WO2014001212A1

WO2014001212A1 - Selbstlimitierendes elektrolyt-befüllverfahren

Info

Publication number: WO2014001212A1
Application number: PCT/EP2013/062971
Authority: WO
Inventors: Thomas Hecht
Original assignee: Evonik Litarion Gmbh
Priority date: 2012-06-28
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2014-01-03
Also published as: DE102012211153A1; JP2015527696A; CN104937745A; US20150287548A1; EP2867939A1; KR20150033677A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Zelle, insbesondere einer Sekundär-Batterie oder eines Doppelschicht-Kondensators, bei welchem ein mindestens ein poröses Zellbauteil enthaltendes Zellgefäß mit einem fließfähigen Elektrolyten gefüllt wird. Ihr liegt die Aufgabe zu Grunde, ein apparativ einfacheres Verfahren anzugeben, das im Interesse einer optimale Befüllung auf das schwankende freie Volumen mit einer angepassten Befüllmenge Elektrolyt reagiert. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass in einem ersten Befüllschritt eine Überschussmenge Elektrolyt eingefüllt wird, in welcher das poröse Zellbauteil vollständig untergetaucht ist, das der eingefüllte Elektrolyt einer Kraft ausgesetzt wird, welche den nicht in den Poren des porösen Bauteils befindlichen Teil des Elektrolyten aus dem Zellgefäß austreibt und das in einem zweiten Befüllschritt eine Zugabemenge Elektrolyt eingefüllt wird.

Description

Selbstlimitierendes Elektrolyt-Befüllverfahren

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Zelle, insbesondere einer Sekundär-Batterie oder eines Doppelschicht-Kondensators, bei welchem ein mindestens ein poröses Zellbauteil enthaltendes Zellgefäß mit einem fließfähigen

Elektrolyten gefüllt wird. Bekannt ist ein solches Verfahren unter anderem aus US6387561 B1.

Ferner betrifft die Erfindung eine Anlage zur Herstellung elektrochemischer Zellen und die Verwendung dieser Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Eine elektrochemische Zelle im Sinne dieser Erfindung ist ein Speicher zum Speichern bzw. zum Umsetzen von elektrischer Energie unter Ausnutzung von elektrochemischen Effekten. Unter elektrochemischen Effekten können beispielsweise Umlagerungsphänomene von Ionen verstanden werden, wie sie beispielsweise in Sekundär- Batterien (Akkumulatoren) oder Doppelschicht-Kondensatoren (Supercaps) oder Elektrolyt-Kondensatoren (EIKos) stattfinden. Ebenso können unter elektrochemischen Effekten elektrochemische Reaktionen verstanden werden, wie sie bei der Umsetzung von elektrischer Energie in chemische Energie oder umgekehrt in Brennstoffzellen stattfinden. Für die Verwirklichung dieser Erfindung ist es unerheblich, auf Grundlage welcher Effekte die Energie in der elektrochemischen Zelle gespeichert bzw. umgesetzt wird. Entscheidend ist, dass die elektrochemische Zelle zumindest ein poröses Zellbauteil aufweist. In der Regel weist jede elektrochemische Zelle mindestens drei poröse Zellbauteile auf, nämlich zwei Elektroden (Anode, Kathode) zur Herstellung der Polarität und zumindest ein Separator zum Trennen der Elektroden. Bei einer gebrauchsfertigen elektrochemischen Zelle sind diese Elemente von zumeist flüssigem Elektrolyt umgeben. Die Elektroden, der Separator und der Elektrolyt sind in dem Zellgefäß gehalten.

Sofern im Sinne dieser Erfindung von einer Elektrode die Rede ist, kommt es auf die Polarität dieser Elektrode nicht an. Anode und Kathode sind gleichermaßen Elektroden im Sinne der Erfindung. Bei der technischen Ausführung von elektrochemischen Zellen werden die

Elektroden häufig mehrteilig ausgeführt, das heißt, dass eine Vielzahl von Zellbauteilen zu einer elektrochemisch gesehen zusammenhängenden Elektrode zusammengeführt wird.

Abhängig von der Anordnung der Elektroden im Zellgefäß ist die Anzahl der zu verbauenden Separatoren. Es ist zumindest ein Separator vorzusehen, welcher die beiden Elektroden voneinander trennt. Sofern die Elektroden ineinander gestapelt oder gewickelt sind, kann es erforderlich sein eine Mehrzahl von Separatoren zwischen den Elektroden anzuordnen. Der Separator ist das elektrochemisch inaktive Bauteil, welches die Elektroden elektrisch isolierend voneinander trennt, jedoch für die im Elektrolyten beweglichen Ionen durchlässig ist. Der Separator ist aus diesem Grunde hochporös, um eine hohe lonendurchlässigkeit und damit eine hohe Performanz der Zelle zu ermöglichen.

Nicht nur der Separator einer elektrochemischen Zelle ist porös, sondern auch die Elektroden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass im Interesse einer hohen Leistungsdichte eine besonders große Elektrodenoberfläche gefordert wird, da die elektrochemischen Reaktionen bzw.

Umlagerungen an der Oberfläche der Aktivmaterialien stattfinden. Um trotz einer geringen Baugröße der Elektrode eine hohe Oberfläche zu erreichen, wird das Aktivmaterial porös, das bedeutet, mit einer großen inneren Oberfläche auf den Stromsammler der Elektrode

aufgetragen. Die große innere Oberfläche des Aktivmaterials führt letztendlich zu einer

Porosität der gesamten Elektrode.

Sofern hier von einem porösen Zellbauteil die Rede ist, ist somit hierunter insbesondere ein Sammelbegriff für die Elektroden oder den Separator zu verstehen. Für die Erfindung ist es unerheblich, ob die Elektroden flach aufeinandergelegt, gestapelt oder gewickelt sind. Beide Zellbauweisen sind im Stand der Technik bekannt. Die Bauweise ist für die Erfindung nicht relevant.

Entscheidend jedoch ist, dass zumindest eines der Zellbauteile zu einem gewissen Anteil porös ist und die Porosität im Herstellungsprozess schwankt. In der Praxis sind beide Elektroden und der Separator porös und fertigungsbedingten Schwankungen unterworfen.

