EP4608639A1

EP4608639A1 - Laminiervorrichtung zum laminieren von mehrlagigen endlosbahnen zur herstellung von energiezellen

Info

Publication number: EP4608639A1
Application number: EP23790650.8A
Authority: EP
Inventors: Michael Kleine Wächter; Manfred Folger; Dennis Springborn; Niko Rossfeldt; Marco El Gendy
Original assignee: Koerber Technologies GmbH
Current assignee: Koerber Technologies GmbH
Priority date: 2022-10-25
Filing date: 2023-10-17
Publication date: 2025-09-03
Also published as: JP2026512951A; WO2024088826A1; KR20250093615A; CN119947893A; DE102022128222A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Laminierungsvorrichtung für eine mehrlagige Endlosbahn (3) aus wenigstens einer Separatorbahn (4,6) und wenigstens einer Elektrode zur Herstellung von Energiezellen mit einer Presseinrichtung, welche die mehrlagige Endlosbahn (3) über eine Pressfläche unter Ausübung einer Druckkraft laminiert. Die Pressfläche weist verschiedene Abschnitte mit einer unterschiedlichen Federsteifigkeit auf.

Description

Laminiervorrichtung zum Laminieren von mehrlagigen Endlosbahnen zur Herstellung von Energiezellen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Laminierungsvorrichtung zum

Laminieren von mehrlagigen Endlosbahnen zur Herstellung von Energiezellen mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.

Energiezellen oder auch Energiespeicher im Sinne der Erfindung werden z.B. in Kraftfahrzeugen, sonstigen Landfahrzeugen, Schiffen, Flugzeugen oder auch in stationären Anlagen wie z.B. Photovoltaikanlagen in Form von Batteriezellen oder Brennstoffzellen verwendet, bei denen sehr große Energiemengen über größere Zeiträume gespeichert werden müssen.

Dazu können solche Energiezellen eine Struktur aus einer Vielzahl von zu einem Stapel gestapelten Segmenten aufweisen. Diese Segmente sind jeweils aus sich abwechselnden Anodenblättern und Kathodenblättern, die durch ebenfalls als Segmente hergestellte Separatorblätter voneinander getrennt sind, gebildet. Die Segmente werden in dem Herstellungsprozess vorgeschnitten und dann zu den Stapeln in der vorbestimmten Reihenfolge aufeinandergelegt und durch Laminieren miteinander verbunden. Dabei werden die Anodenblätter und Kathodenblätter zuerst von einer Endlosbahn geschnitten und dann vereinzelt in Abständen auf jeweils eine Endlosbahn eines Separatormaterials aufgelegt. Diese anschließend gebildete „doppellagige“ Endlosbahn aus dem Separatormaterial mit den aufgelegten Anodenblättern oder Kathodenblättern wird dann in einem zweiten Schritt wieder mit einer Schneidvorrichtung in Segmente geschnitten, wobei die Segmente in diesem Fall doppellagig durch ein Separatorblatt mit einem darauf angeordneten Anodenblatt oder Kathodenblatt gebildet sind. Sofern dies fertigungstechnisch machbar oder erforderlich ist, können die Endlosbahnen des Separatormaterials mit den aufgelegten Anodenblättern und Katho- denblättern auch vor dem Schneiden aufeinandergelegt werden, so dass eine Endlosbahn mit einer ersten endlosen Schicht des Separatormaterials mit darauf aufgelegten Anodenblättern oder Katho- denblättern und einer zweiten endlosen Schicht des Separatormaterials mit wiederum darauf aufgelegten Anodenblättern oder Katho- denblättern gebildet wird. Diese „vierlagige“ Endlosbahn wird dann mittels einer Schneidvorrichtung in Segmente geschnitten, welche in diesem Fall vierlagig mit einem ersten Separatorblatt, einem Anodenblatt, einem zweiten Separatorblatt und einem darauf anliegenden Kathodenblatt gebildet sind. Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, dass ein Schnitt gespart werden kann. Ferner können die geschnittenen Elektroden auch auf eine endlose Separatorbahn aufgelegt und durch eine weitere endlose Separatorbahn zu einer dreilagigen Endlosbahn aufeinandergelegt werden, von der dann dreilagige Segmente mit einem Separatorblatt, einem Elektrodenblatt und einem weiteren Separatorblatt geschnitten werden. Segmente im Sinne dieser Erfindung sind demnach einlagige Segmente eines Separatormaterials, Anodenmaterials oder Kathodenmaterials oder auch doppellagige, dreilagige oder vierlagige Segmente des oben beschriebenen Aufbaus.

