diese Weise ist die Bahnlängsposition des Bildes B identifiziert, die für eine Produktrückverfolgung erforderlich ist. In der in der Figur 7 gezeigten Datenbank 27 sind beispielhaft sowohl das Prägemuster 19 als auch die Drehstellungen D1(x) bis D4(x) der Prägewalzenpaare 21 bis 24 als Parameter hinterlegt, die mit dem Prägemuster 19 korrelieren. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Prägemuster dreispurig ausgeführt, wobei jede Spur aus voneinander beabstandeten, in Längsrichtung verlaufenden Balken ausgebildet ist. Alternativ dazu kann das Prägemuster 19 auch in beliebig anderer Weise realisiert sein. Zudem kann die Anzahl der Spuren beliebig gewählt werden. Die Markierstation M kann beispielhaft in der Beschichtungsanlage integriert sein. Alternativ dazu kann die Markierstation M bei der Folienherstellung integriert sein, oder als separate Anlage ausgeführt sein. Der optische Sensor 29 kann beispielhaft eine Zeilenkamera sein, oder durch Kontrastsensoren realisiert sein.
Bezugszeichenliste 1 Elektrodenblatt 3 Stromableiter-Folie 5 Elektrodenbeschichtung 7 Ableiterfahne 9 Elektroden-Endlosbahn 10 Basis-Folienbahn 11 beschichtungsfreier Bereich 13 Umlenkrolle 15 Längsschnitte 17 Walzeneinheit 19 Prägemuster 20 Drehgeber 21 bis 24 Prägewalzenpaare 25 elektronische Steuereinheit 27 Datenbank 29 optischer Sensor 30 Prägekontur 31 Vergleicherbaustein 36 Schnittlinien x Längsbahnposition D1(x), D2(x), D3(x), D4(x) Drehstellungen der Prägewalzen B Bild F Fertigungsrichtung A(x) Prägemuster-Ausschnitt M Markierstation

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Fertigung einer Elektrode aus einer Elektroden-Endlosbahn (9), mit - einem Beschichtungsprozess, in dem die Elektroden-Endlosbahn (9) mit einer Elektrodenbeschichtung (5) beschichtet wird, - einem Schneidprozess, in dem ein beschichtungsfreier Bereich (11) insbesondere unter Bildung von Ableiterfahnen (7) zugeschnitten wird, wobei das Verfahren einen Markierprozess aufweist, in dem der beschichtungsfreie Bereich (11) der Elektroden-Endlosbahn (9) markiert wird für eine Produktrückverfolgung im Falle eines Herkunftsnachweises oder einer Qualitätsbeanstandung, dadurch gekennzeichnet, dass der Markierungsprozess ein Prägeprozess ist, in dem ein kontinuierliches, in Fertigungsrichtung (F) lückenloses sowie variierendes Prägemuster (19) als Markierung in beschichtungsfreien Bereich (11) der Elektroden-Endlosbahn (9) eingeprägt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Markierprozess vor dem Schneidprozess, insbesondere vor dem Beschichtungsprozess, stattfindet. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Produktrückverfolgung folgendes bereitgestellt wird: - eine Datenbank (27), in der das in Bahnlängsrichtung variierende Prägemuster (19) oder damit korrelierende Parameter (D1(x), D2(x), D3(x), D4(x)) in Abhängigkeit von der Bahnlängsposition (x) hinterlegt ist; - einen optischen Sensor (29), der zu einem späteren Prozesszeitpunkt ausschnittsweise das Prägemuster (19) in einem Bild optisch erfasst; und - einen Vergleicherbaustein (31), der das optisch erfasste Bild (B) mit Ausschnitten (A(x)) des in der Datenbank (27) hinterlegten Prägemusters (19) vergleicht, und dass bei Übereinstimmung die Bahnlängsposition (x) des Prägemuster-Ausschnittes (A(x)) dem optisch erfassten Bild (B) zugeordnet wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das im Prägeprozess verwendete Prägewerkzeug eine Walzeneinheit (17) mit zumindest einer Prägewalze (21 bis 24) ist, die auf dem beschichtungsfreien Bereich (5) der Elektroden- Endlosbahn (9) abrollt, und dass insbesondere die Prägewalze (21 bis 24) am Außenumfang eine Prägekontur (30) aufweist, die im Prägeprozess unter Bildung des Prägemusters (19) in den beschichtungsfreien Bereich (11) der Elektroden-Endlosbahn (9) geprägt wird. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägewalze (21 bis 24) einen Drehgeber (20) aufweist, der in Signalverbindung mit einer Steuereinheit (25) ist, die die Prägewalze (21 bis 24) ansteuert. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehstellung der Prägewalze (21 bis 24) mit der aktuellen Bahnlängsposition (x) korreliert, in der der aktuelle Prägevorgang stattfindet, und/oder dass die Drehstellung (D1(x), D2(x), D3(x), D4(x)) der Prägewalze (21 bis 24) mit dem aktuell im Prägevorgang geprägten Prägemuster-Ausschnitt (A(x)) korreliert, sodass aus der Drehstellung (D1(x), D2(x), D3(x), D4(x)) der Prägewalze (21 bis 24) ein damit korrelierender Prägemuster-Ausschnitt (Ax)) herleitbar ist. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Datenbank (27) zusätzlich zum Prägemuster (19) oder anstelle des Prägemusters (19) die Drehstellung (D1(x), D2(x), D3(x), D4(x)) der Prägewalze (21 bis 24) als damit korrelierende Parameter hinterlegt sind. 8. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzeneinheit (17) zumindest ein, insbesondere mehrere in Reihe hintereinander angeordnete Prägewalzenpaare (21 bis 24) aufweist, und dass der beschichtungsfreie Bereich (11) der Elektroden-Endlosbahn (9) durch den Walzenspalt des Prägewalzenpaars (21 bis 24) geführt wird. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Schneidprozess ein Vereinzelungsprozess erfolgt, in dem die beschichtete Elektroden-Endlosbahn (9) zu Elektrodenblättern (1) vereinzelt wird. 10. Prozessanordnung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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