SE525368C2 - En apparat för tillverkning av en elektrod - Google Patents

Description

- o ~ . ua . 01 RJ LH LJ c\ C3 n unfun con Detta syfte åstadkoms genom en apparat för tillverkning av en elektrod såsom definieras i den kännetecknande delen av patentkravet 1.

En fördel är att tillverkningskostnaden för elektroden är väsentligt reducerad jämfört med konventionella kända elektroder som har en stödjande bärare. Ãnnu en annan fördel är att vikten hos elektroden reduceras, eftersom ingen ledande stödstruktur behövs inuti elektroden. Ännu en ytterligare fördel är att ingen ledande skarp kant kommer att uppkomma på en formad elektrod, såsom kan vara fallet när man skär en elektrod som har en metallstödstruktur. Ännu en ytterligare fördel är att det är enklare att erhålla en platt elektrod från pressat pulver jämfört med en elektrod ' som har en metallisk bärare, eftersom den metalliska bäraren deformeras under pressningen av pulvret.

Ytterligare syften och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att vara uppenbara för fackmän inom området från den följande detaljerade beskrivningen av det beskrivna bipolära elektrokemiska batteriet och biplåtsammansättningen.

Kortfattad beskrivning av ritningarna De olika utföringsformerna visade i de bifogade ritningarna är inte skalenliga eller i proportion utan överdrivna för att peka ut olika viktiga egenskaper för tydlighets skull.

Fig. l visar en planvy av en elektrod som är anordnad på en icke-ledande bärare tillverkad av en apparat enligt uppfinningen.

Fig. 2 visar en tvärsnittsvy utefter A-A i Fig. 1. 72441 sv översättningdoc; 2004-03-10 10 15 20 2.25 U.

. *H-30 .H . 525 B68 3 A a a - . »o Fig. 3 visar en tvärsnittsvy av ett bipolärt batteri innefattande en biplätsammansättning som har en elektrod tillverkad av en apparat enligt uppfinningen.

Fig. 4 visar en vy av en apparat för tillverkning av en elektrod enligt uppfinningen.

Fig. 5 visar en detaljerad vy av medel för att anordna aktivt pulver pà en icke-ledande bärare.

Detaljerad beskrivning av föredragna utföringsformer Figur 1 visar en icke-metallisk bärare 10 tillverkad av ett ledande material, sàsom en vävd kolfiberduk eller icke-ledande material säsom en polymer företrädesvis tillverkad av polypropylen, som har en förutbestämd bredd w och en godtycklig längd. Bäraren 10 är företrädesvis anordnad pä en rulle, se figur 4. Ett pressat pulver 11 är anordnat pà den icke-metalliska bäraren 10 och en önskad form pä elektroden 13 visas genom de streckade linjerna 12. Det pressade pulvret 11 och bäraren 10 skärs utefter linjen 12 för att forma elektroden 13.

Användningen av pressat pulver beskrivs i PCT-ansökan PCT/SE02/01359, med titeln ”A method for manufacturing a biplate assembly, a biplate assembly and a bipolär battery” av samma sökande. I den ansökan pressas pulvret direkt pà biplàten för att åstadkomma tunna elektroder som har mindre mängd aktivt material. Genom att pressa det aktiva pulvret pä en icke-metallisk bärare är tillverkningsprocessen ytterligare förenklad.

Figur 2 visar en tvärsnittsvy utefter A-A i figur 1, där linjerna 12 indikerar den önskade formen av den slutgiltiga elektroden 13. Det pressade pulvret 11 är i huvudsak anordnat ovanpà bäraren 10. Under pressningen av det aktiva pulvret kan 72441 sv översättning doc; 2004-03-10 10 15 20 en viss mängd av det aktiva pulvret förflytta sig till den andra sidan av bäraren 10 beroende på strukturen hos bäraren 10. Om en slumpmässig struktur av polymer används kommer nästan ingenting att förflytta sig genom bäraren 10, men om en gallerstruktur av polymerer används istället, kommer mer aktivt material att hamna pà den andra sidan av bäraren 10.

