EP4609443A2 - Laminiervorrichtung zum laminieren von mehrlagigen endlosbahnen zur herstellung von energiezellen - Google Patents

Laminiervorrichtung zum laminieren von mehrlagigen endlosbahnen zur herstellung von energiezellen

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Publication number
EP4609443A2
EP4609443A2 EP23790651.6A EP23790651A EP4609443A2 EP 4609443 A2 EP4609443 A2 EP 4609443A2 EP 23790651 A EP23790651 A EP 23790651A EP 4609443 A2 EP4609443 A2 EP 4609443A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressing
web
laminating device
endless web
press
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
EP23790651.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Kleine Wächter
Manfred Folger
Dennis Springborn
Niko Rossfeldt
Marco El Gendy
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.)
Koerber Technologies GmbH
Original Assignee
Koerber Technologies GmbH
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 Koerber Technologies GmbH filed Critical Koerber Technologies GmbH
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Pending legal-status Critical Current

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    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/34—Heating or cooling presses or parts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B30B3/00—Presses characterised by the use of rotary pressing members, e.g. rollers, rings, discs
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    • B32—LAYERED PRODUCTS
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    • 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

  • Laminating device for laminating multi-layer continuous webs for the production of energy cells
  • the present invention relates to a laminating device for laminating multilayer continuous webs for producing energy cells with the features of the preamble of claim 1.
  • Energy cells or energy storage devices within the meaning of the invention are used, for example, in motor vehicles, other land vehicles, ships, aircraft or also in stationary systems such as photovoltaic systems in the form of battery cells or fuel cells, in which very large amounts of energy have to be stored over longer periods of time.
  • such energy cells can have a structure made up of a large number of segments stacked to form a stack.
  • These segments are each formed from alternating anode sheets and cathode sheets, which are separated from one another by separator sheets that are also manufactured as segments.
  • the segments are pre-cut in the manufacturing process and then placed on top of one another to form the stacks in the predetermined order and connected to one another by lamination.
  • the anode sheets and cathode sheets are first cut from a continuous web and then placed individually at intervals on a continuous web of a separator material.
  • This subsequently formed "double-layer" continuous web made of the separator material with the anode sheets or cathode sheets placed on top is then cut into segments again in a second step using a cutting device, with the segments in this case being double-layered. by a separator sheet with an anode sheet or cathode sheet arranged on top.
  • a separator sheet with an anode sheet or cathode sheet arranged on top If this is technically feasible or necessary, the endless webs of separator material with the anode sheets and cathode sheets placed on top can also be placed on top of one another before cutting, so that an endless web is formed with a first endless layer of separator material with anode sheets or cathode sheets placed on top and a second endless layer of separator material with anode sheets or cathode sheets placed on top.
  • This "four-layer" endless web is then cut into segments using a cutting device, which in this case are formed in four layers with a first separator sheet, an anode sheet, a second separator sheet and a cathode sheet lying on top.
  • a cutting device which in this case are formed in four layers with a first separator sheet, an anode sheet, a second separator sheet and a cathode sheet lying on top.
  • the advantage of this solution is that one cut can be saved.
  • the cut electrodes can also be placed on an endless separator web and placed on top of one another by another endless separator web to form a three-layer endless web, from which three-layer segments with a separator sheet, an electrode sheet and another separator sheet are then cut.
  • Segments in the sense of this invention are therefore single-layer segments of a separator material, anode material or cathode material or also double-layer, three-layer or four-layer segments of the structure described above.
  • the “double-layer” or “four-layer” endless webs described above can also be supplemented by placing another separator web on the electrodes to form a “three-layer” or “five-layer” endless web, which then has a separator web on each side.
  • the electrodes can also be present as continuous webs, i.e. uncut in the "double-layer", “three-layer”, “four-layer” or “five-layer” continuous webs, which are then cut to considerably greater lengths and then wound up, for example.
  • the continuous webs can also be wound first and then cut after winding is complete. In this case, the electrodes in the continuous webs are not present as spaced-apart segments, but instead in a single segment that extends uninterrupted in the space between the separator webs.
  • an electrode in the form of a copper track or copper foil or a comparable carrier material with an intermittent coating can also be provided in the endless track, in which the coatings each form sectional, spaced-apart elevations in the electrode.
  • the electrodes are pressed with the separator webs in these endless webs.
  • the electrodes are connected to the separator webs by means of a pressing device by exerting a compressive force and laminated.
  • the lamination can be supported by the generation of heat caused by the compressive force.
  • additional heating or cooling zones can be provided which temper the endless webs during lamination. In order to achieve a high-quality connection, it is desirable that the endless webs are heated along their longitudinal and transverse sides. are exposed to as equal a compressive force as possible in their transverse extension.
  • Electrodes and the separator material are made of materials with different thermal expansion coefficients, so that the continuous web after lamination and/or the segments cut from it are subsequently curved and/or can have a wavy shape.
  • the invention is based on the object of creating a laminating device which enables laminating of the continuous webs and the segments cut therefrom with a smaller corrugation and curvature.
  • the pressing device has two pressing surfaces with which it comes into contact with different sides of the endless web, and the pressing surfaces are temperature-controlled differently.
  • the heat input during lamination into the two different surfaces of the continuous web can be designed differently. This can at least reduce the temperature-related deformation of the continuous web by on the side with the greater temperature-related expansion is deliberately heated less or even cooled. Alternatively, the side of the continuous web with the lower temperature-related expansion can also be deliberately heated more. The only important thing is that the continuous web is laminated with a temperature gradient between the two surfaces which is the opposite of the different temperature-related expansions of the continuous web on its two surfaces. Additionally or alternatively, the pressing surfaces can also be designed in such a way that they are each heated to different temperatures, i.e.
  • the lamination of the continuous web itself can be adjusted along the continuous web, for example by heating zones of the continuous web which require greater heat for optimal lamination more than the zones which can be sufficiently well laminated at a lower temperature.
  • zones of the continuous web for which excessive heat is disadvantageous during lamination can be deliberately not heated or heated to a lower temperature.
  • the continuous web can be laminated with less corrugation or curvature using the solution according to the invention.
  • the lamination of the continuous web can be adapted to the different thermal expansion coefficients in the surfaces and the different conditions for lamination as such by individually controlling the temperature of the pressing surfaces, so that lamination of the continuous web with a much more homogeneous connection of the separator webs and the electrode ⁇ ) is possible.