Unter Porosität ist zu verstehen, dass sich das aus den geometrischen Außenabmessungen der Bauteile berechnende Volumen (äußeres Volumen) nicht mit dem tatsächlichen von Materie umschlossenen Raum übereinstimmt. Vielmehr umschließen die Feststoffe in den Elektroden bzw. in dem Separator Leerbereiche in Form von Poren, die im Folgenden als„freies Volumen" bezeichnet werden. Das freie Volumen innerhalb der Zelle ist mit Elektrolyt zu füllen, um einen ungehinderten Austausch der Ionen an der gesamten Oberfläche der Elektroden zu ermöglichen. Auch sind alle Poren des Separators zu füllen, um einen ungehinderten Durchtritt der Ionen durch den Separator zu gestatten.

Um eine optimale Funktion und eine hohe Performanz der Zelle zu erreichen, ist das freie Volumen innerhalb der Zelle möglichst vollständig mit Elektrolyt zu füllen. Andererseits ist ein übermäßiger Überschuss an Elektrolyt aus Sicherheitsgründen zu vermeiden. Da die Porosität der Komponenten, und damit das freie Volumen innerhalb der Zelle, produktionsbedingt schwanken, bedeutet dies, dass auch die optimal einzufüllende Elektrolyt-Menge schwankt. Nach dem Stand der Technik der Batterie-Produktion werden Schwankungen des freien Volumens kaum berücksichtigt. Vielmehr verfolgt der bekannte Stand der Technik auf dem Gebiet der Elektrolyt-Befüllverfahren die Einhaltung einer festgelegten Elektrolyt-Menge in jede Zelle, unabhängig davon, wie groß das tatsächliche freie Volumen ausfällt. So beschreibt US8047241 B2 einen Befüllprozess, bei dem die in der elektrochemischen Zelle ein besonders hohes Vakuum gezogen werden soll. Die eingefüllte Menge an Elektrolyt (Schritt d in US8047241 B2) ist jedoch festgelegt.

Auch US2011/0171503A1 beschreibt das Einfüllen einer vordefinierten Menge an Elektrolyt in eine elektrochemische Zelle.

Die US6387561 B1 befasst sich mit einem Einfüllverfahren für eine Wickelzelle, bei welcher der Elektrolyt durch einen hohl ausgeführten Kern des Wickels eingefüllt wird, bis die Elektroden im Elektrolyt eingetaucht sind. Aus diesem Grunde geht diese Erfindung von US6387561 B1 als nächstliegenden Stand der Technik aus. Die hier eingefüllte Elektrolyten-Menge ist jedoch konstant.

Aus der JP05190168 ist es bekannt, eine festgelegte Menge an Elektrolyt in das Zellgefäß einzufüllen und das Zellgefäß mit Vibration zu beaufschlagen, um dadurch überschüssiges Gas aus dem Zellgefäß auszutreiben.

In DE2729034A1 werden Primär-Batterien dadurch mit Elektrolyt gefüllt, dass die Zellgefäße - hier Knopfzellen - in eine Vakuumkammer eingebracht werden und durch Evakuieren der Kammer mit einer äußeren Kraft beaufschlagt werden, die den Elektrolyten in das Zellgefäß einsaugt. Auf schwankende Porositäten wird hierbei nicht Rücksicht genommen.

Aus JP201 1-134631A ist es bekannt, eine Zelle im Folienbeutel mit dem Befüllen zu Evakuieren und die Ausdehnung des Zellgefäßes beim Einfüllen des Elektrolyten durch Beaufschlagung des Zellbeutels mittels an seiner Außenseite anliegenden planparalleler Platten kontrolliert durchzuführen. Auch hier wird eine festgelegte Menge an Elektrolyt eingefüllt.

Diesem Stand der Technik ist gemein, dass jeweils eine festgelegte Elektrolyt-Menge in die Zellen eingefüllt wird, unabhängig davon, wie groß das tatsächliche freie Volumen innerhalb der Zelle ausfällt. Dies führt zwangsläufig dazu, dass bei schwankender Porosität der Füllstand in der Zelle schwankt. Bei vergleichsweise starren Zellgefäßen (wie Knopfzellen DE2729034A1) bereitet dies kaum technische Probleme. Allerdings wirken sich schwankende Elektrolyt- Mengen auf das mechanische Verhalten von elektrochemischen Zellen aus, deren Zellgefäß von einer dünnen, flexiblen Haut gebildet wird. So werden hochleistungsfähige bzw.

hochenergiehaltige Lithium-Ionen-Sekundär-Batterien heutzutage gern als sogenannte„Pouch- Zellen" ausgeführt. Hierbei handelt es sich um Batteriezellen, deren Zellgefäß aus Aluminium- und/oder Kunststofffolie hergestellt ist. Dünnhäutige Pouch-Zellen reagieren auf schwankende Elektrolyt-Mengen mit Bauraumbedarfsänderungen, die bei der hochkonzentrierten Montage von Batteriemodulen hinderlich sind. Ein größeres Problem besteht jedoch darin, dass sich die schwingungs-dynamische Eigenfrequenz durch unterschiedliche Elektrolyt-Befüllmengen signifikant ändert, da die von dem Elektrolyt erbrachte Dämpfung variiert. Beim Einsatz solcher elektrochemischer Zellen in mobilen Anwendungen, wie insbesondere in von Lithium-Ionen- Batterien angetriebenen Fahrzeugen, führt das veränderte Schwingungsverhalten im laufenden Betrieb zu einer nicht vorhersagbaren Alterung der der elektrischen und mechanischen

Verbindungselemente zwischen Zelle und weiteren Komponenten der Batterie. Dabei sind insbesondere die Siegelnähte der Zellen zu nennen, die in den Batterierahmen eingespannt sind. Diese Verbindung wird durch Zellvibrationen belastet und schlimmstenfalls sogar gelöst. Des Weiteren wird die die Verbindung Zelle-Ableiter-Zellverbinder durch diese Vibrationen beeinträchtigt.

Neben den Einflüssen der Elektrolytmenge auf die mechanischen Eigenschaften der Zelle besteht ein wesentlicher Zusammenhang zwischen Elektrolytmenge und Zellperformanz. Zu geringe Elektrolytmenge führt zu früher Zellalterung, zu hohe Elektrolytmenge kann ein potentielles Sicherheitsrisiko darstellen.

Aus diesem Grunde besteht ein Bedarf, die Elektrolyt-Menge in einer elektrochemischen Zelle möglichst genau an das tatsächlich vorhandene freie Volumen anzupassen.