Ferner können die oben beschrieben „doppellagigen“ oder „vierlagi- gen“ Endlosbahnen auch durch Auflegen einer weiteren Separatorbahn auf die Elektroden zu einer „dreilagigen“ oder „fünftägigen“ Endlosbahn ergänzt werden, welche dann auf beiden Seiten jeweils eine Separatorbahn aufweisen. Alternativ können die Elektroden auch als Endlosbahnen also ungeschnitten in den „doppellagigen“, „dreilagigen“, „vierlagigen“ oder „fünflagigen“ Endlosbahnen vorliegen, welche dann zu erheblich größeren Längen geschnitten und dann z.B. aufgewickelt werden. Alternativ können die Endlosbahnen auch zuerst gewickelt und dann nach dem Beenden des Wickelns geschnitten werden. In diesem Fall liegen die Elektroden in den Endlosbahnen nicht als beabstan- dete Segmente vor, sondern stattdessen in einem einzigen Segment, welches sich ohne Unterbrechungen in dem Zwischenraum zwischen den Separatorbahnen erstreckt.

Ferner kann in der Endlosbahn auch eine Elektrode in Form einer Kupferbahn oder Kupferfolie oder einem vergleichbaren Trägermaterial mit einer intermittierenden Beschichtung vorgesehen sein, bei der die Beschichtungen jeweils sektionale beabstandete Erhöhungen in der Elektrode bilden.

Zum Laminieren der „doppellagigen“, „dreilagigen“, „vierlagigen“ oder „fünflagigen“ Endlosbahnen werden diese zwischen zwei Presseinrichtungen hindurchgeführt, welche eine Druckkraft auf die Endlosbahnen ausüben. Dabei werden in diesen Endlosbahnen die Elektroden mit den Separatorbahnen verpresst. Grundsätzlich werden die Elektroden mit den Separatorbahnen mittels einer Presseinrichtung durch die Ausübung einer Druckkraft miteinander verbunden und laminiert. Zusätzlich kann das Laminieren durch eine druckkraftbedingte Erzeugung von Wärme unterstützt werden. Ferner können zusätzlich weitere Heiz- oder auch Kühlzonen vorgesehen sein, welche die Endlosbahnen beim Laminieren temperieren. Zur Verwirklichung einer qualitativ hochwertigen Verbindung ist es dabei wünschenswert, dass die Endlosbahnen über ihre Längs- und Quererstreckung einer möglichst gleichen Druckkraft ausgesetzt sind.

Sofern die Elektroden in den Endlosbahnen bereits in Form von geschnittenen Segmenten in Abständen zueinander angeordnet sind, bilden die Elektroden aufgrund ihrer Beabstandung zusätzlich Zwischenräume in den Endlosbahnen aus, wobei die Elektroden die Separatorbahnen aufgrund ihrer Dicke in den Zwischenräumen zusätzlich in einem Abstand zueinander halten. Damit weisen die Elektroden an den die Zwischenräume begrenzenden Randseiten zusätzliche freie Kanten auf. Ferner weist die Endlosbahn damit zusätzliche Dickenschwankungen auf.

Damit weist die zu laminierende Endlosbahn eine schwankende Dicke auf, welche sich allein durch die nicht zu vermeidenden Fertigungsungenauigkeiten der Elektroden und der Separatorbahnen in ihren Dicken und/oder durch die Beabstandung der Elektroden ergibt. Ferner können die Elektroden schmaler als die Separatorbahnen ausgebildet sein, so dass sich zusätzlich aufgrund der Anordnung der Elektrode in der Endlosbahn im Bereich der Randabschnitte der Endlosbahn unterschiedliche Dicken der Endlosbahn ergeben.