Med hänvisningssiffra 13 indikeras elektroden efter utskärning utefter linjerna 12.

Figur 3 visar ett bipolärt batteri 15 som har en positiv 16 och en negativ 17 ändterminal. En biplàtsammansättning 20 tillhandahålls som innefattar en biplät 21, en positiv elektrod 27 av positivt aktivt material 22 anordnad pà en icke-metallisk bärare 10, och en negativ elektrod 28 av negativt aktivt material 23 anordnad pà en icke-metallisk bärare 10. De aktiva materialen 22, 23 är pulver pressat pà bäraren 10. Det bipolära batteriet består i detta exempel endast av en biplàtsammansättning, men flera biplàtsammansättningar kan naturligtvis inkluderas i ett bipolärt batteri.

Den positiva ändterminalen 16 har en positiv elektrod 27 och den negativa ändterminalen 17 har en negativ elektrod 28. En separator 24 som innehåller elektrolyt är anordnad däremellan den positiva 27 och negativa 28 elektroderna. Den icke- metalliska bäraren 10 hos varje elektrod 27, 28 är företrädesvis anordnad mot separatorn 24, sàsom indikeras i figur 3. Ytorna hos sidorna 25 respektive 26 hos biplàten 21 är företrädesvis lite skrovliga för att bibehålla elektroderna pà plats under tillverkning och funktion. Ytorna hos ändterminalen kan naturligtvis även vara skrovliga för samma syfte. 72441 sv översättningdoc; 2004-03-10 ...io lO 15 20 | | - p a: 01 l\3 (_71 (N Cf\ CC En hydrofobisk barriär 18, sàsom beskrivs i PCT-ansökan PCT/SEO2/01645, med titeln ”A bipolar battery, a method for manufacturing a bipolar battery and a biplate assembly” av samma sökande, tillhandahålls kring den positiva 27 respektive negativa 28 elektroden för att förhindra elektrolytvägar mellan närliggande celler. Ett hölje 29 tillhandahåller en tätning av batteriet 15. Konstruktionens detaljer av batteriet tillhandahåller ett bipolärt batteri 15 med elektrolytisk den hydrofobiska barriären 18, tätning, för varje cell och en gastätning, höljet 29, för alla celler i batteriet.

Elektroderna 27 och 28 innefattande en icke-metallisk bärare 10, företrädesvis en icke-ledande bärare, kan enligt uppfinningen naturligtvis användas i vilken typ av bipolärt batteri som har separat tillverkade elektroder.

Figur 4 visar en apparat 30 för tillverkning av en elektrod som har en icke-metallisk bärare 10 enligt uppfinningen. En rulle 31 med en sträckanordning, sàsom en fjäder, tillhandahåller en icke-ledande bärare 10 till apparaten och tvà rullar 32 och 33 roterar för att dra bäraren 10 under sträckning in i apparaten. En distributör 37 anordnar aktivt pulver 38 pà bäraren 10, och en spridare 39 nivellerar det aktiva pulvret 38 innan pulvret pressas mellan rullarna 32 och 33. Pulvret 38 kan antingen vara anordnat kontinuerligt pà bäraren 10, eller pä ett diskret sätt sàsom visas i figur 4.

Ett pressat pulver 11 är sàlunda anordnat pà bäraren 10 och en skärare 34 formar elektroden till den önskade formen. Överblivet material efter skärningen mals och àteranvänds vilket är möjligt pà grund av användningen av den icke- metalliska bäraren.

En omrörare 36 tillhandahålls inuti pulverbehàllaren och tillhandahåller pulver med en likformig densitet till 72441 sv översättníng.doc; 2004-03-10 10 15 20 .- I ø o ø av u | a « | .n LH i\3 G1 (JJ f).