Gelöst wurde diese Aufgabe bereits durch eine Erfindung, die in der bisher unveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE102012208222A1 niedergelegt ist. Bei diesem Verfahren wird eine variable Menge an Elektrolyt in das Zellgefäß eingefüllt um Schwankungen des freien Volumens auszugleichen. Die optimale Befüllmenge wird jedoch durch einen

regelungstechnischen Ansatz erreicht, bei dem das freie Volumen mittels statistischer Methodik vorhergesagt und die einzufüllende Menge an Elektrolyt daran angepasst wird. Vorteil dieses Verfahrens ist ein geringer Befüllfehler auch bei stärkeren Schwankungen in der Porosität. Nachteil dieses Verfahrens ist ein höherer apparativer Aufwand, der durch die erforderliche Regelungstechnik bedingt ist.

Im Hinblick auf diese Lösung liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein apparativ einfacheres Verfahren anzugeben, das im Interesse einer optimale Befüllung auf das schwankende freie Volumen mit einer angepassten Befüllmenge Elektrolyt reagiert. Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass in einem ersten Befüllschritt eine Überschussmenge Elektrolyt eingefüllt wird, in welcher das poröse Zellbauteil vollständig untergetaucht ist, das der eingefüllte Elektrolyt mindestens einer Kraft ausgesetzt wird, welche den nicht in den Poren des porösen Bauteils befindlichen Teil des Elektrolyten aus dem Zellgefäß austreibt und das in einem zweiten Befüllschritt eine Zugabemenge Elektrolyt eingefüllt wird.

Gegenstand der Erfindung ist mithin ein Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Zelle, insbesondere einer Sekundärbatterie oder eines Doppelschicht-Kondensators, bei welchem ein mindestens ein poröses Zellbauteil enthaltendes Zellgefäß mit einem fließfähigen Elektrolyten gefüllt wird, und welches die Folgenden Schritte aufweist: a) in einem ersten Befüllschritt wird eine Überschussmenge Elektrolyt eingefüllt, in welcher das poröse Zellbauteil vollständig untergetaucht ist, b) sodann wird der eingefüllte Elektrolyt mindestens einer Kraft ausgesetzt, welche den nicht in den Poren des porösen Bauteils befindlichen Teil des Elektrolyten aus dem Zellgefäß austreibt, c) danach wird in einem zweiten Befüllschritt eine Zugabemenge Elektrolyt eingefüllt.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass Elektrolyt, der sich außerhalb der Poren der porösen Zellbauteile befindet, sich einfacher aus einem Zellgefäß wieder entfernen lässt als in die Poren eingedrungener Elektrolyt: Die Kraft, die erforderlich ist, den Elektrolyt aus den Poren wieder auszutreiben, ist deutlich größer, als die Kraft, die erforderlich ist, den nicht in den Poren befindlichen Elektrolyten aus dem Zellgefäß zu entfernen. Diesen Effekt macht sich die Erfindung dergestalt zu Nutze, dass in dem ersten Befüllschritt mehr Elektrolyt eingefüllt wird als zur Belegung des freien Volumens der Zelle überhaupt erforderlich ist

(Überschussmenge). Untergetaucht in der Überschussmenge wird das Bauteil optimal mit Elektrolyt imprägniert, dass heißt es nimmt soviel Elektrolyt auf, bis das freie Volumen vollständig mit Elektrolyt gefüllt ist.

Um nicht unnötig viel Elektrolyt im Zellgefäß zu belassen, wird in dem zweiten Schritt der eingefüllte Elektrolyt einer Kraft ausgesetzt die den überschüssigen Elektrolyten, also den nicht in den Poren des porösen Bauteils befindlichen Teil, aus dem Zellgefäß wieder austreibt. Diese Kraft ist so zu dimensionieren, dass sie groß genug ist, den außerhalb der Poren befindlichen Teil des Elektrolyten auszutreiben, jedoch nicht groß genug, dass sie in der Lage wäre, die den Elektrolyten in den Poren haltenden Haltekräfte der Poren zu überwinden. Durch die richtige Einstellung der Größe der Kraft gelingt es damit, die Gesamtmenge des eingefüllten

Elektrolyten zu teilen, nämlich in die Überschussmenge von außerhalb der Poren befindlichem Elektrolyt und der optimalen Befüllmenge, die dem freien Volumen entspricht.

Eine weiterer wichtiger Betriebsparameter neben der Höhe der Kraft ist natürlich auch ihre Einwirkungszeit, da durch die wirkende Kraft zunächst eine Bewegung des Elektrolyten aus dem Zellgefäß hinaus induziert werden muss. Schließlich ist auch der Zeitpunkt der

beginnenden Krafteinwirkung ein wichtiger Betriebsparameter: So muss berücksichtigt werden, dass der Elektrolyt eine gewisse Zeit benötigt, um in die Poren einzudringen. Die

Beaufschlagung des Elektrolyten mit der Kraft erfolgt also zum gegebenen Zeitpunkt nach erfolgter Imprägnierung des porösen Bauteils. Die Festlegung der notwendigen Kraft, der notwendigen Einwirkzeit und des Zeitpunkts der beginnenden Einwirkung ist abhängig von dem Fließverhalten des Elektrolyten, der Größe der Zelle und der Porosität der Bauteile. Die optimalen Werte lassen sich durch einfaches

Experiment bestimmen.

Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht in der Zugabemenge Elektrolyt, die im zweiten Befüllschritt eingefüllt wird. Diese Zugabemenge stellt sicher, dass sich stets mehr Elektrolyt im Zellgefäß befindet, als angesichts des tatsächlichen freien Volumens erforderlich. Es wurde nämlich gefunden, dass nach Verschließen des Zellgefäßes, also während der

Formierung der Zelle und/oder während ihres Betriebes noch Elektrolyt verbraucht wird. Es ist somit diese nach Verschließen auftretende Verlustmenge mit einzukalkulieren. Dies geschieht über die Zugabemenge. Die Zugabemenge berücksichtigt somit einen Fehler beim Austreiben des nicht in den Poren des porösen Bauteils befindlichen Teils des Elektrolyten und zugleich den Verbrauch nach Verschließen des Zellgefäßes. Auch hier ist ein entsprechender Erfahrungswert im Hinblick auf die Zellbauweise und deren Betriebszustände zu berücksichtigen. Die Kraft, mit welcher der eingefüllte Elektrolyt beaufschlagt wird, um den nicht in den Poren des porösen Bauteils befindlichen Teil des Elektrolyten aus dem Zellgefäß auszutreiben, kann unterschiedlicher Natur sein:

Einfachstenfalls handelt es sich bei der Kraft um die Gravitationskraft, welche den Elektrolyten wie alle massebehafteten Objekte in Richtung der Erde beschleunigt. Um diese zu nutzen wird das Zellgefäß gestürzt, sodass die Gravitationskraft den Elektrolyten aus dem Zellgefäß austreibt. Das Ausschütten des Zellgefäßes ist besonders einfach, da die Gravitationskraft überall vorhanden ist. Beim Ausschütten fließt zunächst der Elektrolyt aus dem Zellgefäß heraus, der sich nicht in den Poren befindet. Der in der Poren befindliche Teil des Elektrolyten benötigt eine größere Kraft um ausgetrieben zu werden, die von der Gravitationskraft nur langsam überwunden wird. Auf diese Weise lässt sich eine einfache Trennung der

Elektrolytteile vornehmen. Ein weiterer Vorteil an der Nutzung der Gravitationskraft ist, dass diese erfahrungs-gemäß die richtige Größe aufweist, um eine Trennung der Elektrolytteile vorzunehmen. Alternativ ist es möglich, das Zellgefäß in Rotation zu versetzen, so dass die dabei entstehende Zentrifugalkraft den nicht in den Poren befindlichen Teil des Elektrolyten austreibt. Vorteil an der Nutzung der Zentrifugalkraft ist die einfache technische Realisierung mit einem Drehtisch für die Zelle und die gute Dimensionierbarkeit der Kraft über die Drehzahl.

Als Variante ist es denkbar, den Überschuss mittels dessen Trägheitskraft auszutreiben, in dem man das Zellgefäß in seiner Gesamtheit beschleunigt. Als weitere Variante zur Aufbringung der Kraft schlägt die Erfindung vor, auf das Zellgefäß eine äußere Druckkraft auszuüben, welche in eine Reaktionskraft resultiert, die den Elektrolyten aus dem Zellgefäß austreibt. Dieses Verfahren ist besonders dann von Interesse, wenn es sich bei dem Zellgefäß um einen Folienbeutel handelt der eine vergleichsweise dünne und daher verformbare Wandung aufweist, die eine Beaufschlagung des Elektrolyten mit einer Druckkraft von außen in einfacher Weise ermöglicht.

Umgekehrt ist es auch möglich, innerhalb des Zellgefäßes einen Unterdruck zu erzeugen, welcher eine Saugkraft bewirkt, die den Elektrolyten austreibt. Dies geschieht einfachstenfalls mittels einen in das Zellgefäß eingeführten Sauger, welcher den Überschüssigen Elektrolyten aus dem Zellgefäß aussaugt.

Schließlich ist es auch möglich die Kraft nicht mechanisch aufzubringen, sondern auf Grund der thermischen Ausdehnung des Elektrolyten, die beim Beaufschlagen des Zellgefäßes mit Wärme entsteht. Die aus der thermischen Ausdehnung resultierende Expansionskraft ist geeignet, überschüssigen Elektrolyten aus dem Zellgefäß auszutreiben. Beim Erwärmen des Elektrolyten ist darauf zu achten, dass er nicht verdampft wird. Diese Verfahrensvariante lässt sich nur auf Zellgefäße anwenden, deren Gefäß vergleichsweise formstabil ist; so genannte„Hardcase- Zellen".

Selbstverständlich können die aufgezählten Maßnahmen zum Austreiben des Elektrolyten auch miteinander kombiniert werden, sodass Kräfte unterschiedlicher Natur gleichzeitig oder hintereinander auf den Elektrolyten wirken.

Vor dem Einfüllen des Elektrolyten im ersten Befüllschritt muss das Zellgefäß - abgesehen von dem porösen Bauteil - nicht zwangsläufig leer sein. Da Elektroden und Separatoren unter Umständen zu Oxidation und Aufnahme von Feuchtigkeit neigen, kann es vorteilhaft sein, das Zellgefäß zuvor mit einer nicht oxidierenden, definiert trockenen Atmosphäre, also einem Inertgas wie beispielsweise Stickstoff, Argon oder Wasserstoff zu füllen. Meist sind die

Zellbauteile jedoch nicht oxidationsanfällig sondern vielmehr feuchtigkeitsempfindlich, dies geht insbesondere dann wenn es sich bei dem elektrochemischen Element um eine Sekundär-Zelle mit einem nicht wässrigen Elektrolyten wie beispielsweise Lithium-Ionen-Akkumulatoren handelt. Zellbauteile dieser Zelle sind vor Luftfeuchtigkeit zu schützen, so dass sie unter trockener Luft gelagert, gehandhabt und eingebaut werden. Mithin kann das Zellgefäß vor dem ersten Befüllschritt auch mit Luft gefüllt sein. In einigen Sonderfällen ist es auch denkbar, dass das Zellgefäß mit Formiergas gefüllt ist, einem Gasgemisch bestehend aus etwa 95 Volumen-% Stickstoff und 5 Volumen-% Wasserstoff welches gleichzeitig inert, als auch reduzierend wirkt.

Sofern das Zellgefäß vor dem Einfüllen des Elektrolyten im ersten Befüllschritt mit einem solchen Gas oder Gasgemisch gefüllt ist, schlägt die Erfindung vor, dass nach dem ersten Befüllschritt das Zellgefäß mit untergetauchtem Zellbauteil verweilt, bis das in den Poren des Zellbauteils befindliche Gas bzw. Gasgemisch aus der Überschussmenge Elektrolyt ausgegast ist. Die Poren sind somit vor dem Einfüllen des Elektrolyten mit Gas gefüllt, welches zunächst von dem Elektrolyten verdrängt werden muss. Dies benötigt etwas Zeit. Aus diesem Grunde wartet man nach dem ersten Befüllschritt ab, bis das Gas aus dem Elektrolyten ausgeperlt ist, bevor in dem zweiten Befüllschritt die Zugabemenge Elektrolyt eingefüllt wird. Die Verweildauer wird empirisch festgestellt: In Experimenten wird einfach die Zeit gemessen, über welche Luftgasblasen aus dem Elektrolyten aufsteigen. Der Zeitraum vom Einfüllen des Elektrolyten bis zum Nachlassen der Blasenbildung wird als Verweilzeit gewählt. Um die Verweildauer zu verkürzen ist es sinnvoll, das Ausgasen zu begünstigen. Dies kann beispielsweise durch Vornahme einer Druck- und/oder einer Temperaturänderung der

Überschussmenge Elektrolyt begünstigt werden. Dieser thermodynamische Ansatz erhöht die Beweglichkeit des Gases im Elektrolyten und beschleunigt somit das Entweichen des Gases aus dem Elektrolyten.

Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, das Zellgefäß mit einer äußeren Kraft zu

beaufschlagen, um das Ausgasen zu begünstigen. Als äußere Kraft kommt insbesondere eine auf das Zellgefäß ausgeübte Druckkraft oder Vibrationen in Betracht. Neben einer Gasfüllung ist es denkbar, dass das Zellgefäß vor dem ersten Befüllschritt evakuiert wird, so dass es überwiegend gasleer ist. In diesem Fall bietet es sich an, das im Zellgefäß befindliche Vakuum dazu zu nutzen, im ersten Befüllschritt die Überschussmenge Elektrolyt in das Zellgefäß einzusaugen. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass der Ausgasvorgang nach Einfüllen des Elektrolyten beschleunigt wird.

Wie eingangs ausgeführt, umfasst eine elektrochemische Zelle in der Regel mehrere poröse Zellbauteile, wie beispielsweise eine Anode, eine Kathode und einen Separator. Sofern das Zellgefäß eine Mehrzahl poröser Zellbauteile enthält wird bevorzugt in dem ersten Befüllschritt eine Überschussmenge Elektrolyt eingefüllt, in welcher sämtliche im Zellgefäß befindliche Zellbauteile vollständig untergetaucht sind. Das Verfahren findet besonders vorteilhaft

Anwendung bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Sekundärbatterien, bei deren Zellgefäß es sich um Folienbeutel handelt (sogenannte„Pouch-Zellen") und wobei es sich bei dem porösem Zellbauteil um eine Kathode, eine Anode oder einen Separator handelt. Bei dem Elektrolyten handelt es sich vorzugsweise um einen flüssigen Elektrolyten, insbesondere um einen nicht wässrigen Elektrolyten in Gestalt von Lithiumsalze, die in einem organischen Lösungsmittel oder in einer ionischen Flüssigkeit gelöst sind. Es können auch Gel-förmige Elektrolyte verwendet werden oder Festkörperelektrolyte, sofern diese wie eine Polymerelektrolyt in einem fließfähigen Zustand in das Zellgefäß eingefüllt wird.

Ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass das poröse Zellbauteil, in der Überschussmenge des Elektrolyten untergetaucht, von Elektrolyt imprägniert wird. Dabei werden die Poren mit Elektrolyt gefüllt. Sodann wird der Elektrolyt, der sich nicht in den Poren befindet, aus der Umgebung des porösen Zellbauteils entfernt. Dies geschieht bei den bisher geschilderten Ausführungsformen der Erfindung durch Austreiben des nicht in den Poren befindlichen Elektrolyten aus dem Zellgefäß.

Eine äquivalente Lösung der der Erfindung zu Grunde liegenden Aufgabe findet sich durch kinematische Umkehr des Austreibens von nicht in dem Poren befindlichen Elektrolyt: Nicht der Elektrolyt wird aus dem Zellgefäß entfernt, sondern das Zellbauteil aus dem Elektrolyten. Hierzu schlägt die Erfindung vor, das Imprägnieren des Zellbauteils nicht innerhalb des Zellgefäßes vorzunehmen, sondern außerhalb desselben. Die Überschussmenge wird dementsprechend nicht in das Zellgefäß eingefüllt, sondern außerhalb des Zellgefäßes in einem Becken bereit gestellt. Die Verfahrensabfolge ist dann wie folgt: a) im Zuge des Imprägnierschritts wird das poröse Zellbauteil in einer Überschussmenge Elektrolyt vollständig untergetaucht, b) sodann wird das poröse Zellbauteil aus der Überschussmenge Elektrolyt entnommen und mindestens einer Kraft ausgesetzt wird, welche den nicht in den Poren des porösen Zellbauteils befindlichen Teil des Elektrolyten von dem Zellbauteil entfernt, c) sofern noch nicht geschehen, wird das poröse Zellbauteil nun in das Zellgefäß

eingesetzt; d) schließlich wird in einem Befüllschritt eine Zugabemenge Elektrolyt in das Zellgefäß eingefüllt. Gegenstand der Erfindung ist mithin auch ein Verfahren zur Herstellung einer

elektrochemischen Zelle, insbesondere einer Sekundärbatterie oder eines Doppelschicht- Kondensators, bei welchem ein mindestens ein poröses Zellbauteil enthaltendes Zellgefäß mit einem fließfähigen Elektrolyten gefüllt wird, a) bei welchem das in einem Imprägnierschritt das poröse Zellbauteil in einer

Überschussmenge Elektrolyt vollständig untergetaucht wird, b) bei welchem poröse Zellbauteil aus der Überschussmenge Elektrolyt entnommen wird und mindestens einer Kraft ausgesetzt wird, welche den nicht in den Poren des porösen Zellbauteils befindlichen Teil des Elektrolyten von dem Zellbauteil entfernt, c) bei welchem das poröse Zellbauteil nun oder bereits vor dem Imprägnierschritt in das Zellgefäß eingesetzt wird; d) und bei welchem sodann in einem Befüllschritt eine Zugabemenge Elektrolyt in das Zellgefäß eingefüllt wird. Das gemeinsame erfinderische Konzept der beiden Lösungsvorschläge besteht darin,

• dass das Zellbauteil durch Untertauchen in der Überschussmenge mit Elektrolyt

imprägniert wird (nach dem ersten Befüllschritt bzw. im Imprägnierschritt),

• dass nicht in den Poren befindlicher Elektrolyt durch Krafteinwirkung aus der Umgebung des Zellbauteils beseitigt wird (durch Austreiben von Elektrolyt aus dem Zellgefäß bzw. durch Entfernen des Zellbauteils aus dem Elektrolyt), · und dass zu dem im Zellgefäß bereitgestellten, imprägnierten Bauteil eine

Zugabemenge Elektrolyt in das Zellgefäß eingefüllt wird.

Das Beseitigen des überschüssigen Elektrolyten aus der Umgebung des imprägnierten

Zellbauteils geschieht in dieser Verfahrensvariante in analoger Weise durch Kräfte

unterschiedlicher Natur:

Im einfachsten Fall handelt es sich bei der der Kraft um die Gravitationskraft: Nach Entnahme des Zellbauteils aus der Überschussmenge lässt man den in den Poren befindlichen Elektrolyt von dem Zellbauteil abtropfen.

In einer zweiten Ausführungsform handelt es sich bei der Kraft um die Zentrifugalkraft. Durch Rotieren des entnommenen Zellbauteils wird nicht in den Poren befindlichen Elektrolyt fortschleudert. In einer dritten Ausführungsform handelt es sich bei der Kraft um die Trägheitskraft. Durch

Beaufschlagen des entnommenen Zellbauteils mit einer Beschleunigung wird nicht in den Poren befindlichen Elektrolyt fortschleudert.