  • a plurality of electrodes arranged at regular intervals from one another be provided in the endless web. Due to the electrodes arranged at intervals, the endless web has different thermal expansion coefficients in the direction of its surface and in particular in the direction of its longitudinal extension in the transport direction, so that the problem of different thermal expansions is particularly great here and the advantage according to the invention is particularly evident.
  • the endless web has at least two separator webs, and the electrodes are formed by a plurality of anodes arranged in series and a plurality of cathodes arranged in series, which are separated from one another by one of the separator webs, wherein the pressing surface which comes into contact with the side of the endless web associated with the cathodes has a lower temperature than the pressing surface which comes into contact with the side of the endless web associated with the anodes.
  • the proposed further development enables the endless web to be laminated with a lower heat input into the cathode side, so that the greater thermal expansion of the cathodes can be at least partially compensated and the cathode side of the endless web ideally deforms identically to the anode side of the endless web due to heat.
  • Cathodes typically have a conductor foil made of aluminum or an aluminum alloy.
  • Anodes typically have a conductor foil made of copper or a copper alloy.
  • the thermal expansion coefficient of aluminum or an aluminum alloy is generally higher than the thermal expansion coefficient of copper or a copper alloy, which increases the thermal expansion of the cathode compared to the anode. It has proven to be advantageous if the pressing surfaces have a temperature of -40 to 150 degrees Celsius, preferably 55 to 80 degrees Celsius, with the pressing surfaces preferably having a temperature difference of 20 to 60 degrees Celsius, preferably 35-45 degrees Celsius. This makes it possible to compensate in particular for the different thermal expansion when using Cu and Al.
  • individually temperature-controlled heating or cooling segments be provided in the pressing surfaces.
  • the heating or cooling segments can be used to change the temperatures of the pressing surfaces individually and/or locally, whereby the temperature gradients between the two pressing surfaces and/or along the respective pressing surfaces can be individually changed.
  • the temperature gradients are specifically set so that the different temperature expansions of the endless web on its various surfaces and/or along the respective surface are taken into account.
  • the pressing surfaces can also have different thermal conductivity coefficients. This means that a central or identical heat source or heat sink can be used, and the different temperatures of the pressing surfaces are achieved through the different heat conduction caused by the different thermal conductivity coefficients of the pressing surfaces. The pressing surfaces therefore have different thermal conductivities.
  • the pressing surfaces can have different heat capacities, so that the introduced heat results in different temperatures of the pressing surfaces, as the heat is distributed un- is stored differently.
  • the pressing device comprises two pressing rollers with a circular cross-section, and the pressing surfaces are formed by the lateral surfaces of the pressing rollers.
  • the laminating device By designing the pressing device of the laminating device as press rollers, the laminating device can be particularly easily integrated into a drum run, which in turn is characterized by a particularly high production capacity and/or transport speed of the endless web.
  • the press rollers are arranged such that a gap is provided between their outer surfaces through which the endless web runs, wherein the gap has a gap width which is smaller than the thickness of the endless web.
  • the proposed solution means that the endless web is slightly compressed for lamination simply by arranging the press rollers. This means that an additional feed movement of the press rollers is no longer necessary.
  • the press rollers are preferably cylindrical with an identical diameter in the direction of their longitudinal axis.
  • the press rollers are thus designed so that their outer surfaces are circular in a plane running perpendicularly through the axis of rotation and are aligned in their longitudinal extensions in the direction of the axes of rotation parallel to the axes of rotation.
  • the two outer surfaces thus form a gap between them with a gap width that is constant over its longitudinal extension and is independent of the angle of rotation of the press rollers.
  • the parallel arrangement of the axes of rotation means that the press rollers can be coupled particularly easily to corresponding individual drive devices, whereby the individual drive devices can be held on a common machine frame, for example.
  • the press rollers can be coupled particularly easily by a gear, for example in the form of a gear transmission with a plurality of gears arranged in a plane relative to one another.
  • the pressing device has at least one press belt, and that the pressing surface is formed by a surface of the press belt that comes into contact with one of the surfaces of the endless web.
  • the press belt can even out the pressing force acting on the endless web.
  • the press belt can preferably have an identical or greater width transverse to the transport direction of the endless web, so that the endless web is exposed to the pressing force over its entire width and thus laminated.
  • the press belt can be designed in such a way that it generates the pressing force itself or is subjected to a pressing force via a separate pressure generating device such as a press roller. In the latter case, the pressing force is transferred from the press belt to the endless web.
  • the press belt itself can be designed in the form of a flexible fiber-reinforced textile belt, a steel belt or a very fine link chain or the like.
  • the press belt can be designed as a driven endless belt or as a stationary press belt with a friction-reduced surface. If the press belt is designed as a driven endless belt, this can This can be used in addition to transporting the endless web. If, however, the press belt is formed by a stationary press belt, an additional device is required to transport the endless web. In this case, the endless web is actively pulled past the press belt.
  • At least two press belts are provided, each with a pressing surface.
  • the pressing surface can be increased in total by the plurality of press belts. If the press belts are arranged in a row, the length of the pressing surface can be increased, while if the press belts are arranged in parallel, the width of the pressing surface can be increased. Furthermore, by arranging the press belts at a distance from one another, a gap can be created through which the endless web can be guided for lamination. The endless web can be compressed from both sides so that the endless web is laminated on both of its surfaces.
  • the pressing device has pressing rollers, it is further proposed that these rest on the free surface of the pressing belts and press the pressing belts against the endless web by exerting a compressive force.
  • the pressing rollers form a pressure generating device of the pressing device, which presses the pressing belts against the endless web.
  • the width of the pressing surface be adjustable.
  • the width adjustability of the pressing surface allows the laminating device to be set up for laminating continuous webs of different widths.
  • the width of the pressing surface is the perpendicular direction to the longitudinal direction of the end loose track in the plane of the endless track.
  • the pressing surface can preferably have a width that corresponds to the width of the continuous web or a multiple thereof.
  • the laminating device is specially designed for laminating a continuous web of a certain width, or a plurality of continuous webs of a certain width can be laminated in a parallel arrangement.
  • the pressing surface is adjustable, predetermined positions of the widths of the pressing surface can also be provided for this purpose, so that the pressing surface can be adjusted with little effort from a position for laminating a single continuous web to a position for two or more continuous webs arranged in parallel.
