EP4655111A1 - Verfahren zur herstellung eines trockenfilms, anlage zur herstellung eines trockenfilms, trockenfilm und batterie enthaltend den trockenfilm - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines trockenfilms, anlage zur herstellung eines trockenfilms, trockenfilm und batterie enthaltend den trockenfilm

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Publication number
EP4655111A1
EP4655111A1 EP24702505.9A EP24702505A EP4655111A1 EP 4655111 A1 EP4655111 A1 EP 4655111A1 EP 24702505 A EP24702505 A EP 24702505A EP 4655111 A1 EP4655111 A1 EP 4655111A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
dry film
carrier roller
roller
dry
carrier
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
EP24702505.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Julius Roch
Holger Althues
Benjamin SCHUMM
Christian Girsule
Sebastian TSCHÖCKE
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.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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 Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Publication of EP4655111A1 publication Critical patent/EP4655111A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B22F7/02—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • Dry film is provided.
  • the method and the system are characterized in that at least two processing devices are used, which are arranged in a direction perpendicular to the carrier roller rotation axis, each opposite an outer segment of the carrier roller, wherein the at least two processing devices are each suitable for removing areas of the dry film that are mounted on the outer segments of the carrier roller on the carrier roller.
  • the method and the system make it possible to provide segmented, strip-shaped dry films that have very high edge accuracy in a quick and energy-saving manner. It is known in the prior art to coat electrically conductive conductor foils of battery electrodes using the slurry process (i.e. wet chemical) with a slurry film containing electrode active material, binder and conductive additive.
  • Coating widths are often desired which are a multiple of the width of the dimension of the electrode made from the substrate with film. For example, a layer width of 300 mm is listed here, with pieces of 100 mm length being cut from the film of this width in order to produce an electrode format of, for example, 300 mm width x 100 length.
  • electrodes with segmented coating zebra coating
  • slot dies with masks shims are used, for example, which allow coating over a large width and prevent slurry from escaping from the slot die at the masked areas in order to create uncoated areas through the masks.
  • intermittent coatings can also be produced, which have an uncoated area at regular intervals along the coating direction.
  • dry film i.e. dry chemical or dry
  • a dry mixture and/or a dry powder mixture containing particles of the active material, the conductive additive and the binder is used.
  • Dry film means a coating or a free-standing, self-supporting film which results from a film formation process in which no solvents are used.
  • the layer or film produced generally has layer thicknesses in the range of 10 pm to 1000 pm and is made up of particles.
  • a free-standing dry film has a mechanical tensile strength (nominal stress) of > 100 N/m 2 along the layer plane, which makes it self-supporting.
  • the dry film is not self-supporting and must be mechanically stabilized either by a roller, substrate film or other devices.
  • the dry film In the area of the battery electrodes the dry film has comparable properties (layer thickness, porosity, composition, conductivity) to a layer produced using the slurry process.
  • a process for producing a dry film is very relevant for future battery production, as it can be carried out more quickly and with less energy than the slurry process (e.g. there is no need to evaporate the slurry liquid, which means that smaller systems with lower energy requirements can be realized).
  • the dry film process still has disadvantages compared to the slurry process.
  • primer layers to produce electrodes with segmented coatings in order to create a targeted, local transfer of dry film to a substrate.
  • a dry layer is created on a roller and is only transferred to a substrate at those points where the substrate is provided with an adhesion-promoting primer layer.
  • the pattern of the primer layer applied to the substrate thus also determines the layout of the dry film layer on the substrate. This works well for some materials, but it is often observed that, depending on the cohesion or mechanical stability of the dry film layer created on the roller, the transfer cannot be achieved with a clean edge.
  • a dry film is first produced which is carried on a first roller and which forms a calender gap with a second roller, the second roller carrying a removal film which is suitable for removing areas of the dry film from the first roller by exerting pressure in the calender gap, so that a striped dry film (zebra pattern) is created on the first roller.
  • the problem with this method is that it is cost-intensive due to the use of the removal film, since the removal film has to be renewed and that the removal film in the calender gap a certain meandering movement is carried out, ie a certain movement in a direction parallel to the axis of rotation of the first and second rolls, whereby the two boundary lines of the respective dry film webs produced run wavy in the longitudinal direction of the dry film at least in some areas. In other words, it is not possible with this process to make the respective two boundary lines of the dry film run as strictly parallel lines along the longitudinal direction.
  • the dry films produced therefore have an edge accuracy that needs improvement.
  • WO 2020/148410 A2 discloses a multi-roll device for producing a dry film, in which the edge trimming of the dry film takes place on the last roller of the multi-roll device at the end of the process.
  • Edge trimming on the last roller of the multi-roll device has several disadvantages. Firstly, the dry film is already highly compacted at this point, which makes edge trimming more energy-intensive and leads to greater abrasion on the cutting tool. Secondly, the distance from the cutting device to the first calender gap of the multi-roll device is very large, which lengthens a transport path (e.g. of cut dry film material) from the cutting device to the first calender gap. Thirdly, there is a risk that improperly formed edges (low parallelism or frayed areas) of the dry film will fold over on the transport path and thus lead to different layer thicknesses or compactions of the layer before the improper edges are trimmed.
  • a further difficulty with the dry film process is that large coating widths (i.e. widths of at least 300 mm perpendicular to the longitudinal direction of the dry film) mean that rolls used for post-calendering (post-compaction) have to be extremely large and robust in order to withstand the high line loads, which are correspondingly greater for wide coatings than for narrow coatings.
  • a method for producing a dry film comprising feeding a dry powder mixture and/or a dry mixture into a first calender gap formed by a carrier roller and a first counter roller, wherein the carrier roller rotates about a carrier roller rotation axis at a first circumferential speed in a first rotation direction and the counter roller rotates about a counter roller rotation axis at a second circumferential speed which is lower than the first circumferential speed in a second rotation direction, wherein the second rotation direction is opposite to the first rotation direction, wherein the dry powder mixture and/or the dry mixture passes through the calender gap in a conveying direction and a dry film is formed which is supported at least in regions on the carrier roller, characterized in that at least one first processing device is used which is arranged in a direction perpendicular to the carrier roller rotation axis opposite a first outer segment of the carrier roller and at least one second processing device is used which is arranged in a direction perpendicular to the carrier roller rotation axis opposite a
  • the dry powder mixture can be in the form of a flowable powder.
  • the dry mixture can be in the form of a cohesive, non-flowable bulk material, flat agglomerates or (already) present as a dry film (e.g. a dry film in strip form).
  • a dry powder mixture is viewed as a special embodiment of a dry mixture.
  • the term "dry powder mixture and/or dry mixture” can be simplified to the term "dry mixture", whereby a dry powder mixture is then a special embodiment (species) of the dry mixture (genus).
  • the dry mixture can then be present as a flowable powder (since it can be a dry powder mixture).
  • dry film method it is possible to provide segmented, strip-shaped dry films that have very high edge accuracy in a fast and energy-saving manner.
  • High edge accuracy is understood to mean that a web formed by the dry film (or all webs formed by the dry film) is/are defined in a longitudinal direction of the web by two boundary lines, wherein the boundary lines run essentially straight and essentially parallel to one another.
  • essentially straight and essentially parallel to one another is meant that a distance between the respective two boundary lines along the longitudinal direction varies by ⁇ 1000 pm, preferably ⁇ 500 pm, particularly preferably ⁇ 200 pm.
  • a dry film means in particular a non-self-supporting coating or layer ( ⁇ 100 N/m 2 tensile strength in the coating plane) or a free-standing, self-supporting film (> 100 N/m 2 tensile strength in the coating plane), which results from a film-forming process in which no solvents are used, ie in particular no solvents are used in the method according to the invention.
  • the method according to the invention is highly relevant for the layer production of battery electrodes (lithium-ion batteries, solid-state batteries, lithium-sulfur batteries, sodium-ion batteries), but is also suitable for other coatings, such as for energy storage devices (e.g. supercapacitors, fuel cells), electrochemical components (e.g. for Electrolysis or catalyst layers), or adsorber layers formed from porous materials are relevant.
  • battery electrodes lithium-ion batteries, solid-state batteries, lithium-sulfur batteries, sodium-ion batteries
  • other coatings such as for energy storage devices (e.g. supercapacitors, fuel cells), electrochemical components (e.g. for Electrolysis or catalyst layers), or adsorber layers formed from porous materials are relevant.
  • the first and second processing devices are each suitable for removing the areas of the dry film that are mounted on the carrier roller on the outer segments of the carrier roller without any movement of their own, at least by cutting (preferably also by removing, e.g. by a removal unit of the system), whereby this particularly means that the first and second processing devices remain stationary in the method (i.e. do not move relative to the carrier roller).
  • This embodiment can further increase the high edge accuracy, i.e. the strictness of the straightness and parallelism of the two boundary lines of the dry film produced by the method.
  • the dry film can be transferred to the carrier roller without a substrate.
  • the free-standing dry film can be applied to a substrate.
  • the substrate can have a three-dimensional structure (e.g. a fabric, a fleece or an expanded metal).
  • the substrate can also have a texturing (i.e., be an etched, sandblasted or lasered substrate).
  • the substrate can have or consist of a porous layer (e.g., an electrode layer or a particle layer).
  • a primer layer can be present between the substrate and the dry film, which can support (i.e., strengthen) the bonding of the dry film to the substrate.
  • the dry film can be laminated onto a substrate during the process according to the invention.
  • the process can be used to produce a dry film that is laminated onto a substrate.
  • the substrate can also have a three-dimensional structure (e.g. a woven fabric, a fleece or an expanded metal).
  • the substrate can be a textured substrate (ie, for example, an etched, sandblasted or lasered substrate).
  • the substrate can contain or consist of a porous layer (e.g. an electrode layer or a particle layer).
  • the layer applied to the substrate can have been applied to the substrate using a slurry process or a dry film process.
  • the substrate can have a primer layer before the dry film is laminated to support the bonding of the dry film to the substrate.
  • the substrate may not contain any electrically conductive material or may not consist of any electrically conductive material or may contain or consist of an electrically conductive material, wherein the electrically conductive material is preferably selected from the group consisting of metal, carbon and combinations thereof.
  • the term "metal" also includes metal alloys.
  • the substrate can have a primer layer at least in some areas to strengthen the bonding of the dry film.
  • the primer layer can contain or consist of a polymer (or a binder, e.g. a thermoplastic material) and an electrically conductive material (e.g. carbon-containing materials such as carbon black, graphite or similar).
  • the primer layer preferably has a thickness in the range of ⁇ 10 pm, particularly preferably in the range of ⁇ 2 pm.
  • the primer layer is preferably arranged in areas on the substrate that are opposite the inner segment of the carrier roller, in a direction perpendicular to the carrier roller rotation axis.
  • the primer layer has the advantage that increased adhesion of the dry film occurs at points on the substrate that are provided with the primer layer.
  • the primer layer softens. In this way, particles of the dry film are pressed into the primer layer, which increases the contact area between particles of the dry film and the primer layer.
  • the primer layer solidifies and the increased contact area with the particles of the dry film pressed into the primer layer causes the dry film to bond to the substrate provided with the primer layer.
  • the primer layer can further increase the edge accuracy of the dry film produced, which also allows intermittent coatings.
  • a roughened or three-dimensional (e.g. fleece, wire mesh, expanded metal and/or textured substrate, such as an etched substrate, sandblasted substrate, lasered substrate or similar) substrate surface e.g. a textured surface, such as an etched, sandblasted and/or lasered surface
  • substrate surface e.g. a textured surface, such as an etched, sandblasted and/or lasered surface
  • increased adhesion is present if the roughness Ra of the surface is >1 pm, preferably >5 pm, particularly preferably >10 pm, whereas the areas of the substrate with low adhesion to the dry film have roughnesses Ra of ⁇ 1 pm.
  • the substrate can have or consist of a three-dimensional structure at least in regions, wherein the substrate preferably contains or consists of a woven fabric, nonwoven fabric and/or expanded metal.
  • the substrate can have texturing at least in some areas, the texturing preferably being produced by etching treatment, sandblasting treatment and/or laser treatment.
  • the texturing is present in particular on a surface of the substrate that faces the dry film.
  • the texturing can lead to locally increased adhesion of the dry film and thus to an increase in edge accuracy.
  • the substrate can have or consist of a porous layer at least in some areas, the porous layer preferably containing or consisting of an electrode layer and/or particle layer.
  • the porous layer to which the dry film is applied can lead to locally increased adhesion of the dry film and thus to an increase in edge accuracy.
  • the layer applied to the substrate can have been applied to the substrate using a slurry process or a dry film process.
  • the dry powder mixture and/or the dry mixture can contain an active material of an electrode of a battery.
  • the dry powder mixture and/or the dry mixture can contain the active material with a mass fraction of >50 wt. %, preferably >70 wt. %, particularly preferably >90 wt. %, in relation to the total mass of the dry powder mixture and/or the dry mixture.
  • the dry powder mixture can be present as a flowable powder.
  • the dry mixture can be present as a cohesive, non-flowable bulk material, as flat agglomerates or (already) as a dry film (e.g. a dry film in strip form).
  • the active material is preferably selected from the group consisting of active material for a cathode of a battery and active material of an anode for a battery.
  • the battery can preferably be a lithium or sodium battery.
  • the active material for a cathode can be a material selected from the group consisting of lithium iron phosphate (LFP), lithium manganese iron phosphate (LMFP), lithium manganese oxide (LMO), lithium nickel manganese cobalt oxide (NMC), nickel-rich lithium nickel manganese cobalt oxide (NMC 622, NMC 811 or related NMC materials), lithium nickel cobalt aluminum oxide (NCA), lithium cobalt oxide (LCO), lithium manganese nickel oxide (LMNO), high voltage spinel (HVS), carbon, sulfur and combinations thereof.
  • LFP lithium iron phosphate
  • LMFP lithium manganese iron phosphate
  • LMO lithium manganese oxide
  • NMC nickel manganese cobalt oxide
  • NMC 622, NMC 811 or related NMC materials lithium
  • the active material for an anode can be a material selected from the group consisting of graphite, hard carbon, silicon, carbon, tin, silicon oxide, lithium, indium lithium titanate (LTO) and combinations thereof.
  • it can be sodium-containing compounds based on metal oxides, polyanions (vanadates and/or phosphates) and analogues of Prussian blue.
  • the dry powder mixture and/or the dry mixture can contain an electrically conductive additive, wherein the electrically conductive additive is preferably selected from the group consisting of carbon nanotubes, carbon (e.g. carbon black, carbon nanotubes and/or carbon fibers), graphite, graphene, porous carbons (e.g. activated carbon) and combinations thereof.
  • the dry powder mixture and/or the dry mixture can contain the electrically conductive additive in a mass fraction of 0.1-10 wt.%, preferably 0.5-5 wt.%, particularly preferably 1-4 wt.%, based on the total mass of the dry powder mixture and/or the dry mixture.
  • the dry powder mixture and/or the dry mixture can contain a material which, in a non-fibrillatized state, has a binding effect (i.e. is a "binder"), wherein the material is preferably selected from the group consisting of non-fibrillatable fluoropolymer (preferably polyvinylene difluoride PVDF, ethylene tetrafluoroethylene ETFE and/or polytetrafluoroethylene PTFE), carboxymethylcellulose CMC, styrene-butadiene rubber SBR, biopolymer, polyolefin (e.g.
  • the dry powder mixture and/or the dry mixture can contain this material with a mass fraction of 0.1-10 wt.%, preferably 0.5-5 wt.%, particularly preferably 0.5-4 wt.%, based on the total mass of the dry powder mixture and/or the dry mixture.
  • the dry powder mixture and/or the dry mixture can contain a fibrillatable material that is fibrillatable under the action of mechanical force, a thermal influence and/or a physical-chemical influence and can also develop a binding effect (i.e. can also be a "binder"), wherein the material is preferably selected from the group consisting of polypeptide (e.g. sericin), plastic (e.g. fluoropolymer, such as PTFE, and/or polyolefin with a molecular weight of >1,000,000 g/mol, such as polyethylene with a molecular weight of >1,000,000 g/mol) and mixtures and combinations thereof (fibrillatable binder).
  • polypeptide e.g. sericin
  • plastic e.g. fluoropolymer, such as PTFE, and/or polyolefin with a molecular weight of >1,000,000 g/mol, such as polyethylene with a molecular weight of >1,000,000 g/mol
  • the material can form fibrils, which increase the mechanical stability of the dry film because they form a stabilizing network.
  • the term "fibrils” is understood to mean in particular thread-like structures that preferably have a diameter in the range of 0.001 pm to 1 pm and/or a length in the range of 1 pm to 100 pm.
  • the dry powder mixture and/or the dry mixture can contain the fibrillatable material with a mass fraction of ⁇ 10 wt. %, preferably ⁇ 5 wt. %, particularly preferably ⁇ 2 wt. %, very particularly preferably 0.3 to 2 wt. %, optionally 1 to 2 wt. %, based on the total mass of the dry powder mixture and/or the dry mixture.
  • the binder can be present in the dry powder mixture and/or in the dry mixture in a proportion of ⁇ 10 wt. %, preferably ⁇ 5 wt. %, particularly preferably ⁇ 2 wt. %, very particularly preferably 0.3 to 2 wt. %, optionally 1 to 2 wt. %, based on the total weight of the dry powder mixture and/or the dry mixture.
  • the proportion of binder in the dry powder mixture and/or in the dry mixture is >0.1 wt. %, based on the total weight of the dry powder mixture and/or the dry mixture.
  • the activation of the binding effect can be thermal, mechanical and/or chemical.
  • the activation processes can be preformed in upstream process steps or only generated in the calender gap.
  • grinding processes or mixing processes can be used in which shear forces act on the dry powder mixture and/or the dry mixture, in particular on the binder, through particle-particle collisions or through collision with mechanical elements.
  • Mills such as pin mills, jet mills, impact mills, ball mills, hammer mills, mortar mills, roller mills, or mixers such as planetary mixers, Eirich mixers, kneaders, single-screw extruders and/or twin-screw extruders can be used for this.
  • the activation of the binders can be carried out by thermal or chemical activation in addition to or instead of shear forces introduced into the dry powder mixture and/or the dry mix.
  • activation can be achieved by heating close to the softening temperature or above. If heating is used in addition to mechanical activation, heating well below the softening temperature can be sufficient for activation.
  • transition temperatures must be taken into account.
  • Fibrillatable PTFE e.g. emulsion-polymerized PTFE with high molecular weights, e.g. >10 6 g/mol, preferably >10 7 g/mol
  • the fibril formation of such a PTFE can be thermally activated if it is mechanically stressed above 18 °C.
  • Thermal activation in conjunction with mechanical force can thus be realized between 18 °C and 330 °C, preferably between 25 °C and 200 °C, particularly preferably between 60 °C and 180 °C, very particularly preferably between 80 °C and 120 °C.
  • processing below 18 °C allows mechanical processing (mixing, homogenizing, grinding, etc.) without fibrillation.
  • the binding effect is not released, which means that the mixture does not tend to agglomerate and has good elastic properties.
  • the dry powder mixture and/or the dry mixture can tend to agglomerate and no longer flow well or be free-flowing. This can be disadvantageous for further process control if the dry powder mixture and/or the dry mixture must be free-flowing or free-flowing for dosing processes or conveying and feeding.
  • PTFE is activated in jet mills, for example, a fine dry powder mixture and/or a fine dry mixture is created which must be processed further immediately, otherwise the active binder will lead to agglomeration and certain subsequent process steps can no longer be carried out.
  • waste material is fed back into the dry powder mixture and/or the dry mixture and the proportion of waste material added is controlled using a controlled dosing unit.
  • a dry powder mixture and/or a dry mixture is used for this in which the binder has already been activated in advance (e.g. fibrillation of the PTFE in upstream processes).
  • fibrillated PTFE fibrils may already be present in the dry powder mixture and/or the dry mixture (and thus also distributed in all spatial directions in the resulting layer).
  • both free-flowing, free-flowing dry powder mixtures and poorly flowing, agglomerated dry powder mixtures and/or dry mixtures can be used to form films.
  • Film formation is preferably achieved by using different peripheral rotational speeds of the carrier roller and counter roller, whereby increasing additional shear forces act on the dry powder mixture and/or the dry mixture in the gap as the difference in the peripheral rotational speed increases and binder activation is additionally supported. This can result in anisotropically aligned fibrils in the dry film.
  • Peripheral rotational speeds with a ratio of the peripheral rotational speed of the carrier roller to the counter roller of >1:1, preferably greater than 2:1, particularly preferably >3:1, very particularly preferably >4:1, are preferably used.
  • the gap width used between the carrier roller and the counter roller can be between 5 pm and 1000 pm, preferably between 10 pm and 1000 pm, particularly preferably between 20 pm and 150 pm, particularly preferably between 30 pm and 100 pm, very preferably between 40 pm and 70 pm.
  • the method according to the invention makes it possible to use lower line loads in film formation compared to pure pressing.
  • the line load used can be ⁇ 500 kN/cm (e.g. a line load between 1 N/cm and 200 kN/cm), preferably ⁇ 10 kN/cm (e.g. a line load between 10 N/cm and 10 kN/cm). Since low line loads can prevent deformation of the rollers, the carrier rollers can and/or counter roll (film forming roll) have a smaller roll diameter and/or a smaller roll width.
  • the diameter of the carrier roller and/or counter roller can be ⁇ 100 cm (e.g. between 10 cm and 100 cm), particularly preferably ⁇ 50 cm (e.g. between 10 cm and 50 cm), in particular ⁇ 30 cm.
  • the roller diameters of the carrier rollers and counter roller(s) can be of different sizes. Smaller roller diameters have the advantage that thinner layer thicknesses of the dry film can be achieved during film formation.
  • layer thicknesses of the dry film between 5 ⁇ m and 1000 ⁇ m, preferably between 10 ⁇ m and 1000 ⁇ m, particularly preferably between 20 ⁇ m and 150 ⁇ m, particularly preferably between 30 ⁇ m and 100 ⁇ m, very preferably between 40 ⁇ m and 70 ⁇ m, can be achieved.
  • the width (i.e. extension in a direction perpendicular to the roll axis) of the carrier roll and/or counter roll can be > 30 cm, preferably > 60 cm, particularly preferably > 100 cm (in particular up to 300 cm).
  • This effect can also be enhanced by using heated rollers (e.g. heated to a temperature between 18 °C and 330 °C, preferably between 25 °C and 200 °C, particularly preferably between 60 °C and 180 °C, very particularly preferably between 80 °C and 120 °C).
  • heated rollers e.g. heated to a temperature between 18 °C and 330 °C, preferably between 25 °C and 200 °C, particularly preferably between 60 °C and 180 °C, very particularly preferably between 80 °C and 120 °C.
  • a dry powder mixture and/or a dry mixture that has not been activated beforehand can also be used for film formation.
  • a dry powder mixture that is not or poorly flowable and/or a dry mixture e.g. a ribbon-shaped dry mixture
  • extruders such as twin-screw extruders for mixing and/or pretreating the dry powder mixture and/or the dry mixture and for activating the PTFE by applying shear force and thermal activation, free-flowing, agglomerated extrudates can be obtained.
  • extruders such as twin-screw extruders for mixing and/or pretreating the dry powder mixture and/or the dry mixture and for activating the PTFE by applying shear force and thermal activation, free-flowing, agglomerated extrudates can be obtained.
  • extruders such as twin-screw extruders for mixing and/or pretreating the dry powder mixture and/or the dry mixture and for activating the PTFE by applying shear force and thermal activation, free-flowing, agglomerated extrudates can be obtained.
  • These can have particle sizes in the range from 50 pm to 5000 pm, preferably in the range from 200 pm to 2000 pm, particularly preferably in the range from 250 ⁇ m to
  • a storable dry powder mixture and/or a storable dry mixture can be obtained which can be conveyed into the calender gap to form a film without further treatment.
  • the extrudates can have a comparatively low hardness, which can allow good processing in the calender gap with relatively low pressing forces.
  • the dry powder mixture and/or the dry mixture can contain an ion-conducting substance, preferably an ion-conducting solid (solid electrolyte).
  • the ion-conducting substance is preferably selected from the group consisting of ion-conducting solids (solid electrolytes), gel-like ion conductors, salt-like ion conductors and mixtures thereof (preferably Li-ion-conducting and/or Na-ion-conducting).
  • the ion-conducting solid is preferably selected from the group consisting of sulfidic solid ion conductors (e.g.
  • the dry powder mixture and/or the dry mixture can contain the solid electrolyte with a mass fraction of 1-99 wt. %, preferably 5-30 wt. %, particularly preferably 10-20 wt. %, based on the total mass of the dry powder mixture.
  • the dry powder mixture and/or the dry mix may have a liquid content of ⁇ 1 vol.%, based on the total volume of the dry powder mixture and/or the dry mix.
  • the inner segment, the first outer segment and the second outer segment of the carrier roller can each be defined by two boundary lines that span the circumference of the carrier roller and are parallel to one another.
  • at least one boundary line of the inner segment preferably lies on a boundary line of the first outer segment and/or second outer segment.
  • the inner segment directly adjoins the first and/or second outer segment, ie contacts it.
  • the inner segment of the carrier roller can have, at least in some regions, a surface finish to which the dry film adheres (e.g. an adhesive coating on the surface of the carrier roller and/or a texturing of the surface of the carrier roller, e.g. a texturing produced by etching treatment, sandblasting treatment and/or laser treatment, optionally periodically or irregularly), wherein the first outer segment and/or second outer segment of the carrier roller has a surface finish to which the dry film does not adhere, wherein this surface finish is preferably designed as a smooth surface of the carrier roller.
  • the smooth surface can have an average roughness value Ra that is ⁇ 50% of the average roughness value Ra that the carrier roller has in the inner segment.
  • the smooth surface particularly preferably has an average roughness value Ra in the range from 0.001 pm to 1 pm.
  • the surface of the inner segment of the carrier roller can have a mean roughness Ra that is >50% of the mean roughness Ra of the smooth surface of the carrier roller, preferably a mean roughness between 0.1 pm and 10 pm.
  • the advantage of this embodiment is that the bonding of dry film to the carrier roller is reduced in areas where no dry film should bond to the carrier roller.
  • the first and second processing devices only have to remove a smaller amount of dry film from the carrier roller, at least by cutting, i.e.
  • unbonded dry film is available again earlier in the process in order to be able to be fed back into the first calender gap (as a dry powder mixture and/or as a dry mixture), which makes the process more efficient and can also shorten maintenance intervals for the processing device.
  • the inner segment of the carrier roller can have, at least in some areas, a surface finish to which the dry film adheres (e.g. an adhesive coating on the surface of the carrier roller and/or a texturing of the surface of the carrier roller, e.g. a texturing produced by etching treatment, sandblasting treatment and/or laser treatment, optionally periodically or irregularly), wherein a first outer segment of the counter roller, which is arranged in a direction perpendicular to the carrier roller rotation axis opposite the first outer segment of the carrier roller and/or a second outer segment of the counter roller, which is arranged in a direction perpendicular to the carrier roller rotation axis opposite the second outer segment of the carrier roller, has a surface finish to which the dry film does not adhere.
  • a surface finish to which the dry film adheres e.g. an adhesive coating on the surface of the carrier roller and/or a texturing of the surface of the carrier roller, e.g. a texturing produced by etching treatment, sandblasting
  • the surface finish of the first outer segment of the counter roller and/or of the second outer segment of the counter roller is designed as a recessed surface of the counter roller, wherein the recessed surface preferably has a radius which is ⁇ 99.9%, preferably ⁇ 99%, particularly preferably ⁇ 95%, in particular ⁇ 90%, of the radius which the counter roller has in a first region of an inner segment of the counter roller.
  • the surface finish of the first outer segment of the counter roll and/or the second outer segment of the counter roll, to which the dry film does not adhere can further be designed as a coating (e.g.
  • a coating containing or consisting of DLC and/or PTFE) of the first outer segment of the counter roll and/or the second outer segment of the counter roll which leads to less adhesion (preferably an adhesion of at least 1% by weight less dry film, particularly at least 10% by weight less dry film, than in the inner segment of the carrier roll), preferably no adhesion, to the counter roll.
  • the surface finish of the inner segment of the carrier roll, to which the dry film adheres can be designed as a coating and/or texturing of the inner segment of the carrier roll, which leads to adhesion to the carrier roll.
  • the coating can be an adhesive coating on the surface of the inner segment of the carrier roll.
  • the texturing can have been produced by etching treatment, sandblasting treatment and/or laser treatment (optionally periodically or irregularly).
  • the surface of the inner segment of the carrier roller can have a mean roughness Ra that is >50% of the mean roughness Ra of the surface of the first outer segment of the counter roller and/or the second outer segment of the counter roller, preferably have a mean roughness between 0.1 pm and 10 pm.
  • the mentioned coating of the inner segment of the carrier roller and/or the first outer segment of the counter roll and/or the second outer segment of the counter roll can contain or consist of a material selected from the group consisting of PTFE, DLC, tungsten carbide, hard chromium and combinations thereof.
  • the advantage of this embodiment is that bonding of dry film to the carrier roll is reduced in areas where no dry film should bond to the carrier roll.
  • the first and second processing devices only have to remove a smaller amount of dry film from the carrier roll, at least by cutting, i.e. unbonded dry film is available again earlier in the process in order to be able to be fed back into the first calender nip (as a dry powder mixture and/or as a dry mixture), which makes the process more efficient and can also shorten maintenance intervals for the processing device.
  • the carrier roller has at least a second region of the inner segment, which is designed like the first and/or second outer segment of the carrier roller, i.e. whose recessed surface preferably has a radius which is ⁇ 99.9%, preferably ⁇ 99%, particularly preferably ⁇ 95%, in particular ⁇ 90%, of the radius which the counter roller has in the first region of the inner segment.
  • the first and second processing devices can each have a cutting unit that is used to separate a region of the dry film that is mounted on the respective outer segments of the carrier roller on the carrier roller from a region of the dry film that is mounted on the inner segment of the carrier roller on the carrier roller by cutting (i.e. the cutting of the dry film takes place in a web direction in which the dry film is transported on the carrier roller).
  • the advantage of separation by cutting compared to separation by exerting pressure by a moving removal film is that it can be excluded with a high degree of certainty that the boundary lines of the dry film (i.e. the edges of the dry film) in the longitudinal direction of the dry film run in a wavy shape or fray at least in some areas. In other words, it can be ensured with a high degree of certainty that the edges of the dry film along its longitudinal direction straight and parallel to each other. The edge accuracy of the dry film produced is thus increased.
  • the cutting unit is preferably selected from the group consisting of a roller blade, air nozzle, laser and combinations thereof.
  • the roller blade and the laser can also be used to cut dry films with strong adhesion.
  • the roller blade can contain a material (e.g. brass as the material of the roller blade) that has a lower Vickers hardness (e.g. HV10) than a material on the surface of the carrier roll (e.g. chromium as the material of the surface of the carrier roll). This has the advantage that wear on the carrier roll can be reduced.