Diese Dickenschwankungen der Endlosbahn führen zu einer dynamischen Beanspruchung der Presseinrichtung in der Laminierungsvorrichtung. Ferner führen die Dickenschwankungen zu Schwankungen der von der Presseinrichtung auf die Endlosbahn ausgeübten Presskräfte und zu erhöhten Druckbelastungen an den freien Kanten mit dem Risiko von Kantenbeschädigungen. Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Laminierungsvorrichtung zu schaffen, welche ein Laminieren der Endlosbahnen mit einer konturangepassten Presskraft und einer reduzierten dynamischen Belastung der Presseinrichtung ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird zur Lösung der Aufgabe eine Laminierungsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Weiterentwicklungen sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.

Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Pressfläche verschiedene Abschnitte mit einer unterschiedlichen Federsteifigkeit aufweist. Durch die unterschiedlichen Federsteifigkeiten kann die Pressfläche gezielt so ausgebildet werden, dass sie in vorbestimmten Abschnitten steifer ist und damit eine höhere Druckkraft überträgt, während sie in den Abschnitten mit der kleineren Federsteifigkeit eine geringere Druckkraft überträgt. Dadurch können insbesondere Dickenunterschiede in der Endlosbahn aufgrund der Anordnung der Elektrode in der Endlosbahn kompensiert werden, indem die Pressfläche in den Abschnitten mit der geringeren Federsteifigkeit bewusst mehr nachgibt und einfedert als in den Abschnitten mit der höheren Federsteifigkeit. Im Ergebnis haben die Dickenschwankungen dadurch einen geringeren Einfluss auf die Presskraft, in dem diese durch die konturangepasste Presskraft wieder ausgeglichen werden, so dass das Laminieren mit einer wesentlich konstanteren auf die Endlosbahn einwirkenden Presskraft erfolgt. Durch die abschnittsweise synchron zu den Dickenschwankungen der Endlosbahn gestaltete Presskraft können Zonen höherer und geringerer Drücke erzeugt werden und so die Zusammenhaltkräfte als Ergebnis des Laminierens gezielt beeinflusst wer- den. Insbesondere in den Bereichen mit freien Kanten können die Presskräfte synchron zu den Dickenschwankungen und freien Kanten reduziert werden, um Beschädigungen der freien Kanten zu vermeiden, ohne die dynamische Belastung des Gesamtsystems zu vergrößern, indem die Pressfläche in den Abschnitten mit geringerer Federsteifigkeit gezielt mehr nachgibt und einfedert als in den Abschnitten mit höherer Federsteifigkeit.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Presseinrichtung die mehrlagige Endlosbahn in der Laminierungsvorrichtung unter Einbringung von Wärme laminiert. Das Laminieren also Verbinden der Endlosbahnen der Separatormaterials unter sich und mit den Elektroden erfolgt dadurch, indem Polymere von einer Schicht in die andere Schicht eindringen, was wiederum durch die in den Grenzflächen wirkenden Adhäsionskräfte bewirkt wird. Genau diese Adhäsionskräfte können durch das Einbringen von Wärme vereinfacht erreicht werden. Dabei muss jedoch darauf geachtet werden, dass das Material in den Grenzflächen unter Einbringung der Wärme und der wirkenden Druckkraft nicht soweit verdichtet wird, dass der für die Funktion der Energiezelle wichtige lonenaustausch unterbunden wird.