  • Fig. 1 a section of a laminating device with a four-layer continuous web and a pressing device with two pressing rollers;
  • Fig. 2 a section of a laminating device with a three-layer continuous web and a pressing device with two pressing rollers and two pressing belts.
  • Figure 1 shows a section of a laminating device according to the invention, in which the continuous web 3 is separated by a “four-layer” continuous web 3 with a separator web 4 on the upper side and a separator web 6 in the middle, a plurality of intermediate see the separator tracks 4 and 6, and a plurality of cathodes 7 arranged under the central separator track 6.
  • the anodes 5 are larger than the cathodes 7, so that the anodes 5, when arranged in pairs with the cathodes 7, have a smaller frontal distance A from each other than the cathodes 7.
  • the lamination device further comprises a pressing device with two pressing rollers 1 and 2, which are designed as cylindrical drums with a circular cross-section.
  • the pressing rollers 1 and 2 are aligned with their axes of rotation parallel to each other and are arranged so that between their outer surfaces 12 and 13 there is a gap S with a constant gap width SW in the direction of the axes of rotation, i.e. perpendicular to the plane of the representation.
  • the gap width SW of the gap S is smaller than the thickness D of the endless web 3, so that the endless web 3 is slightly compressed and laminated when it passes through the gap S.
  • the thickness D2 of the separator webs 4 and 6 is 15 to 25 pm each, while the anodes 5 and the cathodes 7 have a thickness D1 of 150 to 400 pm. This results in a thickness D of the endless web 3 of approximately 330 pm to 850 pm.
  • the gap width SW is 20 to 100 pm, preferably 40 to 60 pm, smaller than the thickness D of the endless web 3, so that the endless web 3 is slightly compressed when it passes through the gap.
  • the gaps 8 are formed by the spacing of the anodes 5 and the cathodes 7 and have a height which corresponds to the thickness D1 of the anodes 5 and the cathodes 7, i.e. 150 to 400 to 1000 mm. Furthermore, the gaps 8 have a length in the transport direction corresponding to the distance A of the electrodes 5 of 3 mm between the anodes and 6 mm between the cathodes, whereby it is desirable to keep the distances A between the electrodes 5 as small as possible. to be dimensioned small in order to increase the material utilization rate of the endless web 3 and the number of electrodes 5 in a predetermined length of the endless web 3.
  • the endless web 3 is fed in the feed direction T and pulled through the gap S.
  • the press rollers 1 and 2 can themselves be actively driven, e.g. by individual drives in the form of servo motors, to the opposite rotational movements directed in the direction of the arrow P, so that they also actively transport the endless web 3 through the frictional connection.
  • the press rollers 1 and 2 can also be mounted so that they are only rotatably mounted, so that they themselves are driven by the endless web 3 through the frictional connection to the rotational movements.
  • the press rollers 1 and 2 only roll passively on the surfaces of the endless web 3. Due to the passive rolling movement of the press rollers 1 and 2, their movement is synchronized with that of the endless web 3.
  • the upper press roller 2 rests with its outer surface 12 on the top side of the separator web 4 and thus forms an upper pressing surface 24.
  • the lower press roller 1 rests with its outer surface 13 on the surfaces of the cathodes 7, so that the outer surface 13 in this case forms a lower pressing surface 25 opposite the upper pressing surface 24.
  • the press rollers 1 and 2 thus rest with their pressing surfaces 24 and 25 formed by the outer surfaces 12 and 13 on the free surfaces of the endless web 3 and, as the endless web 3 passes through the gap S, due to the smaller gap width SW in relation to the thickness D of the endless web 3, they exert a compressive force on the endless web 3 from both sides, which causes the endless web 3 to be laminated.
  • An alternative embodiment of the invention can be seen in Figure 2.
  • the pressing device here also comprises two press belts 20 and 21, which rest on the top and bottom of the endless web 3.
  • the press rollers 1 and 2 are designed and arranged identically to the press rollers 1 and 2 in Figure 1 and differ only in that they do not rest directly on the endless web 3 to be laminated, but instead on the free surfaces of the press belts 20 and 21, which in turn rest on the endless web 3.
  • the pressing surfaces 24 and 25 are thus formed by the surfaces of the press belts 20 and 21 facing the endless web 3.
  • the gap S is thus formed by the space between the two pressing surfaces 24 and 25 of the pressing belts, and the gap width SW corresponds to the distance between the two pressing surfaces 24 and 25.
  • the pressing belts 20 and 21 are dimensioned such that the gap width SW is smaller than the thickness of the endless web D.
  • the thickness D of the endless web 3 in this case is 180 to 450 pm. This does not correspond to the illustration in Figure 2, in which the gap width SW is shown larger than the thickness D of the endless web 3 for the sake of better visibility.
  • the pressing belts 20 and 21 In order to laminate the endless web 3, however, the pressing belts 20 and 21 must rest against the surfaces of the endless web 3 while exerting a compressive force, so that the gap width SW must be smaller than the thickness D of the endless web 3.
  • the press rollers 1 and 2 can additionally press the press belts 20 and 21 against the endless web 3 and thus increase the pressure force exerted by the press belts 20 and 21.
  • the endless web 3 to be laminated is provided, which runs through the gap S and has a thickness D.
  • the endless web 3 is separated by a “three-layer” endless web 3 with a separating torbahn 4 on the top and a separator track 6 on the bottom and anodes 5 arranged in between.
  • the anodes 5 are arranged with gaps 8 at identical distances A from one another and have a smaller width than the separator tracks 4 and 6, so that the separator tracks 4 and 6 protrude laterally beyond the anodes 5.
  • the upper press roller 2 or the upper press belt 21, which comes into contact with the upper separator web 4 covering the anodes 5, i.e. on the anode side of the endless web 3, can have a temperature of 50 degrees Celsius in its press surface 24, while the lower press roller 2 or the lower press belt 20, which comes into contact with the undersides of the cathodes 7, i.e. on the cathode side of the endless web 3, can have a temperature of 20 degrees Celsius in its press surface 23.
  • the press surfaces 24 and 25 therefore have a temperature difference of 30 degrees Celsius, with the press surface 23 on the anode side deliberately having a higher temperature and thus heating the endless web 3 on the anode side more than the press surface 24 on the cathode side of the endless web 3.
  • the temperature gradient between the pressing surfaces 24 and 25 can be controlled or regulated by the temperature of the cooling or Heating segments 23 can be controlled or regulated so that the temperature gradient can be adapted to different anodes and cathodes and in particular to their different combinations.