GW CC distributören 37, vilken samlar upp pulvret i en likformig volym och distribuerar det till bäraren 10. Denna process är beskriven mer i detalj med hänvisning till figur 5 nedan.

Pulverbehàllaren är tillhandahàllen med en nivàsensor 40 och en nivàkontrollenhet 41 som öppnar en ventil 42 för att fylla pà mer pulver fràn ett pulverförràd 43 när nivàn i pulverbehàllaren är alltför låg.

En sensor 44 tillhandahålls även vid spridaren 39 för att övervaka mängden pulver anordnat pà bäraren före nivellering och pressning. Sensorn 44 skickar en signal tillbaka till distributören, via en kontrollenhet 45, för att ändra rotationshastigheter och därigenom ändra mängden pulver som distribueras till den icke~metalliska bäraren 10.

Figur 5 visar en detaljerad vy av mekanismen som distribuerar det aktiva pulvret 50 pä bäraren 10. Syftet med omröraren 36 är att tillhandahålla ett pulver med likformig densitet till distributören 37 och undvika ”bryggor”, dvs. tomrum, som kan ske i pulverbehállaren. Distributören 37 är försedd med fördjupningar 51 som har en likformig volym, vilka fylls med pulver 50 under rotationen, och det aktiva pulvret distribueras därefter till bäraren 10 i en lämplig mängd. 72441 sv översättningdoc; 2004-03-10

Claims (10)

10 15 20 Cfl HQ CN LN Q¶\ C2 ~ u n c . nu PATENTKRAV

1. En apparat (30) för tillverkning av en elektrod (13), kännetecknad av att nämnda apparat innefattar: - ett organ (31) för att tillhandahålla en icke- metallisk bärare (10) pà vilken ett aktivt material av pulver och (38) är anordnat i en lämplig mängd, - ett organ (32, 33) för att pressa nämnda pulver till nämnda icke-metalliska bärare (10).

2. Apparaten enligt patentkravet 1, varvid den icke- metalliska bäraren (10) matas från en rulle (31) och bibehålls under sträckning av en sträckningsanordning när nämnda aktiva (38) anordnas på nämnda icke-metalliska bärare material (10) och pressas.

3. Apparaten enligt patentkravet 1 eller 2, varvid apparaten ytterligare innefattar en skärare (34) vilken används för att forma elektroden.

4. Apparaten enligt patentkravet 3, varvid skäraren endast skär längden hos elektroden då bredden hos elektroden väljes att vara bredden hos den icke-metalliska bäraren (10).

5. Apparaten enligt något av kraven 1-4, varvid apparaten ytterligare innefattar en spridare (39), vilken nivellerar pulvret som är anordnat på den icke-metalliska (10) bäraren innan det pressas.

6. Apparaten enligt något av kraven 1-5, varvid apparaten ytterligare innefattar ett distribueringsorgan (36 37) I för att anordna den lämpliga mängden pulver (10). (38) på nämnda icke-metalliska bärare 72441 sv översättning.doc; 2004~03-10 . v a « , ,,

7. Apparaten enligt patentkrav 6, varvid distribueringsorganet innefattar en roterande distributör (37).

8. Apparaten enligt patentkravet 7, varvid distribueringsorganet ytterligare innefattar en omrörare (36), vilket likformigt förser distribuerat aktivt pulver (50) till nämnda roterande distributör (37).

9. Apparaten enligt patentkravet 7 eller 8, varvid den roterande distributören (37) är försedd med fördjupningar (51), vilka fylls med aktivt pulver (50) under rotation av distributören (37), där nämnda aktiva pulver därefter anordnas i en lämplig mängd (38) pà nämnda icke-metalliska bärare (10).

10. Apparaten enligt något av kraven 1-9, varvid den icke-metalliska bäraren (10) är en icke-ledande bärare. 72441 sv översâttningdoc; 2004-03-10