  • the air nozzle is particularly suitable when an area of the dry film is to be cut that lies on a roll segment that has a surface finish to which the dry film does not adhere (e.g.
  • the lower cutting force of the air nozzle can be sufficient to cut residues of dry film that adhere to the carrier roll despite the non-adhesive surface finish of the roll.
  • Further advantages of the air nozzle are that it can be operated with little maintenance, the air speed can be easily adjusted for dry films of different thicknesses and that the formation of the dry film or the structure of the dry film is not impaired because, unlike with a roller knife, there is no accumulation of material in the area around the cutting edge (e.g. accumulation of dry film material on the blade of the roller knife).
  • the laser has the advantage that it enables contactless cutting and is therefore gentler on the surface of the carrier roller than, for example, a roller knife, which can allow the process to be carried out for longer and more economically.
  • the laser can also prevent the accumulation of dry film material in the area around the cutting edge, which means that the formation of the dry film or the structure of the dry film is not impaired.
  • switching on, switching off and the effective force of the cutting unit of the respective processing device e.g. a pressing force of the roller knife, an air flow intensity of the air nozzle and/or a radiation intensity of the laser
  • the effective force of the cutting unit of the respective processing device e.g. a pressing force of the roller knife, an air flow intensity of the air nozzle and/or a radiation intensity of the laser
  • the cutting unit can have a positioning system. This allows the edge accuracy and, for example, the positioning of the cutting unit on the Substrate film can be improved.
  • the positioning system can have a detector for detecting the positioning.
  • the positioning system can have a displacement unit for positioning the cutting unit.
  • the positioning system can have a control unit (separate from the system according to the invention) which is configured to control or regulate the positioning system, preferably a displacement unit of the positioning system.
  • the control unit of the system according to the invention can be configured to control or regulate the positioning system, preferably a displacement unit of the positioning system.
  • the regulation can take place via feedback of information from a detector of the positioning system ("feedback" mechanism).
  • first and second processing devices may each have a removal unit that is used to remove a portion of the dry film that is supported on the carrier roller at the respective outer segments of the carrier roller.
  • first and second processing devices may each have a further removing unit which is used to remove a region of the dry film which is perpendicular to the coating direction in order to realize an intermittent coating in the coating direction.
  • the removal unit is preferably selected from the group consisting of air nozzle, scraper, brush, extractor and combinations thereof.
  • the scraper and the brush have the advantage that it is also possible to remove dry films that adhere strongly to the carrier roller.
  • the air nozzle or the extractor is particularly suitable when an area of the dry film is to be cut that lies on a roller segment that has a surface finish to which the dry film does not adhere (e.g. first and/or second outer segment), because then the lower removal force of the air nozzle or the extractor can be sufficient to cut residues of dry film that adhere to the carrier roller despite the non-adhesive surface finish.
  • the extractor has the further advantage that the dry film material that is extracted (within a suction channel) can be can be transported back to the calender gap in a simple manner (return of dry film material), which avoids wasting dry film material and makes the process more economical.
  • the processing device with the removal unit is arranged in a direction perpendicular to the carrier roller rotation axis opposite a first outer segment of the carrier roller, the transport path of removed dry film material to the calender gap of the carrier roller is also very short, which makes transport faster and more energy-efficient.
  • switching on, switching off and an effective force of the removal unit e.g. an air flow intensity of the air nozzle, a pressing force of the brush and/or suction flow intensity of the extractor
  • an effective force of the removal unit e.g. an air flow intensity of the air nozzle, a pressing force of the brush and/or suction flow intensity of the extractor
  • the removal unit and/or further removal unit can have a positioning system. This can improve the edge accuracy and, for example, the positioning of the removal unit on the substrate film.
  • the positioning system can have a detector for detecting the positioning.
  • the positioning system can have a displacement unit for positioning the removal unit.
  • the positioning system can have a control unit (separate from the system according to the invention) which is configured to control or regulate the positioning system, preferably a displacement unit of the positioning system.
  • the control unit of the system according to the invention can be configured to control or regulate the positioning system, preferably a displacement unit of the positioning system.
  • the regulation can take place via feedback of information from a detector of the positioning system ("feedback" mechanism).
  • the inner segment of the carrier roller can be divided into at least two inner segment regions by at least 2n mutually parallel boundary lines spanning the circumference of the carrier roller, where n is an integer (e.g. 1, 2, 3, 4, 5 or 6), and an intermediate region is arranged between two adjacent inner segment regions, the boundary of which is defined in the direction of the axis of rotation of the carrier roller by two opposing boundary lines of the 2n boundary lines.
  • the at least two inner segments can ment areas have a surface finish to which the dry film adheres and the intermediate area preferably has a surface finish to which the dry film does not adhere.
  • the advantage here is that a dry film can also be produced in the inner segment of the carrier roller which has a striped pattern (zebra pattern).
  • a further processing device can be used opposite each intermediate region of the inner segment in a direction perpendicular to the carrier roller rotation axis, each of which is suitable for removing regions of the dry film that are mounted on the carrier roller in the intermediate region of the carrier roller, at least by cutting (i.e. the dry film is cut in a web direction in which the dry film is transported on the carrier roller).
  • the advantage of this is that a dry film can also be produced in the inner segment of the carrier roller that has a striped pattern (zebra pattern). By removing it by cutting, the dry film can have a high edge accuracy.
  • Each of the further processing devices can have a cutting unit that is used to separate a region of the dry film that is supported on the carrier roller at the respective intermediate regions of the carrier roller from a region of the dry film that is supported on the inner segment of the carrier roller by cutting.
  • the cutting unit is preferably selected from the group consisting of a roller blade, air nozzle, laser and combinations thereof.
  • switching on, switching off and an effective force of the cutting unit of the respective further processing device e.g. a pressing force of the roller blade, an air flow intensity of the air nozzle and/or a radiation intensity of the laser
  • the cutting unit can have a positioning system, optionally with at least one of the above-mentioned features.
  • each of the further processing devices can have a removal unit which is used to remove a portion of the dry film which is stored on the carrier roller in the inner segment of the carrier roller, wherein the removal unit is preferably a roller.
  • a roller is preferably used as a further processing device, the axis of rotation of which is mounted parallel to the axis of rotation of the carrier roller and the width of which corresponds to the width of the inner segment or an inner segment region. When this roller comes into contact with the carrier roller, the dry film is transferred over the entire width of the roller to the roller for further processing as a coating and the outer segments remain on the carrier roller.
  • the outer segments can then be removed from the outer segments of the carrier roller using a removal unit (preferably selected from the group consisting of air nozzle, scraper, brush, extractor and combinations thereof).
  • a removal unit preferably selected from the group consisting of air nozzle, scraper, brush, extractor and combinations thereof.
  • rollers can also be arranged along the same axis of rotation in order, for example, to remove at least two inner segment regions of the inner segment of the carrier roller from the carrier roller and transfer them to the rollers.
  • each further processing device can have a removal unit that is used to remove a region of the dry film that is mounted on the carrier roller at the respective intermediate regions of the carrier roller, wherein the removal unit is preferably selected from the group consisting of air nozzle, scraper, brush, extractor and combinations thereof.
  • the removal unit is preferably selected from the group consisting of air nozzle, scraper, brush, extractor and combinations thereof.
  • switching on, switching off and an effective force of the removal unit e.g. an air flow intensity of the air nozzle, a pressing force of the brush and/or suction flow intensity of the extractor
  • the removal unit optionally also the further removal unit, can be used to feed removed areas of the dry film to the first calender gap.
  • the advantage of this is that dry film material is returned and the process can therefore be carried out more economically.
  • the distance unit and/or further distance unit can have a positioning system, optionally with at least one of the above-mentioned features.
  • removed areas of the dry film can be fed to a dry mixture (dry blend) which is processed to a dry powder mixture, the dry powder mixture then being fed to the first calender gap.
  • the processing to a dry powder mixture preferably comprises a treatment selected from the group consisting of extruder treatment, jet mill, pin mill, impact mill, mortar mill, roller mill and combinations thereof.
  • removed areas of the dry film can be fed to a dry powder mixture, which is then fed to the first calender gap.
  • the proportion of the fed, removed areas of the dry film can be at least 0.1% by weight, preferably at least 1% by weight, particularly preferably at least 10% by weight, based on the total proportion of the dry powder mixture.
  • the dry powder mixture and/or the dry mixture can be introduced into the calender gap by feeding and/or dosing devices (e.g. gravimetric dosing chute).
  • dosing devices e.g. gravimetric dosing chute
  • the first calender gap can have a width (i.e. an extension in a direction along the carrier roll rotation axis or a distance between the two end faces of the roll) of at least 300 mm, preferably at least 600 mm, particularly preferably at least 1200 mm.
  • the first calender gap has a maximum width of 3000 mm. The wider the first calender gap, the more dry film can be produced per unit of time, which increases the throughput of the method according to the invention. These dimensions can also apply to other calender gaps.
  • the first calender gap can have a mask and/or a funnel which is/are arranged above the calender gap.
  • the funnel or the mask have the advantage that the dry powder mixture and/or the dry mixture can be applied specifically to locations on the carrier roller where it is intended to form a dry film on the carrier roller.
  • a mask or a funnel can enable an amount of dry powder mixture and/or dry mixture to be applied at least to the two opposite outer segments of the carrier roller, optionally also on intermediate segments of the carrier roller. The process can thus be carried out more efficiently, since the areas to be coated are predefined and hardly any material binds to areas of the carrier roller that are not to be coated.
  • Laminating the dry film onto a substrate may comprise the following steps: i) conveying the dry film on the carrier roll into a second calendering nip formed by the carrier roll and a second counter roll, wherein the second counter roll rotates about a second counter roll rotation axis at a second peripheral speed that is higher than the first peripheral speed of the carrier roll, in a third rotational direction, wherein the third rotational direction is opposite to the first rotational direction; ii) optionally conveying the dry film together with the substrate further through at least one third, preferably further at least one fourth, particularly preferably further at least one fifth, in particular further at least one sixth, calendering nip; iii) Optionally conveying the dry film without substrate by transfer due to increased peripheral speeds through at least one third, preferably at least one fourth, particularly preferably at least one fifth, in particular at least one sixth, calender nip (a speed increase from roll to roll can be in the range of 1-1000%, preferably in the range of 5% to 100%,
  • the at least one third, at least one fourth, at least one fifth and at least one sixth calender gap can each be formed by two rollers that rotate at different peripheral speeds in opposite directions of rotation.
  • the different calender rollers can have different diameters.
  • the rollers can be arranged linearly next to one another. It is also possible for the rollers to be arranged at an angle to one another.
  • the advantage of this embodiment is that the dry film is subsequently compacted. With the help of the counter roll, optionally at least one additional roll, a transfer of the dry film is induced by exerting an additional shear force in the respective calender gaps, whereby an additional compaction of the dry film is achieved.
  • the method may further comprise a step (preferably a step at the end of the method) in which the dry film is removed from a substrate to which the dry film was applied during the method.
  • a free-standing dry film can also be obtained starting from a dry film initially laminated to a substrate (during the method).
  • a system for producing a dry film comprising a) a device which is configured to produce a dry film from a dry powder mixture and/or a dry mixture, wherein the device contains a carrier roller and a first counter roller, wherein the carrier roller and the counter roller form a first calender gap for supplying a dry powder mixture and/or a dry mixture, wherein the carrier roller is suitable for rotating about a carrier roller rotation axis and the counter roller is suitable for rotating about a counter roller rotation axis; b) a control unit which is at least configured to cause the carrier roller to rotate about its carrier roller rotation axis at a first peripheral speed in a first rotation direction and to counter roller rotates about its counter roller rotation axis at a second peripheral speed which is lower than the first peripheral speed, in a second rotational direction, wherein the second rotational direction is opposite to the first rotational direction, wherein the control unit is particularly configured to adjust a gap width and/or a contact pressure between the carrier roller and the first counter
  • the dry powder mixture can be in the form of a flowable powder.
  • the dry mixture can be in the form of a cohesive, non-flowable bulk material, in the form of flat agglomerates or (already) in the form of a dry film (e.g. a dry film in strip form).
  • a dry powder mixture and/or dry mixture can be simplified to the term "dry mixture”, whereby a dry powder mixture is then a special embodiment (species) of the dry mixture (genus).
  • the dry mixture can then be in the form of a flowable powder (since it can be a dry powder mixture).
  • the control unit can be configured to control an individual rotational peripheral speed of the individual rollers and/or a ratio of the rotational peripheral speeds of the rollers to each other.
  • system can comprise a unit configured to control the individual roller spacings (i.e. the gap openings and/or the pressing forces resulting in the gap).
  • the control unit and/or unit can be configured to couple the control with process monitoring devices so that the control adjusts system parameters such as rotational peripheral speeds, gap openings and/or pressing forces based on process monitoring values (e.g. with respect to layer thickness, loading, homogeneity, defects and/or edge accuracy) in order to remain within the range of a specified coating result with a certain tolerance range.
  • system parameters such as rotational peripheral speeds, gap openings and/or pressing forces based on process monitoring values (e.g. with respect to layer thickness, loading, homogeneity, defects and/or edge accuracy) in order to remain within the range of a specified coating result with a certain tolerance range.
  • the first and second processing devices are each suitable for removing the areas of the dry film that are mounted on the carrier roller on the outer segments of the carrier roller without any movement of their own, at least by cutting (preferably also by removing, e.g. by a removal unit of the system), whereby this particularly means that the first and second processing devices remain stationary in the system (i.e. are not configured to move relative to the carrier roller).
  • cutting preferably also by removing, e.g. by a removal unit of the system
  • the dry powder mixture and/or the dry mix may have at least one of the above-mentioned features.
  • the system contains a substrate and is configured to laminate the dry film onto the substrate, wherein the substrate preferably has a primer layer at least in some areas for strengthening the bonding of the dry film.
  • the substrate can have at least one of the above-mentioned features.
  • the primer layer may contain or consist of a binder and an electrically conductive material.
  • the primer layer may have a thickness in the range of ⁇ 10 ⁇ m, preferably ⁇ 2 ⁇ m.
  • the primer layer can be arranged in areas on the substrate which are opposite the inner segment of the carrier roller, in a direction perpendicular to the carrier roller rotation axis.
  • the inner segment, the first outer segment and the second outer segment of the carrier roller can each be defined by two boundary lines that span the circumference of the carrier roller and are parallel to one another.
  • at least one boundary line of the inner segment preferably lies on a boundary line of the first outer segment and/or second outer segment.
  • the inner segment directly adjoins the first and/or second outer segment, i.e. contacts it.
  • the inner segment of the carrier roller can have, at least in some regions, a surface finish to which the dry film adheres (e.g. an adhesive coating on the surface of the carrier roller and/or a texturing of the surface of the carrier roller, e.g. a texturing produced by etching treatment, sandblasting treatment and/or laser treatment, optionally periodically or irregularly), wherein the first outer segment and/or second outer segment of the carrier roller has a surface finish to which the dry film does not adhere, wherein this surface finish is preferably designed as a smooth surface of the carrier roller.
  • the smooth surface can have an average roughness value Ra that is ⁇ 50% of the average roughness value that the carrier roller has in the inner segment.
  • the smooth surface particularly preferably has an average roughness value Ra in the range from 0.005 pm to 1 pm.
  • the surface of the inner segment of the carrier roller can have a mean roughness value Ra that is >50% of the mean roughness value Ra of the smooth surface of the carrier roller, preferably a mean roughness value between 0.1 pm and 10 pm.
  • the inner segment of the carrier roller can have, at least in some regions, a surface finish to which the dry film adheres (e.g. an adhesive coating on the surface of the carrier roller and/or a texturing of the surface of the carrier roller, e.g.
  • a texturing produced by etching treatment, sandblasting treatment and/or laser treatment, optionally periodically or irregularly) wherein a first outer segment of the counter roller, which is arranged in a direction perpendicular to the carrier roller rotation axis opposite the first outer segment of the carrier roller and/or a second outer segment of the counter roller, which is arranged in a direction perpendicular to the carrier roller rotation axis opposite the second outer segment of the carrier roller, has a surface finish to which the dry film does not adhere.
  • the surface finish of the first outer segment of the counter roll and/or the second outer segment of the counter roll is designed as a recessed surface of the counter roll, wherein the recessed surface preferably has a radius which is ⁇ 99.9%, preferably ⁇ 99%, particularly preferably ⁇ 95%, in particular ⁇ 90%, of the radius which the counter roll has in a first region of an inner segment of the counter roll.
  • the surface finish of the first outer segment of the counter roll and/or the second outer segment of the counter roll can alternatively or additionally be designed as a coating (e.g.
  • the coating can be an adhesive coating on the surface of the inner segment of the carrier roll.
  • the coating can also be a textured coating of the inner segment of the carrier roll (e.g. a textured coating produced by laser structuring and/or sandblasting, optionally periodically or irregularly).
  • the surface of the inner segment of the carrier roller can have a mean roughness value Ra that is >50% of the mean roughness value Ra of the surface of the first outer segment of the counter roller and/or the second outer segment of the counter roller, preferably have a mean roughness value between 0.1 pm and 10 pm.
  • the coating particularly preferably contains or consists of a material selected from the group consisting of PTFE, DLC, tungsten carbide, hard chrome and combinations thereof.
  • the carrier roller has at least a second region of the inner segment, which is designed like the first and/or second outer segment of the carrier roller, i.e. whose recessed surface preferably has a radius which is ⁇ 99.9%, preferably ⁇ 99%, particularly preferably ⁇ 95%, in particular ⁇ 90%, of the radius which the counter roller has in the first region of the inner segment.
  • the first and second processing devices can each have a cutting unit that is configured to separate a region of the dry film that is supported on the respective outer segments of the carrier roller on the carrier roller from a region of the dry film that is supported on the inner segment of the carrier roller on the carrier roller by cutting (i.e. the cutting of the dry film takes place in a web direction in which the dry film is transported on the carrier roller).
  • the cutting unit is preferably selected from the group consisting of a roller blade, air nozzle, laser and combinations thereof.
  • the control unit of the system can also be configured to control switching on, switching off and an effective force of the cutting unit of the respective processing device (e.g. a pressing force of the roller blade, an air flow intensity of the air nozzle and/or a radiation intensity of the laser).
  • the cutting unit can have a positioning system. This can improve the edge accuracy and, for example, the positioning of the cutting unit on the substrate film.
  • the positioning system can have a detector for detecting the positioning.
  • the positioning system can have a displacement unit for positioning the cutting unit.
  • the positioning system can have a control unit (separate from the system according to the invention) which is configured to control or regulate the positioning system, preferably a displacement unit of the positioning system.
  • the control unit of the system according to the invention can be used to control or regulate the positioning. system, preferably a travel unit of the positioning system.
  • the regulation can be carried out via feedback of information from a detector of the positioning system ("feedback" mechanism).
  • the first and second processing devices can have a removal unit that is configured to remove a region of the dry film that is mounted on the carrier roller at the respective outer segments of the carrier roller.
  • the removal unit is preferably selected from the group consisting of air nozzle, scraper, brush, extractor and combinations thereof.
  • the control unit of the system can also be configured to control switching on, switching off and an effective force of the removal unit (e.g. an air flow intensity of the air nozzle, a pressing force of the brush and/or suction flow intensity of the extractor) of the respective processing device on the carrier roller.
  • the first and second processing devices may include another removing unit configured to remove a portion of the dry film that is perpendicular to the coating direction to realize intermittent coating in the coating direction.
  • the removal unit and/or further removal unit can have a positioning system. This can improve the edge accuracy and, for example, the positioning of the removal unit on the substrate film.
  • the positioning system can have a detector for detecting the positioning.
  • the positioning system can have a displacement unit for positioning the removal unit.
  • the positioning system can have a control unit (separate from the system according to the invention) which is configured to control or regulate the positioning system, preferably a displacement unit of the positioning system.
  • the control unit of the system according to the invention can be configured to control or regulate the positioning system, preferably a displacement unit of the positioning system.
  • the regulation can take place via feedback of information from a detector of the positioning system ("feedback" mechanism).
  • the inner segment of the carrier roller can be divided into at least two inner segment regions by at least 2n mutually parallel boundary lines spanning the circumference of the carrier roller, where n is an integer, and an intermediate region is arranged between each two adjacent inner segment regions, the boundary of which is defined in the direction of the axis of rotation of the carrier roller by two opposite boundary lines of the 2n boundary lines.
  • the at least two inner segment regions can have a surface finish to which the dry film adheres and the intermediate region can preferably each have a surface finish to which the dry film does not adhere.
  • the system can have, in a direction perpendicular to the carrier roller rotation axis, opposite each intermediate region of the inner segment, a further processing device, each of which is suitable for removing regions of the dry film that are mounted on the carrier roller in the intermediate region of the carrier roller, at least by cutting.
  • Each of the further processing devices can have a cutting unit that is configured to separate a region of the dry film that is supported on the carrier roller at the respective intermediate regions of the carrier roller from a region of the dry film that is supported on the inner segment of the carrier roller on the carrier roller by cutting (i.e. the cutting of the dry film takes place in a web direction in which the dry film is transported on the carrier roller).
  • the cutting unit is preferably selected from the group consisting of a roller blade, air nozzle, laser and combinations thereof.
  • the control unit of the system can also be configured to control switching on, switching off and an effective force of the cutting unit (e.g. a pressing force of the roller blade, an air flow intensity of the air nozzle and/or a radiation intensity of the laser) of the respective further processing devices on the carrier roller.
  • the cutting unit can have a positioning system, optionally with at least one of the above-mentioned features.
  • each of the further processing devices can have a removal unit that is configured to remove a region of the dry film that is mounted on the carrier roller in the inner segment of the carrier roller, the removal unit preferably being a roller.
  • a roller is preferably used as a further processing device, the axis of rotation of which is mounted parallel to the axis of rotation of the carrier roller and the width of which corresponds to the width of the inner segment or an inner segment region. When this roller comes into contact with the carrier roller, the dry film is transferred across the entire width of the roller to the roller for further processing or coating and the outer segments remain on the carrier roller.
  • the outer segments can then be removed from the outer segments of the carrier roller with the aid of a removal unit (preferably selected from the group consisting of air nozzle, scraper, brush, extractor and combinations thereof).
  • a removal unit preferably selected from the group consisting of air nozzle, scraper, brush, extractor and combinations thereof.
  • rollers can also be arranged along the same axis of rotation, for example to remove at least two inner segment regions of the inner segment of the carrier roller from the carrier roller and transfer them to the rollers.
  • each of the further processing devices can have a removal unit that is configured to remove a region of the dry film that is mounted on the carrier roller at the respective intermediate regions of the carrier roller.
  • the removal unit is preferably selected from the group consisting of air nozzle, scraper, brush, extractor and combinations thereof.
  • the control unit of the system can also be configured to control switching on, switching off and an effective force of the removal unit of the respective further processing devices (e.g. an air flow intensity of the air nozzle, a pressing force of the brush and/or suction flow intensity of the extractor) on the carrier roller.
  • the removal unit can be configured to feed removed areas of the dry film to the first calender gap.
  • the control unit of the system is configured to control the feeding of removed areas of the dry film to the first calender gap.
  • the distance unit and/or further distance unit can have a positioning system, optionally with at least one of the above-mentioned features.
  • the removal unit preferably also the further removal unit, can be configured to initially feed removed areas of the dry film to a dry mixture (dry mix), wherein a processing device of the system is configured to process the dry mixture (dry mix) into a dry powder mixture and to feed this to the first calender gap.
  • the processing device is preferably selected from the group consisting of extruder, jet mill, pin mill, impact mill, mortar mill, roller mill and combinations thereof.
  • the removal unit preferably also the further removal unit, can be configured to first feed removed regions of the dry film to a dry powder mixture, wherein the system is configured to feed the dry powder mixture to the first calender gap, wherein the proportion of the fed, removed regions of the dry film is preferably at least 0.1 wt. %, particularly preferably at least 1 wt. %, most preferably at least 10 wt. %, in relation to the total proportion of the dry powder mixture.
  • the system may comprise a feeding and/or dosing device (e.g. a gravimetric dosing chute) which is suitable for introducing the dry powder mixture and/or the dry mixture into the calender gap.
  • a feeding and/or dosing device e.g. a gravimetric dosing chute
  • the first calender gap can have a width of at least 300 mm, preferably at least 600 mm, particularly preferably at least 1200 mm.
  • the first calender gap has a maximum width of 3000 mm. The wider the first calender gap, the more dry film can be produced per unit of time, which increases the throughput of the system according to the invention. These dimensions can also apply to other calender gaps in the system.
  • the gap width between the carrier roller and the counter roller can be between 5 pm and 1000 pm, preferably between 10 pm and 1000 pm, particularly preferably between 20 pm and 150 pm, particularly preferably between 30 pm and 100 pm, very preferably between 40 pm and 70 pm.
  • the system according to the invention also makes it possible to use lower line loads in film formation compared to pure pressing.
  • the control unit of the system can be configured to apply a line load of ⁇ 500 kN/cm (e.g. to apply a line load between 1 N/cm and 200 kN/cm), preferably ⁇ 10 kN/cm (e.g. to apply a line load between 10 N/cm and 10 kN/cm). Since deformation of the rollers can be avoided by low line loads, the carrier roller and/or counter roller (film-forming roller) can have a smaller roller diameter and/or a smaller roller width.
  • the diameter of the carrier roller and/or counter roller can be ⁇ 100 cm (e.g. between 10 cm and 100 cm), particularly preferably ⁇ 50 cm (e.g. between 10 cm and 50 cm), in particular ⁇ 30 cm.
  • the roller diameters of the carrier rollers and counter roller(s) can be of different sizes. Smaller roller diameters have the advantage that thinner layer thicknesses of the dry film can be achieved during film formation.
  • layer thicknesses of the dry film between 5 pm and 1000 pm, preferably between 10 pm and 1000 pm, particularly preferably between 20 pm and 150 pm, particularly preferably between 30 pm and 100 pm, very preferably between 40 pm and 70 pm, can be achieved.
  • the width (i.e. extension in a direction perpendicular to the roll axis) of the carrier roll and/or counter roll can be > 30 cm, preferably > 60 cm, particularly preferably > 100 cm (in particular up to 300 cm).
  • the system can be configured to heat the rollers (eg by a heating element of the system).
  • the control unit of the system can be configured to heat the rollers to a temperature between 18 °C and 330 °C, preferably between 25 °C and 200 °C, particularly preferably between 60 °C and 180 °C, very particularly preferably between 80 °C and 120 °C.
  • a dry powder mixture that is not or poorly flowable and/or a dry mixture e.g. a tape-shaped dry mixture
  • the first calender gap can have a mask and/or a funnel which is/are arranged above the calender gap.
  • the mask is preferably suitable for reducing the application of a quantity of dry powder mixture and/or dry mixture at least to the two opposite outer segments of the carrier roller, optionally also to at least one intermediate region of the inner segment of the carrier roller.
  • the system may include a second counter roll which forms a second calender nip with the carrier roll, wherein the system is configured to convey the dry film on the carrier roll into the second calender nip, wherein the control unit is configured to cause the second counter roll to rotate about a second counter roll rotation axis at a second peripheral speed which is higher than the first peripheral speed of the carrier roll in a third rotation direction, wherein the third rotation direction is opposite to the first rotation direction.
  • the system may further comprise at least one third, preferably at least one fourth, particularly preferably at least one fifth, very particularly preferably at least one sixth, in particular at least one seventh, roller.
  • the system can be configured to convey the dry film together with a substrate through at least one third, preferably at least one fourth, particularly preferably at least one fifth, in particular at least one sixth, calender gap, each formed by two rollers.
  • the at least one third, at least one fourth, at least one fifth and at least one sixth calender gap can each be formed by two of these rollers, which rotate at a different peripheral speed in opposite directions of rotation. gen rotate.
  • the two rollers are arranged linearly or at an angle to each other. An angled arrangement has the advantage that the assemblies for film formation and lamination are decoupled.
  • the radii of the two rollers can be of different sizes, which has the advantage that (by the roller with the larger radius) a higher pressing force can be exerted on the calender gap.
  • the control unit of the system is configured to set a gap width of the calender gaps between the two rollers and/or to set a contact force in the calender gaps between the two rollers.
  • the system can be configured to convey the dry film with or without the substrate through at least one third, preferably at least one fourth, particularly preferably at least one fifth, in particular at least one sixth, calender gap, each of which is formed by two rollers.
  • the at least one third, at least one fourth, at least one fifth and at least one sixth calender gap can each be formed by two of these rollers, which rotate at different peripheral speeds in opposite directions of rotation.
  • the dry film can be transferred to a substrate in the third, fourth, fifth or sixth gap.
  • system can be configured to convey the dry film without substrate by transfer due to increased peripheral speeds through at least one third, preferably at least one fourth, particularly preferably at least one fifth, in particular at least one sixth, calender gap.
  • roller arrangement can be designed such that two dry films are produced simultaneously in two first calender gaps. Both dry films can be transferred to a third, fourth, fifth or sixth calender gap and/or transferred to a substrate there. This makes it possible to achieve simultaneous coating on both sides or a multi-layer coating.
  • the system may also be configured to remove the dry film from a substrate to which the dry film has been applied by the system.
  • the control unit of the system can be configured to initiate the removal of the dry film from the substrate.
  • the system can also produce a free-standing dry film starting from a dry film laminated to a substrate.
  • the system is configured to carry out the method according to the invention.
  • the system can therefore have at least one feature or at least one configuration that is necessary for carrying out the method according to the invention.
  • a dry film is further provided which is arranged as at least one web, preferably a plurality of parallel webs, on a substrate, wherein the at least one web, preferably the plurality of parallel webs, is defined in a longitudinal direction of the web(s) by two boundary lines, characterized in that the boundary lines run essentially straight and essentially parallel to one another.
  • boundary lines run essentially straight and essentially parallel to one another.
  • the at least one web preferably each of the several parallel webs, can have a length of at least 0.05 m, preferably at least 0.5 m, particularly preferably at least 1 m, very particularly preferably at least 5 m, in particular at least 10 m, in the longitudinal direction of the web(s).
  • the at least one web preferably each of the several parallel webs, can have a width of at least 200 mm and/or a maximum of 6000 mm perpendicular to the longitudinal direction of the web(s), preferably a width in the range from 250 mm to 1300 mm, particularly preferably a width in the range from 550 to 1250 mm.
  • the at least one web, preferably each of the several parallel webs can have a width of at least 1 mm and a maximum of 50 mm perpendicular to the longitudinal direction of the web(s).
  • the dry film is at least two parallel tracks, preferably as at least three parallel tracks, particularly preferably as at least four parallel tracks, in particular as at least five parallel tracks, arranged on the substrate.
  • the substrate on which the dry film is arranged may have or consist of a three-dimensional structure, which preferably contains or consists of a woven fabric, nonwoven fabric and/or expanded metal.
