WO2001046973A1 - Verfahren zur herstellung eines regelmässigen mehrschichtaufbaus für insbesondere elektrische doppelschichtkondensatoren und vorrichtung dafür - Google Patents

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Werner Erhardt
Hartmut Michel
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Definitions

  • Multi-layer structures are known in particular in the case of electrical components, in order to generally increase the performance of electrical single-layer components by arranging them one on top of the other.
  • capacitors with a multilayer structure which consist, for example, of a multiplicity of electrode layers, between each of which a dielectric is arranged.
  • the capacitor with a multilayer structure has a multiple of the capacitance that a single capacitor element, consisting of two electrode layers with a dielectric arranged in between, has.
  • the performance or the capacitance of the capacitor with a multilayer structure results from the product of the capacitance of an individual capacitor element with the number of capacitor elements.
  • JP 11-260673 A discloses a double-layer capacitor, for the manufacture of which positive and negative electrodes are alternately embedded in a band-shaped separator, which is then folded in a meandering shape, so that a stack with all ternierend arrangement of positive and negative electrodes is obtained.
  • Another advantage of a multilayer construction is that the field strength between two electrode layers increases with decreasing electrode spacing. This increased field strength is also of interest for other components, for example for a piezo actuator in a multilayer construction, in which the individual piezo actuator elements are arranged one above the other.
  • a piezo actuator with a multilayer structure can be operated with a much lower operating voltage than a correspondingly single-layer piezo actuator with the same layer thickness of piezo material or with the same maximum piezoelectrically induced deflection.
  • components with a multilayer structure can be designed or manufactured as more or less loose stacking of individual layers.
  • a firmer bond of the individual layers in the multilayer structure is required in order to give the whole thing sufficient mechanical stability.
  • a monolithic bond is sought for components with a ceramic multilayer structure.
  • the electrode layers are arranged one above the other alternately with electrically non-conductive intermediate layers.
  • a meander-shaped folded separator is used in particular, in whose “pockets” the electrode layers are inserted.
  • the electrode layers can also have a multilayer structure, in the multilayer capacitor mentioned, for example, a three-layer structure made of two porous carbon layers intermediate metallic electrode layer, for example made of aluminum.
  • the different electrode layers are stacked one on top of the other for manufacture. A separate work step is required for each layer or each layer.
  • the invention is based on the basic idea of designing the production as a continuous process, since the repetitive layer sequences in the multilayer structure also necessitate repetitive process steps.
  • the starting point is the mechanically most stable layer, which serves as a carrier material and is available in a band-shaped modification, in particular as an "endless belt".
  • the band-shaped carrier material is separated into individual sections of the desired size and shape in at least two stages. In a first partial separation, the carrier material is divided into the individual carrier sections, a load-bearing connection remaining between two individual adjacent sections, for example, which is designed in the form of a web. This enables continuous further processing of the carrier material in one piece. In the next step, at least one further material layer is applied continuously on one of the surfaces of the band-shaped carrier material. Only then are the individual sections of the desired size completely separated from one another along a predetermined dividing line, the dividing line lying above the partial separation that has already taken place.
  • the similar multilayer sections obtained in this way are then joined together by regular stacking to form a multilayer structure. If necessary, an intermediate layer can be inserted between two multilayer sections, which can also comprise a multilayer structure.
  • the method has the advantage that it can be carried out continuously and that the smallest sections to be processed are already multilayer sections which do not have to be stacked one on top of the other.
  • the multilayer sections have the advantage that they have a uniform and exact structure due to the integrated process management. This solves the problem of precise positioning within a single multilayer section.
  • Another advantage of the separation in two stages is that the base areas of the individual layers, ie the base area of the carrier sections and the at least one further material layer can be selected differently. It is thus possible to embed a material layer, in particular the carrier material, almost completely between the other material layers. In the finished component, the cut edge of the carrier material then remains visible from the outside only in the area of the webs last separated. This is particularly advantageous in the case of metallic carrier materials, which can form sharp cutting edges, which in turn can interfere with further processing or also with the handling of the component.
  • the method makes it possible not only to apply a layer of material to the carrier substrate, but also to apply additional layers simultaneously or subsequently to the same or the opposite surface. It is also possible, by means of further additional cuts, to set a different size of the sections for each individual material layer, in order to embed layers lying on the inside in the multilayer section almost completely without a cutting edge which is visible from the outside. In the multi-layer structure, only the part of the edge of the carrier material or another inner layer that is severed in the last separation step as part of the load-bearing connection is visible.