Dabei kann die unterschiedliche Federsteifigkeit bevorzugt durch eine federnde Abstützung der Pressfläche in der Presseinrichtung verwirklicht sein. Dabei kann die durch die federnde Abstützung der Pressfläche verwirklichte unterschiedliche Federsteifigkeit durch einzelne in der Pressfläche federnd gelagerte Segmente in einer ansonsten nicht federnden Pressfläche verwirklicht sein, oder auch durch mehrere, federnd gelagerte Segmente mit unterschiedlichen Federsteifigkeiten verwirklicht sein. Ferner kann die unterschiedliche Federsteifigkeit zusätzlich oder alternativ durch unterschiedliche Federsteifigkeiten des Werkstoffes der Pressfläche verwirklicht sein. Dies kann z.B. durch eine lokal unterschiedliche Anordnung von versteifenden Werkstoffanteilen oder lokal unterschiedliche Kombination verschiedener Werkstoffe in der Pressfläche und/oder durch die Bemessung der Pressfläche in unterschiedlichen Dicken verwirklicht sein.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Elektrode in Längsrichtung der Endlosbahn eine geringere Breite als die Separatorbahn aufweist, und die Pressfläche in dem Bereich, mit dem sie zur Überdeckung wenigstens eines überstehenden Randes der Separatorbahn gelangt, ein höhere oder niedrigere Federsteifigkeit aufweist als in dem Bereich mit dem sie zur Überdeckung der Elektroden gelangt. Durch die vorgeschlagene Lösung wird die Endlosbahn in wenigstens einem Randbereich mit einer höheren Druckkraft laminiert als im Bereich der Elektroden. Dies für zu einem festeren Verbund der Endlosbahn in dem Randbereich bei einer gleichzeitig niedrigeren Belastung der Elektroden. Ferner kann die Federsteifigkeit statt höher auch niedriger ausgelegt sein, so dass die Pressfläche im Bereich der überstehende Ränder der Separatorbahn bewusst stärker nachgibt. Da die Endlosbahn selbst im Bereich der Ränder der Separatorbahn aufgrund der nicht vorhandenen, durch die Elektroden ansonsten gebildeten Widerstandsfläche „weicher“ ausgebildet ist, übt die Pressfläche in diesen Abschnitten gezielt eine geringere Presskraft auf.

Weiter wird vorgeschlagen, dass in der Endlosbahn eine Vielzahl von in Abständen zueinander regelmäßig angeordneten Elektroden vorgesehen ist. Die Endlosbahn ist damit zur Herstellung von einzelnen mehrlagigen Segmenten mit jeweils einer Elektrode oder ei- nem Elektrodenpaar vorkonfektioniert. Zur Herstellung der Segmente muss die Endlosbahn nachfolgend lediglich durch einen Schnittvorgang in die einzelnen Segmente geschnitten werden. Sofern die Endlosbahn eine Endlosbahn mit einer intermittierenden Beschichtung aufweist, entsprechen die beschichteten Abschnitte den Elektroden und die Abstände zwischen den Beschichtungen den Abständen der Elektroden.

Weiter wird in diesem Fall vorgeschlagen, dass die Pressfläche in dem Abschnitt, mit dem sie zur Anlage an der Endlosbahn im Bereich der Abstände der Elektroden zur Anlage gelangt eine höhere oder niedrigere Federsteifigkeit aufweist als in dem Abschnitt mit dem sie zur Anlage an der Endlosbahn im Bereich der Elektroden gelangt. Durch die höhere Federsteifigkeit im Bereich der Abstände der Elektroden wird die Endlosbahn in diesen Abschnitten einer relativ höheren Presskraft ausgesetzt als im Bereich der Elektroden. Die Pressfläche kann dadurch im Bereich der Elektroden bewusst mehr nachgeben als in den Bereichen der Zwischenräume oder Abstände der Elektroden, so dass die Elektroden beim Laminieren geschont und die Separatorbahnen im Bereich der Zwischenräume verbessert laminiert werden. Die Pressfläche weist damit eine der Anordnung der Zwischenräume entsprechende Verteilung von Abschnitten mit einer höheren Federsteifigkeit und eine der Verteilung der Elektroden entsprechende Verteilung von Abschnitten mit einer niedrigeren Federsteifigkeit auf. Ferner kann die Federsteifigkeit statt höher auch niedriger ausgelegt sein, so dass die Pressfläche in dem Abschnitt, mit dem sie im Bereich der Abstände der Elektroden zur Anlage an der Endlosbahn gelangt, bewusst stärker nachgibt. Da die Endlosbahn selbst im Bereich der Abstände aufgrund der nicht vorhandenen, durch die Elektroden ansonsten gebildeten Widerstandsfläche „dünner“ ausgebildet ist, übt die Pressfläche in die- sen Abschnitten bewusst eine geringere Presskraft auf.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Presseinrichtung wenigstens eine Presswalze mit einem kreisförmigen Querschnitt umfasst, und die Pressfläche durch die Mantelfläche der Presswalze gebildet ist. Durch die vorgeschlagene Ausbildung der Presseinrichtung kann die Laminierungsvorrichtung bevorzugt in einen Trommellauf integriert werden, welcher wiederum eine sehr hohe Herstellungskapazität ermöglicht. Die Mantelfläche der Presswalze bildet ferner eine besonders vorteilhafte Pressfläche, da sie sehr genau hergestellt werden kann und durch Abrollen an der Endlosbahn eine Linienpressung der durchlaufenden Endlosbahn über die gesamten Breite ermöglicht.