  • the adaptation can be the thickness of the conductor foils of the anodes, usually made of copper, and the cathodes, usually made of aluminum, the thicknesses of the anodes and cathodes overall and the materials of the anodes and cathodes, conductor foil and active material.
  • the cooling or heating segments 23 are arranged in both pressing surfaces 25 and 24 so that the temperature difference between the pressing surfaces 25 and 24 can be achieved by actively changing the temperature of both pressing surfaces 25 and 24. To achieve the temperature difference, it would also be conceivable to provide cooling or heating segments 23 in only one of the pressing surfaces 24 or 25 and to heat or cool only one of the pressing surfaces 24 or 25 accordingly.
  • a plurality of individually controllable cooling or heating segments 23 arranged at a distance from one another can be provided in the pressing surfaces 24 and 25, so that the pressing surfaces 24 and 25 can also have different temperatures in sections.
  • This makes it possible, for example, to take into account different thermal expansions of the endless web 3 in the direction of its longitudinal extension on the anode side and/or the cathode side.
  • the thermal expansion of the endless web 3 in the area of the anodes 5 and the intermediate spaces 8 provided between them is different from the thermal expansion in the area of the cathodes 7 and the intermediate spaces 8 provided between them, which is also due in particular to the larger distances A of the cathodes 7 and the smaller distances A of the anodes 5 in the intermediate spaces 8.
  • the cooling or heating segments 23 the pressing surfaces 24 and 25 can, for example, be heated less in the sections with which they come into contact with the sections of the endless track 3 with the greater thermal expansion in the area of the centers of the anodes 5 and the centers of the cathodes 7 than in the sections with which they come into contact in the area of the gaps 8.
  • the lengths of the zones with the lower temperature depend on the length of the anodes 5 and the length of the cathodes 7, while the length of the zones with the higher temperature depends on the length of the gaps 8.
  • different temperature zones arise in the respective pressing surfaces 24 and 25 in a distribution and dimensioning individually adapted to the respective distribution of the thermal expansion in the anode side and/or the cathode side of the continuous web 5.
  • the pressing surfaces 24 and 25 can also be tempered differently in the edge sections with which they come into contact with the edge sections of the endless web 3 that are laterally adjacent to the anodes 5 and the cathodes 7 and run in the longitudinal direction of the endless web 3, by arranging and controlling individual cooling or heating segments 23.
  • the pressing surfaces 24 and 25 of the pressing rollers 1 and 2 and/or the pressing belts 20 and 21 can be individually tempered by arranging the cooling or heating segments 23 so that the lamination of the endless web 3 takes place with a heat distribution in the pressing surfaces 24 and 25 that is individually tailored to the specific distribution of the thermal expansion in the endless web 3, whereby in the ideal case a laminated, curvature-free endless web 3 can be realized after exiting the laminating device.
  • press belts 20 and 21 with differently tempered pressing surfaces 24 and 25 can also be combined with press rollers 1 and 2 with differently tempered pressing surfaces 24 and 25.
  • the cooling or heating segments 23 in the pressing surfaces 24 and 25 are preferably integrated into the pressing surfaces 24 and 25 in such a way that the pressing surfaces 24 and 25 are formed homogeneously and continuously.
  • zones with different thermal conductivity coefficients can also be provided in the pressing surfaces 24 and 25.
  • central heat sources or heat sinks can be assigned to the pressing belts 20 and 21 and/or the pressing rollers 1 and 2, which in conjunction with the zones of the different thermal conductivity coefficients bring about different tempering of the pressing surfaces 24 and 25.

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  • Secondary Cells (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

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) unter Ausübung einer Druckkraft laminiert, wobei die Presseinrichtung zwei Pressflächen (24,25) aufweist, mit denen sie an unterschiedlichen Seiten der Endlosbahn (3) zur Anlage gelangt, und die Pressflächen (24,25) unterschiedlich temperiert sind.

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.
Ein Problem ist dabei, dass die Elektroden und das Separatormaterial aus Werkstoffen mit unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten bestehen, so dass die Endlosbahn nach dem Laminieren und/oder die daraus geschnittenen Segmente anschließend gekrümmt sind und/oder eine Wellenform aufweisen können.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Laminierungsvorrichtung zu schaffen, welche ein Laminieren der Endlosbahnen und der daraus geschnittenen Segmente mit einer geringeren Wellenform und Krümmung ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird zur Lösung der Aufgabe eine Laminierungsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird nach Anspruch 1 vorgeschlagen, dass die Presseinrichtung zwei Pressflächen aufweist, mit denen sie an unterschiedlichen Seiten der Endlosbahn zur Anlage gelangt, und die Pressflächen unterschiedlich temperiert sind.