  • the separation in three steps, the load-bearing connection remaining in the first partial separation being severed after application of a further material layer in a second partial separation, although a part of the second material layer as a permanent connection between two neighboring sections should remain.
  • the three dividing lines can be placed in such a way that no cut edge of the carrier material layer is visible on the outside in the multilayer section.
  • the cutting edge of a material layer which is visible from the outside, is laid inwards with a smaller section area than other layers and is therefore not very troublesome.
  • the dividing line in the area of the load-bearing connection forms a receptacle facing the middle of the section.
  • the web is preferably cut through by punching out a circular cut-out, for example. This is of particular interest for the multilayer structure, in which the cut edge mentioned is then located in a recess that recedes from the boundary surface of the multilayer structure.
  • Figure 1 shows a schematic representation of ribbon-shaped carrier material during various work stages
  • Figure 2 shows a single multilayer section in plan view
  • FIG. 3 shows a single multilayer section in a schematic cross section
  • FIG. 4 shows a capacitor with a multilayer structure in schematic cross section
  • FIG. 5 shows a device for producing a multilayer section in a schematic cross section.
  • FIG. 1 shows a section of the carrier material 1 with different sections in different processing stages.
  • the imaginary boundaries between different sections a to h are identified by the dashed lines 2.
  • a partial separation of the carrier material 1 into individual carrier material sections for example b and c
  • various recesses 3 are separated out of the carrier material 1 with the aid of a suitable cutting or punching device.
  • a stable connection in the form of a web 4 remains between the two partially separated sections c and d, which ensures the further processing of the film 1 as an “endless material”.
  • a continuous connection between the sections a to f is obtained above the punched-out areas 3, in which no separation into sections has taken place.
  • a further layer of material is applied to the carrier material, in the present case a carbon cloth 5 for the capacitor application mentioned.
  • This further layer of material can be applied over the entire surface, but for the capacitor application in such a way that the upper edge strip in the figure remains uncovered.
  • the carbon cloth is also applied in such a way that it projects beyond the edge of the carrier material 1 shown in FIG. 1 below with a narrow strip.
  • another can likewise be placed on the underside of the carrier material 1 in a corresponding manner
  • Material layer are applied, here a further carbon cloth for the capacitor, which is not shown in the figure for the sake of clarity.
  • a single multilayer section 8 is obtained, which is shown for example in FIG. 2.
  • the carbon cloth 5 overlaps the section of the carrier material 1 on all sides and, seen from above, only has the cutting edge in the area of the circular punch 10 in common with it. Only the tab 9, which is used for contacting in the later use of the multilayer section as an electrode unit in a capacitor with a multilayer structure, still protrudes as part of the carrier material 1 from the multilayer section 8 covered with carbon cloth 5.
  • the multilayer section 8 has only a loose connection between the individual layers.
  • the connection between the carbon cloth 5 and the aluminum foil 1 serving as the carrier material is produced only by the contact pressure of transport rollers.
  • the separated multilayer sections 8 are therefore preferably processed further immediately.
  • the multilayer sections 8 are stacked one above the other, an electrically non-conductive material being arranged as a separator between each two multilayer sections 8.
  • a separator Preferably, a likewise band-shaped, electrically insulating, but permeable to ions foil is used as the separator material, which is folded in a meandering shape.
  • FIG. 4 shows how the prepared multilayer sections 8 are introduced into the pockets of this meander-shaped separator film 12, a regular multilayer structure 13 being produced. Up to 100 multilayer sections with separator 12 in between can be arranged for a capacitor.
  • the individual multilayer sections are preferably rotated alternately by 180 °, so that the tabs 9 made of aluminum foil protrude from the multilayer structure 13 on different sides.
  • the multilayer structure 13 is introduced into a housing, the tabs are welded to one another and to the housing, and the housing is then filled with a solvent and with conductive salt.
  • Possible dimensions for such a capacitor with a multilayer structure range from approx. 16x30x55 mm for a capacitor with approx. 100 F to dimensions of 60x60x160 mm for a capacitor with approx. 2700 F.
  • FIG. 5 shows a device in a schematic representation as it is suitable for producing multilayer sections 8.
  • This comprises a first feed device for a band-shaped carrier material 1, for example consisting of a supply roll 15 and at least one deflection and transport roller 19. With this the band-shaped carrier material 1 is transported in the processing direction x.