  • the substrate can have a texturing, which was preferably produced by etching treatment, sandblasting treatment and/or laser treatment, wherein the texturing is present in particular on a surface of the substrate which faces the dry film.
  • the substrate can have or consist of a porous layer, wherein the porous layer preferably contains or consists of an electrode layer and/or particle layer.
  • the layer applied to the substrate can have been applied to the substrate using a slurry process or a dry film process.
  • the substrate on which the dry film is arranged preferably contains or consists of an electrically conductive material, wherein the electrically conductive material is preferably selected from the group consisting of metal, carbon and combinations thereof.
  • the term "metal” also includes metal alloys.
  • a primer layer can be arranged between the dry film and the substrate, at least in some areas, which makes contact with both the dry film and the substrate.
  • the primer layer can contain or consist of a polymer (or a binder) and an electrically conductive material.
  • the primer layer preferably has a thickness in the range of ⁇ 10 pm, particularly preferably in the range of ⁇ 2 pm.
  • the primer layer is preferably arranged in areas on the substrate that are opposite the inner segment of the carrier roller, in a direction perpendicular to the carrier roller rotation axis.
  • the primer layer has the advantage that increased adhesion of the dry film occurs at points on the substrate that are provided with the primer layer. Consequently the primer layer can further increase the edge accuracy of the produced dry film.
  • the dry film can contain or consist of an active material of an electrode of a battery.
  • the dry film can contain the active material with a mass fraction of >50 wt. %, preferably >70 wt. %, particularly preferably >90 wt. %, based on the total mass of the dry film.
  • the active material is preferably selected from the group consisting of active material for a cathode of a battery and active material of an anode for a battery.
  • the battery can preferably be a lithium or sodium ion battery.
  • the active material for a dry film cathode can be a material selected from the group consisting of lithium iron phosphate (LFP), lithium manganese iron phosphate (LMFP), lithium manganese oxide (LMO), lithium nickel manganese cobalt oxide (NMC), nickel-rich lithium nickel manganese cobalt oxide (NMC 622, NMC 811 or related NMC materials), lithium nickel cobalt alumina (NCA), lithium cobalt oxide (LCO), lithium manganese nickel oxide (LMNO), high voltage spinel (HVS), carbon, sulfur, and combinations thereof.
  • LFP lithium iron phosphate
  • LMFP lithium manganese iron phosphate
  • LMO lithium manganese oxide
  • NMC nickel manganese cobalt oxide
  • NMC 622, NMC 811 or related NMC materials lithium nickel cobalt alumina (NCA), lithium cobalt oxide (LCO), lithium manganese nickel oxide (LMNO), high voltage spinel (HVS), carbon, sulfur, and combinations thereof.
  • NCA lithium nickel
  • the active material for a dry film anode can be a material selected from the group consisting of graphite, hard carbon, silicon, carbon, tin, silicon oxide, lithium, indium lithium titanate (LTO), and combinations thereof.
  • the dry film may contain sodium-containing compounds based on metal oxides, polyanions (vanadates and/or phosphates) and analogues of Prussian blue.
  • the dry film can also contain an electrically conductive additive, wherein the electrically conductive additive is preferably selected from the group consisting of carbon nanotubes, carbon particles (e.g. carbon black, carbon nanofibers and/or carbon fibers), graphite, graphene, porous carbons (e.g. activated carbon) and combinations thereof.
  • the dry film can contain the electrically conductive additive in a mass fraction of 0.1-10 wt.%, preferably 0.5-5 wt.%, particularly preferably 1-4 wt.%, based on the total mass of the dry film.
  • the dry film (as a binder or component of a binder) can contain a non-fibrilized material which has a binding effect, wherein the material is preferably selected from the group consisting of fluoropolymer (preferably polyvinylene difluoride PVDF, ethylene tetrafluoroethylene ETFE, polytetrafluoroethylene PTFE), carboxymethylcellulose CMC, styrene butadiene rubber SBR, biopolymer, polyolefin (e.g. polyethylene, preferably polyethylene with a molecular weight of >1,000,000 g/mol), polypeptide (e.g. sericin), polyamide, polyacrylate and mixtures thereof.
  • the dry film can contain this material in a mass fraction of 0.1-10 wt. %, preferably 0.5-5 wt. %, particularly preferably 0.5-1 wt. %, based on the total mass of the dry film.
  • the dry film (as a binder or component of a binder) can contain a fibrillated material (or fibrils) which has a binding effect, wherein the material is preferably selected from the group consisting of fibrillated polypeptide (e.g. sericin), fibrillated plastic (e.g. fluoropolymer, such as PTFE, and/or polyolefin with a molecular weight of >1,000,000 g/mol, such as polyethylene with a molecular weight of >1,000,000 g/mol) and mixtures and combinations thereof.
  • the dry film can comprise fibrillatable PTFE with a molecular weight of >10 6 g/mol, preferably >10 7 g/mol.
  • the fibrillated material increases the mechanical stability of the dry film because it forms a stabilizing network of fibrils.
  • the dry film can comprise anisotropically aligned fibrils.
  • the term "fibrillated material” or “fibrils” refers in particular to thread-like structures which preferably have a diameter in the range from 0.001 pm to 1 pm and/or a length in the range from 1 pm to 100 pm.
  • the fibrillated material or the fibrils can be isotropically distributed in the dry film.
  • the dry film can contain the fibrillated material or the fibrils in a mass fraction of ⁇ 10 wt. %, preferably ⁇ 5 wt. %, particularly preferably ⁇ 2 wt. %, very particularly preferably 0.3 to 2 wt. %, optionally 1 to 2 wt. %, based on the total mass of the dry film.
  • the fibrillated material or the fibrils can be distributed in an anisotropically aligned manner in the dry film.
  • the dry film can contain an ion-conducting substance, preferably an ion-conducting solid (solid electrolyte).
  • the ion-conducting The substance is preferably selected from the group consisting of ion-conducting solids, gel-like ion conductors, salt-like ion conductors and mixtures thereof.
  • the ion-conducting solid is particularly preferably selected from the group consisting of sulfidic solid ion conductors (e.g. lithium thiophosphates, LPS, argyrodite, LPSCI and/or LGPS, or sodium analogues), glassy solid ion conductors (e.g.
  • the dry film can contain the solid electrolyte with a mass fraction of 1-99 wt. %, preferably 5-30 wt. %, particularly preferably 10-20 wt. %, based on the total mass of the dry film.
  • the dry film may have a thickness (i.e. in a direction perpendicular to the largest area of the dry film) in the range of 5 pm to 500 pm, preferably in the range of 10 pm to 150 pm, particularly preferably in the range of 30 pm and 100 pm, very preferably in the range of 40 pm and 70 pm.
  • the dry film may have a liquid content of ⁇ 1 vol.%, relative to the total volume of the dry film.
  • the dry film can have a porosity of 15-80%, preferably 20-50%, particularly preferably 25-35%, as a result of the process according to the invention.
  • the dry film can have a porosity of 0.1-25%, preferably 0.1-10%, particularly preferably 0.1-5%.
  • the dry film can have a wave-shaped pattern by the method according to the invention, which extends in the longitudinal direction of the web(s) of the dry film and extends perpendicular to the longitudinal direction of the web(s) (ie in the transverse direction) between the essentially straight and essentially mutually parallel boundary lines of the (respective) web(s) of the dry film, wherein preferably waves of the wave-shaped pattern, in the transverse direction of the (respective) web(s), have a periodic spacing in the range of > 0 mm and ⁇ 10 mm, preferably in the range of > 0 mm and ⁇ 5 mm.
  • This wave-shaped pattern can result from different rotational peripheral speeds.
  • the periodic spacing of the waves can depend on the absolute rotational speeds of the carrier rolls and counter roll, as well as on the gap used. The relationship arises in combination with the rheological properties of the dry mix used. With greater differences in the rotational speeds, the pattern can be more pronounced and have greater distances between the individual stripes than can be the case with smaller differences in the rotational speeds.
  • the dry film can be produced using a method according to the invention.
  • the dry film can thus have at least one feature that necessarily results from carrying out the method according to the invention.
  • a battery is also provided, comprising a) an electrode that contains or consists of a dry film according to the invention; b) a counter electrode; and c) an electrolyte arranged between the electrode and the counter electrode, preferably a liquid electrolyte or a solid electrolyte.
  • Figure 1 shows an embodiment of a method according to the invention or of a system according to the invention for producing a dry film.
  • the upper illustration is in the direction of view of the carrier roller 3 and the counter roller 4 along the carrier roller rotation axis TR and the lower illustration is in the direction of view perpendicular to the carrier roller rotation axis TR on the side on which the processing devices 7, 8, 15 and 16 are arranged.
  • a dry powder mixture is fed into a first calender gap 2, which is formed by a carrier roller 3 and a first counter roller 4, wherein the carrier roller 3 rotates about a carrier roller rotation axis TR at a first peripheral speed in a first rotation direction 5 and the counter roller 4 rotates about a counter roller rotation axis GR at a second peripheral speed, which is lower than the first peripheral speed, in a second rotation direction 6, wherein the second rotation direction 6 of the first rotation direction 5 is opposite.
  • the dry powder mixture passes through the first calender gap 2 in a conveying direction, whereby a dry film is formed which is supported at least in some areas on the carrier roller 3.
  • At least one first processing device 7 is used, which is arranged in a direction perpendicular to the carrier roller rotation axis TR opposite a first outer segment 9 of the carrier roller 3, and at least one second processing device 8 is used, which is arranged in a direction perpendicular to the carrier roller rotation axis TR opposite a second outer segment 10 of the carrier roller 3.
  • the carrier roller 3 has an inner segment 11 between the first outer segment 9 and the second outer segment 10 in a direction parallel to the carrier roller rotation axis TR.
  • the first processing device 7 and the second processing device 8 are each suitable for removing areas of the dry film which are supported on the outer segments 9, 10 of the carrier roller 3 on the carrier roller 3, at least by cutting.
  • the dry film is guided through a second calender nip 17, which is formed by a third roller and the carrier roller 3. Since the embodiment shown in Figure 1 is a symmetrical arrangement of a first and second pair of carrier roller 3 and counter roller 4, the third roller of the first pair is formed here by the carrier roller of the second pair and the third roller of the second pair is formed by the carrier roller of the first pair.
  • the dry film can be laminated/transferred to a substrate (not shown), which is guided through the second calender nip 17 together with the dry film.
  • the substrate can be laminated with dry film on both sides (double-sided lamination).
  • the carrier roller 3 also has two further processing devices 15, 16, each of which is arranged in a direction perpendicular to the carrier roller rotation axis TR, opposite an intermediate region 14 of the inner segment 11. With these two processing devices it is possible to divide the dry film into two separate dry film bands or dry film strips.
  • Figure 2 shows a further embodiment of a method according to the invention or a system according to the invention for producing a dry film, which is essentially identical to the embodiment shown in Figure 1.
  • the upper illustration is in the direction of view of the carrier roller 3 and the counter roller 4 along the carrier roller rotation axis
  • the middle illustration is in the direction of view perpendicular to the carrier roller rotation axis TR on the side on which the processing devices 7, 8, 15 and 16 are arranged
  • the lower illustration is in the direction of view perpendicular to the carrier roller rotation axis TR on the side on which the dry powder mixture 1 is fed into the first calender gap 2.
  • the second calender gap 17 is not formed by the carrier roller 3 of the first roller pair and the carrier roller 3 of the second roller pair, but by the respective carrier roller 3 and a third roller 19 or second counter roller, which rotates in a third rotation direction 20 opposite to the first rotation direction 5 about its second counter roller rotation axis 2GR. Due to the symmetrical arrangement, the respective third rollers 19 form a third calender gap 18 in which the dry film can be laminated onto a substrate (not shown).
  • the advantage of using the two third rollers 19 is that the dry film undergoes additional compaction and pressing in the second calender gap 17 before it is laminated onto the substrate in the third calender gap 18, which can make the dry film mechanically more stable.
  • Figure 3 shows a further embodiment of a method according to the invention or of a system according to the invention for producing a dry film, which is essentially identical to the embodiment shown in Figure 1.
  • the upper illustration is in the direction of view of the carrier roller 3 and the counter roller 4 along the carrier roller rotation axis and the lower illustration is in the direction of view perpendicular to the carrier roller rotation axis TR on the side on which the processing devices 7, 8 are arranged.
  • One difference from the embodiment of Figures 1 and 2 is that the additional processing devices 15, 16 are missing, so that it is not possible to divide the dry film into two separate dry film bands or dry film strips, ie only a single dry film band or a single dry film strip is produced.
  • the carrier roller 3 has a first surface finish 12 in an inner segment of the carrier roller 3, which causes the dry film on the carrier roller 3 and the carrier roller 3 in the first and second outer segments of the carrier roller has a second surface finish 13 which causes the dry film not to adhere.
  • the second surface finish is designed here as a smooth surface of the carrier roller, wherein the smooth surface has a mean roughness Ra which is ⁇ 50% of the mean roughness that the carrier roller has in the inner segment.
  • This embodiment has the advantage that it prevents dry film from adhering to segments of the carrier roller 3 to which no dry film should bind. A dry film which does not bind to these segments of the carrier roller 3 can be fed back into the first calender gap 2 (as a dry powder mixture), which makes the process more efficient and can also shorten maintenance intervals for the processing devices 7, 8.
  • Figure 4 shows a carrier roller 3 from the embodiment of Figure 3 together with parts of the processing devices in a direction perpendicular to the carrier roller rotation axis TR.
  • the carrier roller 3 has a second surface finish 13 in the first outer segment and second outer segment, which ensures that the dry film 3 does not adhere to it.
  • This has the advantage that the cutting unit 23 (here: an air nozzle) can cut the dry film more easily and with less energy expenditure (i.e. with a lower air flow intensity) and the removal unit 24 (here: a suction device) can remove cut dry film residues from the carrier roller 3 more easily and with less energy expenditure (i.e. with a lower suction flow intensity).
  • Figure 5 shows a further embodiment of a method according to the invention or of a system according to the invention for producing a dry film, which is essentially identical to the embodiment shown in Figure 1.
  • the upper illustration is in the direction of view of the carrier roller 3 and the counter roller 4 along the carrier roller rotation axis and the lower illustration is in the direction of view of the side on which the processing devices 7, 8 are arranged.
  • a difference from the embodiment of Figure 1 is that the additional processing devices 15, 16 are missing.
  • a further difference is that a first outer segment 25 of the counter roller 4, which is arranged in a direction perpendicular to the carrier roller rotation axis TR opposite the first Outer segment of the carrier roller 3 is arranged and a second outer segment 26 of the counter roller, which is arranged in a direction perpendicular to the carrier roller rotation axis TR opposite the second outer segment of the carrier roller 3, has a surface finish to which the dry film does not adhere.
  • the surface finish of the first outer segment 25 of the counter roller 4 and/or the second outer segment 26 of the counter roller 4 is designed as a recessed surface of the counter roller 4, wherein the recessed surface preferably has a radius which is ⁇ 99.9% of the radius which the counter roller 4 has in a first region 27 of an inner segment of the counter roller 4.
  • This embodiment has the advantage that it prevents dry film from adhering to segments of the carrier roller 3 to which no dry film should bind. A dry film that does not bond to these segments of the carrier roller 3 can be fed back into the first calender gap 2 (as a dry powder mixture), which makes the process more efficient and can also shorten maintenance intervals for the processing devices 7, 8.
  • the carrier roller also has a second region 28 of the inner segment, which is designed like the first and/or second outer segment of the carrier roller, i.e. in particular has a recessed surface with a radius that is ⁇ 99.9% of the radius that the counter roller 4 has in the first region 27 of the inner segment of the counter roller 4.
  • Figure 6 shows a further embodiment of a method according to the invention or of a system according to the invention for producing a dry film, which is essentially identical to the embodiment shown in Figure 2.
  • the illustration is in the direction of view of the carrier roller 3, the counter roller 4 and the second counter roller 19 along the carrier roller rotation axis.
  • the second counter rollers 19 are arranged at an angle to one another. This has the advantage that the assemblies for film formation and lamination are decoupled.
  • Figure 7 shows a further embodiment of a method according to the invention or a system according to the invention for producing a dry film.
  • the illustration is in the direction of view of the carrier roll 3, the counter roll 4, the second counter roll 19, the third counter roll 29 and the fourth counter roll 30 along the carrier roll rotation axis.
  • the radius of the second counter roll 19 and the third counter roll 29 is larger than the radius of the carrier roll 3 and the fourth counter roll 30, which results in the advantage that a higher pressing force can be exerted on the second calender gap 17 and on the fourth calender gap 33.
  • Figure 8 shows a photograph of a web of a dry film according to the invention which has a wave-shaped pattern.
  • the wave-shaped pattern extends in the longitudinal direction of the web of the dry film (in Figure 8 from left to right) and extends perpendicular to the longitudinal direction of the web of the dry film between the essentially straight and essentially mutually parallel boundary lines of the web of the dry film (in Figure 8 from top to bottom, i.e. in the transverse direction of the web), with waves of the wave-shaped pattern here having a periodic spacing of approximately 3 mm in the transverse direction of the web.
  • Figure 9 shows a schematic plan view of a section of a dry film according to the invention, which is formed in the form of two segments on a current collector foil.
  • the checkered area illustrates the substrate (current collector foil) and the diagonally hatched area illustrates the coating (dry film).
  • the interruptions shown above and below (in white) symbolize that this is a section of a longer band, ie a band that extends in the direction of the upper part towards the lower part of Figure 9 (or in the opposite direction).
  • Cutting unit e.g. air nozzle
  • distance unit e.g. extractor
  • TR carrier roller rotation axis
  • 2GR second counter roll rotation axis (e.g. rotation axis of a second carrier roll);
  • 3GR third counter roll rotation axis (e.g. rotation axis of a third
  • 4GR fourth counter roll rotation axis (e.g. rotation axis of a fourth counter roll).

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Trockenfilms, eine Anlage zur Herstellung eines Trockenfilms, ein Trockenfilm und eine Batterie enthaltend den Trockenfilm bereitgestellt. Das Verfahren und die Anlage zeichnen sich dadurch aus, dass mindestens zwei Bearbeitungsvorrichtungen eingesetzt werden, die in einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse jeweils gegenüber einem Außensegment der Trägerwalze angeordnet sind, wobei die mindestens zwei Bearbeitungsvorrichtungen jeweils dazu geeignet sind, Bereiche des Trockenfilms, die an den Außensegmenten der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert sind, zu entfernen. Über das Verfahren und die Anlage ist es möglich, auf schnelle und energiesparende Art und Weise segmentierte, streifenförmige Trockenfilme bereitzustellen, die eine sehr hohe Kantengenauigkeit aufweisen.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Trockenfilms, Anlage zur Herstellung eines Trockenfilms, Trockenfilm und Batterie enthaltend den Trockenfilm
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Trockenfilms, eine Anlage zur Her- Stellung eines Trockenfilms, ein Trockenfilm und eine Batterie enthaltend den
Trockenfilm bereitgestellt. Das Verfahren und die Anlage zeichnen sich dadurch aus, dass mindestens zwei Bearbeitungsvorrichtungen eingesetzt werden, die in einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse jeweils gegenüber einem Außensegment der Trägerwalze angeordnet sind, wobei die min- destens zwei Bearbeitungsvorrichtungen jeweils dazu geeignet sind, Bereiche des Trockenfilms, die an den Außensegmenten der Trägerwalze auf derTräger- walze gelagert sind, zu entfernen. Über das Verfahren und die Anlage ist es möglich, auf schnelle und energiesparende Art und Weise segmentierte, streifenförmige Trockenfilme bereitzustellen, die eine sehr hohe Kantengenauigkeit aufweisen. Es ist im Stand derTechnik bekannt, elektrisch leitfähige Ableiterfolien von Batterieelektroden im Slurry-Verfahren (d.h. nasschemisch) mit einem Slurryfilm enthaltend Elektrodenaktivmaterial, Binder und Leitadditiv zu beschichten. Zur effizienten Produktion werden hierbei auf den elektrisch leitfähigen Ableiterfolien als Substrat immer breitere Filme beschichtet. Häufig sind Beschichtungsbreiten gewünscht, welche ein Mehrfaches der Breite der Dimension der aus dem Substrat mit Film gefertigten Elektrode darstellen. Beispielsweise wird hier eine Schichtbreite von 300 mm aufgeführt, wobei aus dem Film dieser Breite Stücke einer Länge von 100 mm geschnitten werden, um ein Elektrodenformat von beispielsweise 300 mm Breite x 100 Länge herzustellen. Für die Herstellung von Elektroden mit segmentierter Beschichtung (Zebra-Beschichtung), kommen hierfür beispielsweise Schlitzdüsen („Slot-Die") mit Masken („Shims") zum Einsatz, die eine Beschichtung auf großer Breite erlauben und zur Realisierung von unbeschichteten Bereichen durch die Masken einen Austritt von Slurry aus der Schlitzdüse an den maskierten Stellen vermeiden. Durch Kontrolle des Slurry-Durchflusses durch die Düsenöffnung können zudem sogenannte intermittierende Beschichtungen erzeugt werden, die in regelmäßigen Abständen einen unbeschichteten Bereich längs zur Beschichtungsrichtung aufweisen.
Ferner ist im Stand der Technik bekannt, elektrisch leitfähige Ableiter von Batterieelektroden im Trockenfilm-Verfahren (d.h. trockenchemisch bzw. trocken) mit einem Trockenfilm enthaltend Elektrodenaktivmaterial, Leitadditiv und Binder zu beschichten. Dabei wird ein Trockengemisch und/oder ein Trockenpulvergemisch enthaltend Partikel des Aktivmaterials, des Leitadditivs und des Binders eingesetzt. Mit Trockenfilm ist eine Beschichtung oder ein freistehender, sich selbsttragender Film gemeint, welche bzw. welcher aus einem Filmbildungsprozess resultiert, bei dem keine Lösemittel zum Einsatz kommen. Die erzeugte Schicht bzw. der erzeugte Film weist dabei in der Regel Schichtdicken im Bereich von 10 pm bis 1000 pm auf und ist aus Partikeln aufgebaut. Ein freistehender Trockenfilm weist eine mechanische Zugfestigkeit (Nennspannung) von > 100 N/m2 entlang der Schichtebene auf, wodurch er selbsttragend ist. Bei Zugfestigkeiten (Nennspannungen) < 100 N/m2 ist derTrockenfilm nicht selbsttragend und muss entweder durch Walze, Substratfolie oder weitere Vorrichtungen mechanisch stabilisiert werden. Im Bereich der Batterieelektroden weist der Trockenfilm vergleichbare Eigenschaften (Schichtdicke, Porosität, Zusammensetzung, Leitfähigkeit) zu einer im Slurry-Verfahren erzeugten Schicht auf. Ein Verfahren zur Herstellung eines Trockenfilms ist sehr relevant für die künftige Batterieproduktion, da es schneller und energiesparender durchgeführt werden kann als das Slurry-Verfahren (z.B. entfällt das Verdampfen der Slurry-Flüssigkeit, wodurch kleinere Anlagen mit geringerem Energiebedarf realisiert werden können). Das Trockenfilm-Verfahren weist jedoch noch Nachteile gegenüber dem Slurry-Verfahren auf.
Beispielsweise können für die Herstellung von Elektroden mit segmentierter Beschichtung (Zebra-Beschichtung) einzelne freistehende Filme hergestellt und parallel ausgerichtet auf das Zielsubstrat laminiert werden, was jedoch mit einem sehr hohen zeitlichen und apparativen Aufwand und viel Makulatur (Verschnitt) verbunden ist.
Ferner ist bekannt, zur Herstellung von Elektroden mit segmentierter Beschichtung Primerschichten einzusetzen, um einen gezielten, lokalen Übertrag von Trockenfilm auf ein Substrat zu erzeugen. Beispielsweise wird auf einer Walze eine Trockenschicht erzeugt, die nur an den Stellen auf ein Substrat übertragen wird, an denen das Substrat mit einer haftvermittelnden Primerschicht versehen ist. Somit bestimmt das Muster der auf das Substrat aufgebrachten Primerschicht auch das Layout der Trockenfilmschicht auf dem Substrat. Das funktioniert für manche Materialien gut, jedoch wird häufig beobachtet, dass in Abhängigkeit der Kohäsion bzw. mechanischen Stabilität der auf der Walze erzeugten Trockenfilmschicht der Übertrag nicht mit einer sauberen Kante realisiert werden kann.
Abgesehen davon ist aus der US 2017/040591 Al bekannt, zur Herstellung von Elektroden mit segmentierter Beschichtung zunächst einen auf einer ersten Rolle getragenen Trockenfilm herzustellen, der mit einer zweiten Rolle eine Kalanderspalt bildet, wobei die zweite Rolle einen Entfernungsfilm führt, die dazu geeignet ist, unter Ausübung von Druck im Kalanderspalt Bereiche des Trockenfilms von der ersten Rolle abzutragen, sodass ein gestreifter Trockenfilm (Zebra-Muster) auf der ersten Rolle entsteht. Die Problematik an diesem Verfahren ist, dass es durch die Verwendung des Entfernungsfilms kostenintensiv ist, da der Entfernungsfilm erneuert werden muss und dass der Entfernungsfilm im Kalanderspalt eine gewisse mäandernde Bewegung ausführt, d.h. eine gewisse Bewegung in einer Richtung parallel zur Drehachse der ersten und zweiten Rolle, wodurch die zwei Grenzlinien der jeweiligen erzeugten Trockenfilmbahnen in Längsrichtung des Trockenfilms zumindest bereichsweise wellig verlaufen. Anders ausgedrückt ist es mit diesem Verfahren nicht möglich, die jeweiligen zwei Grenzlinien derTrockenfilms entlang der Längsrichtung als streng parallele Linien verlaufen zu lassen. Die hergestellten Trockenfilme weisen daher eine verbesserungswürdige Kantengenauigkeit auf.
Die WO 2020/148410 A2 offenbart eine Mehrwalzeinrichtung zur Herstellung eines Trockenfilms, bei dem am Ende des Verfahrens ein Kantenbeschnitt des Trockenfilms auf der letzten Walze der Mehrwalzeinrichtung erfolgt. Der Kantenbeschnitt auf der letzten Walze der Mehrwalzeinrichtung hat mehrere Nachteile. Erstens ist derTrockenfilm zu diesem Zeitpunkt bereits stark verdichtet, was den Kantenbeschnitt energieintensiver macht und zu stärkerer Abrasion am Schneidwerkzeug führt. Zweitens ist eine Entfernung der Schneidevorrichtung zum ersten Kalanderspalt der Mehrwalzeinrichtung sehr groß, was einen Transportweg (z.B. von geschnittenem Trockenfilmmaterial) von der Schneidevorrichtung zum ersten Kalanderspalt verlängert. Drittens besteht die Gefahr, dass unsauber gebildete Kanten (geringe Parallelität oder ausgefranste Bereiche) des Trockenfilms auf dem Transportweg umklappen und somit zu unterschiedlichen Schichtdicken bzw. Verdichtungen der Schicht führen, bevor die unsauberen Kanten beschnitten werden.
Eine weitere Schwierigkeit beim Trockenfilm-Verfahren besteht darin, dass große Beschichtungsbreiten (d.h. Breiten von mindestens 300 mm senkrecht zur Längsrichtung des Trockenfilms) dazu führen, dass Walzen, die für eine Nachkalandrierung (Nachverdichtung) eingesetzt werden, extrem groß und robust ausgelegt werden müssen, um den hohen Linienlasten Stand halten zu können, die bei breiten Beschichtungen entsprechend größer sind als bei schmalen Beschichtungen.
Ausgehend hiervon war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Trockenfilms, eine Anlage zur Herstellung eines Trockenfilms, einen Trockenfilm und eine Batterie enthaltend einen Trockenfilm bereitzustellen, welche zumindest einen, bevorzugt alle Nachteile aus dem Stand der Technik überwinden.
Die Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1, die Anlage mit den Merkmalen von Anspruch 10, den Trockenfilm mit den Merkmalen von Anspruch 19 und die Batterie mit den Merkmalen von Anspruch 29. Die abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines Trockenfilms bereitgestellt, umfassend ein Zuführen einerTrockenpulvermischung und/oder eines Trockengemisches in einen ersten Kalanderspalt, der von einer Trägerwalze und einer ersten Gegenwalze ausgebildet wird, wobei die Trägerwalze um eine Trägerwalzen-Rotationsachse mit einer ersten Umfangsgeschwindigkeit in einer ersten Rotationsrichtung rotiert und die Gegenwalze um eine Gegenwalzenrotationsachse mit einer zweiten Umfangsgeschwindigkeit, die geringer ist als die erste Umfangsgeschwindigkeit, in eine zweite Rotationsrichtung rotiert, wobei die zweite Rotationsrichtung der ersten Rotationsrichtung entgegengesetzt ist, wobei die Trockenpulvermischung und/oder das Trockengemisch den Kalanderspalt in einer Förderrichtung passiert und ein zumindest bereichsweise auf der Trägerwalze gelagerter Trockenfilm entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine erste Bearbeitungsvorrichtung eingesetzt wird, die in einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse gegenüber einem ersten Außensegment der Trägerwalze angeordnet ist und mindestens eine zweite Bearbeitungsvorrichtung eingesetzt wird, die in einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse gegenüber einem zweiten Außensegment der Trägerwalze angeordnet ist, wobei die Trägerwalze, in einer Richtung parallel zur Trägerwalzen-Rotationsachse, zwischen dem ersten Außensegment und dem zweiten Außensegment ein Innensegment aufweist, wobei die erste und zweite Bearbeitungsvorrichtung jeweils dazu geeignet sind, Bereiche des Trockenfilms, die an den Außensegmenten der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert sind, (bevorzugt zumindest durch Schneiden, besonders bevorzugt auch durch Abtragen, z.B. durch eine Entfernungseinheit) zu entfernen.
Die Trockenpulvermischung kann als ein fließfähiges Pulver vorliegen. Das Trockengemisch kann als ein kohäsives, nicht-fließfähiges Schüttgut vorliegen, als flächige Agglomerate vorliegen oder (bereits) als ein Trockenfilm (z.B. ein Trockenfilm in Bandform) vorliegen. Grundsätzlich ist denkbar, dass die Trockenpulvermischung und das Trockengemisch nicht als zwei unterschiedliche Stoffe angesehen werden, sondern eine Trockenpulvermischung als eine spezielle Ausführungsform eines Trockengemisches angesehen wird. In diesem Fall kann der Begriff „Trockenpulvermischung und/oder Trockengemisch" zum Begriff „Trockengemisch" vereinfacht werden, wobei eine Trockenpulvermischung dann eine spezielle Ausgestaltungsform (Spezies) des Trockengemisches (Genus) ist. Das Trockengemisch kann dann als ein fließfähiges Pulver vorliegen (da es eine Trockenpulvermischung sein kann).