Des Weiteren ist es möglich, den nicht in den Poren befindlichen Elektrolyten von dem

Zellbauteil mit einem Abstreifer abzustreifen. Bei der Kraft handelt es sich dann um eine Reaktionskraft auf den Abstreifer. Schließlich kann eine Saugkraft verwendet werden, um nicht in den Poren befindlichen Elektrolyt von dem Zellbauteil zu entfernen. Hierzu wird das entnommene Zellbauteil mit einem Sauger absaugt. Selbstverständlich können diese Ansätze zum Beseitigen von überschüssigen Elektrolyt von dem Zellbauteil auch miteinander und/oder nacheinander kombiniert werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der zweiten Variante wird das Zellbauteil in ein die Überschussmenge Elektrolyt enthaltendes Becken eingetaucht. Dies lässt sich am einfachsten realisieren. Bevorzugt wird es nicht in nicht vertikaler Richtung in das Becken eingetaucht, sondern schräg. Dies begünstigt die Imprägnierung, da das in den Poren befindliche Gas besser entweichen kann.

Es ist sogar möglich, das Zellbauteil zusammen mit dem Zellgefäß in das die

Überschussmenge Elektrolyt enthaltendes Becken einzutauchen, wobei das Zellgefäß beim Eintauchen in die Überschussmenge Elektrolyt geöffnet ist und erst nach Einfüllen der

Zugabemenge endgültig verschlossen wird. Dementsprechend erfolgt das Einsetzen des Zellbauteils in das Zellgefäß vor dem Imprägnieren. Letztendlich stellt das Eintauchen des Zellgefäßes in das Becken auch ein Einfüllen der

Überschussmenge in das Zellgefäß dar, was zeigt, dass die beiden Lösungsansätze dasselbe erfinderische Konzept verwirklichen.

Bei allen Verfahren müssen die einzelnen Befüllschritte nicht die vorgesehene Befüllmenge in einem Zuge in das Zellgefäß einfüllen. Es ist auch denkbar, dass mindestens einer der Befüllschritte in mehrere Teilschritte unterteilt ist, wobei die Überschussmenge

beziehungsweise die Zugabemenge quantifiziert in mehreren Teilschritten eingefüllt wird.

Beide Verfahren eignen sich insbesondere zum Befüllen von Lithium-Ionen-Sekundärbatterien, bei deren Zellgefäß es sich um einen Folienbeutel handelt. Das Poröse Zellbauteil ist dann entweder eine Kathode, eine Anode oder ein Separator oder eine Kombination dieser Bauteile, also ein sogenannter Zellstapel oder Zellwickel. Die vorliegende Erfindung soll nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Hierfür zeigen schematisch:

Figur 1 : leeres Zellgefäß mit porösem Bauteil;

Figur 2: Zellgefäß nach dem ersten Befüllschritt;

Figur 2a: optionale Begünstigung des Austreibens von Gas;

Figur 3: Beaufschlagen des Elektrolyten mit einer Kraft;

Figur 4: Imprägniertes Bauteil im Zellgefäß;

Figur 5: Zellgefäß nach zweitem Befüllschritt;

Figur 6: Becken mit Überschussmenge Elektrolyt gefüllt;

Figur 7: Eintauchen eines porösen Bauteils in das Becken;

Figur 8: Abtropfen des imprägnierten Bauteils;

Figur 9: Imprägniertes Bauteil im Zellgefäß;

Figur 10: Zellgefäß nach Einfüllen der Zugabemenge;

Figur 1 1 : Becken mit Überschussmenge Elektrolyt gefüllt;

Figur 12: Eintauchen eines porösen Bauteils im Zellgefäß in das Becken

Figur 12a: Variante Beckengröße;

Figur 13: Abtropfen des imprägnierten Bauteils im Zellgefäß;

Figur 14: Imprägniertes Bauteil im Zellgefäß;

Figur 15: Zellgefäß nach Einfüllen der Zugabemenge.

Figuren 1 bis 5 stellen den prinzipiellen Ablauf eines ersten erfindungsgemäßen Verfahrens dar; Figur 2a zeigt einen optionalen Zusatzschritt, der zwischen Figur 2 und 3 vorzusehen ist.

Die Figuren 6 bis 10 stellen den prinzipiellen Ablauf eines zweiten erfindungsgemäßen

Verfahrens dar.

Die Figuren 11 bis 15 stellen eine Variante des zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens dar, bei dem das Zellgefäß zusammen mit dem Zellbauteil in das Becken eingetaucht wird.

In einem Zellgefäß 1 befindet sich ein poröses Zellbauteil 2. Da das Zellbauteil 2 nicht massiv, sondern porös ist, stellt die Differenz des Leervolumens des Zellgefäßes 1 und dem massiven Volumen des Zellbauteils 2 das freie Volumen V der elektrochemische Zelle dar. Das freie Volumen V entspricht somit den Leerräumen innerhalb des porösen Bauteils 2.

Es gilt, das freie Volumen V möglichst genau mit Elektrolyt zu füllen, also das poröse Bauteil optimal zu imprägnieren.

Dazu wird in einem ersten Befüllschntt eine Überschussmenge Elektrolyt Ee in das Zellgefäß 1 eingefüllt, bis das Zellbauteil 2 vollständig untergetaucht ist (vgl. Figur 2). Der erste Befüllschritt kann auch in eine Mehrzahl von Teilschritten aufgeteilt werden, sodass die Überschussmenge Elektrolyt Ee quantifiziert eingebracht wird.

Sodann wird in einem zweiten Arbeitsschritt (Figur 3) der eingefüllte Elektrolyt Ee einer Kraft F ausgesetzt, welche den nicht in den Poren des porösen Bauteils 2 befindlichen Teil Ex des Elektrolyten aus dem Zellgefäß 1 austreibt. Dies geschieht einfach durch Stürzen des

Zellgefäßes und Ausschütten des Überschusses.

Nach dem Austreiben des nicht in den Poren des Bauteils 2 befindlichen Teil Ex des

Elektrolyten wird erreicht, dass das Zellgefäß 1 ideal mit einer Menge an Elektrolyt gefüllt ist, die dem freien Volumen V entspricht (vgl. Figur 4).

In einem zweiten Befüllschritt wird nun eine Zugabemenge Eb Elektrolyt eingefüllt, sodass der Füllstand an Elektrolyt E größer ist als das freie Volumen V (Figur 5). Sodann wird die Zelle verschlossen (nicht dargestellt).