Dabei kann in der Mantelfläche wenigstens ein in Radialrichtung federnd gelagertes Mantelsegment vorgesehen sein, dessen radial äußere Oberfläche einen Teil der Pressfläche bildet. Die Pressfläche federt damit lokal im Bereich des Mantelsegmentes ein, so dass in diesen Abschnitten die Druckkraft zum Laminieren der Endlosbahn geringer ist. Dazu können die Mantelsegmente so angeordnet und bemessen sein, dass sie beim Abrollen auf der Endlosbahn die Elektroden überdecken, so dass die Elektroden beim Laminieren bewusst entlastet werden, oder anders ausgedrückt die Endlosbahn wird im Bereich der Zwischenräume mit einer höheren Druckkraft laminiert als im Bereich der Elektroden. Ferner können die federnden Mantelsegmente auch so angeordnet sein, dass die Elektroden gezielt im Bereich ihrer Kanten entlastet werden.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Presseinrichtung wenigstens ein Pressband aufweist, und die Pressfläche durch die Oberfläche des Pressbandes gebildet ist, mit der es an der Endlosbahn unter Ausübung einer Druckkraft anliegt. Die Verwendung eines Pressbandes in der Presseinrichtung zur Verwirklichung der Pressfläche hat den Vorteil, dass die Druckkraft beim Laminieren durch eine beliebige Druckerzeugungseinrichtung erzeugt und über das Pressband auf die Endlosbahn in einer durch die Formgebung und Aus- beildung des Pressbandes definierten Verteilung auf die Endlosbahn verteilt werden kann. Das Pressband hat dabei aufgrund seiner Bandform den Vorteil, dass die Kraftübertragungsfläche auf eine größere Länge der Endlosbahn vergrößert werden kann.

Dabei kann das Pressband in diesem Fall entlang seiner Längser- streckung unterschiedliche Federsteifigkeiten in Richtung der ausgeübten Druckkraft aufweisen. Das Pressband weist damit Zonen auf, die härter sind, und Zonen, die bewusst weicher ausgebildet sind. Das Pressband kann sich damit den Dickenunterschieden der Endlosbahn anpassen, so dass die Endlosbahn in den Zonen größerer Dicke geringer belastet wird. Das Pressband kann in diesen Zonen, z.B. den Zonen der Anlage an der Endlosbahn, in denen die Elektroden angeordnet sind, verbessert nachgeben, so dass die Druckspitzen beim Laminieren reduziert werden können.

Dabei kann die Presswalze bevorzugt an der freien Seite des Pressbandes anliegen und das Pressband unter Ausübung einer Druckkraft gegen die Endlosbahn drängen. Die Presswalze ist in diesem Fall die Druckerzeugungseinrichtung mit den oben beschriebenen Vorteilen, welche dann mit den Vorteilen der Verwendung eines Pressbandes zu einer weiter verbesserten Lösung kombiniert werden. Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung wird vorgeschlagen, dass die Presswalze und/oder die Pressbänder synchron zu der Endlosbahn bewegt und/oder angetrieben sind oder werden.

Durch die synchrone Bewegung der Endlosbahn zur Presswalze und/oder zu Pressbänder können die Zusammenhaltkräfte entsprechend gezielt beeinflusst werden. Auf diese Weise können die Presskräfte beispielsweise in den Bereichen mit freien Kanten synchron zu den Dickenschwankungen und freien Kanten reduziert werden.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 : einen Ausschnitt einer Laminierungsvorrichtung mit einer vierlagigen Endlosbahn und einer Pressvorrichtung mit zwei Presswalzen; und

Fig. 2: einen Ausschnitt einer Laminierungsvorrichtung mit einer dreilagigen Endlosbahn und einer Pressvorrichtung mit zwei Presswalzen und zwei Pressbändern.