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren (Trockenfilm-Verfahren) ist es möglich, auf schnelle und energiesparende Art und Weise segmentierte, streifenförmige Trockenfilme bereitzustellen, die eine sehr hohe Kantengenauigkeit aufweisen. Unter einer hohen Kantengenauigkeit wird verstanden, dass eine durch den Trockenfilm ausgebildete Bahn (bzw. alle durch den Trockenfilm ausgebildete Bahnen) in einer Längsrichtung der Bahn durch zwei Grenzlinien definiert ist/sind, wobei die Grenzlinien im Wesentlichen gerade und im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Unter „im Wesentlichen gerade und im Wesentlichen parallel zueinander" wird verstanden, dass ein Abstand zwischen den jeweiligen zwei Grenzlinien entlang der Längsrichtung um < 1000 pm, bevorzugt <500 pm, besonders bevorzugt < 200 pm, variiert. Mit einem Trockenfilm ist erfindungsgemäß insbesondere eine sich nicht selbsttragende Beschichtung bzw. Schicht (< 100 N/m2 Zugfestigkeit in der Beschichtungsebene) oder ein freistehender, sich selbsttragender Film (> 100 N/m2 Zugfestigkeit in der Beschichtungsebene), gemeint, welche bzw. welcher aus einem Filmbildungsprozess resultiert, bei dem keine Lösemittel zum Einsatz kommen, d.h. bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden insbesondere keine Lösemittel verwendet.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat eine hohe Relevanz für die Schichtherstellung von Batterieelektroden (Lithium-Ionen-Batterien, Feststoffbatterien, Lithium-Schwefel-Batterien, Natrium-Ionen-Batterien), ist darüber hinaus jedoch auch für weitere Beschichtungen, wie z.B. für Energiespeicher (bspw. Superkondensatoren, Brennstoffzellen), elektrochemische Bauteile (bspw. für Elektrolyse oder Katalysatorschichten), oder aus porösen Materialien gebildete Adsorberschichten relevant.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens sind die erste und zweite Bearbeitungsvorrichtung jeweils dazu geeignet, die Bereiche des Trockenfilms, die an den Außensegmenten der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert sind, ohne Eigenbewegung zumindest durch Schneiden (bevorzugt auch durch Abtragen, z.B. durch eine Entfernungseinheit der Anlage) zu entfernen, wobei hierbei insbesondere gemeint ist, dass die erste und zweite Bearbeitungsvorrichtung in dem Verfahren stationär bleiben (d.h. sich relativ zur Trägerwalze nicht bewegen). Entsprechendes kann auch für weitere, bevorzugt alle, Bearbeitungsvorrichtungen gelten, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden. Diese Ausführungsform kann die hohe Kantengenauigkeit, d.h. die Strenge der Geradlinigkeit und Parallelität der beiden Grenzlinien des mit dem Verfahren erzeugten Trockenfilms, weiter erhöhen.
In dem Verfahren kann der Trockenfilm ohne Substrat auf die Trägerwalze übertragen werden. Damit kann über das Verfahren ein freistehender Trockenfilm erzeugt werden, d.h. ein Trockenfilm, der nicht auf einem Substrat gelagert ist. In einem dem Verfahren nachgelagerten Schritt kann der freistehende Trockenfilm auf ein Substrat aufgebracht werden. Das Substrat kann eine dreidimensionale Struktur aufweisen (z.B. ein Gewebe, ein Vlies oder ein Streckmetall sein). Ferner kann das Substrat eine Texturierung aufweisen (d.h. z.B. ein geätztes, sandgestrahltes oder gelasertes Substrat sein). Abgesehen davon kann das Substrat eine poröse Schicht aufweisen oder daraus bestehen (z.B. eine Elektrodenschicht oder eine Partikelschicht). Die auf dem Substrat aufgebrachte Schicht kann über ein Slurryverfahren oder ein Trockenfilmverfahren auf dem Substrat aufgebracht worden sein. Zwischen Substrat und dem Trockenfilm kann eine Primerschicht vorliegen, welche die Anbindung des Trockenfilms an das Substrat unterstützen (d.h. verstärken) kann.
Alternativ kann der Trockenfilm bereits während des erfindungsgemäßen Verfahrens auf ein Substrat laminiert werden. Damit kann über das Verfahren ein Trockenfilm erzeugt werden, der auf einem Substrat laminiert ist. Das Substrat kann auch in diesem Fall eine dreidimensionale Struktur aufweisen (z.B. ein Ge- webe, ein Vlies oder ein Streckmetall sein). Ferner kann das Substrat ein texturiertes Substrat (d.h. z.B. ein geätztes, sandgestrahltes oder gelasertes Substrat) sein. Abgesehen davon kann das Substrat eine poröse Schicht enthalten oder daraus bestehen (z.B. eine Elektrodenschicht oder eine Partikelschicht). Die auf dem Substrat aufgebrachte Schicht kann über ein Slurryverfahren oder ein Trockenfilmverfahren auf dem Substrat aufgebracht worden sein. Das Substrat kann vor der Laminierung des Trockenfilms eine Primerschicht aufweisen, um die Anbindung des Trockenfilms an das Substrat zu unterstützen. In dieser Ausführungsform ist es jedoch prinzipiell auch möglich, den Trockenfilm (am Ende des Verfahrens) wieder von dem Substrat zu entfernen, um einen freistehenden Trockenfilm bereitzustellen. Eine Entfernung des Substrats vom Trockenfilm kann sinnvoll sein (z.B. für die Anwendung des Trockenfilms in einer Batterie), falls das Substrat, auf welches der Trockenfilm während dem erfindungsgemäßen Verfahren laminiert wurde, kein elektrisch leitfähiges Material enthält oder aus keinem elektrisch leitfähigen Material besteht, d.h. sich beispielsweise nicht als Substrat für die Verwendung in einer Batterie eignet.
Das Substrat kann kein elektrisch leitfähiges Material enthalten oder aus keinen elektrisch leitfähigen Materialen bestehen oder kann ein elektrisch leitfähiges Material enthalten oder daraus bestehen, wobei das elektrisch leitfähige Material bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Metall, Kohlenstoff und Kombinationen hiervon. Unter dem Begriff „Metall" werden auch Metalllegierungen verstanden.
Das Substrat kann zumindest bereichsweise eine Primerschicht zur verstärkten Anbindung des Trockenfilms aufweisen. Die Primerschicht kann ein Polymer (bzw. einen Binder, bspw. ein thermoplastisches Material) und ein elektrisch leitfähiges Material (bspw. Kohlenstoff-haltige Materialien, wie Ruß, Graphit o.ä.) enthalten oder daraus bestehen. Die Primerschicht weist bevorzugt eine Dicke im Bereich von <10 pm, besonders bevorzugt im Bereich von <2 pm, auf. Bevorzugt ist die Primerschicht in Bereichen auf dem Substrat angeordnet, die dem Innensegment der Trägerwalze, in einer Richtung senkrecht auf die Trägerwalzen-Rotationsachse, gegenüberliegen. Die Primerschicht hat den Vorteil, dass eine verstärkte Haftung des Trockenfilms an Stellen des Substrats erfolgt, die mit der Primerschicht versehen sind. Durch Aktivierung des Polymers der Primerschicht, bspw. Erwärmung (z.B. durch beheizte Walzen oder externe Wärmequellen wie Infrarotstrahler) im Falle eines thermoplastischen Polymermaterials, erweicht die Primerschicht. Auf diese Weise werden Partikel des Trockenfilms in die Primerschicht gedrückt, wodurch eine Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen Partikeln des Trockenfilms und der Primerschicht entsteht. Beim Abkühlen der Primerschicht (Verlassen der Erwärmungszone oder Ausschalten der Wärmequelle) erstarrt die Primerschicht und durch die vergrößerte Kontaktfläche zu den in die Primerschicht gedrückten Partikeln des Trockenfilms kommt es zur Anbindung des Trockenfilms an das mit der Primerschicht versehene Substrat. Bereiche des Substrates, die nicht mit Primerschicht versehen sind, weisen keine gesteigerte Grenzfläche und somit keine gesteigerte Anbindung zum Trockenfilm auf, wodurch es in diesen Bereichen bevorzugt nicht zu einem Anhaften des Trockenfilms kommt. Folglich kann die Primerschicht die Kantengenauigkeit des hergestellten Trockenfilms weiter erhöhen, was zudem intermittierende Beschichtungen erlaubt.
In ähnlicher Weise wie eine Primerschicht kann eine angeraute oder dreidimen- sionale (z.B. Vlies, Drahtgewebe, Streckmetall und/oder texturiertes Substrat, wie beispielsweise geätztes Substrat, sandgestrahltes Substrat, gelasertes Substrat o.ä.) Substratoberfläche (z.B. eine texturierte Oberfläche, wie beispielsweise eine geätzte, sandgestrahlte und/oder gelaserte Oberfläche) zu lokal verstärkter Adhäsion und somit zur Steigerung der Kantengenauigkeit führen. In diesem Fall liegt eine erhöhte Adhäsion vor, wenn die Rauigkeit Ra der Oberfläche >1 pm, bevorzugt >5 pm, besonders bevorzugt >10 pm beträgt, wohingegen die Bereiche des Substrates mit geringer Adhäsion zum Trockenfilm Rauigkeiten Ra von < 1 pm aufweisen.
Das Substrat kann zumindest bereichsweise eine dreidimensionale Struktur aufweisen oder daraus bestehen, wobei das Substrat bevorzugt ein Gewebe, Vlies und/oder Streckmetall enthält oder daraus besteht.
Ferner kann das Substrat zumindest bereichsweise eine Texturierung aufweisen, wobei die Texturierung bevorzugt durch Ätzbehandlung, Sandstrahlbehandlung und/oder Laserbehandlung erzeugt wurde. Die Texturierung liegt insbesondere auf einer Oberfläche des Substrats vor, die dem Trockenfilm zugewandt ist. Die Texturierung kann zu einer lokal verstärkten Adhäsion des Trockenfilms und somit zur Steigerung der Kantengenauigkeit führen. Zudem kann das Substrat zumindest bereichsweise eine poröse Schicht aufweisen oder daraus bestehen, wobei die poröse Schicht bevorzugt eine Elektrodenschicht und/oder Partikelschicht enthält oder daraus besteht. Die poröse Schicht, auf welche der Trockenfilm aufgebracht wird, kann zu einer lokal verstärkten Adhäsion desTrockenfilms und somit zurSteigerung der Kantengenauigkeit führen. Die auf dem Substrat aufgebrachte Schicht kann über ein Slur- ryverfahren oder ein Trockenfilmverfahren auf dem Substrat aufgebracht worden sein.
Darüber hinaus ist es möglich, eine verbesserte Anhaftung des Trockenfilms und somit erhöhte Kantengenauigkeit zu erreichen, indem definierten Bereichen der Trockenpulvermischung und/oder des Trockengemisches partikuläre Adhäsionshilfsmittel zugesetzt werden.
Die Trockenpulvermischung und/oder das Trockengemisch kann ein Aktivmaterial einer Elektrode einer Batterie enthalten. Dabei kann die Trockenpulvermischung und/oder das Trockengemisch das Aktivmaterial mit einem Masseanteil von >50 Gew.-%, bevorzugt >70 Gew.-%, besonders bevorzugt >90 Gew.- %, in Bezug auf die Gesamtmasse der Trockenpulvermischung und/oder des Trockengemisches, enthalten. Die Trockenpulvermischung kann als ein fließfähiges Pulver vorliegen. Das Trockengemisch kann als ein kohäsives, nicht-fließfähiges Schüttgut vorliegen, als flächige Agglomerate vorliegen oder (bereits) als ein Trockenfilm (z.B. ein Trockenfilm in Bandform) vorliegen. Das Aktivmaterial ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aktivmaterial für eine Kathode einer Batterie und Aktivmaterial einer Anode für eine Batterie. Bei der Batterie kann es sich bevorzugt um eine Lithium- oder Natrium-Batterie handeln. Bei dem Aktivmaterial für eine Kathode kann es sich um ein Material handeln, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Lithium-Eisenphos- phat (LFP), Lithium-Mangan-Eisenphosphat (LMFP), Lithiummanganoxid (LMO), Lithium-Nickel-Mangan-Cobaltoxid (NMC), nickelreiches Lithium-Ni- ckel-Mangan-Cobaltoxid (NMC 622, NMC 811 oder verwandte NMC-Materia- lien), Lithium-Nickel-Cobalt-Aluminiumoxid (NCA), Lithium-Cobalt-Oxid (LCO), Lithium-Mangan-Nickeloxid (LMNO), Hochvoltspinell (HVS), Kohlenstoff, Schwefel und Kombinationen hiervon. Bei dem Aktivmaterial für eine Anode kann es sich um ein Material handeln, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Graphit, Hard Carbon (Hartkohlenstoff), Silizium, Kohlenstoff, Zinn, Siliziumoxid, Lithium, Indium Lithiumtitanat (LTO) und Kombinationen hiervon. Darüber hinaus kann es sich um Natrium-haltige Verbindungen auf Basis von Metalloxiden, Polyanionen (Vanadate und/oder Phosphate) und Analoga des Berliner Blaus handeln.
Abgesehen davon kann die Trockenpulvermischung und/oder das Trockengemisch ein elektrisch leitfähiges Additiv enthalten, wobei das elektrisch leitfähige Additiv bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kohlenstoffnanoröhren, Kohlenstoff (z.B. Ruß, Kohlenstoffnanoröhren und/oder Carbonfasern), Graphit, Graphen, porösen Kohlenstoffen (z.B. Aktivkohle) und Kombinationen hiervon. Dabei kann die Trockenpulvermischung und/oder das Trockengemisch das elektrisch leitfähige Additiv mit einem Masseanteil von 0,1-10 Gew.-%, bevorzugt 0,5-5 Gew.-%, besonders bevorzugt 1-4 Gew.-%, in Bezug auf die Gesamtmasse der Trockenpulvermischung und/oder des Trockengemisches, enthalten.
Ferner kann die Trockenpulvermischung und/oder das Trockengemisch (als Binder oder Bestandteil eines Binders) ein Material enthalten, welches in einem nicht-fi bri II isie rtem Zustand eine Binderwirkung entfaltet (d.h. ein „Binder" ist), wobei das Material bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus nicht-fibrillierbarem Fluoropolymer (bevorzugt Polyvinylendifluorid PVDF, Ethylen-Tetrafluoroethylen ETFE und/oder Polytetrafluoroethylen PTFE), Carboxymethylcellulose CMC, Styrol-Butadien-Kautschuk SBR, Biopolymer, Polyolefin (z.B. Polyethylen, bevorzugt Polyethylen mit einem Molekulargewicht von >1.000.000 g/mol), Polypeptid (z.B. Sericin), Polyamid, Polyacrylat und Mischungen hiervon. Die Binderwirkung ist in diesem Fall nicht auf die Ausbildung eines Fibrillennetzwerkes angewiesen (nicht fibrillierbarer Binder). Dabei kann die Trockenpulvermischung und/oder das Trockengemisch dieses Material mit einem Masseanteil von 0,1-10 Gew.-%, bevorzugt 0,5-5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5-4 Gew.-%, in Bezug auf die Gesamtmasse der Trockenpulvermischung und/oder des Trockengemisches, enthalten. Insbesondere kann die Trockenpulvermischung und/oder das Trockengemisch (als Binder oder Bestandteil eines Binders) ein fibrillierbares Material enthalten, das unter mechanischer Krafteinwirkung, einem thermischem Einfluss und/oder einem physikalisch-chemischem Einfluss fibrillierbar ist und auch eine Binderwirkung entfalten kann (d.h. auch ein „Binder" sein kann), wobei das Material bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polypeptid (z.B. Sericin), Kunststoff (z.B. Fluorpolymer, wie PTFE, und/oder Polyolefin mit einem Molekulargewicht von >1.000.000 g/mol, wie Polyethylen mit einem Molekulargewicht von >1.000.000 g/mol) und Mischungen und Kombinationen hiervon (fibrillierbarer Binder). Durch mechanische Scherkraft im Kalanderspalt kann das Material Fibrillen ausbilden, welche die mechanische Stabilität des Trockenfilms erhöhen, da sie ein stabilisierendes Netzwerk ausbilden. Unter dem Begriff „Fibrillen" werden insbesondere fadenförmige Strukturen verstanden, die bevorzugt einen Durchmesser im Bereich von 0,001 pm bis 1 pm und/oder eine Länge im Bereich von 1 pm bis 100 pm aufweisen. Dabei kann die Trockenpulvermischung und/oder das Trockengemisch das fibrillisierbare Material mit einem Masseanteil von <10 Gew.-%, bevorzugt <5 Gew.-%, besonders bevorzugt < 2 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0,3 bis 2 Gew.-%, optional 1 bis 2 Gew.-%, in Bezug auf die Gesamtmasse der Trockenpulvermischung und/oder des Trockengemisches, enthalten.
Aufgrund der Lagerung des erzeugten Trockenfilms auf den Walzen kann der Binder in einem Anteil von <10 Gew.-%, bevorzugt <5 Gew.-%, besonders bevorzugt <2 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0,3 bis 2 Gew.-%, optional 1 bis 2 Gew.-%, in Bezug auf das Gesamtgewicht der Trockenpulvermischung und/oder des Trockengemisches, in der Trockenpulvermischung und/oder in dem Trockengemisch vorliegen. Optional beträgt der Anteil an Binder in der Trockenpulvermischung und/oder in dem Trockengemisch >0,1 Gew.-%, in Bezug auf das Gesamtgewicht der Trockenpulvermischung und/oder des Trockengemisches.
Die Aktivierung der Binderwirkung (wie beispielsweise die Ausbildung von Fibrillen bei PTFE oder die Punkt-zu-Punkt Binderwirkung bei PVDF oder Polyole- finen) kann thermisch, mechanisch und/oder chemisch erfolgen. Die Aktivierungsprozesse können dabei in vorgelagerten Prozessschritten vorausgebildet werden, oder erst im Kalanderspalt erzeugt werden. Für die vorgelagerte Aktivierung können Mahlprozesse oder Mischprozesse verwendet werden, bei denen durch Partikel-Partikel-Kollisionen oder durch Kollision mit mechanischen Elementen Scherkräfte auf die Trockenpulvermischung und/oder das Trockengemisch, im Speziellen auf den Binder, wirken. Hierfür können Mühlen wie Stiftmühlen, Strahlmühlen, Prallmühlen, Kugelmühlen, Schlagmühlen, Mörsermühlen, Walzenmühle, oder Mischer wie Planetenmischer, Eirich-Mischer, Kneter, Einschneckenextruder und/oder Doppelschneckenextruder zum Einsatz kommen.
Die Aktivierung der Binder (bspw. Fibrillierung oder Erweichung oder Ausbildung physikalischer oder chemischer Bindungen oder eine Kombination hieraus) kann zusätzlich zu oder anstelle von in die Trockenpulvermischung und/oder dem Trockengemisch eingebrachten Scherkräften auch durch thermische oder chemische Aktivierung erfolgen.
Im Falle von thermoplastischen Bindern wie PVDF oder Polyolefinen kann eine Aktivierung durch Erwärmung in der Nähe der Erweichungstemperatur oder darüber hinaus eingesetzt werden. Wird die Erwärmung zusätzlich zur mechanischen Aktivierung eingesetzt, kann zur Aktivierung eine Erwärmung deutlich unterhalb der Erweichungstemperatur ausreichen. Im Falle der Aktivierung von fibrillierbaren Bindern wie PTFE sind Übergangstemperaturen zu beachten. Fibrillierbares PTFE (bspw. emulsionspolymerisiertes PTFE mit hohen Molekulargewichten, bspw. >106 g/mol, bevorzugt >107 g/mol) weist eine Erweichungstemperatur oberhalb von 300 °C auf. Die Fibrillenbildung eines solchen PTFE kann aber thermisch aktiviert werden, wenn es oberhalb von 18 °C mechanisch belastet wird. Eine thermische Aktivierung in Verbinndung mit mechanischer Krafteinwirkung kann somit zwischen 18 °C und 330 °C, bevorzugt zwischen 25 °C und 200 °C, besonders bevorzugt zwischen 60 °C und 180 °C, sehr besonders bevorzugt zwischen 80 °C und 120 °C, realisiert werden.
Im Umkehrschluss erlaubt ein Verarbeiten unter 18 °C ein mechanisches Bearbeiten (Mischen, Homogenisieren, Mahlen usw.), ohne dass es zur Fibrillierung kommt. Somit wird bei diesen niedrigen Temperaturen die Binderwirkung nicht freigesetzt, wodurch das Gemisch nicht zur Agglomeration neigt und gute Rie- selfähigkeit aufweist. Nachdem der Binder aktiviert wurde, kann die Trockenpulvermischung und/oder das Trockengemisch zur Agglomeration neigen und nicht mehr gut rieselfähig bzw. nicht mehr frei fließend sein. Dies kann nachteilig für die weitere Prozessführung sein, wenn die Trockenpulvermischung und/oder das Trockengemisch für Dosiervorgänge oder Förderung und Zuführung gut rieselfähig bzw. freifließend sein muss. Bei der Aktivierung von PTFE in Strahlmühlen beispielsweise entsteht eine feine Trockenpulvermischung und/oder ein feines Trockengemisch, welches direkt weiterverarbeitet werden muss, da ansonsten der aktive Binder zur Agglomeration führt und bestimmte folgende Prozessschritte nicht mehr ausgeführt werden können.
Durch Verwendung vorgelagerter Prozesse zur Trockenpulvermischungsbehandlung und/oder Trockengemischbehandlung wird zudem die Rückführung von Trockenfilmmaterial, welches bei der Schichtherstellung als Ausschuss anfällt, ermöglicht. Dabei wird das Ausschussmaterial (Makulatur) der Trockenpulvermischung und/oder des Trockengemisches wieder zugeführt und mithilfe einer gesteuerten Dosiereinheit der Anteil des beigemischten Ausschussmaterials kontrolliert.
Da auch im filmbildenden Kalanderspalt zwischen Trägerwalze und Gegenwalze Scherkräfte resultieren, kann eine mechanische Aktivierung des Binders auch unabhängig von oder zusätzlich zu derTrockenpulvermischungsvorbehandlung und/oder der Trockengemischvorbehandlung ermöglicht werden. Scherkräfte resultieren bereits bei Verwendung gleicher Drehumfangsgeschwindigkeiten der beiden Walzen, sodass eine Filmbildung erreicht werden kann. Bevorzugt wird hierfür eine Trockenpulvermischung und/oder ein Trockengemisch eingesetzt, bei welchem der Binder bereits im Vorfeld aktiviert wurde (bspw. Fibrillierung des PTFE bei vorgelagerten Prozessen). Im Falle von fibrilliertem PTFE können dabei in der Trockenpulvermischung und/oder dem Trockengemisch bereits (und somit auch in der resultierenden Schicht in alle Raumrichtungen verteilt) Fibrillen vorliegen. Durch Kombination verschiedener Aktivierungsarten können sowohl freifließende, gut rieselfähige Trockenpulvermischungen, als auch schlecht fließfähige, agglomerierte Trockenpulvermischungen, und/oder Trockengemische (z.B. bandförmige Trockenfilme), zur Filmbildung eingesetzt werden. Bevorzugt wird die Filmbildung realisiert durch Verwendung von unterschiedlichen Drehumfangsgeschwindigkeiten der Trägerwalze und Gegenwalze, wodurch mit steigender Differenz der Drehumfangsgeschwindigkeit steigende zusätzliche Scherkräfte auf die Trockenpulvermischung und/oder das Trockengemisch im Spalt wirken und die Binderaktivierung zusätzlich unterstützt wird. Dadurch können anisotrop ausgerichtete Fibrillen im Trockenfilm resultieren. Bevorzugt werden Drehumfangsgeschwindigkeiten mit einem Verhältnis der Drehumfangsgeschwindigkeit von Trägerwalze zu Gegenwalze von >1:1, bevorzugt größer 2:1, besonders bevorzugt >3:1, sehr besonders bevorzugt >4:1, verwendet. Bevorzugt werden Drehumfangsgeschwindigkeiten mit einem Verhältnis der Drehumfangsgeschwindigkeit von Trägerwalze zu Gegenwalze von <20:1 verwendet. Dabei kann aufgrund der durch unterschiedlich schnell rotierende Walzen eingebrachten Scherkräfte eine höhere Verdichtung des Trockenfilms (= geringere Porosität) bei gleichen Presskräften erreicht werden, als dies beim reinen Verpressen (gleiche Drehgeschwindigkeit der Walzen mit Drehumfangsgeschwindigkeitsverhältnis 1:1) erreicht wird. Bei letzterem resultieren im Filmbildungsschritt Porositäten von >60% bei gleichen Presskräften, sodass stark nachverdichtet bzw. mit höheren Presskräften während des Filmbildungsschrittes gearbeitet werden muss, was zu Partikelschädigungen führen kann. Bei der erfindungsgemäßen Filmbildung mit unterschiedlichen Drehumfangsgeschwindigkeiten ist es hingegen direkt möglich, Porositäten von <40% bei gleichen Presskräften zu erreichen. Die Gefahr von Partikelschädigungen wird somit vermindert.
Die eingesetzte Spaltweite zwischen Trägerwalze und Gegenwalze kann zwischen 5 pm und 1000 pm, bevorzugt zwischen 10 pm und 1000 pm, besonders bevorzugt zwischen 20 pm und 150 pm, besonders bevorzugt zwischen 30 pm und 100 pm, sehr bevorzugt zwischen 40 pm und 70 pm, liegen.
Es ist durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich, niedrigere Linienlasten im Vergleich zu einem reinen Verpressen bei der Filmbildung einzusetzen. Die eingesetzte Linienlast kann <500 kN/cm betragen (z.B. eine Linienlast zwischen 1 N/cm und 200 kN/cm sein), bevorzugt <10 kN/cm betragen (z.B. eine Linienlast zwischen 10 N/cm und 10 kN/cm sein). Da durch geringe Linienlasten eine Deformation der Walzen vermieden werden kann, können die Trägerwalze und/oder Gegenwalze (Filmbildungswalze) einen niedrigeren Walzendurchmesser und/oder eine niedrigere Walzenbreite aufweisen.
Der Durchmesser von Trägerwalze und/oder Gegenwalze (Filmbildungswalze) kann < 100 cm betragen (z.B. zwischen 10 cm und 100 cm liegen), besonders bevorzugt < 50 cm betragen (z.B. zwischen 10 cm und 50 cm liegen), insbesondere < 30 cm betragen. Die Walzendurchmesser von Trägerwalzen und Gegen- walze(n) können unterschiedlich groß sein. Kleinere Walzendurchmesser haben den Vorteil, dass bei der Filmbildung geringere Schichtdicken des Trockenfilms realisiert werden können. So sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Anlage Schichtdicken des Trockenfilms zwischen 5 um und 1000 um, bevorzugt zwischen 10 um und 1000 um, besonders bevorzugt zwischen 20 um und 150 um, besonders bevorzugt zwischen 30 um und 100 Um, sehr bevorzugt zwischen 40 um und 70 um, realisierbar.
Die Breite (d.h. Ausdehnung in einer Richtung senkrecht zur Walzenachse) der Trägerwalze und/oder Gegenwalze kann > 30 cm, bevorzugt > 60 cm, besonders bevorzugt > 100 cm (insbesondere bis 300 cm), betragen.
Durch Verwendung beheizter Walzen (z.B. beheizt auf eine Temperatur zwischen 18 °C und 330 °C, bevorzugt zwischen 25 °C und 200 °C, besonders bevorzugt zwischen 60 °C und 180 °C, sehr besonders bevorzugt zwischen 80 °C und 120 °C) kann dieser Effekt zudem verstärkt werden. Somit kann auch eine nicht zuvor aktivierte Trockenpulvermischung und/oder ein nicht zuvor aktiviertes Trockengemisch für die Filmbildung verwendet werden. Es kann aber auch eine nicht bzw. schlecht fließfähige bzw. schlecht rieselfähige Trockenpulvermischung, und/oder ein Trockengemisch (z.B. ein bandförmiges Trockengemisch) eingesetzt werden.
Im Falle des Einsatzes von Extrudern wie Doppelschneckenextrudern zur Mischung und/oder Vorbehandlung der Trockenpulvermischung und/oder des Trockengemisches und zur Aktivierung des PTFE durch Scherkrafteintrag und thermischer Aktivierung können rieselfähige, agglomerierte Extrudate erhalten werden. Diese können Partikelgrößen im Bereich von 50 pm bis 5000 pm, bevorzugt im Bereich von 200 pm bis 2000 pm, besonders bevorzugt im Bereich von 250 um bis 750 um, aufweisen. Im Gegensatz zu einer feinen Trockenpulvermischung und/oder einem feinen Trockengemisch, welche in Strahlmühlen vorbehandelt wurde, liegen deutlich größere Partikel vor, welche eine deutlich geringere Neigung zur weiteren Agglomeration aufweisen. Somit kann eine lagerfähige Trockenpulvermischung und/oder ein lagerfähiges Trockengemisch erhalten werden, was ohne weitere Behandlung zur Filmbildung in den Kalanderspalt gefördert werden kann. Durch Vermeidung zu starker Aktivierung des Binders (Behandlung bei Temperaturen < 150 °C, bevorzugt < 120 °C, bei Verweilzeiten in der Scherkraft eintragenden Knetzone des Extruders von < 60 s, bevorzugt < 10 s) können die Extrudate eine vergleichsweise geringe Härte aufweisen, was eine gute Verarbeitung im Kalanderspalt bei relativ geringen Presskräften erlauben kann.
Des Weiteren kann die Trockenpulvermischung und/oder das Trockengemisch einen ionenleitenden Stoff, bevorzugt einen ionenleitenden Feststoff (Festelektrolyten), enthalten. Der ionenleitende Stoff ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus ionenleitenden Feststoffen (Festelektrolyten), gelartigen lonenleitern, salzartigen lonenleitern und Mischungen hiervon (bevorzugt Li-Ionen-Ieitend und/oder Na-Ionen-Ieitend). Der ionenleitende Feststoff ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus sulfidischer Festionenleiter (z.B. Lithiumthiophosphate, LPS, Argyrodit, LPSCI und/oder LGPS, oder ein entsprechender Na-Ionen-Ieitender sulfidischer Festionenleiter), glasartiger Festionenleiter (z.B. LiAISiC oder NaAISiC ), polymerer Festionenleiter (z.B. PEO), keramischer Festionenleiter (z.B. LLZO oder ein entsprechender Na-Ionen-Iei- tender keramischer Festionenleiter) und Mischungen hiervon. Dabei kann die Trockenpulvermischung und/oder das Trockengemisch den Festelektrolyten mit einem Masseanteil von 1-99 Gew.-%, bevorzugt 5-30 Gew.-%, besonders bevorzugt 10-20 Gew.-%, in Bezug auf die Gesamtmasse der Trockenpulvermischung, enthalten.