  • the device 18 is a partial separation of the band-shaped carrier material 1 into individual sections, for example according to the punchings 3 in FIG. 1.
  • FIG. 5 shows a possible further feed device for a band-shaped third material layer 14, which here comprises a supply roll 16 and at least two further transport and deflection rolls.
  • this second punching device 22 is designed for the complete separation of the material strip, which here consists of three layers and was previously connected.
  • this second punching device 22 is schematically designed as a cutting knife. This results in isolated multilayer sections 8, which can now be used to produce a multilayer structure 13 by stacking one on top of the other.
  • the production of a multilayer structure which is described only by way of example using an exemplary embodiment, can also be varied in a simple manner for other applications, in particular the materials, the number of further layers and the shape of the sections or the cut for the partial and complete separation of the sections can be varied. Overall, the method is ideally suited for a fully automatic process, with which a secure positioning of the individual layers relative to one another is ensured, at least in the multilayer section. On cumbersome handling of individual layer sections is no longer necessary.

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Abstract

Zum Herstellen eines Mehrschichtaufbaus mit sich wiederholenden Schichtfolgen wird vorgeschlagen, ein bandförmiges Trägermaterial (1) zunächst teilweise in einzelne Abschnitte jeweils gleicher Grösse aufzutrennen, wobei zwischen den Einzelabschnitten tragfähige Verbindungen (4) verbleiben. Nach kontinuierlichem Aufbringen zumindest einer weiteren Materialschicht (6) auf der Oberfläche des Trägermaterials werden die einzelnen Abschnitte vollständig durch Abschneiden oder Ausstanzen vereinzelt. Der Mehrschichtaufbau wird durch Übereinanderstapeln des so erhaltenen Mehrschichtabschnittes erhalten, wobei ggf. zwischen zwei Mehrschichtabschnitten noch Zwischenlagen eingefügt werden konnen.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung eines regelmäßigen Mehrschichtauf- baus für insbesondere elektrische Doppelschichtkondensatoren und Vorrichtung dafür
Mehrschichtaufbauten sind insbesondere bei elektrischen Bauelementen bekannt, um allgemein die Leistung von elektrischen Einschichtbauelementen durch mehrfaches übereinander Anordnen zu steigern.
Aus der US-5,621,607 sind Kondensatoren mit einem Mehrschichtaufbau bekannt, die beispielsweise aus einer Vielzahl von Elektrodenschichten bestehen, zwischen denen jeweils ein Dielektrikum angeordnet ist. Der Kondensator mit Mehrschicht - aufbau weist dabei ein Vielfaches der Kapazität auf, die einem einzelnen Kondensatorelement, bestehend aus zwei Elektrodenschichten mit dazwischen angeordnetem Dielektrikum, zukommt. Als Faustregel gilt, daß sich die Leistung bzw. die Kapazität des Kondensators mit Mehrschichtaufbau aus dem Produkt der Kapazität eines einzelnen Kondensatorelements mit der Anzahl der Kondensatorelemente ergibt .
Aus der DE 197 04 584 C2 ist ein Doppelschichtkondensator mit zumindest zwei hintereinander geschalteten Einzelzellen bekannt. Er umfaßt eine alternierende Anordnung von Elektroden- und Elektrolytschichten und wird durch Aufschichten und Ver- pressen der Einzelschichten hergestellt. Aus der JP 11-260673 A ist ein Doppelschichtkondensator bekannt, zu dessen Her- Stellung positive und negative Elektroden alternierend in einen bandförmigen Seperator eingebettet werden, der anschließend mäanderförmig gefaltet wird, so daß ein Stapel mit al- ternierender Anordnung von positiven und negativen Elektroden erhalten wird.
Ein weiterer Vorteil einer Mehrschichtbauweise besteht darin, daß sich die Feldstärke zwischen zwei Elektrodenschichten mit abnehmendem Elektrodenabstand erhöht . Diese erhöhte Feldstärke ist auch für andere Bauelemente interessant, beispielsweise für einen Piezoaktor im Mehrschichtbauweise, bei dem die einzelnen Piezoaktorelemente übereinander angeordnet sind. Ein solcher Piezoaktor mit Mehrschichtaufbau kann mit einer weitaus geringeren Betriebsspannung betrieben werden, als ein entsprechend einschichtiger Piezoaktor mit gleicher Schicht - dicke an Piezomaterial bzw. mit gleicher maximaler piezoelektrisch veranlaßter Auslenkung.