In der Figur 1 ist ein Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Laminierungsvorrichtung zu erkennen, bei der die Endlosbahn 3 durch eine „vierlagige“ Endlosbahn 3 mit einer Separatorbahn 4 an der Oberseite und einer Separatorbahn 6 in der Mitte, einer Vielzahl zwischen den Separatorbahnen 4 und 6 angeordneten Anoden 5, und einer Vielzahl von unter der mittigen Separatorbahn 6 angeordneten Kathoden 7 gebildet ist. Die Anoden 5 sind größer als die Kathoden 7 ausgebildet, so dass die Anoden 5 bei einer paarweisen Anord- nung zu den Kathoden 7 einen kleineren stirnseitigen Abstand A zueinander aufweisen als die Kathoden 7. Die Laminierungsvorrichtung umfasst weiter eine Presseinrichtung mit zwei Presswalzen 1 und 2, welche als zylindrische Trommeln mit einem kreisförmigen Querschnitt ausgebildet sind. Die Presswalzen 1 und 2 sind mit ihren Drehachsen parallel zueinander ausgerichtet und so angeordnet, so dass zwischen ihren Mantelflächen 12 und 13 ein Spalt S mit einer in Richtung der Drehachsen also senkrecht zu der Darstellungsebene konstanten Spaltweite SW vorhanden ist.

Die Spaltweite SW des Spaltes S ist kleiner als die Dicke D der Endlosbahn 3 bemessen, so dass die Endlosbahn 3 beim Durchlaufen durch den Spalt S leicht zusammengepresst und laminiert wird. Die Dicke D2 der Separatorbahnen 4 und 6 beträgt jeweils 15 bis 25 pm, während die Elektroden 5 eine Dicke D1 von 150 bis 400 pm aufweisen. Damit ergibt sich eine Dicke D der Elektrodenbahn 3 von ca. 330 pm bis 850 pm. Die Spaltweite SW ist um 20 bis 100 pm bevorzugt um 40 bis 60 pm kleiner als die Dicke D der Endlosbahn bemessen, so dass die Endlosbahn 3 beim Durchlaufen durch den Spalt S um 5 bis 10 pm leicht komprimiert wird. Die Zwischenräume 8 werden durch die Beabstandung der Elektroden gebildet und weisen eine Höhe auf, welche der Dicke D1 der Elektroden also 150 bis 400 pm entspricht. Ferner weisen die Zwischenräume 8 eine Länge in Zuführrichtung entsprechend dem Abstand A der Elektroden 5 von 3 mm zwischen den Anoden und 6 mm zwischen den Kathoden auf, wobei es erstrebenswert ist, die Abstände A zwischen den Elektroden 5 möglichst klein zu bemessen, um den Materialausnutzungsgrad der Endlosbahn 3 und die Anzahl der Elektroden 5 in einer vorbestimmten Länge der Endlosbahn 3 zu erhöhen. Die Endlosbahn 3 wird in Zuführrichtung T transportiert und dabei durch den Spalt S gezogen. Die Presswalzen 1 und 2 können selbst aktiv z.B. durch Einzelantriebe in Form von Servomotoren zu den in die Pfeilrichtungen P gerichteten gegensinnigen Drehbewegungen angetrieben werden, so dass sie die Endlosbahn 3 zusätzlich durch den Reibschluss aktiv transportieren. Alternativ können die Presswalzen 1 und 2 aber auch nur drehbar gelagert sein, so dass sie selbst von der Endlosbahn 3 durch den Reibschluss zu den Drehbewegungen angetrieben werden. Die Presswalzen 1 und 2 rollen in diesem Fall nur passiv an den Oberflächen der Endlosbahn 3 ab.

Die Mantelflächen 12 und 13 der Presswalzen 1 und 2 bilden hier die Pressflächen der Presseinrichtung. Die Mantelfläche 12 der oberen Presswalze 2 ist durch mehrere Federn F1 bis F5 mit unterschiedlichen Federsteifigkeiten federbelastet, so dass sie je nach der Drehwinkelstellung der Presswalze 2 und der dadurch definierten Anlagestellung an der Endlosbahn 3 unterschiedlich nachgibt. Gleiches gilt für die in der Darstellung untere Presswalze 1 mit ihren Federn F6 bis F10, welche auf die Mantelfläche 13 wirken.