Die Trockenpulvermischung und/oder das Trockengemisch kann einen Flüssigkeitsgehalt von <1 Vol.-%, in Bezug auf das Gesamtvolumen der Trockenpulvermischung und/oder des Trockengemisches, aufweisen. In dem Verfahren können das Innensegment, das erste Außensegment und das zweite Außensegment der Trägerwalze jeweils durch zwei den Umfang der Trägerwalze umspannende, zueinander parallele Grenzlinien definiert sein. Hierbei liegt bevorzugt zumindest eine Grenzlinie des Innensegments auf einer Grenzlinie des ersten Außensegments und/oder zweiten Außensegments. Anders ausgedrückt schließt sich das Innensegment direkt an das erste und/oder zweite Außensegment an, d.h. kontaktiert dieses.
Das Innensegment der Trägerwalze kann zumindest bereichsweise eine Oberflächenbeschaffenheit aufweisen, auf welcher der Trockenfilm haftet (z.B. eine Haftbeschichtung auf der Oberfläche der Trägerwalze und/oder eine Texturierung der Oberfläche der Trägerwalze, z.B. eine durch Ätzbehandlung, Sandstrahlbehandlung und/oder Laserbehandlung, optional periodisch oder unregelmäßig, erzeugte Texturierung), wobei das erste Außensegment und/oder zweite Außensegment der Trägerwalze eine Oberflächenbeschaffenheit aufweist, auf welcher der Trockenfilm nicht haftet, wobei diese Oberflächenbeschaffenheit bevorzugt als eine glatte Oberfläche der Trägerwalze ausgestaltet ist. Die glatte Oberfläche kann einen Mitten rau wert Ra aufweisen, der < 50% des Mitten rau werts Ra beträgt, den die Trägerwalze in dem Innensegment aufweist. Besonders bevorzugt weist die glatte Oberfläche einen Mittenrauwert Ra im Bereich von 0,001 pm bis 1 pm auf. Die Oberfläche des Innensegments der Trägerwalze kann einen Mittenrauwert Ra aufweisen, der >50% des Mittenrauwerts Ra der glatten Oberfläche der Trägerwalze beträgt, bevorzugt einen Mittenrauwert zwischen 0,1 pm und 10 pm aufweisen. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass ein Anbinden von Trockenfilm auf der Trägerwalze in Bereichen reduziert wird, an denen kein Trockenfilm auf der Trägerwalze anbinden soll. Anders ausgedrückt muss die erste und zweite Bearbeitungsvorrichtung nur eine geringere Menge an Trockenfilm zumindest durch Schneiden von der Trägerwalze entfernen, d.h. nicht angebundenerTrockenfilm steht früher im Verfahren wieder zur Verfügung, um in den ersten Kalanderspalt (als Trockenpulvermischung und/oder als Trockengemisch) zurückgeführt werden zu können, was das Verfahren effizienter macht und zudem Wartungsintervalle für die Bearbeitungsvorrichtung verkürzen kann.
Ferner kann das Innensegment der Trägerwalze zumindest bereichsweise eine Oberflächenbeschaffenheit aufweisen, auf welcher der Trockenfilm haftet (z.B. eine Haftbeschichtung auf der Oberfläche der Trägerwalze und/oder eine Texturierung der Oberfläche der Trägerwalze, z.B. eine durch Ätzbehandlung, Sandstrahlbehandlung und/oder Laserbehandlung, optional periodisch oder unregelmäßig, erzeugte Texturierung), wobei ein erstes Außensegment der Gegenwalze, das in einer Richtung senkrecht zurTrägerwalzen-Rotationsachse gegenüber dem ersten Außensegment der Trägerwalze angeordnet ist und/oder ein zweites Außensegment der Gegenwalze, das in einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse gegenüber dem zweiten Außensegment der Trägerwalze angeordnet ist, eine Oberflächenbeschaffenheit aufweist, auf welcher der Trockenfilm nicht haftet. Bevorzugt ist die Oberflächenbeschaffenheit des ersten Außensegments der Gegenwalze und/oder des zweiten Außensegments der Gegenwalze als eine vertiefte Oberfläche der Gegenwalze ausgestaltet, wobei die vertiefte Oberfläche bevorzugt einen Radius aufweist, der < 99,9%, bevorzugt < 99%, besonders bevorzugt < 95%, insbesondere < 90%, des Radius beträgt, den die Gegenwalze in einem ersten Bereich eines Innensegments der Gegenwalze aufweist. Die Oberflächenbeschaffenheit des ersten Außensegments der Gegenwalze und/oder des zweiten Außensegments der Gegenwalze, auf welcher der Trockenfilm nicht haftet, kann ferner als eine Beschichtung (z.B. eine Beschichtung enthaltend oder bestehend aus DLC und/oder PTFE) des ersten Außensegments der Gegenwalze und/oder des zweiten Außensegments der Gegenwalze ausgestaltet sein, die zu einem geringeren Anhaften (bevorzugt eine Anhaftung von mindestens 1 Gew.-% weniger Trockenfilm, besonders mindestens 10 Gew.-% weniger Trockenfilm, als im Innensegment der Trägerwalze), bevorzugt keinem Anhaften, auf der Gegenwalze führt. Alternativ oder zusätzlich kann die Oberflächenbeschaffenheit des Innensegments der Trägerwalze, auf welcher der Trockenfilm haftet, als eine Beschichtung und/oderTex- turierung des Innensegments der Trägerwalze ausgestaltet sein, die zum Anhaften auf derTrägerwalze führt. Die Beschichtung kann eine Haftbeschichtung auf der Oberfläche des Innensegments der Trägerwalze sein. Die Texturierung kann durch Ätzbehandlung, Sandstrahlbehandlung und/oder Laserbehandlung erzeugt worden sein (optional periodisch oder unregelmäßig). Die Oberfläche des Innensegments der Trägerwalze kann einen Mittenrauwert Ra aufweisen, der >50% des Mitten rau werts Ra der Oberfläche des ersten Außensegments der Gegenwalze und/oder des zweiten Außensegments der Gegenwalze beträgt, bevorzugt einen Mittenrauwert zwischen 0,1 pm und 10 pm aufweisen. Die genannte Beschichtung des Innensegments der Trägerwalze und/oder des ersten Außensegments der Gegenwalze und/oder des zweiten Außensegments der Gegenwalze kann ein Material enthalten oder daraus bestehen, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus PTFE, DLC, Wolframcarbid, Hartchrom und Kombinationen hiervon. Der Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass ein Anbinden von Trockenfilm auf der Trägerwalze in Bereichen reduziert wird, an denen kein Trockenfilm auf der Trägerwalze anbinden soll. Anders ausgedrückt muss die erste und zweite Bearbeitungsvorrichtung nur eine geringere Menge an Trockenfilm zumindest durch Schneiden von derTrägerwalze entfernen, d.h. nicht angebundener Trockenfilm steht früher im Verfahren wieder zur Verfügung, um in den ersten Kalanderspalt (als Trockenpulvermischung und/oder als Trockengemisch) zurückgeführt werden zu können, was das Verfahren effizienter macht und zudem Wartungsintervalle für die Bearbeitungsvorrichtung verkürzen kann.
Optional weist die Trägerwalze mindestens einen zweiten Bereich des Innensegments auf, der wie das erste und/oder zweite Außensegment der Trägerwalze ausgestaltet ist, d.h. dessen vertiefte Oberfläche bevorzugt einen Radius aufweist, der < 99,9%, bevorzugt < 99%, besonders bevorzugt < 95%, insbesondere < 90%, des Radius beträgt, den die Gegenwalze in dem ersten Bereich des Innensegments aufweist.
Die erste und zweite Bearbeitungsvorrichtung können jeweils eine Schneideeinheit aufweisen, die dazu verwendet wird, einen Bereich des Trockenfilms, der an den jeweiligen Außensegmenten der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert ist, von einem Bereich des Trockenfilms, der an dem Innensegment der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert ist, durch Schneiden zu lösen (d.h. das Schneiden des Trockenfilms erfolgt in einer Bahnrichtung, in welche der Trockenfilm auf der Trägerwalze transportiert wird). Der Vorteil an einem Lösen durch Schneiden gegenüber einem Lösen durch Ausübung eines Drucks durch einen bewegten Entfernungsfilm (wie z.B. im Verfahren der US 2017/040591 Al) ist, dass mit einer hohen Sicherheit ausgeschlossen werden kann, dass die Grenzlinien des Trockenfilms (d.h. die Kanten des Trockenfilms) in Längsrichtung des Trockenfilms zumindest bereichsweise in Wellenform verlaufen oder ausfransen. Anders ausgedrückt kann mit hoher Sicherheit gewährleistet werden, dass die Kanten des Trockenfilms entlang seiner Längsrichtung gerade und parallel zueinander verlaufen. Die Kantengenauigkeit des hergestellten Trockenfilms ist somit erhöht.
Die Schneideeinheit ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Rollmesser, Luftdüse, Laser und Kombinationen hiervon. Mit dem Rollmesser und dem Laser können auch Trockenfilme mit starker Haftung geschnitten werden. Das Rollmesser kann ein Material enthalten (z.B. Messing als Material des Rollmessers), das eine kleinere Vickershärte (z.B. HV10) aufweist als ein Material an der Oberfläche der Trägerrolle (z.B. Chrom als Material der Oberfläche der Trägerrolle). Dies hat den Vorteil, dass ein Verschleiß der Trägerrolle reduziert werden kann. Die Luftdüse ist besonders dann geeignet, wenn ein Bereich des Trockenfilms geschnitten werden soll, der auf einem Walzensegment liegt, das eine Oberflächenbeschaffenheit aufweist, auf welcher der Trockenfilm nicht haftet (z.B. erstes und/oder zweites Außensegment), denn dann kann auch die geringere Schneidkraft der Luftdüse ausreichend sein, um Reste von Trockenfilm zu schneiden, die trotz der nicht-haftenden Oberflächenbeschaffenheit der Trägerwalze an dieser haften. Weitere Vorteile der Luftdüse sind, dass diese wartungsarm betrieben werden kann, sich die Luftgeschwindigkeit für unterschiedlich dicke Trockenfilme einfach einstellen lässt und dass die Ausbildung des Trockenfilms bzw. die Struktur des Trockenfilms nicht beeinträchtigt wird, da es anders als bei einem Rollmesser nicht zur Ansammlung von Material in der Umgebung der Schneidkante kommt (z.B. Ansammlung von Trockenfilmmaterial an der Klinge des Rollmessers). Der Laser hat den Vorteil, dass er ein kontaktloses Schneiden ermöglicht und somit schonender zur Oberfläche derTrägerwalze ist als beispielsweise ein Rollmesser, was ein längeres und ökonomischeres Durchführen des Verfahrens erlauben kann. Ferner kann auch durch den Laser ein Ansammeln von Trockenfilmmaterial in der Umgebung der Schneidkante vermieden werden, wodurch die Ausbildung des Trockenfilms bzw. die Struktur des Trockenfilms nicht beeinträchtigt wird. In dem Verfahren kann ein Anschalten, ein Ausschalten und eine Wirkkraft der Schneideeinheit der jeweiligen Bearbeitungsvorrichtung (z.B. eine Presskraft des Rollmessers, eine Luftstromintensität der Luftdüse und/oder eine Strahlungsintensität des Lasers) gesteuert werden.
Die Schneideinheit kann ein Positionierungssystem aufweisen. Damit kann die Kantengenauigkeit und bspw. die Positionierung der Schneideinheit auf der Substratfolie verbessert werden. Das Positionierungssystem kann einen Detektor zur Erfassung der Positionierung aufweisen. Ferner kann das Positionierungssystem eine Verfahreinheit zur Positionierung der Schneideinheit aufweisen. Zudem kann das Positioniersystem eine (von der erfindungsgemäßen Anlage separate) Steuereinheit aufweisen, die zur Steuerung oder Regulierung des Positionierungssystems, bevorzugt einer Verfahreinheit des Positionierungssystems, konfiguriert ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit der erfindungsgemäßen Anlage zur Steuerung oder Regulierung des Positionierungssystems, bevorzugt einer Verfahreinheit des Positionierungssystems, konfiguriert sein. Die Regulierung kann über eine Rückkopplung von Informationen eines Detektors des Positionierungssystems erfolgen („feed-back"-IVIechanis- mus).
Ferner können die erste und zweite Bearbeitungsvorrichtung jeweils eine Entfernungseinheit aufweisen, die dazu verwendet wird, einen Bereich des Trockenfilms zu entfernen, der an den jeweiligen Außensegmenten der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert ist.
Darüber hinaus können die erste und zweite Bearbeitungsvorrichtung jeweils eine weitere Entfernungseinheit aufweisen, die dazu verwendet wird, einen Bereich des Trockenfilms zu entfernen, der senkrecht zur Beschichtungsrichtung verläuft, um eine in Beschichtungsrichtung intermittierende Beschichtung zu realisieren.
Die Entfernungseinheit ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Luftdüse, Abstreifer, Bürste, Absauger und Kombinationen hiervon. Der Abstreifer und die Bürste haben den Vorteil, dass auch eine Entfernung von stark an derTrägerwalze haftenden Trockenfilmen möglich ist. Die Luftdüse bzw. der Absauger ist besonders dann geeignet, wenn ein Bereich des Trockenfilms geschnitten werden soll, der auf einem Walzensegment liegt, das eine Oberflächenbeschaffenheit aufweist, auf welcher derTrockenfilm nicht haftet (z.B. erstes und/oder zweites Außensegment), denn dann kann auch die geringere Entfernungskraft der Luftdüse bzw. des Absaugers ausreichend sein, um Reste von Trockenfilm zu schneiden, die trotz der nicht-haftenden Oberflächenbeschaffenheit der Trägerwalze an dieser haften. Der Absauger hat den weiteren Vorteil, dass das abgesaugte Trockenfilmmaterial (innerhalb eines Saugkanals) auf einfache Art und Weise bis zum Kalanderspalt zurück transportiert werden kann (Rückführung von Trockenfilmmaterial), was eine Verschwendung von Trockenfilmmaterial vermeidet und das Verfahren ökonomischer macht. Da die Bearbeitungsvorrichtung mit der Entfernungseinheit in einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse gegenüber einem ersten Außensegment der Trägerwalze angeordnet ist, ist der Transportweg von entferntem Trockenfilmmaterial zum Kalanderspalt der Trägerwalze zudem nur sehr kurz, was den Transport schneller und energieschonend gestaltet. In dem Verfahren kann ein Anschalten, ein Ausschalten und eine Wirkkraft der Entfernungseinheit (z.B. eine Luftstromintensität der Luftdüse, eine Presskraft der Bürste und/oder Saugstromintensität des Absaugers) der jeweiligen Bearbeitungsvorrichtung auf die Trägerwalze gesteuert werden.
Die Entfernungseinheit und/oder weitere Entfernungseinheit kann ein Positionierungssystem aufweisen. Damit kann die Kantengenauigkeit und bspw. die Positionierung der Entfernungseinheit auf der Substratfolie verbessert werden. Das Positionierungssystem kann einen Detektor zur Erfassung der Positionierung aufweisen. Ferner kann das Positionierungssystem eine Verfahreinheit zur Positionierung der Entfernungseinheit aufweisen. Zudem kann das Positioniersystem eine (von der erfindungsgemäßen Anlage separate) Steuereinheit aufweisen, die zur Steuerung oder Regulierung des Positionierungssystems, bevorzugt einer Verfahreinheit des Positionierungssystems, konfiguriert ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit der erfindungsgemäßen Anlage zur Steuerung oder Regulierung des Positionierungssystems, bevorzugt einer Verfahreinheit des Positionierungssystems, konfiguriert sein. Die Regulierung kann über eine Rückkopplung von Informationen eines Detektors des Positionierungssystems erfolgen (,,feed-back"-IVIechanismus).
Das Innensegment der Trägerwalze kann durch mindestens 2n den Umfang der Trägerwalze umspannende, zueinander parallele Grenzlinien in mindestens zwei Innensegmentbereiche unterteilt sein, wobei n eine ganze Zahl ist (z.B. 1, 2, 3, 4, 5 oder 6), und jeweils zwischen zwei benachbarten Innensegmentbereichen ein Zwischenbereich angeordnet ist, dessen Grenze in Richtung der Rotationsachse der Trägerwalze durch jeweils zwei gegenüberliegende Grenzlinien der 2n Grenzlinien definiert ist. Hierbei können die mindestens zwei Innenseg- mentbereiche eine Oberflächenbeschaffenheit aufweisen, auf welcher derTro- ckenfilm haftet und der Zwischenbereich bevorzugt jeweils eine Oberflächenbeschaffenheit aufweisen, auf welcher derTrockenfilm nicht haftet. DerVorteil ist hierbei, dass auch im Innensegment derTrägerwalze ein Trockenfilm erzeugt werden kann, der ein Streifenmuster (Zebra-Muster) aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann, einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse, gegenüber jedem Zwischenbereich des Innensegments, jeweils eine weitere Bearbeitungsvorrichtung eingesetzt werden, die jeweils dazu geeignet ist, Bereiche des Trockenfilms, die im Zwischenbereich der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert sind, zumindest durch Schneiden zu entfernen (d.h. das Schneiden des Trockenfilms erfolgt in einer Bahnrichtung, in welche der Trockenfilm auf der Trägerwalze transportiert wird). Der Vorteil hierin besteht darin, dass auch im Innensegment der Trägerwalze ein Trockenfilm erzeugt werden kann, der ein Streifenmuster (Zebra-Muster) aufweist. Durch das Entfernen durch Schneiden kann der Trockenfilm eine hohe Kantengenauigkeit aufweisen.
Jede der weiteren Bearbeitungsvorrichtungen kann eine Schneideeinheit aufweisen, die dazu verwendet wird, einen Bereich des Trockenfilms, der an den jeweiligen Zwischenbereichen derTrägerwalze auf derTrägerwalze gelagert ist, von einem Bereich des Trockenfilms, der an dem Innensegment der Trägerwalze auf derTrägerwalze gelagert ist, durch Schneiden zu lösen. Die Schneideeinheit ist bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Rollmesser, Luftdüse, Laser und Kombinationen hiervon. In dem Verfahren kann ein Anschalten, ein Ausschalten und eine Wirkkraft der Schneideeinheit der jeweiligen weiteren Bearbeitungsvorrichtung (z.B. eine Presskraft des Rollmessers, eine Luftstromintensität der Luftdüse und/oder eine Strahlungsintensität des Lasers) gesteuert werden. Die Schneideinheit kann ein Positionierungssytem aufweisen, optional mit mindestens einem der oben genannten Merkmale.
Zudem kann jede der weiteren Bearbeitungsvorrichtungen eine Entfernungseinheit aufweisen, die dazu verwendet wird, einen Bereich des Trockenfilms zu entfernen, der im Innensegment der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert ist, wobei die Entfernungseinheit bevorzugt eine Walze ist. In dem Verfahren wird bevorzugt als weitere Bearbeitungsvorrichtung eine Walze eingesetzt, deren Rotationsachse parallel zur Rotationsachse derTrägerwalze gelagert ist und deren Breite der Breite des Innensegmentes oder eines Innensegmentbereichs entspricht. Bei Kontakt dieser Walze mit der Trägerwalze wird der Trockenfilm auf der vollständigen Breite der Walze auf dieselbe zur Weiterverarbeitung cider Beschichtung übertragen und die Außensegmente verbleiben auf der Trägerwalze. Die Außensegmente können dann von den Außensegmenten derTrägerwalze mit Hilfe einer Entfernungseinheit (bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Luftdüse, Abstreifer, Bürste, Absauger und Kombinationen hiervon) entfernt werden. Es können auch mehrere solche Walzen entlang derselben Rotationsachse angeordnet sein, um beispielsweise mindestens zwei Innensegmentbereiche des Innensegments der Trägerwalze von der Trägerwalze zu entfernen und auf die Walzen zu übertragen.
Ferner kann jede weitere Bearbeitungsvorrichtung eine Entfernungseinheit aufweisen, die dazu verwendet wird, einen Bereich des Trockenfilms zu entfernen, der an den jeweiligen Zwischenbereichen der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert ist, wobei die Entfernungseinheit bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Luftdüse, Abstreifer, Bürste, Absauger und Kombinationen hiervon. In dem Verfahren kann ein Anschalten, ein Ausschalten und eine Wirkkraft der Entfernungseinheit (z.B. eine Luftstromintensität der Luftdüse, eine Presskraft der Bürste und/oder Saugstromintensität des Absaugers) der jeweiligen Bearbeitungsvorrichtung auf die Trägerwalze gesteuert werden.
Die Entfernungseinheit, optional auch die weitere Entfernungseinheit, kann dazu verwendet werden, entfernte Bereiche des Trockenfilms dem ersten Kalanderspalt zuzuführen. Der Vorteil hierbei ist, dass Trockenfilmmaterial zurückgeführt wird und damit das Verfahren ökonomischer durchgeführt werden kann.
Die Entfernungseinheit und/oder weitere Entfernungseinheit kann ein Positio- nierungssytem aufweisen, optional mit mindestens einem der oben genannten Merkmale. Entfernte Bereiche des Trockenfilms können beispielsweise einer Trockenmischung (Trockengemisch) zugeführt werden, die zu einer Trockenpulvermischung verarbeitet wird, wobei die Trockenpulvermischung dann dem ersten Kalanderspalt zugeführt wird. Die Verarbeitung zu einer Trockenpulvermischung umfasst bevorzugt eine Behandlung, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Extruderbehandlung, Strahlmühle, Stiftmühle, Schlagmühle, Mörsermühle, Walzenmühle und Kombinationen hiervon.
Alternativ können entfernte Bereiche des Trockenfilms einer Trockenpulvermi- schung zugeführt werden, die dann dem ersten Kalanderspalt zugeführt wird. Der Anteil der zugeführten, entfernten Bereiche des Trockenfilms kann mindestens 0,1 Gew.-%, bevorzugt mindestens 1 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 10 Gew.-% , in Bezug auf den Gesamtanteil der Trockenpulvermischung, betragen.
Durch Zuführ- und/oder Dosiergeräte (bspw. gravimetrische Dosierrinne) kann die Trockenpulvermischung und/oder das Trockengemisch in den Kalanderspalt eingebracht werden.
Der erste Kalanderspalt kann eine Breite (d.h. eine Ausdehnung in einer Richtung entlang der Trägerwalzen-Rotationsachse bzw. eine Strecke zwischen den beiden Stirnseiten der Walze) von mindestens 300 mm, bevorzugt mindestens 600 mm, besonders bevorzugt mindestens 1200 mm, aufweisen. Optional weist der erste Kalanderspalt eine Breite von maximal 3000 mm auf. Je breiter der erste Kalanderspalt, desto mehr Trockenfilm pro Zeiteinheit kann hergestellt werden, was den Durchsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens erhöht. Diese Abmessungen können auch für weitere Kalanderspalten gelten.
Ferner kann der erste Kalanderspalt eine Maske und/oder einen Trichter aufweisen, die/der über dem Kalanderspalt angeordnet ist/sind. Der Trichter bzw. die Maske haben den Vorteil, dass die Trockenpulvermischung und/oder das Trockengemisch gezielt an Orte der Trägerwalze aufgebracht werden kann, an welchen beabsichtigt ist, einen Trockenfilm auf der Trägerwalze auszubilden. Beispielsweise kann eine Maske bzw. ein Trichter ein Aufbringen einer Menge an Trockenpulvermischung und/oder Trockengemisch zumindest auf die zwei gegenüberliegenden Außensegmente der Trägerwalze, optional auch auf Zwischensegmente der Trägerwalze, reduzieren. Das Verfahren kann somit effizienter durchgeführt werden, da die zu beschichtenden Bereiche vordefiniert werden und kaum Material an Bereiche der Trägerwalze bindet, die nicht beschichtet werden sollen.
Das Laminieren des Trockenfilms auf ein Substrat kann die folgenden Schritte umfassen: i) Fördern des Trockenfilms auf der Trägerwalze in einen zweiten Kalanderspalt, der von der Trägerwalze und einer zweiten Gegenwalze gebildet wird, wobei die zweite Gegenwalze um eine zweite Gegenwalzenrotationsachse mit einer zweiten Umfangsgeschwindigkeit, die höher ist als die erste Umfangsgeschwindigkeit der Trägerwalze, in eine dritte Rotationsrichtung rotiert, wobei die dritte Rotationsrichtung der ersten Rotationsrichtung entgegengesetzt ist; ii) Optional Fördern des Trockenfilms zusammen mit dem Substrat ferner durch mindestens einen dritten, bevorzugt ferner mindestens einen vierten, besonders bevorzugt ferner mindestens einen fünften, insbesondere ferner mindestens einen sechsten, Kalanderspalt; iii) Optional Fördern des Trockenfilms ohne Substrat durch Übertrag aufgrund gesteigerter Umfangsgeschwindigkeiten durch ferner mindestens einen dritten, bevorzugt ferner mindestens einen vierten, besonders bevorzugt ferner mindestens einen fünften, insbesondere ferner mindestens einen sechsten, Kalanderspalt (eine Geschwindigkeitssteigerung von Walze zu Walze kann im Bereich von 1-1000%, bevorzugt im Bereich von 5% bis 100 %, besonders bevorzugt im Bereich von 10 bis 50% liegen).
Der mindestens eine dritte, mindestens eine vierte, mindestens eine fünfte und mindestens eine sechste Kalanderspalt kann jeweils durch zwei Walzen ausgebildet werden, die mit einer unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeit in entgegengesetzte Rotationsrichtungen rotieren. Zudem können die unterschiedlichen Kalanderwalzen über unterschiedliche Durchmesser verfügen. Die Walzen können linear nebeneinander angeordnet sein. Ferner ist es möglich, dass die Walzen gewinkelt zueinander angeordnet sind. Der Vorteil an dieser Ausführungsform ist, dass eine Nachverdichtung des Trockenfilms durchgeführt wird. Mithilfe der Gegenwalze, optional zusätzlich mindestens einer weiteren Walze, wird durch Ausüben einer zusätzlichen Scherkraft in den jeweiligen Kalanderspalten ein Übertrag desTrockenfilms induziert, wobei eine zusätzliche Kompaktierung des Trockenfilms erreicht wird. Das vermeidet eine etwaige nachgelagerte Kalandrierung oder die Notwendigkeit für hohe Presskräfte und somit große Walzendurchmesser in dem ersten und/oder zweiten Kalanderspalt. Die Filmbildung und die Nachverdichtung bzw. Lamination kann somit räumlich, und bezogen auf die Baugruppen, entkoppelt werden. Dies ermöglicht sowohl den Einsatz weniger starrer bzw. weniger massiver Baugruppen, als auch die Ausführung eines gewinkelten Aufbaus anstelle eines linearen Aufbaus, bei dem die Gefahr besteht, dass die Änderung einer Kalanderspaltöffnung einen Einfluss auf die Spaltöffnung des benachbarten Spaltes ausübt.
Das Verfahren kann zudem einen Schritt aufweisen (bevorzugt einen Schritt am Ende des Verfahrens), in dem der Trockenfilm von einem Substrat entfernt wird, auf das der Trockenfilm während dem Verfahren aufgebracht wurde. In diesem Fall kann auch ausgehend von einem zunächst (während dem Verfahren) auf einem Substrat laminierten Trockenfilm ein freistehender Trockenfilm erhalten wird.
Erfindungsgemäß wird ferner eine Anlage zur Herstellung eines Trockenfilms bereitgestellt, aufweisend a) eine Vorrichtung, die konfiguriert ist, einen Trockenfilm aus einer Trockenpulvermischung und/oder einem Trockengemisch herzustellen, wobei die Vorrichtung eine Trägerwalze und eine erste Gegenwalze enthält, wobei die Trägerwalze und die Gegenwalze einen ersten Kalanderspalt zur Zuführung einerTrockenpulvermischung und/oder eines Trockengemisches ausbilden, wobei die Trägerwalze dazu geeignet ist, um eine Trägerwalzen-Rotationsachse zu rotieren und die Gegenwalze dazu geeignet ist, um eine Gegenwalzenrotationsachse zu rotieren; b) eine Steuereinheit, die zumindest konfiguriert ist, zu veranlassen, dass die Trägerwalze um ihre Trägerwalzen-Rotationsachse mit einer ersten Umfangsgeschwindigkeit in einer ersten Rotationsrichtung rotiert und die Ge- genwalze um ihre Gegenwalzenrotationsachse mit einer zweiten Umfangsgeschwindigkeit, die geringer ist als die erste Umfangsgeschwindigkeit, in eine zweite Rotationsrichtung rotiert, wobei die zweite Rotationsrichtung der ersten Rotationsrichtung entgegengesetzt ist, wobei die Steuereinheit insbesondere konfiguriert ist, eine Spaltweite und/oder eine Anpresskraft zwischen der Trägerwalze und der ersten Gegenwalze einzustellen; dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage mindestens eine erste Bearbeitungsvorrichtung aufweist, die in einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse gegenüber einem ersten Außensegment derTrägerwalze angeordnet ist und mindestens eine zweite Bearbeitungsvorrichtung aufweist, die in einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse gegenüber einem zweiten Außensegment der Trägerwalze angeordnet ist, wobei die Trägerwalze, in einer Richtung parallel zur Trägerwalzen-Rotationsachse, zwischen dem ersten Außensegment und dem zweiten Außensegment ein Innensegment aufweist, wobei die erste und zweite Bearbeitungsvorrichtung jeweils dazu geeignet sind, Bereiche des Trockenfilms, die an den Außensegmenten der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert sind, zumindest durch Schneiden (bevorzugt auch durch Abtragen, z.B. durch eine Entfernungseinheit der Anlage) zu entfernen.
Mit der erfindungsgemäßen Anlage ist es möglich, auf schnelle und energiesparende Art und Weise segmentierte, streifenförmige Trockenfilme bereitzustellen, die eine sehr hohe Kantengenauigkeit aufweisen.
Die Trockenpulvermischung kann als ein fließfähiges Pulver vorliegen. Das Trockengemisch kann als ein kohäsives, nicht-fließfähiges Schüttgut vorliegen, als flächige Agglomerate vorliegen oder (bereits) als ein Trockenfilm (z.B. ein Trockenfilm in Bandform) vorliegen. Grundsätzlich ist denkbar, dass die Trockenpulvermischung und das Trockengemisch nicht als zwei unterschiedliche Stoffe angesehen werden, sondern eine Trockenpulvermischung als eine spezielle Ausführungsform eines Trockengemisches angesehen wird. In diesem Fall kann der Begriff „Trockenpulvermischung und/oder Trockengemisch" zum Begriff „Trockengemisch" vereinfacht werden, wobei eine Trockenpulvermischung dann eine spezielle Ausgestaltungsform (Spezies) des Trockengemisches (Genus) ist. Das Trockengemisch kann dann als ein fließfähiges Pulver vorliegen (da es eine Trockenpulvermischung sein kann). Die Steuereinheit kann konfiguriert sein, eine individuelle Drehumfangsgeschwindigkeiten der einzelnen Walzen und/oder auch ein Verhältnis der Drehumfangsgeschwindigkeiten der Walzen zueinander zu steuern.