Durch die unterschiedliche Temperierung der Pressflächen, kann der Wärmeeintrag beim Laminieren in die beiden verschiedenen Oberflächen der Endlosbahn unterschiedlich ausgelegt werden. Hierdurch kann die temperaturbedingt unterschiedliche Verformung der Endlosbahn zumindest verringert werden, indem die Endlosbahn an der Seite mit der größeren temperaturbedingten Ausdehnung bewusst geringer erwärmt oder sogar gekühlt wird. Alternativ kann auch die Seite der Endlosbahn mit der niedrigeren temperaturbedingten Ausdehnung bewusst stärker erwärmt werden. Wichtig ist nur, dass die Endlosbahn mit einem Temperaturgradienten zwischen den beiden Oberflächen laminiert wird, welcher umgekehrt zu den unterschiedlichen temperaturbedingten Ausdehnungen der Endlosbahn an ihren beiden Oberflächen ist. Zusätzlich oder alternativ können die Pressflächen auch so ausgebildet sein, dass sie jeweils für sich unterschiedlich temperiert sind, also wärmere Zonen und kältere Zonen aufweisen, so dass unterschiedliche Wärmeausdehnungen aufgrund von unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Endlosbahn an einer Oberfläche entlang ihrer Längser- streckung kompensiert werden können. Ferner kann die Laminierung der Endlosbahn als solche entlang der Endlosbahn angepasst werden, indem z.B. Zonen der Endlosbahn, welche für eine optimale Laminierung eine größere Wärme erfordern, stärker erwärmt werden als die Zonen, welche bereits bei einer geringeren Temperatur ausreichend gut laminiert werden können. Ferner können dadurch Zonen der Endlosbahn, für die eine zu große Wärme bei der Laminierung von Nachteil ist, bewusst nicht oder geringer erwärmt werden. Im Ergebnis kann die Endlosbahn durch die erfindungsgemäße Lösung mit einer geringeren Wellenbildung oder Krümmung laminiert werden. Ferner kann die Laminierung der Endlosbahn durch eine individuelle Temperierung der Pressflächen an die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten in den Oberflächen und die unterschiedlichen Bedingungen für das Laminieren als solches angepasst werden, so dass ein Laminieren der Endlosbahn mit einer wesentlich homogeneren Verbindung der Separatorbahnen und der Elektrode^) ermöglicht wird. Weiter wird vorgeschlagen, dass in der Endlosbahn eine Vielzahl von in Abständen zueinander regelmäßig angeordneten Elektroden vorgesehen ist. Durch die in Abständen angeordneten Elektroden weist die Endlosbahn in Richtung ihrer Fläche und insbesondere in Richtung ihrer Längserstreckung in Transportrichtung unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, so dass das Problem der unterschiedlichen Wärmedehnungen hier besonders groß ist, und der erfindungsgemäße Vorteil besonders zum Tragen kommt.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Endlosbahn wenigstens zwei Separatorbahnen aufweist, und die Elektroden durch eine Vielzahl von in Reihe angeordneten Anoden und eine Vielzahl von in Reihe angeordneten Kathoden gebildet sind, welche durch eine der Separatorbahnen voneinander getrennt sind, wobei die Pressfläche, welche zur Anlage an der den Kathoden zugeordneten Seite der Endlosbahn gelangt eine geringere Temperatur aufweist als die Pressfläche, welche an der den Anoden zugeordneten Seite der Endlosbahn zur Anlage gelangt. Durch die vorgeschlagene Weiterentwicklung kann die Endlosbahn mit einem geringeren Wärmeeintrag in die Kathodenseite laminiert werden, so dass die größere Wärmedehnung der Kathoden zumindest teilweise kompensiert werden kann und sich die Kathodenseite der Endlosbahn im Idealfall identisch zu der Anodenseite der Endlosbahn wärmebedingt verformt.
Kathoden weisen in der Regel eine Leiterfolie aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung auf. Dagegen weisen Anoden in der Regel eine Leiterfolie aus Kupfer oder einer Kupferlegierung auf. Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Aluminium oder eine Aluminiumlegierung ist grundsätzlich höher als der Wärmeausdehnungskoeffizient von Kupfer oder einer Kupferlegierung, was die Wärmeausdehnung der Kathode im Vergleich zur Anode erhöht. Dabei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Pressflächen eine Temperatur von -40 bis 150 Grad Celsius, bevorzugt von 55 bis 80 Grad Celsius aufweisen, wobei die Pressflächen bevorzugt einen Temperaturunterschied von 20 bis 60 Grad Celsius, bevorzugt 35-45 Grad Celsius, aufweisen. Damit kann insbesondere die unterschiedliche Wärmeausdehnung bei der Verwendung von Cu und AI kompensiert werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass in den Pressflächen individuell temperierbare Heizsegmente oder Kühlsegmente vorgesehen sind. Durch die Heiz- oder Kühlsegmente können die Temperaturen der Pressflächen individuell und/oder lokal verändert werden, wobei hierdurch die Temperaturgradienten zwischen den beiden Pressflächen und/oder entlang der jeweiligen Pressflächen individuell verändert werden können. Dabei sind die Temperaturgradienten gezielt so eingestellt, dass die unterschiedlichen Temperaturdehnungen der Endlosbahn an ihren verschiedenen Oberflächen und/oder entlang der jeweiligen Oberfläche berücksichtigt werden.
Ferner können die Pressflächen auch unterschiedliche Wärmeleitkoeffizienten aufweisen. Hierdurch kann eine zentrale oder identische Wärmequelle oder Wärmesenke verwendet werden, und die unterschiedliche Temperatur der Pressflächen wird durch die unterschiedliche Wärmeleitungen bedingt durch die unterschiedlichen Wärmeleitkoeffizienten der Pressflächen erreicht. Die Pressflächen weisen damit eine unterschiedliche Wärmeleitfähigkeit auf.
Ferner können die Pressflächen unterschiedliche Wärmekapazitäten aufweisen, so dass sich durch die eingeleitete Wärme unterschiedliche Temperaturen der Pressflächen ergeben, indem die Wärme un- terschiedlich gespeichert wird.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Presseinrichtung zwei Presswalzen mit einem kreisförmigen Querschnitt umfasst, und die Pressflächen durch die Mantelflächen der Presswalzen gebildet sind.
Durch die Ausbildung der Presseinrichtung der Laminierungsvorrichtung als Presswalzen kann die Laminierungsvorrichtung besonders einfach in einen Trommellauf integriert werden, welcher sich wiederum durch eine besonders hohe Produktionskapazität und/oder Transportgeschwindigkeit der Endlosbahn auszeichnet.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Presswalzen so angeordnet sind, dass zwischen ihren Mantelflächen ein Spalt vorgesehen ist, durch welchen die Endlosbahn verläuft, wobei der Spalt eine Spaltweite aufweist, welche kleiner als die Dicke der Endlosbahn ist.
Durch die vorgeschlagene Lösung wird die Endlosbahn allein durch die Anordnung der Presswalzen zum Laminieren leicht komprimiert. Eine zusätzliche Zustellbewegung der Presswalzen kann damit entfallen.