Bauelemente mit Mehrschichtaufbau können je nach Funktion und Anwendung als mehr oder weniger lose Übereinanderstapelung von Einzelschichten ausgeführt bzw. hergestellt werden. Insbesondere bei mechanischer Beanspruchung ist jedoch ein fe- sterer Verbund der Einzelschichten im Mehrschichtaufbau erforderlich, um dem Ganzen eine ausreichende mechanische Stabilität zu verleihen. Für Bauelemente mit keramischem Mehrschichtaufbau wird ein monolithischer Verbund angestrebt.
Bei Mehrschichtkondensatoren, insbesondere mit Flüssigelektrolyt werden die Elektrodenschichten alternierend mit elektrisch nicht leitenden Zwischenlagen übereinander angeordnet. Für die Zwischenlage wird dabei insbesondere ein mäanderför- mig gefalteter Separator verwendet, in dessen „Taschen" die Elektrodenschichten eingeschoben werden. Auch die Elektrodenschichten können dabei einen Mehrschichtaufbau aufweisen, im genannten Mehrschichtkondensator beispielsweise einen Dreischichtaufbau aus zwei porösen Kohlenstoffschichten mit zwischenliegender metallischer Elektrodenschicht, beispielsweise aus Aluminium. Zur Herstellung werden die unterschiedlichen Elektrodenschichten einzeln übereinander gestapelt. Dabei ist für jede Schicht bzw. jede Lage ein getrennter Ar- beitsschritt erforderlich ist. Bei der Stapelung solcher Einzelelemente bzw. Einzelschichten treten dann Probleme mit der genauen Positionierung der Schichten zueinander auf, die einerseits die Reproduzierbarkeit beeinträchtigen und andererseits zu schadhaften oder leistungsreduzierten Bauelementen führen. Insbesondere bei dünner werdenden Schichten ist auch die Handhabung von Einzelschichten erschwert, da diese Schichten zunehmend flexibler und dabei auch mechanisch instabiler werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Herstellen von insbesondere für Bauelemente geeigneten regelmäßigen Mehrschichtaufbauten anzugeben, welches bezüglich der Durchführung vereinfacht ist und sicher und genau zum gewünschten Ergebnis führt.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines Mehrschichtaufbaus sind den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, die Herstellung als kontinuierliches Verfahren auszulegen, da die sich wiederholenden Schichtenfolgen im Mehrschichtaufbau auch sich wiederholende Verfahrensschritte bedingen. Ausgegangen wird von der mechanisch stabilsten Schicht, welche als Trägermaterial dient und in bandförmiger Modifikation, insbesondere als "Endlosband" vorliegt. Die Auftrennung des bandförmigen Trägermaterials in einzelne Abschnitte der gewünschten Größe und Form erfolgt dabei in zumindest zwei Stufen. In einer ersten teilweisen Auftrennung wird das Trägermaterial in die einzelnen Trägerabschnitte aufgeteilt, wobei zwischen jeweils zwei einzelnen benachbarten Abschnitten eine tragfähige Verbindung verbleibt, die beispielsweise stegförmig ausgebildet ist. Dadurch ist die kontinuierliche Weiterverarbeitung des Trägermaterials am Stück möglich. Im nächsten Schritt erfolgt das kontinuierli- ehe Aufbringen zumindest einer weiteren Materialschicht auf einer der Oberflächen des bandförmigen Trägermaterials. Erst danach werden die einzelnen Abschnitte der gewünschten Größe entlang einer vorgegebenen Trennlinie vollständig voneinander getrennt, wobei die Trennlinie über der bereits erfolgten teilweisen Auftrennung liegt.
Die dabei erhaltenen gleichartigen Mehrschichtabschnitte werden nun durch regelmäßiges Übereinanderstapeln zum Mehrschichtaufbau zusammen gefügt. Gegebenenfalls kann dabei zwi- sehen jeweils zwei Mehrschichtabschnitten eine Zwischenlage eingefügt werden, die ebenfalls einen Mehrschichtaufbau umfassen kann.