Ferner kann die Anlage eine Einheit aufweisen, die zur Steuerung der einzelnen Walzenabstände (d.h. der Spaltöffnungen und/oder der im Spalt resultierenden Presskräfte) konfiguriert ist.
Die Steuereinheit und/oder Einheit kann konfiguriert sein, die Steuerung mit Geräten zur Prozessüberwachung zu koppeln, sodass die Steuerung Anlagenparameter, wie z.B. Drehumfangsgeschwindigkeiten, Spaltöffnungen und/oder Presskräfte basierend auf Werten der Prozessüberwachung (bspw. in Bezug auf Schichtdicke, Beladung, Homogenität, Fehlstellen und/oder Kantengenauigkeit) anpasst, um im Bereich eines vorgegebenen Beschichtungsergebnisses mit bestimmtem Toleranzbereich zu bleiben.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Anlage sind die erste und zweite Bearbeitungsvorrichtung jeweils dazu geeignet, die Bereiche des Trockenfilms, die an den Außensegmenten der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert sind, ohne Eigenbewegung zumindest durch Schneiden (bevorzugt auch durch Abtragen, z.B. durch eine Entfernungseinheit der Anlage) zu entfernen, wobei hierbei insbesondere gemeint ist, dass die erste und zweite Bearbeitungsvorrichtung in der Anlage stationär bleiben (d.h. nicht dazu konfiguriert sind, sich relativ zur Trägerwalze zu bewegen). Entsprechendes kann auch für weitere, bevorzugt alle, Bearbeitungsvorrichtungen gelten, welche die erfindungsgemäße Anlage aufweist.
Enthält die Anlage eine Trockenpulvermischung und/oder ein Trockengemisch, kann die Trockenpulvermischung und/oder das Trockengemisch mindestens eines der oben genannten Merkmale aufweisen.
In einer bevorzugten Ausgestaltungform enthält die Anlage ein Substrat und ist konfiguriert, den Trockenfilm auf das Substrat zu laminieren, wobei das Substrat bevorzugt zumindest bereichsweise eine Primerschicht zur verstärkten Anbindung des Trockenfilms aufweist. Enthält die Anlage ein Substrat kann das Substrat mindestens eines der oben genannten Merkmale aufweisen. Die Primerschicht kann einen Binder und ein elektrisch leitfähiges Material enthalten oder daraus bestehen.
Die Primerschicht kann eine Dicke im Bereich von <10 um, bevorzugt <2 um, aufweisen.
Ferner kann die Primerschicht in Bereichen auf dem Substrat angeordnet sein, die dem Innensegment der Trägerwalze, in einer Richtung senkrecht auf die Trägerwalzen-Rotationsachse, gegenüberliegen.
Das Innensegment, das erste Außensegment und das zweite Außensegment der Trägerwalze können jeweils durch zwei den Umfang der Trägerwalze umspannende, zueinander parallele Grenzlinien definiert sein. Hierbei liegt bevorzugt zumindest eine Grenzlinie des Innensegments auf einer Grenzlinie des ersten Außensegments und/oder zweiten Außensegments. Anders ausgedrückt schließt sich das Innensegment direkt an das erste und/oder zweite Außensegment an, d.h. kontaktiert dieses.
Das Innensegment der Trägerwalze kann zumindest bereichsweise eine Oberflächenbeschaffenheit aufweisen, auf welcher der Trockenfilm haftet (z.B. eine Haftbeschichtung auf der Oberfläche der Trägerwalze und/oder eine Texturierung der Oberfläche der Trägerwalze, z.B. eine durch Ätzbehandlung, Sandstrahlbehandlung und/oder Laserbehandlung, optional periodisch oder unregelmäßig, erzeugte Texturierung), wobei das erste Außensegment und/oder zweite Außensegment der Trägerwalze eine Oberflächenbeschaffenheit aufweist, auf welcher der Trockenfilm nicht haftet, wobei diese Oberflächenbeschaffenheit bevorzugt als eine glatte Oberfläche der Trägerwalze ausgestaltet ist. Die glatte Oberfläche kann einen Mittenrauwert Ra aufweisen, der < 50% des Mitten rau werts beträgt, den die Trägerwalze in dem Innensegment aufweist. Besonders bevorzugt weist die glatte Oberfläche einen Mittenrauwert Ra im Bereich von 0,005 pm bis 1 pm auf. Die Oberfläche des Innensegments der Trägerwalze kann einen Mittenrauwert Ra aufweisen, der >50% des Mittenrauwerts Ra der glatten Oberfläche der Trägerwalze beträgt, bevorzugt einen Mittenrauwert zwischen 0,1 pm und 10 pm aufweisen. Ferner kann das Innensegment der Trägerwalze zumindest bereichsweise eine Oberflächenbeschaffenheit aufweisen, auf welcher der Trockenfilm haftet (z.B. eine Haftbeschichtung auf der Oberfläche der Trägerwalze und/oder eine Texturierung der Oberfläche der Trägerwalze, z.B. eine durch Ätzbehandlung, Sandstrahlbehandlung und/oder Laserbehandlung, optional periodisch oder unregelmäßig, erzeugte Texturierung), wobei ein erstes Außensegment der Gegenwalze, das in einer Richtung senkrecht zurTrägerwalzen-Rotationsachse gegenüber dem ersten Außensegment der Trägerwalze angeordnet ist und/oder ein zweites Außensegment der Gegenwalze, das in einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse gegenüber dem zweiten Außensegment der Trägerwalze angeordnet ist, eine Oberflächenbeschaffenheit aufweist, auf welcher der Trockenfilm nicht haftet. Bevorzugt ist die Oberflächenbeschaffenheit des ersten Außensegments der Gegenwalze und/oder des zweiten Außensegments der Gegenwalze als eine vertiefte Oberfläche der Gegenwalze ausgestaltet, wobei die vertiefte Oberfläche bevorzugt einen Radius aufweist, der < 99,9%, bevorzugt < 99%, besonders bevorzugt < 95%, insbesondere < 90%, des Radius beträgt, den die Gegenwalze in einem ersten Bereich eines Innensegments der Gegenwalze aufweist. Die Oberflächenbeschaffenheit des ersten Außensegments der Gegenwalze und/oder des zweiten Außensegments der Gegenwalze kann alternativ oder zusätzlich als Beschichtung (z.B. eine Beschichtung enthaltend oder bestehend aus DLC und/oder PTFE) des ersten Außensegments der Gegenwalze und/oder des zweiten Außensegments der Gegenwalze ausgestaltet sein, die zu einem geringeren Anhaften (bevorzugt eine Anhaftung von mindestens 1 Gew.-% weniger Trockenfilm, besonders mindestens 10 Gew.-% weniger Trockenfilm, als im Innensegment der Trägerwalze), bevorzugt keinem Anhaften, auf der Gegenwalze führt, wobei das des Innensegments der Trägerwalze optional eine Beschichtung aufweist, auf welcher derTrockenfilm haftet. Die Beschichtung kann eine Haftbeschichtung auf der Oberfläche des Innensegments der Trägerwalze sein. Die Beschichtung kann ferner eine texturierte Beschichtung des Innensegments der Trägerwalze sein (z.B. eine texturierte Beschichtung, die durch Laserstrukturierung und/oder Sandstrahlen, optional periodisch oder unregelmäßig, hergestellt wurde). Die Oberfläche des Innensegments der Trägerwalze kann einen Mitten rau wert Ra aufweisen, der >50% des Mittenrauwerts Ra der Oberfläche des ersten Außensegments der Gegenwalze und/oder des zweiten Außensegments der Gegenwalze beträgt, bevorzugt einen Mittenrauwert zwischen 0,1 pm und 10 pm aufweisen. Die Beschichtung enthält besonders bevorzugt ein Material oder besteht daraus, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus PTFE, DLC, Wolframcarbid, Hartchrom und Kombinationen hiervon.
Optional weist die Trägerwalze mindestens einen zweiten Bereich des Innensegments auf, der wie das erste und/oder zweite Außensegment der Trägerwalze ausgestaltet ist, d.h. dessen vertiefte Oberfläche bevorzugt einen Radius aufweist, der < 99,9%, bevorzugt < 99%, besonders bevorzugt < 95%, insbesondere < 90%, des Radius beträgt, den die Gegenwalze in dem ersten Bereich des Innensegments aufweist.
Die erste und zweite Bearbeitungsvorrichtung können jeweils eine Schneideeinheit aufweisen, die konfiguriert ist, einen Bereich des Trockenfilms, der an den jeweiligen Außensegmenten der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert ist, von einem Bereich des Trockenfilms, der an dem Innensegment der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert ist, durch Schneiden zu lösen (d.h. das Schneiden des Trockenfilms erfolgt in einer Bahnrichtung, in welche der Trockenfilm auf der Trägerwalze transportiert wird). Die Schneideeinheit ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Rollmesser, Luftdüse, Laser und Kombinationen hiervon. Die Steuereinheit der Anlage kann ferner konfiguriert sein, ein Anschalten, ein Ausschalten und eine Wirkkraft der Schneideeinheit der jeweiligen Bearbeitungsvorrichtung (z.B. eine Presskraft des Rollmessers, eine Luftstromintensität der Luftdüse und/oder eine Strahlungsintensität des Lasers) zu steuern.
Die Schneideinheit kann ein Positionierungssystem aufweisen. Damit kann die Kantengenauigkeit und bspw. die Positionierung der Schneideinheit auf der Substratfolie verbessert werden. Das Positionierungssystem kann einen Detektor zur Erfassung der Positionierung aufweisen. Ferner kann das Positionierungssystem eine Verfahreinheit zur Positionierung der Schneideinheit aufweisen. Zudem kann das Positioniersystem eine (von der erfindungsgemäßen Anlage separate) Steuereinheit aufweisen, die zur Steuerung oder Regulierung des Positionierungssystems, bevorzugt einer Verfahreinheit des Positionierungssystems, konfiguriert ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit der erfindungsgemäßen Anlage zur Steuerung oder Regulierung des Positionie- rungssystems, bevorzugt einer Verfahreinheit des Positionierungssystems, konfiguriert sein. Die Regulierung kann über eine Rückkopplung von Informationen eines Detektors des Positionierungssystems erfolgen („feed-back"-Mechanis- mus).
Ferner können die erste und zweite Bearbeitungsvorrichtung eine Entfernungseinheit aufweisen, die konfiguriert ist, einen Bereich des Trockenfilms zu entfernen, der an den jeweiligen Außensegmenten der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert ist. Die Entfernungseinheit ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Luftdüse, Abstreifer, Bürste, Absauger und Kombinationen hiervon. Die Steuereinheit der Anlage kann ferner konfiguriert sein, ein Anschalten, ein Ausschalten und eine Wirkkraft der Entfernungseinheit (z.B. eine Luftstromintensität der Luftdüse, eine Presskraft der Bürste und/oder Saugstromintensität des Absaugers) der jeweiligen Bearbeitungsvorrichtung auf die Trägerwalze zu steuern.
Ferner können die erste und zweite Bearbeitungsvorrichtung eine weitere Entfernungseinheit aufweisen, die konfiguriert ist, einen Bereich des Trockenfilms zu entfernen, der senkrecht zur Beschichtungsrichtung verläuft, um eine in Beschichtungsrichtung intermittierende Beschichtung zu realisieren.
Die Entfernungseinheit und/oder weitere Entfernungseinheit kann ein Positionierungssystem aufweisen. Damit kann die Kantengenauigkeit und bspw. die Positionierung der Entfernungseinheit auf der Substratfolie verbessert werden. Das Positionierungssystem kann einen Detektor zur Erfassung der Positionierung aufweisen. Ferner kann das Positionierungssystem eine Verfahreinheit zur Positionierung der Entfernungseinheit aufweisen. Zudem kann das Positioniersystem eine (von der erfindungsgemäßen Anlage separate) Steuereinheit aufweisen, die zur Steuerung oder Regulierung des Positionierungssystems, bevorzugt einer Verfahreinheit des Positionierungssystems, konfiguriert ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit der erfindungsgemäßen Anlage zur Steuerung oder Regulierung des Positionierungssystems, bevorzugt einer Verfahreinheit des Positionierungssystems, konfiguriert sein. Die Regulierung kann über eine Rückkopplung von Informationen eines Detektors des Positionierungssystems erfolgen (,,feed-back"-IVIechanismus). Das Innensegment der Trägerwalze kann durch mindestens 2n den Umfang der Trägerwalze umspannende, zueinander parallele Grenzlinien in mindestens zwei Innensegmentbereiche unterteilt sein, wobei n eine ganze Zahl ist, und jeweils zwischen zwei benachbarten Innensegmentbereichen ein Zwischenbereich angeordnet ist, dessen Grenze in Richtung der Rotationsachse der Trägerwalze durch jeweils zwei gegenüberliegende Grenzlinien der 2n Grenzlinien definiert ist.
Hierbei können die mindestens zwei Innensegmentbereiche eine Oberflächenbeschaffenheit aufweisen, auf welcher der Trockenfilm haftet und der Zwischenbereich bevorzugt jeweils eine Oberflächenbeschaffenheit aufweisen, auf welcher der Trockenfilm nicht haftet.
Ferner kann die Anlage, in einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse, gegenüber jedem Zwischenbereich des Innensegments, jeweils eine weitere Bearbeitungsvorrichtung aufweisen, die jeweils dazu geeignet ist, Bereiche des Trockenfilms, die im Zwischenbereich der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert sind, zumindest durch Schneiden zu entfernen.
Jede der weiteren Bearbeitungsvorrichtungen kann eine Schneideeinheit aufweisen, die konfiguriert ist, einen Bereich des Trockenfilms, der an den jeweiligen Zwischenbereichen der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert ist, von einem Bereich des Trockenfilms, der an dem Innensegment der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert ist, durch Schneiden zu lösen (d.h. das Schneiden des Trockenfilms erfolgt in einer Bahnrichtung, in welche der Trockenfilm auf der Trägerwalze transportiert wird). Die Schneideeinheit ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Rollmesser, Luftdüse, Laser und Kombinationen hiervon. Die Steuereinheit der Anlage kann ferner konfiguriert sein, ein Anschalten, ein Ausschalten und eine Wirkkraft der Schneideeinheit (z.B. eine Presskraft des Rollmessers, eine Luftstromintensität der Luftdüse und/oder eine Strahlungsintensität des Lasers) der jeweiligen weiteren Bearbeitungsvorrichtungen auf die Trägerwalze zu steuern. Die Schneideinheit kann ein Positi- onierungssytem aufweisen, optional mit mindestens einem der oben genannten Merkmale. Zudem kann jede der weiteren Bearbeitungsvorrichtungen eine Entfernungseinheit aufweisen, die konfiguriert ist, einen Bereich des Trockenfilms zu entfernen, der im Innensegment der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert ist, wobei die Entfernungseinheit bevorzugt eine Walze ist. In der Anlage wird bevorzugt als weitere Bearbeitungsvorrichtung eine Walze eingesetzt, deren Rotationsachse parallel zur Rotationsachse derTrägerwalze gelagert ist und deren Breite der Breite des Innensegmentes oder eines Innensegmentbereichs entspricht. Bei Kontakt dieser Walze mit der Trägerwalze wird der Trockenfilm auf der vollständigen Breite der Walze auf dieselbe zur Weiterverarbeitung oder Beschichtung übertragen und die Außensegmente verbleiben auf der Trägerwalze. Die Außensegmente können dann von den Außensegmenten derTrägerwalze mit Hilfe einer Entfernungseinheit (bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Luftdüse, Abstreifer, Bürste, Absauger und Kombinationen hiervon) entfernt werden. Es können auch mehrere solche Walzen entlang derselben Rotationsachse angeordnet sein, um beispielsweise mindestens zwei Innensegmentbereiche des Innensegments der Trägerwalze von der Trägerwalze zu entfernen und auf die Walzen zu übertragen.
Ferner kann jede der weiteren Bearbeitungsvorrichtungen eine Entfernungseinheit aufweisen, die konfiguriert ist, einen Bereich des Trockenfilms zu entfernen, der an den jeweiligen Zwischenbereichen der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert ist. Die Entfernungseinheit ist bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Luftdüse, Abstreifer, Bürste, Absauger und Kombinationen hiervon. Die Steuereinheit der Anlage kann ferner konfiguriert sein, ein Anschalten, ein Ausschalten und eine Wirkkraft der Entfernungseinheit der jeweiligen weiteren Bearbeitungsvorrichtungen (z.B. eine Luftstromintensität der Luftdüse, eine Presskraft der Bürste und/oder Saugstromintensität des Absaugers) auf die Trägerwalze zu steuern.
Die Entfernungseinheit, optional auch die weitere Entfernungseinheit, kann konfiguriert sein, entfernte Bereiche des Trockenfilms dem ersten Kalanderspalt zuzuführen. Bevorzugt ist die Steuereinheit der Anlage konfiguriert, die Zuführung von entfernten Bereichen des Trockenfilms zum ersten Kalanderspalt zu steuern. Die Entfernungseinheit und/oder weitere Entfernungseinheit kann ein Positio- nierungssytem aufweisen, optional mit mindestens einem der oben genannten Merkmale.
Optional kann die Entfernungseinheit, bevorzugt auch die weitere Entfernungseinheit, konfiguriert sein, entfernte Bereiche des Trockenfilms zunächst einer Trockenmischung (Trockengemisch) zuzuführen, wobei eine Verarbeitungsvorrichtung der Anlage konfiguriert ist, die Trockenmischung (Trockengemisch) zu einer Trockenpulvermischung zu verarbeiten und diese dem ersten Kalanderspalt zuzuführen. Die Verarbeitungsvorrichtung ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Extruder, Strahlmühle, Stiftmühle, Schlagmühle, Mörsermühle, Walzenmühle und Kombinationen hiervon.
Alternativ kann die Entfernungseinheit, bevorzugt auch die weitere Entfernungseinheit, konfiguriert sein, entfernte Bereiche des Trockenfilms zunächst einerTrockenpulvermischung zuzuführen, wobei die Anlage konfiguriert ist, die Trockenpulvermischung dem ersten Kalanderspalt zuzuführen, wobei der Anteil der zugeführten, entfernten Bereiche des Trockenfilms bevorzugt mindestens 0,1 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 1 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt mindestens 10 Gew.-%, in Bezug auf den Gesamtanteil der Trockenpulvermischung, beträgt.
Die Anlage kann ein Zuführ- und/oder Dosiergerät (bspw. eine gravimetrische Dosierrinne) aufweisen, die geeignet ist, die Trockenpulvermischung und/oder das Trockengemisch in den Kalanderspalt einzubringen.
Der erste Kalanderspalt kann eine Breite von mindestens 300 mm, bevorzugt mindestens 600 mm, besonders bevorzugt mindestens 1200 mm, aufweisen. Optional weist der erste Kalanderspalt eine Breite von maximal 3000 mm auf. Je breiter der erste Kalanderspalt, desto mehrTrockenfilm pro Zeiteinheit kann hergestellt werden, was den Durchsatz der erfindungsgemäßen Anlage erhöht. Diese Abmessungen können auch für weitere Kalanderspalten der Anlage gelten. Die Spaltweite zwischen Trägerwalze und Gegenwalze kann zwischen 5 pm und 1000 pm, bevorzugt zwischen 10 pm und 1000 pm, besonders bevorzugt zwischen 20 pm und 150 pm, besonders bevorzugt zwischen 30 pm und 100 pm, sehr bevorzugt zwischen 40 pm und 70 pm, liegen.
Es ist durch die erfindungsgemäße Anlage darüber hinaus möglich, niedrigere Linienlasten im Vergleich zu einem reinen Verpressen bei der Filmbildung einzusetzen. Die Steuereinheit der Anlage kann konfiguriert sein, eine Linienlast von <500 kN/cm zu applizieren (z.B. eine Linienlast zwischen 1 N/cm und 200 kN/cm zu applizieren), bevorzugt <10 kN/cm zu applizieren (z.B. eine Linienlast zwischen 10 N/cm und 10 kN/cm zu applizieren). Da durch geringe Linienlasten eine Deformation der Walzen vermieden werden kann, können die Trägerwalze und/oder Gegenwalze (Filmbildungswalze) einen niedrigeren Walzendurchmesser und/oder eine niedrigere Walzenbreite aufweisen.
Der Durchmesser von Trägerwalze und/oder Gegenwalze (Filmbildungswalze) kann < 100 cm betragen (z.B. zwischen 10 cm und 100 cm liegen), besonders bevorzugt < 50 cm betragen (z.B. zwischen 10 cm und 50 cm liegen), insbesondere < 30 cm betragen. Die Walzendurchmesser von Trägerwalzen und Gegen- walze(n) können unterschiedlich groß sein. Kleinere Walzendurchmesser haben den Vorteil, dass bei der Filmbildung geringere Schichtdicken des Trockenfilms realisiert werden können. So sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Anlage Schichtdicken des Trockenfilms zwischen 5 pm und 1000 pm, bevorzugt zwischen 10 pm und 1000 pm, besonders bevorzugt zwischen 20 pm und 150 pm, besonders bevorzugt zwischen 30 pm und 100 pm, sehr bevorzugt zwischen 40 pm und 70 pm, realisierbar.
Die Breite (d.h. Ausdehnung in einer Richtung senkrecht zur Walzenachse) der Trägerwalze und/oder Gegenwalze kann > 30 cm, bevorzugt > 60 cm, besonders bevorzugt > 100 cm (insbesondere bis zu 300 cm), betragen.
Die Anlage kann konfiguriert sein, die Walzen zu beheizen (z.B. durch ein Heizelement der Anlage). Die Steuereinheit der Anlage kann konfiguriert sein, die Walzen auf eine Temperatur zwischen 18 °C und 330 °C, bevorzugt zwischen 25 °C und 200 °C, besonders bevorzugt zwischen 60 °C und 180 °C, sehr besonders bevorzugt zwischen 80 °C und 120 °C, zu beheizen. Somit kann auch eine nicht zuvor aktivierte Trockenpulvermischung und/oder ein nicht zuvor aktiviertes Trockengemisch für die Filmbildung verwendet werden. Es kann aber auch eine nicht bzw. schlecht fließfähige bzw. schlecht rieselfähige Trockenpulvermischung, und/oder ein Trockengemisch (z.B. ein bandförmiges Trockengemisch), eingesetzt werden.
Ferner kann der erste Kalanderspalt eine Maske und/oder einen Trichter aufweisen, die/der über dem Kalanderspalt angeordnet ist/sind. Bevorzugt ist die Maske geeignet, ein Aufbringen einer Menge an Trockenpulvermischung und/oder an Trockengemisch zumindest auf die zwei gegenüberliegenden Außensegmente der Trägerwalze, optional auch auf mindestens einen Zwischenbereich des Innensegments der Trägerwalze, zu reduzieren.
Die Anlage kann eine zweite Gegenwalze enthalten, die mit der Trägerwalze einen zweiten Kalanderspalt ausbildet, wobei die Anlage konfiguriert ist, den Trockenfilm auf der Trägerwalze in den zweiten Kalanderspalt zu fördern, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, zu veranlassen, dass die zweite Gegenwalze um eine zweite Gegenwalzenrotationsachse mit einer zweiten Umfangsgeschwindigkeit, die höher ist als die erste Umfangsgeschwindigkeit derTräger- walze, in eine dritte Rotationsrichtung rotiert, wobei die dritte Rotationsrichtung der ersten Rotationsrichtung entgegengesetzt ist.
Die Anlage kann ferner mindestens eine dritte, bevorzugt ferner mindestens eine vierte, besonders bevorzugt ferner mindestens eine fünfte, ganz besonders bevorzugt mindestens eine sechste, insbesondere ferner mindestens eine siebte, Walze enthalten.
Ferner kann die Anlage konfiguriert sein, den Trockenfilm zusammen mit einem Substrat durch mindestens einen dritten, bevorzugt ferner mindestens einen vierten, besonders bevorzugt ferner mindestens einen fünften, insbesondere ferner mindestens einen sechsten, Kalanderspalt zu fördern, der jeweils durch zwei Walzen ausgebildet wird. Der mindestens eine dritte, mindestens eine vierte, mindestens eine fünfte und mindestens eine sechste Kalanderspalt kann jeweils durch zwei dieser Walzen ausgebildet werden, die mit einer unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeit in entgegengesetzte Rotationsrichtun- gen rotieren. Optional sind die jeweils zwei Walzen linear oder gewinkelt zueinander angeordnet. Eine gewinkelte Anordnung hat den Vorteil, dass die Baugruppen für die Filmbildung und Lamination entkoppelt werden. Abgesehen davon können die Radien der jeweils zwei Walzen unterschiedlich groß sein, was den Vorteil hat, dass (durch die Walze mit dem größeren Radius) eine höhere Presskraft auf den Kalanderspalt ausgeübt werden kann. Insbesondere ist die Steuereinheit der Anlage konfiguriert, eine Spaltweite der Kalanderspalte zwischen den jeweils zwei Walzen einzustellen und/oder eine Anpresskraft in den Kalanderspalten zwischen den jeweils zwei Walzen einzustellen.
Ferner kann die Anlage konfiguriert sein, den Trockenfilm mit oder ohne das Substrat durch mindestens einen dritten, bevorzugt ferner mindestens einen vierten, besonders bevorzugt ferner mindestens einen fünften, insbesondere ferner mindestens einen sechsten, Kalanderspalt zu fördern, der jeweils durch zwei Walzen ausgebildet wird. Der mindestens eine dritte, mindestens eine vierte, mindestens eine fünfte und mindestens eine sechste Kalanderspalt kann jeweils durch zwei dieser Walzen ausgebildet werden, die mit einer unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeit in entgegengesetzte Rotationsrichtungen rotieren. Dabei kann in dem dritten, vierten, fünften oder sechsten Spalt der Trockenfilm auf ein Substrat übertragen werden.
Zudem kann die Anlage konfiguriert sein, den Trockenfilm ohne Substrat durch Übertrag aufgrund gesteigerter Umfangsgeschwindigkeiten durch ferner mindestens einen dritten, bevorzugt ferner mindestens einen vierten, besonders bevorzugt ferner mindestens einen fünften, insbesondere ferner mindestens einen sechsten, Kalanderspalt zu fördern.
Ferner kann die Walzenanordnung so vorgesehen sein, dass simultan zwei Trockenfilme in zwei ersten Kalanderspalten erzeugt werden. Beide Trockenfilme können in jeweils einen dritten, vierten, fünften oder sechsten Kalanderspalt übertragen und/oder dort auf ein Substrat übertragen werden. Hierdurch kann eine simultan beidseitige Beschichtung oder eine mehrlagige Beschichtung realisiert werden.
Die Anlage kann zudem konfiguriert sein, den Trockenfilm von einem Substrat zu entfernen, auf welches derTrockenfilm durch die Anlage aufgebracht wurde. Die Steuereinheit der Anlage kann konfiguriert sein, die Entfernung des Trockenfilms von dem Substrat zu veranlassen. In diesem Fall kann die Anlage auch ausgehend von einem auf ein Substrat laminierten Trockenfilm einen freistehenden Trockenfilm produzieren.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist die Anlage konfiguriert, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Damit kann die Anlage mindestens ein Merkmal bzw. mindestens eine Konfiguration aufweisen, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nötig ist.
Erfindungsgemäß wird ferner ein Trockenfilm bereitgestellt, der als mindestens eine Bahn, bevorzugt mehrere parallele Bahnen, auf einem Substrat angeordnet ist, wobei die mindestens eine Bahn, bevorzugt jeweils die mehreren parallelen Bahnen, in einer Längsrichtung der Bahn(en) durch zwei Grenzlinien definiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzlinien im Wesentlichen gerade und im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Unter „im Wesentlichen gerade und im Wesentlichen parallel zueinander" wird verstanden, dass ein Abstand zwischen den jeweiligen zwei Grenzlinien entlang der Längsrichtung um < 1000 pm, bevorzugt < 500 pm, besonders bevorzugt < 200 pm, variiert.
Die mindestens eine Bahn, bevorzugt jede der mehreren parallelen Bahnen, kann in der Längsrichtung der Bahn(en), eine Länge von mindestens 0,05 m, bevorzugt mindestens 0,5 m, besonders bevorzugt mindestens 1 m, ganz besonders bevorzugt mindestens 5 m, insbesondere mindestens 10 m, aufweisen.
Ferner kann die mindestens eine Bahn, bevorzugt jede der mehreren parallelen Bahnen, senkrecht zu der Längsrichtung der Bahn(en) eine Breite von mindestens 200 mm und/oder maximal 6000 mm aufweisen, bevorzugt eine Breite im Bereich von 250 mm bis 1300 mm, besonders bevorzugt eine Breite im Bereich von 550 bis 1250 mm, aufweisen. In besonderen Ausführungsformen kann die mindestens eine Bahn, bevorzugt jede der mehreren parallelen Bahnen, senkrecht zu der Längsrichtung der Bahn(en) eine Breite von mindestens 1 mm und maximal 50 mm aufweisen.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist der Trockenfilm als mindestens zwei parallele Bahnen, bevorzugt als mindestens drei parallele Bahnen, besonders bevorzugt als mindestens vier parallele Bahnen, insbesondere als mindestens fünf parallele Bahnen, auf dem Substrat angeordnet.
Das Substrat, auf dem der Trockenfilm angeordnet ist, kann eine dreidimensionale Struktur aufweisen oder daraus bestehen, die bevorzugt ein Gewebe, Vlies und/oder Streckmetall enthält oder daraus besteht.
Ferner kann das Substrat eine Texturierung aufweisen, die bevorzugt durch Ätzbehandlung, Sandstrahlbehandlung und/oder Laserbehandlung erzeugt wurde, wobei die Texturierung insbesondere auf einer Oberfläche des Substrats vorliegt, die dem Trockenfilm zugewandt ist.
Abgesehen davon kann das Substrat eine poröse Schicht aufweisen oder daraus bestehen, wobei die poröse Schicht bevorzugt eine Elektrodenschicht und/oder Partikelschicht enthält oder daraus besteht. Die auf dem Substrat aufgebrachte Schicht kann über ein Slurryverfahren oder ein Trockenfilmverfahren auf dem Substrat aufgebracht worden sein.
Das Substrat, auf welchem der Trockenfilm angeordnet ist, enthält bevorzugt ein elektrisch leitfähiges Material oder besteht daraus, wobei das elektrisch leitfähige Material bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Metall, Kohlenstoff und Kombinationen hiervon. Unter dem Begriff „Metall" werden auch Metalllegierungen verstanden.