Dabei sind die Presswalzen bevorzugt zylindrisch mit einem identischen Durchmesser in Richtung ihrer Längsachse ausgebildet. Die Presswalzen sind damit so ausgebildet, dass ihre Mantelflächen in einer senkrecht durch die Drehachse verlaufenden Ebene kreisförmig ausgebildet sind und in ihren Längserstreckungen in Richtung der Drehachsen parallel zu den Drehachsen ausgerichtet sind. Damit bilden die beiden Mantelflächen zwischen sich einen Spalt mit einer über seine Längserstreckung konstanten Spaltweite aus, welche unabhängig von der Drehwinkelstellung der Presswalzen ist. Dabei ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau der Laminierungsvorrichtung indem die Presswalzen derart angeordnet sind, dass ihre Drehachsen parallel zueinander ausgerichtet sind. Durch die parallele Anordnung der Drehachsen können die Presswalzen besonders einfach mit entsprechenden Einzelantriebseinrichtung gekoppelt werden, wobei die Einzelantriebseinrichtungen z.B. an einem gemeinsamen Maschinengestell gehaltert werden können. Ferner können die Presswalzen dadurch besonders einfach durch ein Getriebe, z.B. in Form eines Zahnradgetriebes mit einer Mehrzahl von in einer Ebene zueinander angeordneten Zahnrädern gekoppelt werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Presseinrichtung wenigstens ein Pressband aufweist, und die Pressfläche durch eine an einer der Oberflächen der Endlosbahn zur Anlage gelangenden Oberfläche des Pressbandes gebildet ist. Durch das Pressband kann die auf die Endlosbahn wirkende Presskraft vergleichmäßigt werden. Dabei kann das Pressband bevorzugt eine identische oder größere Breite quer zu der Transportrichtung der Endlosbahn aufweisen, damit die Endlosbahn über ihre gesamte Breite der Presskraft ausgesetzt und damit laminiert wird. Das Pressband kann dabei so ausgebildet sein, dass es selbst die Druckkraft erzeugt oder über eine gesonderte Druckerzeugungseinrichtung wie z.B. eine Presswalze mit einer Druckkraft beaufschlagt wird. In dem letzteren Fall wird die Druckkraft von dem Pressband auf die Endlosbahn weiter übertragen. Das Pressband selbst kann in Form eines flexiblen faserverstärkten Textilbandes, eines Stahlbandes oder einer sehr feingliedrigen Gliederkette oder dergleichen ausgebildet sein. Das Pressband kann dabei als angetriebenes Endlosband, oder als ortsfestes Pressband mit einer reibungsreduzierten Oberfläche ausgebildet sein. Sofern das Pressband als angetriebenes Endlosband ausgebildet ist, kann die- ses zusätzlich zu einem Transport der Endlosbahn genutzt werden. Wenn das Pressband hingegen durch ein ortsfestes Pressband gebildet ist, ist zum Transport der Endlosbahn eine zusätzliche Einrichtung erforderlich. Die Endlosbahn wird in diesem Fall aktiv an dem Pressband vorbeigezogen.
Weiter wird vorgeschlagen, dass wenigstens zwei Pressbänder mit jeweils einer Pressfläche vorgesehen sind. Durch die Mehrzahl der Pressbänder kann die Pressfläche in der Summe vergrößert werden. Sofern die Pressbänder in Reihe angeordnet sind, kann hierdurch die Länge der Pressfläche vergrößert werden, während bei einer Parallelanordnung der Pressbänder die Breite der Pressfläche vergrößert werden kann. Ferner kann durch eine gegenüberliegende beabstandete Anordnung der Pressbänder ein Spalt geschaffen werden, durch welchen die Endlosbahn zum Laminieren geführt werden kann. Dabei kann die Endlosbahn von beiden Seiten komprimiert werden, so dass die Endlosbahn an ihren beiden Oberflächen laminiert wird.
Sofern die Presseinrichtung Presswalzen aufweist, wird weiter vorgeschlagen, dass diese an der freien Oberfläche der Pressbänder anliegen und die Pressbänder unter Ausübung einer Druckkraft gegen die Endlosbahn drängen. Die Presswalzen bilden in diesem Fall eine Druckerzeugungseinrichtung der Presseinrichtung, welche die Pressbänder gegen die Endlosbahn drängt.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Pressfläche in der Breite verstellbar ist. Durch die Breitenverstellbarkeit der Pressfläche kann die Laminierungsvorrichtung zur Laminierung von Endlosbahnen unterschiedlicher Breite eingestellt werden. Die Breite der Pressfläche ist dabei die senkrechte Richtung zu der Längsrichtung der End- losbahn in der Ebene der Endlosbahn.
Ferner kann die Pressfläche bevorzugt eine Breite aufweisen, welche der Breite der Endlosbahn oder einem Vielfachen davon entspricht. Durch die vorgeschlagene Lösung ist die Laminierungsvorrichtung speziell zur Laminierung einer Endlosbahn bestimmter Breite ausgebildet, oder es können auch eine Mehrzahl von Endlosbahnen einer bestimmten Breite in einer parallelen Anordnung laminiert werden. Sofern die Pressfläche verstellbar ist, können hierzu auch vorbestimmte Stellungen der Breiten der Pressfläche vorgesehen sein, so dass die Pressfläche mit geringem Aufwand aus einer Stellung zur Laminierung einer einzigen Endlosbahn in eine Stellung von zwei oder mehr parallel angeordneten Endlosbahnen verstellt werden kann.
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 zwi- sehen 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 Anordnung 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 Anoden 5 und die Kathoden 7 eine Dicke D1 von 150 bis 400 pm aufweisen. Damit ergibt sich eine Dicke D der Endlosbahn 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 3 bemessen, so dass die Endlosbahn 3 beim Durchlaufen durch den Spalt leicht komprimiert wird. Die Zwischenräume 8 werden durch die Beabstandung der Anoden 5 und der Kathoden 7 gebildet und weisen eine Höhe auf, welche der Dicke D1 der Anoden 5 und der Kathoden 7 also 150 bis 400 bis pm entspricht. Ferner weisen die Zwischenräume 8 eine Länge in Transportrichtung 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 zugeführt und 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. Durch passive Abrollbewegung der Presswalzen 1 und 2 ist deren Bewegung synchronisiert zu der der Bewegung der Endlosbahn 3.