Zweck der aufgegebenen Zugabemenge Eb ist, dass während des Formierens der Zelle bzw. während der betriebsbedingten Alterung Elektrolyt innerhalb des Zellgefäßes abgebaut wird. Die Zugabemenge Eb gleicht dies aus. Figur 2a zeigt einen optionalen Arbeitsschritt bei dem nach Einfüllen der Überschussmenge Elektrolyt Ee in dem ersten Befüllschritt das Zellgefäß 1 verweilt, bis in den Poren des

Zellbauteils 2 befindliches Gas 3 aus dem Elektrolyten Ee ausgegast ist. Dieser Arbeitsschritt wird optional zwischen den Figuren 2 und 3 angeordnet. Um die Verweildauer zu verkürzen bietet es sich an, den Elektrolyten Ee während des Verweilens mit einer das Ausgasen des Gases begünstigenden Kraft G zu beaufschlagen. Dies kann vorzugsweise eine aus einer Vibration des Zellgefäßes resultierende Trägheitskraft G sein. Zusätzlich kann eine

Druckänderung Δρ oder eine Temperaturänderung At vorgenommen werden, um die Verweilzeit beim Ausgasen zu verkürzen. Die ausgegasten Poren werden von Elektrolyt gefüllt.

Die Figuren 6 bis 10 zeigen eine zweite Verfahrensvariante, bei der sich die Überschussmenge Ee außerhalb des Zellgefäßes befindet, nämlich in einem Becken 4, dessen Volumen deutlich größer ist als das des Zellgefäßes (Figur 6). Das Zellbauteil 2 wird in dem Becken 4 untergetaucht, sodass das freie Volumen V vollständig mit Elektrolyt imprägniert wird (Figur 7). Bevorzugt fährt das Zellbauteil 2 schräg in das Becken 2 ein, damit sich die Poren besser mit Elektrolyt füllen.

Sodann wird das Zellbauteil 2 wieder aus der Überschussmenge Elektrolyt Ee entnommen (Figur 8). Die Gravitation übt auf den Elektrolyten eine Kraft F aus, die den nicht in den Poren befindlichen Teil des Elektrolyten Ex abtropfen lässt. Dieser wird vom Becken 4 aufgefangen. Ein optimal imprägniertes Zellbauteil 2 bleibt zurück, da die Gravitation nicht ausreicht, auch den in den Poren gehaltenen Elektrolyt zu entfernen. Sodann wird das vollständig imprägnierte Zellbauteil 2 in das Zellgefäß 1 eingesetzt (Figur 9).

Abschließend wird die Zugabemenge Elektrolyt Eb in das Zellgefäß 1 eingefüllt (Figur 10).

Es ist auch denkbar, das Zellgefäß 1 gemeinsam mit dem Zellbauteil 2 in das Becken 4 einzutauchen, wie die Figuren 1 1 bis 15 darstellen:

Das Zellbauteil 2 wird in das elektrolytleere Zellgefäß 1 eingesetzt. Das Zellgefäß 1 wird noch nicht verschlossen oder zumindest nur teilweise geschlossen. Bei Pouch-Zellen wird

insbesondere wird nur eine Siegelnaht verschweißt, die übrigen bleiben offen (Figur 1 1).

Zellgefäß 1 mit eingesetztem Zellbauteil 2 werden gemeinsam in das Becken 4 mit der

Überschussmenge Elektrolyt Ee eingetaucht und verweilen dort bis Abschluss der Imprägnation (Figur 12). Zellgefäß 1 und Zellbauteil 2 werden gemeinsam aus dem Becken 4 entfernt. Nicht in den Poren befindlicher Elektrolyt Ex tropft ab (Figur 13).

Das mit dem vollständig imprägnierten Zellbauteil 2 gefüllte Zellgefäß 1 bleibt zurück (Figur 14).

Abschließend wird die Zugabemenge Elektrolyt Eb in das Zellgefäß 1 eingefüllt (Figur 15), und das Zellgefäß 1 nunmehr vollständig geschlossen (nicht dargestellt).

In den Figuren 11 , 12, 13 ist das Becken 4 deutlich größer ausgeführt als das Zellgefäß 1. Dies bedeutet, dass die Überschussmenge Ee sehr viel größer ist als das freie Volumen V. Beim Eintauchen des Zellgefäßes (Figur 12) wird dementsprechend auch die Außenseite des Zellgefäßes mit Elektrolyt belegt, der wieder abtropfen muss (Figur 13). Dies kann bei Pouch- Zellen vermieden werden, indem die einzelnen Folienteile des Beutels nur am Schopf der Zelle verklebt werden; die übrigen Abschnitte bleiben unversiegelt. Es ist dann möglich, die unversiegelten Teile des Folienbeutels - ähnlich wie bei einer halb geschälten Banane - seitlich umzuklappen, um beim Eintauchen des porösen Bauteils 2 Elektrolytkontakt der umgeklappten Folienteile zumindest teilweise zu vermeiden. Das Becken 4 sollte dann entsprechend kleiner dimensioniert werden, damit die unversiegelten Folienteile das Becken 4 außen umfassen. Diese Alternative ist in Figur 12a schematisch dargestellt. Dort ist der Schopf des Folienbeutels 1 durchgezeichnet, die unversiegelten Kanten des Beutels gestrichelt.

Im Ergebnis wurde ein besonders einfaches Konzept angegeben, welches es ermöglicht, das freie Volumen einer elektrochemischen Zelle optimal mit Elektrolyt zu füllen, sodass die Zelle eine hohe Performanz erreicht. Vorteil ist der bestechend einfache Aufbau, der ohne eine komplizierte Regelungstechnik auskommt und daher besonders betriebssicher ist. Da durch Ausnutzung der von den Poren aufgebrachten Haltekräfte die Überschussmenge in einfacher Weise von der optimalen Menge abgetrennt wird, arbeitet das Befüllverfahren praktisch selbstlimitierend. Ein weiterer wichtiger Aspekt der Erfindung ist die Zugabemenge, die späteren betriebsbedingten Abbau von Elektrolyt ausgleicht und damit über die gesamte Lebensdauer der Zelle eine hohe Leistungsfähigkeit und Betriebssicherheit gewährleistet. Es wurden zwei Verfahrensansätze zur Umsetzung des Konzeptes dargestellt: Bei der ersten Variante befindet sich die Überschussmenge im Zellgefäß und muss dementsprechend nach Abschluss der Imprägnierung wieder entfernt werden. Bei der zweiten Variante erfolgt die Imprägnierung innerhalb eines die Überschussmenge enthaltenden Beckens. Die zweite Variante lässt sich auch so durchführen, dass das Zellgefäß gemeinsam mit dem Zellbauteil in das Becken eingetaucht wird.