In der Figur 2 ist eine alternative Ausführungsform der Erfindung zu erkennen. Die Presseinrichtung umfasst hier neben den beiden Presswalzen 1 und 2 zusätzlich zwei Pressbänder 20 und 21 , welche an der Oberseite und der Unterseite der Endlosbahn 3 anliegen. Die Presswalzen 1 und 2 sind hier identisch zu den Presswalzen 1 und 2 der Figur 1 ausgebildet und liegen an den freien Oberflächen der beiden Pressbänder 20 und 21 an.

Ferner ist eine zu laminierende Endlosbahn 3 vorgesehen, welche durch den Spalt S verläuft und eine Dicke D aufweist. Die Endlosbahn 3 ist durch eine „dreilagige“ Endlosbahn 3 mit einer Separa- torbahn 4 an der Oberseite und einer Separatorbahn 6 an der Unterseite und dazwischen angeordneten Anoden 5 gebildet. Die Anoden 5 sind mit Zwischenräumen 8 in identischen Abständen A zueinander angeordnet und weisen eine geringere Breite als die Separatorbahnen 4 und 6 auf, so dass die Separatorbahnen 4 und 6 die Anoden 5 seitlich überragen.

Da die Anoden 5 grundsätzlich größer als die Kathoden 7 in der Energiezelle ausgebildet sind, die Separatorbahnen 4 und 6 aber identisch sind und zur Anordnung sowohl der Anoden 5 als auch der in der Figur 1 zu erkennenden Kathoden 7 dienen, sind die Abstände A der Zwischenräume 8 zwischen den Kathoden 7 und die freien seitlichen Randzonen bei den Kathoden 7 besonders groß. Im Umkehrschluss sind die Abstände A der Zwischenräume 8 und die freien Randseiten bei den Anoden 5 kleiner.

Die Federn F1 bis F10 in den Presswalzen 1 und 2 sind so bemessen, dass die durch die Mantelflächen 12 und 13 gebildeten Pressflächen in bestimmten Abschnitten des Umfanges gezielt steifer und in anderen Abschnitten gezielt weicher ausgebildet sind, indem die Federn F1 bis F10 unterschiedliche Federsteifigkeiten aufweisen. Damit können die Pressflächen bei den nicht zu vermeidenden Dickenschwankungen der Endlosbahn 3 z.B. aufgrund der Zwischenräume 8 unterschiedlich nachgeben. Damit kann die Endlosbahn 3 mit geringeren Druckspitzen und einer reduzierten Belastung der Elektroden 5 insbesondere im Bereich der an die Zwischenräume 8 angrenzenden Kanten laminiert werden.

In dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 sind neben den Presswalzen 1 und 2 zusätzlich zwei Pressbänder 20 und 21 vorgesehen. In den Presswalzen 1 und 2 sind entsprechend dem Ausführungsbei- spiel der Figur 1 mehrere Federn F1 bis F10 mit unterschiedlichen Federsteifigkeiten vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich können auch die Pressbänder 20 und 21 mit unterschiedlichen Federsteifigkeiten in Richtung der Ausübung der Presskräfte auf die Endlosbahn 3 ausgebildet sein. Hierzu können die Pressbänder 20 und 21 z.B. als Textilbänder mit lokalen Faserverstärkungen oder anderen Kombinationen unterschiedlicher Werkstoffe verwirklicht sein Ferner können in den Mantelflächen 12 und 13 der Presswalzen 1 und 2 auch einzelne Mantelsegmente vorgesehen sein, welche mit ihren Oberflächen einen Abschnitt der Mantelfläche 12 und 13 bilden und separat federnd gelagert sind. Denkbar wäre auch eine Verwendung eines Stangenteppichs, einer Kolbenzylindereinheit, eines pneumatisch betriebenen Druckeinrichtung, z.B. mit einem aufblasbaren Kissen als Druckerzeugungseinrichtung statt der Presswalzen 1 und 2. Als Pressbänder 20 und 21 können insbesondere faserverstärkte Textilbänder, Stahlbänder oder auch sehr feingliedrige Gliederbänder verwendet werden.