Die obere Presswalze 2 liegt mit ihrer Mantelfläche 12 an der Oberseite der Separatorbahn 4 an und bildet damit eine obere Pressfläche 24 aus. Die untere Presswalze 1 liegt mit ihrer Mantelfläche 13 an den Oberflächen der Kathoden 7 an, so dass die Mantelfläche 13 in diesem Fall eine untere, der oberen Pressfläche 24 gegenüberliegende Pressfläche 25 bildet. Die Presswalzen 1 und 2 liegen damit mit ihren durch die Mantelflächen 12 und 13 gebildeten Pressflächen 24 und 25 an den freien Oberflächen der Endlosbahn 3 an und üben beim Durchlaufen der Endlosbahn 3 durch den Spalt S aufgrund der in Bezug zu der Dicke D der Endlosbahn 3 kleineren Spaltweite SW von beiden Seiten eine Druckkraft auf die Endlosbahn 3 aus, welche das Laminieren der Endlosbahn 3 bewirkt. 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 angeordnet und unterscheiden sich lediglich dadurch, dass sie nicht unmittelbar an der zu laminierenden Endlosbahn 3 anliegen, sondern stattdessen an den freien Oberflächen der Pressbänder 20 und 21 , welcher ihrerseits an der Endlosbahn 3 anliegen. Damit sind die Pressflächen 24 und 25 durch die der Endlosbahn 3 zugewandten Oberflächen der Pressbänder 20 und 21 gebildet. Der Spalt S ist damit durch den Zwischenraum zwischen den beiden Pressflächen 24 und 25 der Pressbänder gebildet, und die Spaltweite SW entspricht dem Abstand beiden Pressflächen 24 und 25. Die Pressbänder 20 und 21 sind so bemessen, dass die Spaltweite SW kleiner als die Dicke der Endlosbahn D ist. Die Dicke D der Endlosbahn 3 beträgt in diesem Fall 180 bis 450 pm. Dies entspricht nicht der Darstellung der Figur 2, in der die Spaltweite SW der besseren Erkennbarkeit halber größer als die Dicke D der Endlosbahn 3 dargestellt ist. Zum Laminieren der Endlosbahn 3 müssen die Pressbänder 20 und 21 aber unter Ausübung einer Druckkraft an den Oberflächen der Endlosbahn 3 anliegen, so dass die Spaltweite SW kleiner als die Dicke D der Endlosbahn 3 bemessen sein muss. Hierzu können die Presswalzen 1 und 2 die Pressbänder 20 und 21 zusätzlich gegen die Endlosbahn 3 drängen und damit die von den Pressbändern 20 und 21 ausgeübte Druckkraft erhöhen.
Ferner ist die 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.
In den beiden Pressflächen 23 und 24 der Presswalzen 1 und 2 in dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 oder der Pressbänder 20 und 21 in dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 sind mehrere Kühl- oder Heizsegmente 23 vorgesehen, welche einzeln oder in Gruppen ansteuerbar sind und eine unterschiedliche Temperierung der Pressflächen 24 und 25 der Presswalzen 1 und 2 oder der Pressbänder 20 und 21 zueinander ermöglichen.
So kann die obere Presswalze 2 oder das obere Pressband 21 , welche an der oberen, die Anoden 5 abdeckenden Separatorbahn 4, also an der Anodenseite der Endlosbahn 3, zur Anlage gelangt, eine Temperatur in ihrer Pressfläche 24 von 50 Grad Celsius aufweisen, während die untere Presswalze 2 oder das untere Pressband 20, welche an den Unterseiten der Kathoden 7, also an der Kathoden- seite der Endlosbahn 3, zur Anlage gelangt, eine Temperatur in ihrer Pressfläche 23 von 20 Grad Celsius aufweist. Damit weisen die Pressflächen 24 und 25 einen Temperaturunterschied von 30 Grad Celsius auf, wobei die Pressfläche 23 der Anodenseite bewusst eine höhere Temperatur aufweist und damit die Endlosbahn 3 an der Anodenseite stärker erwärmt als die Pressfläche 24 an der Katho- denseite der Endlosbahn 3.
Der Temperaturgradient zwischen den Pressflächen 24 und 25 kann durch eine Steuerung oder Regelung der Temperatur der Kühl- oder Heizsegmente 23 gesteuert oder geregelt werden, so dass der Temperaturgradient an unterschiedliche Anoden und Kathoden sowie insbesondere deren unterschiedliche Kombination angepasst werden kann. Beispielsweise kann die Anpassung die Dicke der Leiterfolien der Anoden, in der Regel aus Kupfer, und der Kathoden, in der Regel aus Aluminium, die die Dicken der Anoden und Kathoden insgesamt sowie an die Materialien der Anoden und Kathoden, Leiterfolie und aktives Material angepasst werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Kühl- oder Heizsegmente 23 in beiden Pressflächen 25 und 24 angeordnet, so dass der Temperaturunterschied der Pressflächen 25 und 24 durch eine aktive Veränderung der Temperatur beider Pressflächen 25 und 24 verwirklicht werden kann. Zur Verwirklichung des Temperaturunterschiedes wäre es aber auch denkbar, nur in einer der Pressflächen 24 oder 25 Kühloder Heizsegmente 23 vorzusehen und nur eine der Pressflächen 24 oder 25 entsprechend zu erwärmen oder abzukühlen.
Ferner können in den Pressflächen 24 und 25 auch eine Mehrzahl von beabstandet zueinander angeordneten individuell ansteuerbaren Kühl - oder Heizsegmenten 23 vorgesehen sein, so dass die Pressflächen 24 und 25 auch nur abschnittsweise in sich unterschiedliche Temperaturen aufweisen können. Hierdurch können z.B. unterschiedliche Wärmeausdehnungen der Endlosbahn 3 in Richtung ihrer Längserstreckung an der Anodenseite und/oder der Kathoden- seite berücksichtigt werden. So ist die Wärmedehnung der Endlosbahn 3 z.B. im Bereich der Anoden 5 und der dazwischen vorgesehenen Zwischenräume 8 unterschiedlich zu der Wärmedehnung im Bereich der Kathoden 7 und der dazwischen vorgesehenen Zwischenräume 8, was insbesondere auch an den größeren Abständen A der Kathoden 7 und den kleineren Abständen A der Anoden 5 in den Zwischenräumen 8 liegt. Durch die Kühl- oder Heizsegmente 23 können die Pressflächen 24 und 25 z.B. in den Abschnitten, mit denen sie an den Abschnitten der Endlosbahn 3 mit den größeren Wärmedehnungen im Bereich der Mitten der Anoden 5 und der Mitten der Kathoden 7 zur Anlage gelangt, geringer erwärmt werden als in den Abschnitten, mit denen sie im Bereich der Zwischenräume 8 zur Anlage gelangen. Damit ergeben sich für die Pressflächen 24 und 25 unterschiedliche Temperaturen entlang ihrer Längserstre- ckung und/oder Abwicklung in Form eines regelmäßigen Wechsels von Zonen höherer Temperatur und niedrigerer Temperatur. Dabei hängen die Längen der Zonen mit der niedrigeren Temperatur von der Länge der Anoden 5 und der Länge der Kathoden 7 ab, während die Länge der Zonen mit der höheren Temperatur von der Länge der Zwischenräume 8 abhängt. Somit ergeben sich für das Laminieren der Endlosbahn 3 unterschiedliche Temperaturzonen in den jeweiligen Pressflächen 24 und 25 in einer individuell an die jeweilige Verteilung der Wärmedehnung in der Anodenseite und/oder der Katho- denseite der Endlosbahn 5 angepassten Verteilung und Bemessung.