Bezugszeichenliste

1 Zellgefäß

2 Zellbauteil

3 Gas

4 Becken

Ee Überschussmenge Elektrolyt

Eb Zugabemenge Elektrolyt

Ex nicht in Poren befindlicher Teil des Elektrolyten

F Kraft zum Austreiben des nicht in den Poren befindlichen Teils des Elektrolyten

G Kraft zur Begünstigung des Ausgasens

V freies Volumen

Δρ Druckänderung

At Temperaturänderung

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Zelle, insbesondere einer

Sekundärbatterie oder eines Doppelschicht-Kondensators, bei welchem ein mindestens ein poröses Zellbauteil enthaltendes Zellgefäß mit einem fließfähigen Elektrolyten gefüllt wird,

dadurch gekennzeichnet,

a) dass in einem ersten Befüllschritt eine Überschussmenge Elektrolyt eingefüllt wird, in welcher das poröse Zellbauteil vollständig untergetaucht ist, b) dass der eingefüllte Elektrolyt mindestens einer Kraft ausgesetzt wird, welche den nicht in den Poren des porösen Bauteils befindlichen Teil des Elektrolyten aus dem Zellgefäß austreibt,

c) und dass in einem zweiten Befüllschritt eine Zugabemenge Elektrolyt eingefüllt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass es sich bei der Kraft um die Gravitationskraft handelt, die nach Stürzen des Zellgefäßes Elektrolyt aus dem Zellgefäß austreibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass es sich bei der Kraft um die Zentrifugalkraft handelt, die beim Rotieren des Zellgefäßes Elektrolyt aus dem Zellgefäß austreibt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass es sich bei der Kraft um die Trägheitskraft handelt, die beim Beaufschlagen des Zellgefäßes mit einer Beschleunigung Elektrolyt aus dem Zellgefäß austreibt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass es sich bei der Kraft um eine Reaktionskraft handelt, die beim Beaufschlagen des Zellgefäßes mit einer äußeren Druckkraft Elektrolyt aus dem Zellgefäß austreibt. Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass es sich bei der Kraft um eine Saugkraft handelt, die beim Beaufschlagen des Zellgefäßes mit einem inneren Unterdruck Elektrolyt aus dem Zellgefäß austreibt.

Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass es sich bei der Kraft um eine Expansionskraft handelt, die in Folge der thermischen Ausdehnung des Elektrolyten bei Beaufschlagen des Zellgefäßes mit Wärme Elektrolyt aus dem Zellgefäß austreibt.

Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Zellgefäß unmittelbar vor dem ersten Befüllschritt mit einem Gas oder ein Gasgemisch gefüllt ist, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe umfassend Stickstoff, Argon, Wasserstoff, Luft, Formiergas, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem ersten Befüllschritt das Zellgefäß mit untergetauchtem Zellbauteil verweilt, bis in den Poren des Zellbauteils befindliches Gas oder Gasgemisch aus der Überschussmenge Elektrolyt ausgegast ist.

Verfahren nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Ausgasen durch Vornahme einer Druck- und/oder einer Temperaturänderung der Überschussmenge Elektrolyt begünstigt wird.

Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Ausgasen durch Beaufschlagen des Zellgefäßes mit einer äußeren Kraft begünstigt wird.

Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Zellgefäß vor dem ersten Befüllschritt evakuiert wird, und dass das im

Zellgefäß befindliche Vakuum dazu genutzt wird, im ersten Befüllschritt die

Überschussmenge Elektrolyt in das Zellgefäß einzusaugen.

12. Verfahren zur Herstellung einer elektrochemischen Zelle, insbesondere einer

dadurch gekennzeichnet, a) dass das in einem Imprägnierschritt das poröse Zellbauteil in einer

Überschussmenge Elektrolyt vollständig untergetaucht wird, b) dass das poröse Zellbauteil aus der Überschussmenge Elektrolyt entnommen wird und mindestens einer Kraft ausgesetzt wird, welche den nicht in den Poren des porösen Zellbauteils befindlichen Teil des Elektrolyten von dem Zellbauteil entfernt, c) dass das poröse Zellbauteil nun oder bereits vor dem Imprägnierschritt in das Zellgefäß eingesetzt wird; d) und dass sodann in einem Befüllschritt eine Zugabemenge Elektrolyt in das Zellgefäß eingefüllt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet,

dass es sich bei der Kraft um die Gravitationskraft handelt, die nach Entnahme des Zellbauteils aus der Überschussmenge nicht in den Poren befindlichen Elektrolyt abtropfen lässt.

14. Verfahren nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet,

dass es sich bei der Kraft um die Zentrifugalkraft handelt, die beim Rotieren des entnommenen Zellbauteils nicht in den Poren befindlichen Elektrolyt fortschleudert.

15. Verfahren nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Kraft um die Trägheitskraft handelt, die beim Beaufschlagen des entnommenen Zellbauteils mit einer Beschleunigung nicht in den Poren befindlichen Elektrolyt fortschleudert.

Verfahren nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet,

dass es sich bei der Kraft um eine Reaktionskraft handelt, die beim Abstreifen des entnommenen Zellbauteils mit einem Abstreifer nicht in den Poren befindlichen Elektrolyt von dem Zellbauteil abstreift.

Verfahren nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet,

dass es sich bei der Kraft um eine Saugkraft handelt, die beim Absaugen des

entnommenen Zellbauteils mit einem Sauger nicht in den Poren befindlichen Elektrolyt von dem Zellbauteil absaugt.

Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 17,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Zellbauteil in ein die Überschussmenge Elektrolyt enthaltendes Becken eingetaucht wird, insbesondere, dass es in nicht vertikaler Richtung in das Becken eingetaucht wird.

Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 18,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Zellbauteil zusammen mit dem Zellgefäß in ein die Überschussmenge

Elektrolyt enthaltendes Becken eingetaucht wird, wobei das Zellgefäß beim Eintauchen in die Überschussmenge Elektrolyt geöffnet ist und erst nach Einfüllen der

Zugabemenge endgültig verschlossen wird.

Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19,

dadurch gekennzeichnet,

dass mindestens ein Befüllschritt in mehrere Teilschritte unterteilt ist, wobei die

Überschussmenge beziehungsweise die Zugabemenge quantifiziert in mehreren Teilschritten eingefüllt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20 zur Herstellung einer Lithium-Ionen- Sekundärbatterie, wobei es sich bei dem Zellgefäß um einen Folienbeutel handelt und wobei das poröse Zellbauteil ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend: Kathode, Anode, Separator oder Kombinationen davon.