Dabei kann die Laminierungsvorrichtung so ausgebildet sein, dass die Presseinrichtung in den Pressflächen eine an eine Dickenverteilung der zu laminierenden Endlosbahn 3 angepasste Verteilung der Federsteifigkeiten aufweist, wobei hier insbesondere die Abmessungen der Elektroden 5 und die Lage der Zwischenräume 8 einschließlich der Abstände A der Elektroden in den Zwischenräumen 8 berücksichtigt sind.

Claims

Ansprüche:

1. Laminierungsvorrichtung für eine mehrlagige Endlosbahn (3) aus wenigstens einer Separatorbahn (4,6) und wenigstens einer Elektrode zur Herstellung von Energiezellen mit

-einer Presseinrichtung, welche die mehrlagige Endlosbahn (3) über eine Pressfläche unter Ausübung einer Druckkraft laminiert, dadurch gekennzeichnet, dass

-die Pressfläche verschiedene Abschnitte mit einer unterschiedlichen Federsteifigkeit aufweist.

2. Laminierungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass

-die Presseinrichtung die mehrlagige Endlosbahn (3) unter Einbringung von Wärme laminiert.

3. Laminierungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass

-die unterschiedliche Federsteifigkeit durch eine federnde Abstützung wenigstens eines Abschnittes der Pressfläche in der Presseinrichtung verwirklicht ist.

4. Laminierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass

-die unterschiedliche Federsteifigkeit durch unterschiedliche Federsteifigkeiten des Werkstoffes der Pressfläche verwirklicht ist.

5. Laminierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass -die Elektrode in Längsrichtung der Endlosbahn eine geringere Breite als die Separatorbahn (4,5) aufweist, und

-die Pressfläche in dem Bereich, mit dem sie zur Überdeckung wenigstens eines überstehenden Randes der Separatorbahn (4,5) gelangt ein höhere oder niedrigere Federsteifigkeit aufweist als in dem Bereich mit dem sie zur Überdeckung der Elektroden gelangt.

6. Laminierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass

-in der Endlosbahn (3) eine Vielzahl von geschnittenen und in Abständen zueinander regelmäßig angeordneten Elektroden vorgesehen ist.

7. Laminierungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass

-die Pressfläche in dem Abschnitt, mit dem sie zur Anlage an der Endlosbahn (3) im Bereich der Abstände der Elektroden zur Anlage gelangt eine höhere oder niedrigere Federsteifigkeit aufweist als in dem Abschnitt mit dem sie zur Anlage an der Endlosbahn (3) im Bereich der Elektroden gelangt.

8. Laminierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass

-die Presseinrichtung wenigstens eine Presswalze (1 ,2) mit einem kreisförmigen Querschnitt umfasst, und

-die Pressfläche durch die Mantelfläche (12,13) der Presswalze gebildet ist.

9. Laminierungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass -in der Mantelfläche (12,13) wenigstens ein in Radialrichtung federnd gelagertes Mantelsegment vorgesehen ist, dessen radial äußere Oberfläche einen Teil der Pressfläche bildet.

10. Laminierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass

-die Presseinrichtung wenigstens ein Pressband (20,21) aufweist, und die Pressfläche durch die Oberfläche des Pressbandes (20,21) gebildet ist, mit der es an der Endlosbahn (3) unter Ausübung einer Druckkraft anliegt.

11. Laminierungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass

-das Pressband (20,21) entlang seiner Längserstreckung unterschiedliche Federsteifigkeiten in Richtung der ausgeübten Druckkraft aufweist.

12. Laminierungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9 und nach einem der Ansprüche 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass

-die Presswalze (1 ,2) an der freien Seite des Pressbandes (20,21) anliegt und das Pressband (20,21) unter Ausübung einer Druckkraft gegen die Endlosbahn (3) drängt.

13. Laminierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9 und nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass

-die Presswalze (1 ,2) und/oder die Pressbänder (20,21) synchron zu der Endlosbahn (3) bewegt und/oder angetrieben sind oder werden.