Ferner können die Pressflächen 24 und 25 auch in den Randabschnitten, mit denen sie an den seitlich an die Anoden 5 und die Kathoden 7 angrenzenden, in Längsrichtung der Endlosbahn 3 verlaufenden Randabschnitten der Endlosbahn 3 zur Anlage gelangen, durch die Anordnung und Steuerung individueller Kühl- oder Heizsegmente 23 unterschiedlich temperiert sein. Insgesamt können die Pressflächen 24 und 25 der Presswalzen 1 und 2 und/oder der Pressbänder 20 und 21 durch die Anordnung der Kühl- oder Heizsegmente 23 individuell so temperiert sein, dass die Laminierung der Endlosbahn 3 mit einer individuell auf die spezifische Verteilung der Wärmedehnung in der Endlosbahn 3 abgestimmten Wärmeverteilung in den Pressflächen 24 und 25 erfolgt, wodurch im Idealfall eine laminierte, krümmungsfreie Endlosbahn 3 nach dem Austritt der Laminierungsvorrichtung verwirklicht werden kann.
Selbstverständlich können auch Pressbänder 20 und 21 mit unterschiedlich temperierten Pressflächen 24 und 25 mit Presswalzen 1 und 2 mit unterschiedlich temperierten Pressflächen 24 und 25 kombiniert werden.
Die Kühl- oder Heizsegmente 23 in den Pressflächen 24 und 25 sind dabei bevorzugt so in die Pressflächen 24 und 25 integriert, dass die Pressflächen 24 und 25 homogen und stufenlos ausgebildet sind.
Ferner können zusätzlich oder statt der Kühl- oder Heizsegmente 23 in den Pressflächen 24 und 25 auch Zonen mit unterschiedlichen Wärmeleitkoeffizienten in den Pressflächen 24 und 25 vorgesehen sein. In diesem Fall können den Pressbändern 20 und 21 und/oder den Presswalzen 1 und 2 zentrale Wärmequellen oder Wärmesenken zugeordnet sein, welche in Verbindung mit den Zonen der unterschiedlichen Wärmeleitkoeffizienten eine unterschiedliche Temperierung der Pressflächen 24 und 25 bewirken.

Claims

Ansprüche:
1. Laminierungsvorrichtung für eine mehrlagige Endlosbahn (3) aus wenigstens einer Separatorbahn (4,6) und wenigstens einer Elektrode(n) zur Herstellung von Energiezellen mit -einer Presseinrichtung, welche die mehrlagige Endlosbahn (3) unter Ausübung einer Druckkraft laminiert, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Presseinrichtung zwei Pressflächen (24,25) aufweist, mit denen sie an unterschiedlichen Seiten der Endlosbahn (3) zur Anlage gelangt, und
-die Pressflächen (24,25) unterschiedlich temperiert sind.
2. Laminierungsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
-in der Endlosbahn (3) eine Vielzahl von in Abständen zueinander regelmäßig angeordneten Elektroden vorgesehen ist.
3. Laminierungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Endlosbahn (3) wenigstens zwei Separatorbahnen (4,6) aufweist, und
-die Elektroden durch eine Vielzahl von in Reihe angeordneten Anoden (5) und eine Vielzahl von in Reihe angeordneten Kathoden (7) gebildet sind, welche durch eine der Separatorbahnen (4,6) voneinander getrennt sind, wobei
-die Pressfläche (24,25), welche zur Anlage an der den Kathoden (7) zugeordneten Seite der Endlosbahn (3) gelangt, eine geringere Temperatur aufweist als die Pressfläche (24,25), welche an der den Anoden (5) zugeordneten Seite der Endlos- bahn (3) zur Anlage gelangt. Laminierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Pressflächen (24,25) eine Temperatur von -40 bis 150 Grad Celsius, bevorzugt von 55 bis 80 Grad Celsius aufweisen. Laminierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Pressflächen (24,25) einen Temperaturunterschied von 20 bis 60 Grad Celsius aufweisen. Laminierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
-in den Pressflächen (24,25) individuell temperierbare Heizsegmente (23) oder Kühlsegmente vorgesehen sind. Laminierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Pressflächen (24,25) unterschiedliche Wärmeleitkoeffizienten aufweisen. Laminierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Pressflächen (24,25) unterschiedliche Wärmekapazitäten aufweisen. Laminierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Presseinrichtung zwei Presswalzen (1 ,2) mit einem kreisförmigen Querschnitt umfasst, und -die Pressflächen (24,25) durch die Mantelflächen (12,13) der Presswalzen gebildet sind.
10. Laminierungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Presswalzen (1 ,2) so angeordnet sind, dass zwischen ihren Mantelflächen (12,13) ein Spalt (S) vorgesehen ist, durch welchen die Endlosbahn (3) verläuft, wobei
-der Spalt (S) eine Spaltweite (SW) aufweist, welche kleiner als die Dicke (D) der Endlosbahn (3) ist.
11. Laminierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Presswalzen (1 ,2) zylindrisch mit einem identischen Durchmesser in Richtung ihrer Längsachse ausgebildet sind.
12. Laminierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass
-die Presswalzen (1 ,2) derart angeordnet sind, dass ihre Drehachsen parallel zueinander ausgerichtet sind
13. Laminierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Presseinrichtung wenigstens ein Pressband (20,21) aufweist, und
-die Pressfläche (24,25) durch eine an einer der Oberflächen der Endlosbahn (3) zur Anlage gelangenden Oberfläche des Pressbandes (20,21) gebildet ist.
14. Laminierungsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass -wenigstens zwei Pressbänder (20,21) mit jeweils einer Pressfläche (24,25) vorgesehen sind. Laminierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12 und nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Presswalzen (1 ,2) an der freien Oberfläche der Pressbänder (20,21) anliegen und die Pressbänder (20,21) unter Ausübung einer Druckkraft gegen die Endlosbahn (3) drängen. Laminierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Pressfläche (24,25) in der Breite verstellbar ist. Laminierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Pressfläche (24,25) eine Breite aufweist, welche der Breite der Endlosbahn (3) oder einem Vielfachen davon entspricht
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