Zwischen dem Trockenfilm und dem Substrat kann zumindest bereichsweise eine Primerschicht angeordnet sein, die sowohl den Trockenfilm als auch das Substrat kontaktiert. Die Primerschicht kann ein Polymer (bzw. einen Binder) und ein elektrisch leitfähiges Material enthalten oder daraus bestehen. Die Primerschicht weist bevorzugt eine Dicke im Bereich von <10 pm, besonders bevorzugt im Bereich von <2 pm, auf. Bevorzugt ist die Primerschicht in Bereichen auf dem Substrat angeordnet, die dem Innensegment der Trägerwalze, in einer Richtung senkrecht auf die Trägerwalzen-Rotationsachse, gegenüberliegen. Die Primerschicht hat den Vorteil, dass eine verstärkte Haftung des Trockenfilms an Stellen des Substrats erfolgt, die mit der Primerschicht versehen sind. Folglich kann die Primerschicht die Kantengenauigkeit des hergestellten Trockenfilms weiter erhöhen.
DerTrockenfilm kann ein Aktivmaterial einer Elektrode einer Batterie enthalten oder daraus bestehen. Dabei kann der Trockenfilm das Aktivmaterial mit einem Masseanteil von >50 Gew.-%, bevorzugt >70 Gew.-%, besonders bevorzugt >90 Gew.-%, in Bezug auf die Gesamtmasse des Trockenfilms, enthalten. Das Aktivmaterial ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aktivmaterial für eine Kathode einer Batterie und Aktivmaterial einer Anode für eine Batterie. Bei der Batterie kann es sich bevorzugt um eine Lithium- oder Natrium-Ionen Batterie handeln. Bei dem Aktivmaterial für eine Trockenfilm-Kathode kann es sich um ein Material handeln, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Lithium-Eisenphosphat (LFP), Lithium-Mangan-Eisenphosphat (LMFP), Lithiummanganoxid (LMO), Lithium-Nickel-Mangan-Cobaltoxid (NMC), nickelreiches Lithium-Nickel-Mangan-Cobaltoxid (NMC 622, NMC 811 oder verwandte NMC- Materialien), Lithium-Nickel-Cobalt-Aluminiumoxid (NCA), Lithium-Cobalt-Oxid (LCO), Lithium-Mangan-Nickeloxid (LMNO), Hochvoltspinell (HVS), Kohlenstoff, Schwefel und Kombinationen hiervon. Bei dem Aktivmaterial für eine Trocken- film-Anode kann es sich um ein Material handeln, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Graphit, Hard Carbon (Hartkohlenstoff), Silizium, Kohlenstoff, Zinn, Siliziumoxid, Lithium, Indium Lithiumtitanat (LTO) und Kombinationen hiervon. Darüber hinaus kann der Trockenfilm Natrium-haltige Verbindungen auf Basis von Metalloxiden, Polyanionen (Vanadate und/oder Phosphate) und Analoga des Berliner Blaus enthalten.
Ferner kann der Trockenfilm ein elektrisch leitfähiges Additiv enthalten, wobei das elektrisch leitfähige Additiv bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kohlenstoffnanoröhren, Kohlenstoffpartikeln (z.B. Ruß, Kohlenstoffnanofasern und/oder Carbonfasern), Graphit, Graphen, porösen Kohlenstoffen (z.B. Aktivkohle) und Kombinationen hiervon. Dabei kann der Trockenfilm das elektrisch leitfähige Additiv mit einem Masseanteil von 0,1-10 Gew.-%, bevorzugt 0,5-5 Gew.-%, besonders bevorzugt 1-4 Gew.-%, in Bezug auf die Gesamtmasse des Trockenfilms, enthalten. Ferner kann der Trockenfilm (als Binder oder Bestandteil eines Binders) ein nicht-fi bri II iertes Material enthalten, welches eine Binderwirkung entfaltet, wobei das Material bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Fluoropolymer (bevorzugt Polyvinylendifluorid PVDF, Ethylen-Tetrafluoroethylen ETFE, Polytetrafluoroethylen PTFE), Carboxymethylcellulose CMC, Styrol-Buta- dien-Kautschuk SBR, Biopolymer, Polyolefin (z.B. Polyethylen, bevorzugt Polyethylen mit einem Molekulargewicht von >1.000.000 g/mol), Polypeptid (z.B. Sericin), Polyamid, Polyacrylat und Mischungen hiervon. Dabei kann der Trockenfilm dieses Material mit einem Masseanteil von 0,1-10 Gew.-%, bevorzugt 0,5-5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5-1 Gew.-%, in Bezug auf die Gesamtmasse des Trockenfilms, enthalten.
Insbesondere kann der Trockenfilm (als Binder oder Bestandteil eines Binders) ein fibrilliertes Material (bzw. Fibrillen) enthalten, welches eine Binderwirkung entfaltet, wobei das Material bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus fibrilliertem Polypeptid (z.B. Sericin), fibrilliertem Kunststoff (z.B. Fluorpolymer, wie PTFE, und/oder Polyolefin mit einem Molekulargewicht von >1.000.000 g/mol, wie Polyethylen mit einem Molekulargewicht von >1.000.000 g/mol) und Mischungen und Kombinationen hiervon. Beispielsweise kann der Trockenfilm fibrillierbares PTFE mit einem Molekulargewicht von >106 g/mol, bevorzugt >107 g/mol, aufweisen. Das fibrillierte Material erhöht die mechanische Stabilität des Trockenfilms, da es ein stabilisierendes Netzwerk von Fibrillen ausbildet. DerTrockenfilm kann anisotrop ausgerichtete Fibrillen aufweisen. Unter dem Begriff „fibrilliertes Material" bzw. „Fibrillen" werden insbesondere fadenförmige Strukturen verstanden, die bevorzugt einen Durchmesser im Bereich von 0,001 pm bis 1 pm und/oder eine Länge im Bereich von 1 pm bis 100 pm aufweisen. Das fibrillierte Material bzw. die Fibrillen können isotrop verteilt im Trockenfilm vorliegen. Der Trockenfilm kann das fibrillierte Material bzw. die Fibrillen mit einem Masseanteil von < 10 Gew.- %, bevorzugt < 5 Gew.-%, besonders bevorzugt < 2 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0,3 bis 2 Gew.-%, optional 1 bis 2 Gew.-%, in Bezug auf die Gesamtmasse des Trockenfilms, enthalten. Das fibrillierte Material bzw. die Fibrillen können im Trockenfilm anisotrop ausgerichtet verteilt vorliegen.
Des Weiteren kann der Trockenfilm einen ionenleitenden Stoff, bevorzugt einen ionenleitenden Feststoff (Festelektrolyten), enthalten. Der ionenleitende Stoff ist bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus ionenleitenden Feststoffen, gelartigen lonenleitern, salzartigen lonenleitern und Mischungen hiervon. Der ionenleitende Feststoff ist besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus sulfidischer Festionenleiter (z.B. Lithiumthiophosphate, LPS, Argyrodit, LPSCI und/oder LGPS, oder Natrium-Analoga), glasartiger Festionenleiter (z.B. LiAISiC oder NaAISiC ), polymerer Festionenleiter (z.B. PEO), keramischer Festionenleiter (z.B. LLZO, Lisocon und/oder Nasicon, oder ein entsprechender Na-Ionen-Ieitender keramischer Festionenleiter) und Mischungen hiervon. Dabei kann der Trockenfilm den Festelektrolyten mit einem Masseanteil von 1-99 Gew.-%, bevorzugt 5-30 Gew.-%, besonders bevorzugt 10-20 Gew.-%, in Bezug auf die Gesamtmasse des Trockenfilms, enthalten.
DerTrockenfilm kann eine Dicke (d.h. in einer Richtung senkrecht auf die größte Fläche des Trockenfilms) im Bereich von 5 pm bis 500 pm, bevorzugt im Bereich von 10 pm bis 150 pm, besonders bevorzugt im Bereich von 30 pm und 100 pm, sehr bevorzugt im Bereich von 40 pm und 70 pm, aufweisen.
Der Trockenfilm kann einen Flüssigkeitsgehalt von <1 Vol.-%, in Bezug auf das Gesamtvolumen des Trockenfilms, aufweisen.
Der Trockenfilm kann durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Porosität von 15-80 %, bevorzugt von 20-50%, besonders bevorzugt von 25-35% aufweisen. Durch nachgelagertes Verdichten kann der Trockenfilm eine Porosität von 0,1 - 25%, bevorzugt 0,1 - 10 %, besonders bevorzugt 0,1 - 5% aufweisen.
Der Trockenfilm kann durch das erfindungsgemäße Verfahren ein wellenförmiges Muster aufweisen, das sich in der Längsrichtung der Bahn(en) des Trockenfilms erstreckt und sich senkrecht zur Längsrichtung der Bahn(en) (d.h. in Querrichtung) zwischen den im Wesentlichen geraden und im Wesentlichen zueinander parallel verlaufenden Grenzlinien der (jeweiligen) Bahn(en) des Trockenfilms erstreckt, wobei bevorzugt Wellen des wellenförmigen Musters, in Querrichtung der (jeweiligen) Bahn(en), einen periodischen Abstand im Bereich von > 0 mm und <10mm, bevorzugt im Bereich von > 0 mm und <5 mm, aufweisen. Dieses wellenförmige Muster kann aufgrund unterschiedlicher Drehumfangsgeschwindigkeiten resultieren. Der periodische Abstand der Wei- lenmuster kann abhängig sein von den absoluten Drehumfangsgeschwindigkeiten von Trägerwalzen und Gegenwalze, sowie vom verwendeten Spalt. Der Zusammenhang ergibt sich in Kombination mit den rheologischen Eigenschaften des verwendeten Trockengemischs. Bei höheren Unterschieden der Drehumfangsgeschwindigkeiten kann das Muster stärker ausgeprägt sein und größere Abstände der einzelnen Streifen aufweisen als dies bei geringeren Unterschieden der Drehumfangsgeschwindigkeiten der Fall sein kann.
Der Trockenfilm kann über ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt sein. Der Trockenfilm kann somit mindestens ein Merkmal aufweisen, dass sich zwangsweise aus der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt. Erfindungsgemäß wird ferner eine Batterie bereitgestellt, enthaltend a) eine Elektrode, die einen erfindungsgemäßen Trockenfilm enthält oder daraus besteht; b) eine Gegenelektrode; und c) einen zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode angeordneten Elektrolyten, bevorzugt einen Flüssigelektrolyten oder einen Festelektrolyten.
Anhand der nachfolgenden Figuren soll der erfindungsgemäße Gegenstand näher erläutert werden, ohne diesen auf die hier dargestellten, spezifischen Ausführungsformen einschränken zu wollen.
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung eines Trockenfilms. Die obere Darstellung ist in Blickrichtung auf die Trägerwalze 3 und die Gegenwalze 4 entlang der Trägerwalzen-Rotationsachse TR und die untere Darstellung ist in Blickrichtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse TR auf die Seite, auf der die Bearbeitungsvorrichtungen 7, 8, 15 und 16 angeordnet sind. Eine Trockenpulvermischung wird in einen ersten Kalanderspalt 2 zugeführt, der von einer Trägerwalze 3 und einer ersten Gegenwalze 4 ausgebildet wird, wobei die Trägerwalze 3 um eine Trägerwalzen-Rotationsachse TR mit einer ersten Umfangsgeschwindigkeit in einer ersten Rotationsrichtung 5 rotiert und die Gegenwalze 4 um eine Gegenwalzenrotationsachse GR mit einer zweiten Umfangsgeschwindigkeit, die geringer ist als die erste Umfangsgeschwindigkeit, in eine zweite Rotationsrichtung 6 rotiert, wobei die zweite Rotationsrichtung 6 der ersten Rotationsrichtung 5 entgegengesetzt ist. Die Trockenpulvermischung passiert den ersten Kalanderspalt 2 in einer Förderrichtung, wobei ein zumindest bereichsweise auf der Trägerwalze 3 gelagerter Trockenfilm entsteht. Es wird mindestens eine erste Bearbeitungsvorrichtung 7 eingesetzt, die in einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse TR gegenüber einem ersten Außensegment 9 der Trägerwalze 3 angeordnet ist und mindestens eine zweite Bearbeitungsvorrichtung 8 eingesetzt, die in einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse TR gegenüber einem zweiten Außensegment 10 der Trägerwalze 3 angeordnet ist. Die Trägerwalze 3 weist, in einer Richtung parallel zur Trägerwalzen-Rotationsachse TR, zwischen dem ersten Außensegment 9 und dem zweiten Außensegment 10 ein Innensegment 11 auf. Die erste Bearbeitungsvorrichtung 7 und die zweite Bearbeitungsvorrichtung 8 sind jeweils dazu geeignet, Bereiche des Trockenfilms, die an den Außensegmenten 9, 10 der Trägerwalze 3 auf der Trägerwalze 3 gelagert sind, zumindest durch Schneiden zu entfernen. Zum Laminieren des Trockenfilms auf ein Substrat wird der Trockenfilm durch einen zweiten Kalanderspalt 17 geführt, der durch eine dritte Walze und der Trägerwalze 3 ausgebildet wird. Da es sich in der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform um eine symmetrische Anordnung eines ersten und weiten Paars von Trägerwalze 3 und Gegenwalze 4 handelt, wird die dritte Walze des ersten Paars hier durch die Trägerwalze des zweiten Paars gebildet und die dritte Walze des zweiten Paars von der Trägerwalze des ersten Paars gebildet. In dem zweiten Kalanderspalt 17 kann ein Laminieren/Übertra- gen des Trockenfilms auf ein Substrat (nicht gezeigt) erfolgen, das zusammen mit dem Trockenfilm durch den zweiten Kalanderspalt 17 geführt wird. Aufgrund der symmetrischen Anordnung der beiden Paare von Trägerwalze 3 und Gegenwalze 4 kann das Substrat hierbei auf seinen beiden Seiten mit Trockenfilm laminiert werden (doppelseitige Lamination). In der dargestellten Ausführungsform weist die Trägerwalze 3 ferner zwei weitere Bearbeitungsvorrichtungen 15, 16 auf, die jeweils, in einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse TR, gegenüber einem Zwischenbereich 14 des Innensegments 11 angeordnet sind. Mit diesen beiden Bearbeitungsvorrichtungen ist es möglich, den Trockenfilm in zwei voneinander getrennte Trockenfilmbänder bzw. Trockenfi Imst reifen zu teilen.
Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung eines Trockenfilms, die im Wesentlichen identisch ist mit der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform. Die obere Darstellung ist in Blickrichtung auf die Trägerwalze 3 und die Gegenwalze 4 entlang der Trägerwalzen-Rotationsachse, die mittlere Darstellung ist in Blickrichtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse TR auf die Seite, auf der die Bearbeitungsvorrichtungen 7, 8, 15 und 16 angeordnet sind und die untere Darstellung ist in Blickrichtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse TR auf die Seite, auf der die Trockenpulvermischung 1 in den ersten Kalanderspalt 2 zugeführt wird. Der Unterschied zur Ausführungsform der Figur 1 ist, dass der zweite Kalanderspalt 17 nicht von der Trägerwalze 3 des ersten Walzenpaares und der Trägerwalze 3 des zweiten Walzenpaares gebildet wird, sondern von der jeweiligen Trägerwalze 3 und jeweils einer dritten Walze 19 bzw. zweiten Gegenwalze, die in einer der ersten Rotationsrichtung 5 entgegengesetzten dritten Rotationsrichtung 20 um ihre zweite Gegenwalzen- Rotationsachse 2GR rotiert. Aufgrund der symmetrischen Anordnung bilden die jeweiligen dritten Walzen 19 einen dritten Kalanderspalt 18 aus, in dem ein Laminieren des Trockenfilms auf ein Substrat (nicht gezeigt) erfolgen kann. Der Vorteil der Verwendung der beiden dritten Walzen 19 ist, dass der Trockenfilm in dem zweiten Kalanderspalt 17 eine zusätzliche Verdichtung und Verpressung erfährt, bevor er im dritten Kalanderspalt 18 auf das Substrat laminiert wird, was den Trockenfilm mechanisch stabiler machen kann.
Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung eines Trockenfilms, die im Wesentlichen identisch ist mit der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform. Die obere Darstellung ist in Blickrichtung auf die Trägerwalze 3 und die Gegenwalze 4 entlang der Trägerwalzen-Rotationsachse und die untere Darstellung ist in Blickrichtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse TR auf die Seite, auf der die Bearbeitungsvorrichtungen 7, 8 angeordnet sind. Ein Unterschied zur Ausführungsform der Figuren 1 und 2 ist, dass die zusätzlichen Bearbeitungsvorrichtungen 15, 16 fehlen, sodass es nicht möglich ist, den Trockenfilm in zwei voneinander getrennte Trockenfilmbänder bzw. Trockenfilmstreifen zu teilen, d.h. es wird nur ein einziges Trockenfilmband bzw. ein einziger Trockenfilmstreifen erzeugt. Ein weiterer Unterschied ist, dass die Trägerwalze 3 in einem Innensegment der Trägerwalze 3 eine erste Oberflächenbeschaffenheit 12 aufweist, die bewirkt, dass der Trockenfilm auf derTrägerwalze 3 haftet und die Trägerwalze 3 im ersten und zweiten Außensegment der Trägerwalze eine zweite Oberflächenbeschaffenheit 13 aufweist, die bewirkt, dass der Trockenfilm nicht haftet. Die zweite Oberflächenbeschaffenheit ist hier als eine glatte Oberfläche der Trägerwalze ausgestaltet, wobei die glatte Oberfläche einen Mittenrauwert Ra aufweist, der < 50% des Mittenrauwerts beträgt, den die Trägerwalze in dem Innensegment aufweist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass von vornherein verhindert wird, dass Trockenfilm an Segmenten der Trägerwalze 3 haftet, an die kein Trockenfilm binden soll. Ein nicht an diese Segmente der Trägerwalze 3 anbindender Trockenfilm kann (als Trockenpulvermischung) dem ersten Kalanderspalt 2 wieder zugeführt werden, was das Verfahren effizienter macht und zudem Wartungsintervalle für die Bearbeitungsvorrichtungen 7, 8 verkürzen kann.
Figur 4 zeigt eine Trägerwalze 3 aus der Ausführungsform der Figur 3 zusammen mit Teilen der Bearbeitungsvorrichtungen in einer Richtung senkrecht auf die Trägerwalzen-Rotationsachse TR. Die Trägerwalze 3 weist im ersten Außensegment und zweiten Außensegment jeweils eine zweite Oberflächenbeschaffenheit 13 auf, die bewirkt, dass der Trockenfilm 3 nicht an ihr haftet. Dies hat den Vorteil, dass die Schneideeinheit 23 (hier: eine Luftdüse) den Trockenfilm leichter und mit weniger Energieaufwand (d.h. mit einer geringeren Luftstromintensität) schneiden kann und die Entfernungseinheit 24 (hier: ein Absauger) geschnittene Trockenfilm-Reste leichter und mit weniger Energieaufwand (d.h. mit einer geringeren Saugstromintensität) von der Trägerrolle 3 entfernen kann.
Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung eines Trockenfilms, die im Wesentlichen identisch ist mit der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform. Die obere Darstellung ist in Blickrichtung auf die Trägerwalze 3 und die Gegenwalze 4 entlang der Trägerwalzen-Rotationsachse und die untere Darstellung ist in Blickrichtung auf die Seite, auf der die Bearbeitungsvorrichtungen 7, 8 angeordnet sind. Ein Unterschied zur Ausführungsform der Figur 1 ist, dass die zusätzlichen Bearbeitungsvorrichtungen 15, 16 fehlen. Ein weiterer Unterschied ist, dass ein erstes Außensegment 25 der Gegenwalze 4, das in einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse TR gegenüber dem ersten Außensegment der Trägerwalze 3 angeordnet ist und ein zweites Außensegment 26 der Gegenwalze, das in einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen- Rotationsachse TR gegenüber dem zweiten Außensegment der Trägerwalze 3 angeordnet ist, eine Oberflächenbeschaffenheit aufweist, auf welcher der Trockenfilm nicht haftet. Hier ist Oberflächenbeschaffenheit des ersten Außensegments 25 der Gegenwalze 4 und/oder des zweiten Außensegments 26 der Gegenwalze 4 als eine vertiefte Oberfläche der Gegenwalze 4 ausgestaltet ist, wobei die vertiefte Oberfläche bevorzugt einen Radius aufweist, der < 99,9% des Radius beträgt, den die Gegenwalze 4 in einem ersten Bereich 27 eines Innensegments der Gegenwalze 4 aufweist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass von vornherein verhindert wird, dass Trockenfilm an Segmenten der Trägerwalze 3 haftet, an die kein Trockenfilm binden soll. Ein nicht an diese Segmente der Trägerwalze 3 anbindender Trockenfilm kann (als Trockenpulvermischung) dem ersten Kalanderspalt 2 wieder zugeführt werden, was das Verfahren effizienter macht und zudem Wartungsintervalle für die Bearbeitungsvorrichtungen 7, 8 verkürzen kann. In der dargestellten Ausführungsform weist die Trägerwalze zudem einen zweiten Bereich 28 des Innensegments auf, der wie das erste und/oder zweite Außensegment derTrägerwalze ausgestaltet ist, d.h. insbesondere eine vertiefte Oberfläche mit einem Radius aufweist, der < 99,9% des Radius beträgt, den die Gegenwalze 4 in dem ersten Bereich 27 des Innensegments der Gegenwalze 4 aufweist. Damit ist es möglich ist, den Trockenfilm in zwei voneinander getrennte Trockenfilmbänder bzw. Trockenfilmstreifen zu teilen, d.h. es können zwei parallele Trockenfilmbänder bzw. Trockenfilmstreifen erzeugt werden.
Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung eines Trockenfilms, die im Wesentlichen identisch ist mit der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform. Die Darstellung ist in Blickrichtung auf die Trägerwalze 3, die Gegenwalze 4 und die zweite Gegenwalze 19 entlang der Trägerwalzen-Rotationsachse. Ein Unterschied zur Ausführungsform der Figur 2 ist, dass die zweiten Gegenwalzen 19 gewinkelt zueinander angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass die Baugruppen für die Filmbildung und Lamination entkoppelt werden.
Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung eines Trockenfilms. Die Darstellung ist in Blickrichtung auf die Trägerwalze 3, die Gegenwalze 4, die zweite Gegenwalze 19, die dritte Gegenwalze 29 und die vierte Gegenwalze 30 entlang der Trägerwalzen-Rotationsachse. In dieser Ausführungsform ist der Radius der zweiten Gegenwalze 19 und der dritten Gegenwalze 29 größer als der Radius der Trägerwalze 3 und der vierten Gegenwalze 30, wodurch sich der Vorteil ergibt, dass auf den zweiten Kalanderspalt 17 und auf den vierten Kalanderspalt 33 eine höhere Presskraft ausgeübt werden kann.
Figur 8 zeigt eine fotografische Aufnahme einer Bahn eines erfindungsgemäßen Trockenfilms, der ein wellenförmiges Muster aufweist. Das wellenförmige Muster erstreckt sich in der Längsrichtung der Bahn des Trockenfilms (in Figur 8 von links nach rechts) und erstreckt sich senkrecht zur Längsrichtung der Bahn des Trockenfilms zwischen den im Wesentlichen geraden und im Wesentlichen zueinander parallel verlaufenden Grenzlinien der Bahn des Trockenfilms (in Figur 8 von oben nach unten, d.h. in Querrichtung der Bahn), wobei Wellen des wellenförmigen Musters hier in Querrichtung der Bahn einen periodischen Abstand von ca. 3 mm aufweisen.
Figur 9 zeigt in Draufsicht schematisch einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Trockenfilms, welcher in Form von zwei Segmenten auf einer Stromableiterfolie ausgebildet ist. Der karierte Bereich illustriert das Substrat (Stromableiterfolie) und der schräg schraffierte Bereich die Beschichtung (Trockenfilm). Die oben und unten dargestellten Unterbrechungen (in weiß) symbolisieren, dass es sich um einen Bildausschnitt eines längeren Bandes handelt, d.h. eines Bandes, dass sich in Richtung des oberen Teils in Richtung des unteren Teils der Figur 9 (bzw. in umgekehrter Richtung) erstreckt.
1: Trockenpulvermischung;
2: erster Kalanderspalt;
3: Trägerwalze;
4: Gegenwalze;
5: erste Rotationsrichtung;
6: zweite Rotationsrichtung; 7: erste Bearbeitungsvorrichtung (mit Schneideeinheit und Entfernungseinheit);
8: zweite Bearbeitungsvorrichtung (mit Schneideeinheit und Entfernungseinheit);
9: erstes Außensegment der Trägerwalze;
10: zweites Außensegment der Trägerwalze;
11: Innensegment der Trägerwalze;
12: erste Oberflächenbeschaffenheit der Trägerwalze (auf der Trockenfilm haftet);
13: zweite Oberflächenbeschaffenheit derTrägerwalze (auf derTrockenfilm nicht haftet);
14: Zwischenbereich im Innensegment derTrägerwalze;
15: weitere Bearbeitungsvorrichtung (mit Schneideeinheit und Entfernungseinheit);
16: weitere Bearbeitungsvorrichtung (mit Schneideeinheit und Entfernungseinheit);
17: zweiter Kalanderspalt;
18: dritter Kalanderspalt;
19: dritte Walze (bzw. zweite Gegenwalze);
20: dritte Rotationsrichtung (Rotationsrichtung der dritten Walze);
21: (erste) Bahn des Trockenfilms;
22: zweite Bahn des Trockenfilms;
23: Schneideeinheit (z.B. Luftdüse);
24: Entfernungseinheit (z.B. Absauger);
25: erstes Außensegment der Gegenwalze mit kleinem Radius;
26: zweites Außensegment der Gegenwalze mit kleinem Radius;
27: erster Bereich eines Innensegments der Gegenwalze mit großem Radius;
28: zweiter Bereich des Innensegments der Gegenwalze mit kleinem Radius;
29: vierte Walze (bzw. dritte Gegenwalze);
30: fünfte Walze (bzw. vierte Gegenwalze);
31: vierte Rotationsrichtung (Rotationsrichtung der vierten Walze);
32: fünfte Rotationsrichtung (Rotationsrichtung der fünften Walze);
33: vierter Kalanderspalt;
34: fünfter Kalanderspalt; TR: Trägerwalzen-Rotationsachse;
GR: Gegenwalzen-Rotationsachse;
2GR: zweite Gegenwalzen-Rotationsachse (z.B. Rotationsachse einer zweiten Trägerwalze); 3GR: dritte Gegenwalzen-Rotationsachse (z.B. Rotationsachse einer dritten
Gegenwalze);
4GR: vierte Gegenwalzen-Rotationsachse (z.B. Rotationsachse einer vierten Gegenwalze).

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Trockenfilms, umfassend ein Zuführen einer Trockenpulvermischung und/oder eines Trockengemisches in einen ersten Kalanderspalt, der von einer Trägerwalze und einer ersten Gegenwalze ausgebildet wird, wobei die Trägerwalze um eine Trägerwalzen-Rotationsachse mit einer ersten Umfangsgeschwindigkeit in einer ersten Rotationsrichtung rotiert und die Gegenwalze um eine Gegenwalzenrotationsachse mit einer zweiten Umfangsgeschwindigkeit, die geringer ist als die erste Umfangsgeschwindigkeit, in eine zweite Rotationsrichtung rotiert, wobei die zweite Rotationsrichtung der ersten Rotationsrichtung entgegengesetzt ist, wobei die Trockenpulvermischung und/oder das Trockengemisch den ersten Kalanderspalt in einer Förderrichtung passiert, wobei ein zumindest bereichsweise auf der Trägerwalze gelagerter Trockenfilm entsteht, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine erste Bearbeitungsvorrichtung eingesetzt wird, die in einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse gegenüber einem ersten Außensegment der Trägerwalze angeordnet ist und mindestens eine zweite Bearbeitungsvorrichtung eingesetzt wird, die in einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse gegenüber einem zweiten Außensegment der Trägerwalze angeordnet ist, wobei die Trägerwalze, in einer Richtung parallel zur Trägerwalzen-Rotationsachse, zwischen dem ersten Außensegment und dem zweiten Außensegment ein Innensegment aufweist, wobei die erste und zweite Bearbeitungsvorrichtung jeweils dazu geeignet sind, Bereiche des Trockenfilms, die an den Außensegmenten der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert sind, zu entfernen.
2. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockenfilm während des Verfahrens auf ein Sub- strat laminiert wird, wobei das Substrat bevorzugt zumindest bereichsweise eine Primerschicht zur verstärkten Anbindung des Trockenfilms, eine dreidimensionale Struktur, eine Texturierung und/oder eine poröse Schicht aufweist, wobei besonders bevorzugt i) die Primerschicht ein Polymer und ein elektrisch leitfähiges Material enthält oder daraus besteht, eine Dicke im Bereich von <10 pm, bevorzugt <2 pm, aufweist und/oder in Bereichen auf dem Substrat angeordnet ist, die dem Innensegment der Trägerwalze, in einer Richtung senkrecht auf die Trägerwalzen-Rotationsachse, gegenüberliegen; und/oder ii) das Substrat als dreidimensionale Struktur ein Gewebe, Vlies und/oder Streckmetall enthält oder daraus besteht; und/oder iii) die Texturierung durch Ätzbehandlung, Sandstrahlbehandlung und/oder Laserbehandlung erzeugt wurde, wobei die Texturierung insbesondere auf einer Oberfläche des Substrats vorliegt, die dem Trockenfilm zugewandt ist; und/oder iv) die poröse Schicht eine Elektrodenschicht und/oder Partikelschicht enthält oder daraus besteht.
3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innensegment der Trägerwalze zumindest bereichsweise eine Oberflächenbeschaffenheit aufweist, auf welcher der Trockenfilm haftet, wobei i) das erste Außensegment und/oder zweite Außensegment der Trägerwalze eine Oberflächenbeschaffenheit aufweist, auf welcher der Trockenfilm nicht haftet, wobei diese Oberflächenbeschaffenheit bevorzugt als eine glatte Oberfläche der Trägerwalze ausgestaltet ist, wobei die glatte Oberfläche bevorzugt einen Mittenrauwert Ra aufweist, der < 50% des Mittenrauwerts beträgt, den die Trägerwalze in dem Innensegment aufweist, wobei die glatte Oberfläche besonders bevorzugt einen Mittenrauwert Ra im Bereich von 0,005 pm bis 1 pm aufweist; und/oder ii) ein erstes Außensegment der Gegenwalze, das in einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse gegenüber dem ersten Außensegment der Trägerwalze angeordnet ist und/oder ein zweites Außensegment der Gegenwalze, das in einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse gegenüber dem zweiten Außensegment der Trägerwalze angeordnet ist, eine Oberflächenbeschaffenheit aufweist, auf welcher der Trockenfilm nicht haftet, wobei die Oberflächenbeschaffenheit des ersten Außensegments der Gegenwalze und/oder des zweiten Außensegments der Gegenwalze bevorzugt als a) eine vertiefte Oberfläche der Gegenwalze ausgestaltet ist, wobei die vertiefte Oberfläche bevorzugt einen Radius aufweist, der < 99,9%, bevorzugt < 99%, besonders bevorzugt < 95%, insbesondere < 90%, des Radius beträgt, den die Gegenwalze in einem ersten Bereich eines Innensegments der Gegenwalze aufweist; und/oder b) als eine Beschichtung, bevorzugt als eine Beschichtung enthaltend oder bestehend aus DLC und/oder PTFE, des ersten Außensegments der Gegenwalze und/oder des zweiten Außensegments der Gegenwalze ausgestaltet ist, die zu einer Anhaftung auf der Gegenwalze von mindestens 1 Gew.-% weniger Trockenfilm, besonders mindestens 10 Gew.-% weniger Trockenfilm, als im Innensegment der Trägerwalze, bevorzugt keinem Anhaften auf der Gegenwalze, führt, wobei das des Innensegment der Trägerwalze optional eine Beschichtung und/oder Texturierung aufweist, auf welcher der Trockenfilm haftet, wobei die Beschichtung besonders bevorzugt ein Material enthält oder daraus besteht, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus PTFE, DLC, Wolframcarbid, Hartchrom und Kombinationen hiervon, wobei die Trägerwalze optional mindestens einen zweiten Bereich des Innensegments aufweist, der wie das erste und/oder zweite Außensegment der Trägerwalze ausgestaltet ist.