Das Verfahren hat den Vorteil, daß es kontinuierlich durchge- führt werden kann und daß die kleinsten zu verarbeitenden Abschnitte bereits Mehrschichtabschnitte sind, die nicht einzeln übereinander gestapelt werden müssen. Die Mehrschichtabschnitte haben den Vorteil, daß sie aufgrund der integrierten Verfahrensführung einen einheitlichen und exakten Aufbau auf- weisen. Damit ist innerhalb eines einzelnen Mehrschichtabschnitts das Problem der genauen Positionierung gelöst. Als weiterer Vorteil der in zwei Stufen erfolgenden Auftrennung ergibt sich, daß die Grundflächen der Einzelschichten, also die Grundfläche der Trägerabschnitte und der zumindest einen weiteren Materialschicht unterschiedlich gewählt werden können. Damit ist es möglich, eine Materialschicht, insbesondere das Trägermaterial, nahezu vollständig zwischen den anderen Materialschichten einzubetten. Beim fertigen Bauelement bleibt dann lediglich im Bereich der zuletzt aufgetrennten Stege die Schnittkante des Trägermaterial von außen sichtbar. Dies ist insbesondere bei metallischen Trägermaterialien von Vorteil, die scharfe Schnittkanten ausbilden können, die wie- derum bei der Weiterverarbeitung oder auch bei der Handhabung des Bauelements stören können.
Weiterhin ist es mit dem Verfahren möglich, nicht nur eine Materialschicht auf dem Trägersubstrat aufzubringen, sondern gleichzeitig oder daran anschließend weitere Schichten auf der gleichen oder der gegenüber liegenden Oberfläche aufzubringen. Auch ist es möglich, durch weitere zusätzliche Schnitte für jede einzelne Materialschicht eine unterschiedliche Größe der Abschnitte einzustellen, um insbesondere im Mehrschichtabschnitt innen liegende Schichten fast vollständig ohne außen sichtbare Schnittkante einzubetten. Im Mehrschichtaufbau ist nur noch der Teil der Kante des Trägermaterials oder einer anderen innen liegenden Schicht sichtbar, der im letzten Auftrennungsschritt als Teil der tragenden Verbindung durchtrennt wird.
Insbesondere bei Mehrschichtabschnitten mit mehr als drei Einzelschichten ist es auch möglich, die Auftrennung in drei Schritten durchzuführen, wobei die bei der ersten Teilauf- trennung verbleibende tragende Verbindung nach Aufbringen einer weiteren Materialschicht bei einer zweiten Teilauftrennung durchtrennt wird, wobei allerdings ein Teil der zweiten Materialschicht als bleibende Verbindung zwischen zwei be- nachbarten Abschnitten verbleiben sollte. In diesem Fall können die drei Trennlinien so gelegt werden, daß von der Trägermaterialschicht keine Schnittkante außen im Mehrschichtabschnitt sichtbar ist .
Unterschiedliche Abschnittsgrößen in den einzelnen Material - schichten können nur erreicht werden, wenn die teilweise Auftrennung in einzelne Abschnitte nicht ausschließlich der Trennlinie zwischen zwei benachbarten Abschnitten folgt. Vielmehr ist es in diesem Fall erforderlich, bei der teilweisen Auftrennung zwischen jeweils zwei benachbarten Abschnitten eine breite Schnittlinie zu setzen oder besser einen Trennstreifen auszustanzen oder anderweitig zu entfernen. Erfolgt die anschließende weitere Teilauftrennung oder die vollständige Auftrennung in Mehrschichtabschnitte anschließend mit geringerer Schnittbreite oder gar als scharfe Auftrennung entlang einer Trennlinie, so kann der Flächenunterschied der Abschnitte in den einzelnen Material max. der Fläche eines Trennstreifens entsprechen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bereits bei zweilagigen Mehrschichtabschnitten erreicht, daß die außen sichtbare Schnittkante einer Materialschicht mit gegenüber anderen Schichten geringerer Abschnittsfläche nach innen verlegt und damit wenig störend ist. Dies wird erreicht, wenn bei der vollständigen Auftrennung die Trennlinie im Bereich der tragenden Verbindung eine zur Abschnittsmitte weisende Aufnehmung ausbildet. Damit dies bei beiden benachbarten Abschnitten der Fall ist, wird dazu der Steg vorzugs- weise durch Ausstanzen eines z.B. kreisförmigen Ausschnitts durchtrennt . Dies ist insbesondere für den Mehrschichtaufbau interessant, bei dem sich dann die genannte Schnittkante in einer von der Begrenzungsfläche des Mehrschichtaufbaus zurück weichenden Ausnehmung befindet .
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei- spiels und der dazu gehörigen fünf Figuren näher erläutert.
Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung bandförmiges Trägermaterial während verschiedener Arbeitsstufen
Figur 2 zeigt einen einzelnen Mehrschichtabschnitt in der Draufsicht
Figur 3 zeigt einen einzelnen Mehrschichtabschnitt im schematischen Querschnitt
Figur 4 zeigt einen Kondensator mit Mehrschichtaufbau im schematischen Querschnitt und
Figur 5 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung eines Mehrschichtabschnitts in schematischem Querschnitt.
Im folgenden wird als Ausführungsbeispiel die Herstellung von als Elektroden für Kondensatoren mit Mehrschichtaufbau dienenden Mehrschichtabschnitten beschrieben. Ausgegangen wird von einem bandförmigen Trägermaterial 1, insbesondere einer elektrisch leitenden Folie, beispielsweise einer Aluminiumfolie. Figur 1 zeigt ausschnittsweise das Trägermaterial 1 mit verschiedenen Abschnitten in unterschiedlichen Bearbeitungsstufen. Mit den gestrichelten Linien 2 sind die gedachten Grenzen zwischen verschiedenen Abschnitten a bis h gekennzeichnet . Als erster Bearbeitungsschritt wird eine teilweise Auftrennung des Trägermaterials 1 in einzelne Trägermaterialabschnitte (z.B. b und c) vorgenommen. Dazu werden mit Hilfe einer geeigneten Schneid- oder Stanzvorrichtung verschiedene Ausnehmungen 3 aus dem Trägermaterial 1 heraus getrennt. Zwischen den beiden teilweise aufgetrennten Abschnitten c und d verbleibt eine tragfähige Verbindung in Form eines Steges 4, die die Weiterverarbeitung der Folie 1 als "Endlosmaterial" gewährleistet. In der dargestellten Ausführung ist oberhalb der ausgestanzten Flächen 3 noch eine durchgehende Verbindung zwischen den Abschnitten a bis f erhalten, in der keine Auftrennung in Abschnitte erfolgt ist.
Beginnend vom Abschnitt d an ist eine weitere Materialschicht auf das Trägermaterial aufgebracht, im vorliegenden Fall für die genannte Kondensatoranwendung ein Kohlenstofftuch 5. Diese weitere Materialschicht kann ganzflächig aufgebracht werden, für die Kondensatoranwendung jedoch so, daß der in der Figur obere Randstreifen unbedeckt bleibt. In vorteilhafter Weise wird das Kohlenstofftuch außerdem so aufgebracht, daß es über den in der Figur 1 unten dargestellten Rand des Trägermaterials 1 mit einem schmalen Streifen übersteht . Gleichzeitig oder versetzt dazu kann auf die Unterseite des Träger- materials 1 in entsprechender Weise ebenfalls eine weitere
Materialschicht aufgebracht werden, hier für den Kondensator ein weiteres Kohlenstofftuch, was in der Figur der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist.
Als nächster Bearbeitungsschritt erfolgt die vollständige
Auftrennung von Trägermaterial 1 und darauf aufgebrachten Materialschichten 5. Mit einer geeigneten Schneid- oder Stanzvorrichtung werden entlang einer in Figur 1 mit einer fette- ren Linie 6 dargestellten Trennlinie einzelne Mehrschichtabschnitte 8 am in der Figur linken Ende des bandförmigen Trägermaterials 1 abgeschnitten. Die Trennlinie 6 wird hier zentriert über den Ausnehmungen 3 der ersten teilweisen Auftren- nung geführt . Im Bereich der Stege 4 wird eine hier kreisförmige Ausnehmung 7 heraus gestanzt. Von dem in der Figur oberen vom Kohlenstofftuch 5 unbedeckten Randstreifen des Trägermaterials 1 wird die Trennlinie so geführt, daß eine aus unbedecktem Trägermaterial bestehende Lasche 9 aus dem Mehr- schichtabschnitt 8 heraus geführt wird.
Als Ergebnis wird ein einzelner Mehrschichtabschnitt 8 erhalten, der beispielsweise in Figur 2 dargestellt ist. Das Kohlenstofftuch 5 überlappt den Abschnitt des Trägermaterials 1 auf allen Seiten und hat von oben gesehen mit diesem nur die Schnittkante im Bereich der kreisförmigen Ausstanzung 10 gemeinsam. Lediglich die Lasche 9, die zur Kontaktierung in der späteren Verwendung des Mehrschichtabschnitts als Elektrodeneinheit in einem Kondensator mit Mehrschichtaufbau dient, ragt noch als Teil des Trägermaterials 1 aus dem mit Kohlenstofftuch 5 bedeckten Mehrschichtabschnitt 8 hervor.