4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Bearbeitungsvorrichtung jeweils i) eine Schneideeinheit aufweisen, die dazu verwendet wird, einen Bereich des Trockenfilms, der an den jeweiligen Außensegmenten der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert ist, von einem Bereich des Trockenfilms, der an dem Innensegment der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert ist, durch Schneiden zu lösen, wobei die Schneideeinheit bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Rollmesser, Luftdüse, Laser und Kombinationen hiervon; und/oder ii) eine Entfernungseinheit aufweisen, die dazu verwendet wird, einen Bereich des Trockenfilms zu entfernen, der an den jeweiligen Außensegmenten der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert ist, wobei die Entfernungseinheit bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Luftdüse, Abstreifer, Bürste, Absauger und Kombinationen hiervon; und/oder iii) eine weitere Entfernungseinheit aufweisen, die dazu verwendet wird, einen Bereich des Trockenfilms zu entfernen, der senkrecht zur Beschichtungsrichtung verläuft, um eine in Beschichtungsrichtung intermittierende Beschichtung zu realisieren.
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Innensegment der Trägerwalze durch mindestens 2n den Umfang der Trägerwalze umspannende, zueinander parallele Grenzlinien in mindestens zwei Innensegmentbereiche unterteilt ist, wobei n eine ganze Zahl ist, und jeweils zwischen zwei benachbarten Innensegmentbereichen ein Zwischenbereich angeordnet ist, dessen Grenze in Richtung der Rotationsachse der Trägerwalze durch jeweils zwei gegenüberliegende Grenzlinien der 2n Grenzlinien definiert ist, wobei i) die mindestens zwei Innensegmentbereiche eine Oberflächenbeschaffenheit aufweisen, auf welcher der Trockenfilm haftet und der Zwischenbereich bevorzugt jeweils eine Oberflächenbeschaffenheit aufweist, auf welcher der Trockenfilm nicht haftet; und/oder ii) in einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse, gegenüber jedem Zwischenbereich des Innensegments, jeweils eine weitere Bearbeitungsvorrichtung eingesetzt wird, die jeweils dazu geeignet ist, Bereiche des Trockenfilms, die im Zwischenbereich der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert sind, zumindest durch Schneiden zu entfernen, wobei jede weitere Bearbeitungsvorrichtung besonders bevorzugt eine Schneideeinheit aufweist, die dazu verwendet wird, einen Bereich des Trockenfilms, der an den jeweiligen Zwischenbereichen der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert ist, von einem Bereich des Trockenfilms, der an dem Innensegment der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert ist, durch Schneiden zu lösen, wobei die Schneideeinheit bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Rollmesser, Luftdüse, Laser und Kombinationen hiervon; und/oder eine Entfernungseinheit aufweist, die dazu verwendet wird, einen Bereich des Trockenfilms zu entfernen, der an den jeweiligen Zwischenbereichen der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert ist, wobei die Entfernungseinheit bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Luftdüse, Abstreifer, Bürste, Absauger und Kombinationen hiervon.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernungseinheit, optional auch die weitere Entfernungseinheit, dazu verwendet wird, entfernte Bereiche des Trockenfilms dem ersten Kalanderspalt zuzuführen, optional zunächst i) einer Trockenmischung zuzuführen, die zu einer Trockenpulvermischung verarbeitet wird, die dann dem ersten Kalanderspalt zugeführt wird, wobei die Verarbeitung zu einer Trockenpulvermischung bevorzugt eine Behandlung umfasst, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Extruderbehandlung, Strahlmühle, Stiftmühle, Schlagmühle, Mörsermühle, Walzenmühle und Kombinationen hiervon; oder ii) einer Trockenpulvermischung und/oder einem Trockengemisch zuzuführen, die/das dann dem ersten Kalanderspalt zugeführt wird, wobei der Anteil der zugeführten, entfernten Bereiche des Trockenfilms bevorzugt mindestens 0,1 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 1% Gew.-%, ganz besonders bevorzugt mindestens 10% Gew.-%, in Bezug auf den Gesamtanteil der Trockenpulvermischung und/oder des Trockengemisches, beträgt.
7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kalanderspalt i) eine Länge von mindestens 300 mm, bevorzugt mindestens 600 mm, besonders bevorzugt mindestens 1200 mm, optional maximal 3000 mm, aufweist; und/oder ii) eine Maske und/oder einen Trichter aufweist, die/der über dem Kalanderspalt angeordnet ist/sind, wobei die Maske bevorzugt ein Aufbringen einer Menge an Trockenpulvermischung und/oder Trockengemisch zumindest auf die zwei gegenüberliegenden Außensegmente der Trägerwalze, optional auch auf mindestens einen Zwischenbereich des Innensegments der Trägerwalze, reduziert.
8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerwalze und/oder Gegenwalze a) einen Durchmesser aufweist, der < 100 cm beträgt, optional zwischen 10 cm und 100 cm liegt, besonders bevorzugt < 50 cm beträgt, optional zwischen 10 cm und 50 cm liegt, insbesondere < 30 cm beträgt; und/oder b) eine Breite, in einer Richtung senkrecht zur Walzenachse der Trä- gerwalze und/oder Gegenwalze, von > 30 cm, bevorzugt > 60 cm, besonders bevorzugt > 100 cm, insbesondere maximal 300 cm, aufweist.
9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Laminieren des Trockenfilms auf ein Substrat die folgenden Schritte umfasst: i) Fördern des Trockenfilms auf der Trägerwalze in einen zweiten Kalanderspalt, der von der Trägerwalze und einer zweiten Gegenwalze gebildet wird, wobei die zweite Gegenwalze um eine zweite Gegenwalzenrotationsachse mit einer zweiten Umfangsgeschwindigkeit, die höher ist als die erste Umfangsgeschwindigkeit der Trägerwalze oder gleich hoch ist wie die erste Umfangsgeschwindigkeit der Trägerwalze, in eine dritte Rotationsrichtung rotiert, wobei die dritte Rotationsrichtung der ersten Rotationsrichtung entgegengesetzt ist; ii) Optional Fördern des Trockenfilms zusammen mit dem Substrat ferner durch mindestens einen dritten, bevorzugt ferner mindestens einen vierten, besonders bevorzugt ferner mindestens einen fünften, insbesondere ferner mindestens einen sechsten, Kalanderspalt; iii) Optional Fördern des Trockenfilms ohne Substrat durch Übertrag aufgrund gesteigerter Umfangsgeschwindigkeiten durch ferner mindestens einen dritten, bevorzugt ferner mindestens einen vierten, besonders bevorzugt ferner mindestens einen fünften, insbesondere ferner mindestens einen sechsten, Kalanderspalt; wobei ein mit Trockenfilm laminiertes Substrat entsteht.
10. Anlage zur Herstellung eines Trockenfilms, aufweisend a) eine Vorrichtung, die konfiguriert ist, einen Trockenfilm aus einer Trockenpulvermischung und/oder einem Trockengemisch herzustellen, wobei die Vorrichtung eine Trägerwalze und eine erste Gegenwalze enthält, wobei die Trägerwalze und die Gegenwalze einen ersten Kalanderspalt zur Zuführung einer Trockenpulvermischung und/oder eines Trockengemisches ausbilden, wobei die Trägerwalze dazu geeignet ist, um eine Trägerwalzen-Rotationsachse zu rotieren und die Gegenwalze dazu geeignet ist, um eine Gegenwalzenrotationsachse zu rotieren; b) eine Steuereinheit, die zumindest konfiguriert ist, zu veranlassen, dass die Trägerwalze um ihre Trägerwalzen-Rotationsachse mit einer ersten Umfangsgeschwindigkeit in einer ersten Rotationsrichtung rotiert und die Gegenwalze um ihre Gegenwalzenrotationsachse mit einer zweiten Umfangsgeschwindigkeit, die geringer ist als die erste Umfangsgeschwindigkeit, in eine zweite Rotationsrichtung rotiert, wobei die zweite Rotationsrichtung der ersten Rotationsrichtung entgegengesetzt ist, wobei die Steuereinheit insbesondere konfiguriert ist, eine Spaltweite des Kalanderspalts und/oder eine Anpresskraft im Kalanderspalt zwischen der Trägerwalze und der ersten Gegenwalze einzustellen; dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage mindestens eine erste Bearbeitungsvorrichtung aufweist, die in einer Richtung senkrecht zur Trä- gerwalzen-Rotationsachse gegenüber einem ersten Außensegment der Trägerwalze angeordnet ist und mindestens eine zweite Bearbeitungsvorrichtung aufweist, die in einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse gegenüber einem zweiten Außensegment der Trägerwalze angeordnet ist, wobei die Trägerwalze, in einer Richtung parallel zur Trägerwalzen-Rotationsachse, zwischen dem ersten Außensegment und dem zweiten Außensegment ein Innensegment aufweist, wobei die erste und zweite Bearbeitungsvorrichtung jeweils dazu geeignet sind, Bereiche des Trockenfilms, die an den Außensegmenten der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert sind, zumindest durch Schneiden zu entfernen.
11. Anlage gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage ein Substrat enthält und konfiguriert ist, den Trockenfilm auf das Substrat zu laminieren, wobei das Substrat bevorzugt zumindest bereichsweise eine Primerschicht zur verstärkten Anbindung des Trockenfilms, eine dreidimensionale Struktur, eine Texturierung und/oder eine poröse Schicht aufweist, wobei besonders bevorzugt i) die Primerschicht ein Polymer und ein elektrisch leitfähiges Material enthält oder daraus besteht, eine Dicke im Bereich von <10 pm, bevorzugt <2 pm, aufweist und/oder in Bereichen auf dem Substrat angeordnet ist, die dem Innensegment der Trägerwalze, in einer Richtung senkrecht auf die Trägerwalzen-Rotationsachse, gegenüberliegen; und/oder ii) das Substrat als dreidimensionale Struktur ein Gewebe, Vlies und/oder Streckmetall enthält oder daraus besteht; und/oder iii) die Texturierung durch Ätzbehandlung, Sandstrahlbehandlung und/oder Laserbehandlung erzeugt wurde; und/oder iv) die poröse Schicht eine Elektrodenschicht und/oder Partikelschicht enthält oder daraus besteht.
12. Anlage gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Innensegment der Trägerwalze zumindest bereichsweise eine erste Oberflächenbeschaffenheit aufweist, auf welcher der Trockenfilm haftet, wobei i) das erste Außensegment und/oder zweite Außensegment der Trägerwalze eine zweite Oberflächenbeschaffenheit aufweist, auf welcher der Trockenfilm nicht haftet, wobei diese Oberflächenbeschaffenheit bevorzugt als eine glatte Oberfläche der Trägerwalze ausgestaltet ist, wobei die glatte Oberfläche bevorzugt einen Mit- tenrauwert Ra aufweist, der < 50% des Mitten rau werts beträgt, den die Trägerwalze in dem Innensegment aufweist, wobei die glatte Oberfläche besonders bevorzugt einen Mittenrauwert Ra im Bereich von 0,001 pm bis 1 pm aufweist; und/oder iii) ein erstes Außensegment der Gegenwalze, das in einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse gegenüber dem ersten Außensegment der Trägerwalze angeordnet ist und/oder ein zweites Außensegment der Gegenwalze, das in einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse gegenüber dem zweiten Außensegment der Trägerwalze angeordnet ist, eine Oberflächenbeschaffenheit aufweist, auf welcher der Trockenfilm nicht haftet, wobei die Oberflächenbeschaffenheit des ersten Außensegments der Gegenwalze und/oder des zweiten Außensegments der Gegenwalze bevorzugt a) eine vertiefte Oberfläche der Gegenwalze ausgestaltet ist, wobei die vertiefte Oberfläche bevorzugt einen Radius aufweist, der < 99,9%, bevorzugt < 99%, besonders bevorzugt < 95%, insbesondere < 90%, des Radius beträgt, den die Gegenwalze in einem ersten Bereich eines Innensegments der Gegenwalze aufweist; und/oder b) als eine Beschichtung, bevorzugt als eine Beschichtung enthaltend oder bestehend aus DLC und/oder PTFE, des ersten Außensegments der Gegenwalze und/oder des zweiten Außensegments der Gegenwalze ausgestaltet ist, die zu einer Anhaftung auf der Gegenwalze von mindestens 1 Gew.-% weniger Trockenfilm, besonders mindestens 10 Gew.-% weniger Trockenfilm, als im Innensegment der Trägerwalze, bevorzugt keinem Anhaften auf der Gegenwalze, führt, wobei das Innensegment der Trägerwalze optional eine Beschichtung und/oder Texturierung aufweist, auf welcher der Trockenfilm haftet, wobei die Beschichtung besonders bevorzugt ein Material enthält oder daraus besteht, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus PTFE, DLC, Wolframcarbid, Hartchrom und Kombinationen hiervon, wobei die Trägerwalze optional mindestens einen zweiten Bereich des Innensegments aufweist, der wie das erste und/oder zweite Außensegment der Trägerwalze ausgestaltet ist.
13. Anlage gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Bearbeitungsvorrichtung jeweils i) eine Schneideeinheit aufweisen, die konfiguriert ist, einen Bereich des Trockenfilms, der an den jeweiligen Außensegmenten der Trä- gerwalze auf der Trägerwalze gelagert ist, von einem Bereich des Trockenfilms, der an dem Innensegment der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert ist, durch Schneiden zu lösen, wobei die Schneideeinheit bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Rollmesser, Luftdüse, Laser und Kombinationen hiervon; und/oder ii) eine Entfernungseinheit aufweisen, die konfiguriert ist, einen Bereich des Trockenfilms zu entfernen, der an den jeweiligen Außensegmenten der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert ist, wobei die Entfernungseinheit bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Luftdüse, Abstreifer, Bürste, Absauger und Kombinationen hiervon; und/oder iii) eine weitere Entfernungseinheit aufweisen, die konfiguriert ist, einen Bereich des Trockenfilms zu entfernen, der senkrecht zur Beschichtungsrichtung verläuft, um eine in Beschichtungsrichtung intermittierende Beschichtung zu realisieren.
14. Anlage gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Innensegment der Trägerwalze durch mindestens 2n den Umfang der Trägerwalze umspannende, zueinander parallele Grenzlinien in mindestens zwei Innensegmentbereiche unterteilt ist, wobei n eine ganze Zahl ist, und jeweils zwischen zwei benachbarten Innensegmentbereichen ein Zwischenbereich angeordnet ist, dessen Grenze in Richtung der Rotationsachse der Trägerwalze durch jeweils zwei gegenüberliegende Grenzlinien der 2n Grenzlinien definiert ist, wobei i) die mindestens zwei Innensegmentbereiche eine Oberflächenbeschaffenheit aufweisen, auf welcher der Trockenfilm haftet und der Zwischenbereich bevorzugt jeweils eine Oberflächenbeschaffenheit aufweist, auf welcher der Trockenfilm nicht haftet; und/oder ii) die Anlage, in einer Richtung senkrecht zur Trägerwalzen-Rotationsachse, gegenüber jedem Zwischenbereich des Innensegments, jeweils eine weitere Bearbeitungsvorrichtung aufweist, die jeweils dazu geeignet ist, Bereiche des Trockenfilms, die im Zwischenbereich der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert sind, zumindest durch Schneiden zu entfernen, wobei jede weitere Bearbeitungsvorrichtung besonders bevorzugt eine Schneideeinheit aufweist, die konfiguriert ist, einen Bereich des Trockenfilms, der an den jeweiligen Zwischenbereichen der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert ist, von einem Bereich des Trockenfilms, der an dem Innensegment der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert ist, durch Schneiden zu lösen, wobei die Schneideeinheit bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Rollmesser, Luftdüse, Laser und Kombinationen hiervon; und/oder eine Entfernungseinheit aufweist, die konfiguriert ist, einen Bereich des Trockenfilms zu entfernen, der an den jeweiligen Zwischenbereichen der Trägerwalze auf der Trägerwalze gelagert ist, wobei die Entfernungseinheit bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Abstreifer, Bürste, Absauger und Kombinationen hiervon.
15. Anlage gemäß einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernungseinheit, optional auch die weitere Entfernungseinheit, konfiguriert ist, entfernte Bereiche des Trockenfilms dem ersten Kalanderspalt zuzuführen, optional zunächst i) einer Trockenmischung zuzuführen, die zu einer Trockenpulvermischung verarbeitet wird, wobei eine Verarbeitungsvorrichtung der Anlage konfiguriert ist, die Trockenmischung zu einer Trockenpulvermischung zu verarbeiten und diese dem ersten Kalanderspalt zuzuführen, wobei die Verarbeitungsvorrichtung bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Extruder, Strahlmühle, Stiftmühle, Schlagmühle, Mörsermühle, Walzenmühle und Kombinationen hiervon; oder ii) entfernte Bereiche des Trockenfilms zunächst einer Trockenpulvermischung und/oder einem Trockengemisch zuzuführen , wobei die Anlage konfiguriert ist, die Trockenpulvermischung und/oder das Trockengemisch dem ersten Kalanderspalt zuzuführen, wobei der Anteil der zugeführten, entfernten Bereiche des Trockenfilms bevorzugt mindestens 0,1 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 Gew.- %, ganz besonders bevorzugt 10 Gew.-%, in Bezug auf den Gesamtanteil der Trockenpulvermischung und/oder des Trockengemisches, beträgt.
16. Anlage gemäß einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kalanderspalt i) eine Breite von mindestens 300 mm, bevorzugt mindestens 600 mm, besonders bevorzugt mindestens 1200 mm, aufweist; und/oder ii) eine Maske und/oder einen Trichter aufweist, die/der über dem Kalanderspalt angeordnet ist/sind, wobei die Maske bevorzugt geeignet ist, ein Aufbringen einer Menge an Trockenpulvermischung und/oder Trockengemisch zumindest auf die zwei gegenüberliegenden Außensegmente der Trägerwalze, optional auch auf mindestens einen Zwischenbereich des Innensegments der Trägerwalze, zu reduzieren.
17. Anlage gemäß einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerwalze und/oder Gegenwalze a) einen Durchmesser aufweist, der < 100 cm beträgt, optional zwischen 10 cm und 100 cm liegt, besonders bevorzugt < 50 cm beträgt, optional zwischen 10 cm und 50 cm liegt, insbesondere < 30 cm beträgt; und/oder b) eine Breite, in einer Richtung senkrecht zur Walzenachse der Trä- gerwalze und/oder Gegenwalze, von > 30 cm, bevorzugt > 60 cm, besonders bevorzugt > 100 cm, insbesondere maximal 300 cm, aufweist.
18. Anlage gemäß einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage i) eine zweite Gegenwalze enthält, die mit der Trägerwalze einen zweiten Kalanderspalt ausbildet, wobei die Anlage konfiguriert ist, den Trockenfilm auf der Trägerwalze in den zweiten Kalanderspalt zu fördern, wobei die Steuereinheit konfiguriert ist, zu veranlassen, dass die zweite Gegenwalze um eine zweite Gegenwalzenrotationsachse mit einer zweiten Umfangsgeschwindigkeit, die höher ist als die erste Umfangsgeschwindigkeit der Trägerwalze oder gleich ist wie die erste Umlaufgeschwindigkeit der Trägerwalze, in eine dritte Rotationsrichtung rotiert, wobei die dritte Rotationsrichtung der ersten Rotationsrichtung entgegengesetzt ist; ii) optional ferner mindestens eine dritte, bevorzugt ferner mindestens eine vierte, besonders bevorzugt ferner mindestens eine fünfte, ganz besonders bevorzugt mindestens eine sechste, insbesondere ferner mindestens eine siebte, Walze enthält; iii) optional konfiguriert ist, den Trockenfilm zusammen mit einem Substrat durch mindestens einen dritten, bevorzugt ferner mindestens einen vierten, besonders bevorzugt ferner mindestens einen fünften, insbesondere ferner mindestens einen sechsten, Kalanderspalt zu fördern, der jeweils durch zwei Walzen ausgebildet wird, wobei die zwei Walzen optional linear oder gewinkelt zueinander angeordnet sind und/oder einen unterschiedlich großen Radius aufweisen, wobei die Steuereinheit der Anlage insbesondere konfiguriert ist, eine Spaltweite der Kalanderspalt zwischen den jeweils zwei Walzen einzustellen und/oder eine Anpresskraft in den jeweiligen Kalanderspalten zwischen den jeweils zwei Walzen einzustellen; und iv) optional konfiguriert ist, den Trockenfilm ohne Substrat durch Übertrag aufgrund gesteigerter Umfangsgeschwindigkeiten durch ferner mindestens einen dritten, bevorzugt ferner mindestens einen vierten, besonders bevorzugt ferner mindestens einen fünften, insbesondere ferner mindestens einen sechsten, Kalanderspalt zu fördern.
19. Trockenfilm, der als mindestens eine Bahn, bevorzugt mehrere parallele Bahnen, auf einem Substrat angeordnet ist, wobei die mindestens eine Bahn, bevorzugt jeweils die mehreren parallelen Bahnen, in einer Längsrichtung der Bahn(en) durch zwei Grenzlinien definiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzlinien im Wesentlichen gerade und im Wesentlichen zueinander parallel verlaufen, wobei ein Abstand zwischen den jeweiligen zwei Grenzlinien entlang der Längsrichtung um < 1000 pm, bevorzugt < 500 pm, besonders bevorzugt < 200 pm, variiert.
20. Trockenfilm gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Bahn, bevorzugt jede der mehreren parallelen Bahnen, i) in der Längsrichtung der Bahn(en), eine Länge von mindestens 0,1 m, bevorzugt mindestens 0,5 m, besonders bevorzugt mindestens 1 m, ganz besonders bevorzugt mindestens 5 m, insbesondere mindestens 10 m, aufweist; und/oder ii) senkrecht zu der Längsrichtung der Bahn(en) eine Breite von mindestens 200 mm und/oder maximal 1200 mm aufweist, bevorzugt eine Breite im Bereich von 250 mm bis 650 mm, besonders bevorzugt eine Breite im Bereich von 250 bis 350 mm, aufweist; und/oder iii) ein wellenförmiges Muster aufweisen, das sich in der Längsrichtung der Bahn(en) des Trockenfilms erstreckt und sich senkrecht zur Längsrichtung der Bahn(en) zwischen den im Wesentlichen geraden und im Wesentlichen zueinander parallel verlaufenden Grenzlinien der Bahn(en) des Trockenfilms erstreckt, wobei bevorzugt Wellen des wellenförmigen Musters, in Querrichtung der Bahn(en), einen periodischen Abstand im Bereich von > 0 mm und <10mm, bevorzugt im Bereich von > 0 mm und <5 mm, aufweisen; wobei der Trockenfilm optional als mindestens zwei parallele Bahnen, bevorzugt als mindestens drei parallele Bahnen, besonders bevorzugt als mindestens vier parallele Bahnen, insbesondere als mindestens fünf parallele Bahnen, auf dem Substrat angeordnet ist.
21. Trockenfilm gemäß einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Trockenfilm und dem Substrat zumindest bereichsweise eine Primerschicht angeordnet ist, die sowohl den Trockenfilm als auch das Substrat kontaktiert, wobei bevorzugt i) die Primerschicht ein Polymer und ein elektrisch leitfähiges Material enthält oder daraus besteht und/oder eine Dicke im Bereich von <10 pm, besonders bevorzugt im Bereich von <2 pm, aufweist; und/oder ii) das Substrat eine dreidimensionale Struktur aufweist oder daraus besteht, die bevorzugt ein Gewebe, Vlies und/oder Streckmetall enthält oder daraus besteht; und/oder iii) das Substrat eine Texturierung aufweist, die bevorzugt durch Ätzbehandlung, Sandstrahlbehandlung und/oder Laserbehandlung erzeugt wurde, wobei die Texturierung insbesondere auf einer Oberfläche des Substrats vorliegt, die dem Trockenfilm zugewandt ist; und/oder iv) das Substrat eine poröse Schicht aufweist oder daraus besteht, wobei die poröse Schicht bevorzugt eine Elektrodenschicht und/oder Partikelschicht enthält oder daraus besteht.
22. Trockenfilm gemäß einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockenfilm ein Aktivmaterial einer Elektrode einer Batterie enthält, wobei das Aktivmaterial bevorzugt i) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aktivmaterial für eine Kathode einer Batterie und Aktivmaterial einer Anode für eine Batterie, wobei das Aktivmaterial besonders bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Lithium-Eisenphosphat, Lithium-Mangan-Eisenphosphat, Lithiummanganoxid, Lithium-Ni- ckel-Mangan-Cobaltoxid, nickelreiches Lithium-Nickel-Mangan-Co- baltoxid, Lithium-Nickel-Cobalt-Aluminiumoxid, Lithium-Cobalt- Oxid, Lithium-Mangan-Nickeloxid, Hochvoltspinell, Kohlenstoff, Schwefel, Graphit, Hard Carbon, Silizium, Zinn, Siliziumoxid, Lithium, Indium Lithiumtitanat, Natrium-haltige Verbindungen auf Basis von Metalloxiden, Polyanionen, Analoga des Berliner Blaus und Kombinationen hiervon; und/oder ii) in einem Masseanteil von >50 Gew.-%, bevorzugt >70 Gew.-%, besonders bevorzugt >90 Gew.-%, in Bezug auf die Gesamtmasse des Trockenfilms, in dem Trockenfilm enthalten ist. i) einen Flüssigkeitsgehalt von <1 Vol.-%, in Bezug auf das Gesamtvolumen des Trockenfilms, aufweist.
23. Trockenfilm gemäß einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockenfilm ein elektrisch leitfähiges Additiv enthält, wobei das elektrisch leitfähige Additiv bevorzugt i) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kohlenstoffnanoröhren, Kohlenstoffpartikeln, Graphit, Graphen, porösen Kohlenstoffen und Kombinationen hiervon; und/oder ii) in einem Masseanteil von 0,1-10 Gew.-%, bevorzugt 0,5-5 Gew.-%, besonders bevorzugt 1-4 Gew.-%, in Bezug auf die Gesamtmasse des Trockenfilms, in dem Trockenfilm enthalten ist.
24. Trockenfilm gemäß einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockenfilm ein nicht-fibrilliertes Material enthält, welches eine Binderwirkung entfaltet, wobei das Material bevorzugt i) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Fluoropolymer, Carboxymethylcellulose, Styrol-Butadien-Kautschuk, Biopolymer, Polyolefin, Polypeptid, Polyamid, Polyacrylat und Mischungen hiervon; und/oder ii) in einem Masseanteil von 0,1-10 Gew.-%, bevorzugt 0,5-5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5-4 Gew.-%, in Bezug auf die Gesamtmasse des Trockenfilms, in dem Trockenfilm enthalten ist.
25. Trockenfilm gemäß einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockenfilm ein fibrilliertes Material enthält, welches eine Binderwirkung entfaltet, wobei das fibrillierte Material bevorzugt i) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus fibrilliertem Polypeptid, fibrillierter Kunststoff und Mischungen und Kombinationen hiervon, wobei das fibrillierte Material besonders bevorzugt fibrillierbares PTFE mit einem Molekulargewicht von >106g/mol, ganz besonders bevorzugt >107g/mol, ist; und/oder ii) in einem Masseanteil von >1 Gew.-%, bevorzugt >10 Gew.-%, besonders bevorzugt >50 Gew.-%, in Bezug auf die Gesamtmasse des Trockenfilms, in dem Trockenfilm enthalten ist; und/oder iii) fadenförmigen Strukturen enthält oder daraus besteht, die einen Durchmessern im Bereich von 0,001 um bis 1 um aufweisen und/oder eine Länge im Bereich von 1 um bis 100 um aufweisen; und/oder iv) isotrop verteilt im Trockenfilm vorliegt; und/oder v) anisotrop ausgerichtet verteilt im Trockenfilm vorliegt.
26. Trockenfilm gemäß einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockenfilm einen ionenleitenden Stoff enthält, wobei der ionenleitende Stoff bevorzugt i) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus ionenleitenden Feststoffen, gelartigen lonenleitern, salzartigen lonenleitern und Mischungen hiervon, wobei die ionenleitenden Feststoffe bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus sulfidischer Festio- nenleiter, glasartiger Festionenleiter, polymerer Festionenleiter, keramischer Festionenleiter und Mischungen hiervon; und/oder ii) in einem Masseanteil von 1-99 Gew.-%, bevorzugt 5-30 Gew.-%, besonders bevorzugt 10-20 Gew.-%, in Bezug auf das Gesamtgewicht des Trockenfilms, in dem Trockenfilm enthalten ist.
27. Trockenfilm gemäß einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Trockenfilm i) eine Dicke im Bereich von 5 pm bis 500 pm, bevorzugt im Bereich von 10 pm bis 150 pm, besonders bevorzugt im Bereich von 30 pm und 100 pm, sehr bevorzugt im Bereich von 40 pm und 70 pm, aufweist; und/oder ii) einen Flüssigkeitsgehalt von <1 Vol.-%, in Bezug auf das Gesamtvolumen des Trockenfilms, aufweist; und/oder iii) eine Porosität von 15-80 %, bevorzugt von 20-50%, besonders bevorzugt von 25-35%, aufweist, oder eine Porosität von 0,1 - 25%, bevorzugt 0,1 - 10 %, besonders bevorzugt 0,1 - 5%, aufweist.
28. Trockenfilm gemäß einem der Ansprüche 19 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass er über ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt ist.
29. Batterie, enthaltend a) eine Elektrode, die einen Trockenfilm gemäß einem der Ansprüche
19 bis 28 enthält oder daraus besteht; b) eine Gegenelektrode; und c) einen zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode angeordneten Elektrolyten, bevorzugt einen Festelektrolyten.
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