Je nach Aufbringung der zusätzlichen Materialschicht hat der Mehrschichtabschnitt 8 eine nur lose Verbindung zwischen den einzelnen Schichten. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Verbindung zwischen dem Kohlenstofftuch 5 und der als Trägermaterial dienenden Aluminiumfolie 1 lediglich durch den Anpreßdruck von Transportrollen erzeugt. Vorzugsweise werden die vereinzelten Mehrschichtabschnitte 8 daher sofort weiter verarbeitet.
Zur Herstellung eines Kondensators mit Mehrschichtaufbau werden dazu die Mehrschichtabschnitte 8 übereinander gestapelt, wobei zwischen je zwei Mehrschichtabschnitten 8 ein elektrisch nicht leitendes Material als Separator angeordnet wird. Vorzugsweise wird als Separatormaterial eine ebenfalls bandförmige, elektrisch isolierende, für Ionen aber durchläs- sige Folie eingesetzt, die maanderförmig gefaltet wird. Figur 4 zeigt, wie in die Taschen dieser maanderförmig gefalteten Separatorfolie 12 die vorbereiteten Mehrschichtabschnitte 8 eingebracht werden, wobei ein regelmäßiger Mehrschichtaufbau 13 entsteht. Für einen Kondensator können bis zu 100 Mehrschichtabschnitte mit dazwischen liegendem Separator 12 angeordnet werden. Um eine unterschiedliche Polung bzw. Kontaktierung im fertigen Kondensator zu ermöglichen, sind die einzelnen Mehrschichtabschnitte vorzugsweise alternierend um 180° gedreht, so daß die aus Aluminiumfolie beste- henden Laschen 9 auf unterschiedlichen Seiten aus dem Mehrschichtaufbau 13 hervor ragen.
Zur Fertigstellung wird der Mehrschichtaufbau 13 in ein Gehäuse eingebracht, die Laschen miteinander und mit dem Gehäu- se verschweißt und das Gehäuse anschließend mit einem Lösungsmittel und mit Leitsalz gefüllt. Mögliche Abmessungen für einen solchen Kondensator mit Mehrschichtaufbau reichen dabei von ca. 16x30x55 mm für einen Kondensator mit ca. 100 F bis hin zu Abmessungen von 60x60x160 mm für einen Kondensator mit ca. 2700 F.
Figur 5 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung, wie sie zur Herstellung von Mehrschichtabschnitten 8 geeignet ist. Diese umfaßt eine erste Zuführeinrichtung für ein band- förmiges Trägermaterial 1, beispielsweise bestehend aus einer Vorratsrolle 15 und zumindest einer Umlenk- und Transportrolle 19. Mit dieser wird das bandförmige Trägermaterial 1 in Bearbeitungsrichtung x transportiert. In einer ersten Stanz- Vorrichtung 18 erfolgt eine teilweise Auftrennung des bandförmigen Trägermaterials 1 in einzelne Abschnitte, beispielsweise gemäß den Ausstanzungen 3 in Figur 1. Im Anschluß an die erste Stanzvorrichtung 18 schließt sich eine Vorrich- tung 5 zum kontinuierlichen Aufbringen zumindest einer weiteren Materialschicht 5 an, die für zum Beispiel bandförmiges weiteres Material 5 zumindest aus einer Vorratsrolle 17 und Transport- und Umlenkrollen 20 und 21 besteht. Für das spezielle Ausführungsbeispiel ist in der Figur 5 eine mögliche weitere Zuführeinrichtung für eine bandförmige dritte Materialschicht 14 dargestellt, die hier eine Vorratsrolle 16 und zumindest zwei weitere Transport- und Umlenkrollen umfaßt.
Im Anschluß an die Vorrichtung zum Aufbringen der zumindest einen weiteren Schicht schließt sich eine zweite Stanzvorrichtung 22 an, die zur vollständigen Auftrennung des hier aus drei Schichten bestehenden und bislang zusammen hängenden Materialbandes ausgebildet ist. In der Figur 5 ist diese zweite Stanzvorrichtung 22 schematisch als Schneidmesser aus- gebildet. Damit werden vereinzelte Mehrschichtabschnitte 8 erhalten, die nun zum Herstellen eines Mehrschichtaufbaus 13 durch übereinander Stapeln verwendet werden können.
Die nur exemplarisch anhand eines Ausführungsbeispiels be- schriebene Herstellung eines Mehrschichtaufbaus kann in einfacher Weise auch für andere Anwendungen variiert werden, wobei insbesondere die Materialien, die Anzahl der weiteren Schichten und die Form der Abschnitte bzw. die Schnittführung für die teilweise und vollständige Auftrennung der Abschnitte variiert werden können. Insgesamt ist das Verfahren für einen vollautomatischen Prozeß bestens geeignet, mit dem zumindest im Mehrschichtabschnitt eine sichere Positionierung der einzelnen Schichten relativ zueinander gewährleistet ist. Ein umständliches Hantieren mit einzelnen Schichtabschnitten ist dabei nicht mehr erforderlich.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines eine sich wiederholende Schichtenfolge umfassenden Mehrschichtaufbaus (13) mit den Schritten:
Vorsehen eines bandförmigen Trägermaterials (1) Teilweise Auftrennung des Trägermaterials in einzelne Trägerabschnitte (a,b,..h) jeweils gleicher Größe und Form unter Erhalt von als Stege zwischen den einzelnen Ab- schnitten ausgebildeten tragfähigen Verbindungen (4)
Kontinuierliches Aufbringen zumindest einer weiteren Materialschicht (5) auf zumindest einer der Oberflächen des Trägermaterials (1) - Vollständige Auftrennung des Trägermaterials und der zu- mindest einen weiteren Materialschicht entlang einer
Trennlinie (6) unter Nutzung der bereits erfolgten teil- weisen Auftrennung, wobei zumindest Teile der sich wiederholenden Schichtenfolge umfassende Mehrschichtabschnit- te (8) erhalten werden - Regelmäßiges Übereinanderstapeln der Mehrschichtabschnitte (8) zum Mehrschichtaufbau (13) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die teilweise Auftrennung des Trägermaterials (1) so erfolgt, daß die Trägerabschnitte (a,b,...h) eine kleinere Grundfläche aufweisen als die Mehrschichtabschnitte (8) .
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem zur teilweisen Auftrennung des Trägermaterials (1) Ausnehmungen (3) durch Ausstanzen erzeugt werden und bei dem zur vollständigen Auftrennung Schnitte (6) im Bereich der Ausnehmungen durch die zumindest eine weitere Materialschicht (5) und die tragfähige Verbindung (4) zwischen den einzelnen Abschnitten geführt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3 , bei dem die Trennlinie (6) im Bereich der Stege (4) so geführt wird, dass eine zur Mitte des jeweiligen Abschnitts weisende Ausnehmung (7,10) im Mehrschichtabschnitt (8) entsteht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, bei dem als Trägermaterial (1) eine Metallfolie und als zusätzliche Materialschicht (5) eine poröse Elektrodenschicht eingesetzt werden und bei dem die Mehrschichtabschnitte (8) als Elektroden für ein elektrisches Mehr- schicht -Bauelement (13) dienen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem zwischen jeweils zwei Mehrschichtabschnitten eine Zwischenlage (12) eingefügt wird.
7. Anwendung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Herstellung eines Mehrschichtkondensators (13) , bei dem die Mehrschichtabschnitte (8) beim Übereinanderstapeln durch Separatorfolien (12) getrennt werden.
8. Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Mehrschichtabschnitten (8) mit seriell angeordnet - einer ersten Zuführeinrichtung (15,19) für ein bandförmiges Trägermaterial (1) einer ersten Stanzvorrichtung (18) zur teilweisen Auftrennung des Trägermaterials in einzelne Trägerabschnitte (a,b, ...h) einer Vorrichtung (16,17,20,21) zum kontinuierlichen Aufbringen zumindest einer zweiten Material - Schicht (5,14) auf das Trägermaterial (1) einer zweiten Stanzvorrichtung (22) zur vollständigen Auftrennung des Trägermaterials und der zumindest einen weiteren Materialschicht (5,14) in einzelne Mehrschich- tabschnitte (8) .
9. Vorrichtung nach Anspruch 8 , bei der die Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufbringen als eine zweite Zuführeinrichtung (16) für bandförmig vorliegendes zweites Material (14) ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, bei der erste und gegebenenfalls zweite Zuführeinrichtung (15,19,17,20,21) Vorratsrollen (15,17) von bandför- migem Material umfassen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-10, bei der die Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufbringen so ausgebildet ist, dass jeweils eine zweite Material- schicht (5,14) auf Oberseite und Unterseite des Trägermaterials aufgebracht werden kann.
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