WO2018050314A1 - Method for producing an electrode film - Google Patents

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WO2018050314A1
WO2018050314A1 PCT/EP2017/067806 EP2017067806W WO2018050314A1 WO 2018050314 A1 WO2018050314 A1 WO 2018050314A1 EP 2017067806 W EP2017067806 W EP 2017067806W WO 2018050314 A1 WO2018050314 A1 WO 2018050314A1
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WO
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particle mixture
active material
agglomerates
electrode film
particles
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PCT/EP2017/067806
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Inventor
Harald Bauer
Lutz Baumgaertner
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Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an electrode film, wherein from particles of a polymer binder and particles of Leitruß by premixing a particle mixture is produced, and wherein after addition of a
  • Electrode film is generated.
  • Primary batteries and secondary batteries distinguished. Primary batteries are only functional once, while secondary batteries, also referred to as accumulators, are rechargeable.
  • a battery comprises one or more battery cells.
  • lithium-ion battery cells are used in an accumulator. These are characterized among other things by high energy densities, thermal stability and extremely low self-discharge. Lithium-ion battery cells are used, inter alia, in motor vehicles, in particular in electric vehicles (EV), hybrid vehicles (HEV) and plug-in hybrid electric vehicles (PHEV). Lithium-ion battery cells have a positive electrode, also known as
  • Cathode is called, and a negative electrode, which is also referred to as anode on.
  • the cathode and the anode each include one
  • the active material for the cathode contains, for example, a metal oxide such as Li 2 MnO 3 and an NCM alloy, So an alloy of nickel, cobalt and manganese.
  • the active material for the anode contains, for example, silicon or graphite.
  • lithium atoms are embedded.
  • electrons flow in an external circuit from the anode to the cathode.
  • lithium ions migrate from the anode to the cathode during a discharge process.
  • the lithium ions from the active material of the anode store reversibly, which is also referred to as delithiation.
  • the lithium ions migrate from the cathode to the anode.
  • the lithium ions reversibly store back into the active material of the anode, which is also referred to as lithiation.
  • the electrode material of the electrode film often comprises further materials, in particular an electronic conductive component such as carbon black or graphite, and an ionic conductive component such as, for example, a liquid or solid electrolyte.
  • an electronic conductive component such as carbon black or graphite
  • an ionic conductive component such as, for example, a liquid or solid electrolyte.
  • Stabilization of the electrode material can be used, for example, a polymer binder.
  • the electrode film can be produced in a wet process.
  • the electrode material is first produced as a slurry and applied to the current conductor as a thin layer. After drying the electrode material, the electrode film is formed directly on the current conductor.
  • the electrode film can also be produced in a dry process.
  • the electrode film is produced from the prepared electrode material by rolling or extrusion. Subsequently, the electrode film is applied to the current collector by lamination.
  • Heng Pan (Scientific Reports
  • the electrode material is mixed from dry particles and in a
  • Hot rolling process rolled into an electrode film.
  • a process is proposed for producing an electrode film, wherein particles of a polymer binder and particles of conductive carbon black by premixing a particle mixture is generated, from the particle mixture through
  • Compaction agglomerates are produced, and wherein after addition of an electrochemical active material from the agglomerates by rolling or extrusion of the electrode film is produced.
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • the method is suitable for the production of electrode films for anodes as well as for cathodes.
  • the correspondingly suitable electrochemical active material is selected according to the type of electrode film to be produced.
  • electrochemical active material such as graphite and / or silicon.
  • Electrochemical active material for example NCM, ie an alloy of nickel, cobalt and manganese.
  • the electrochemical active material can be added at various stages of the process.
  • the compaction of the particle mixture corresponds to a pressing of the particles.
  • This process can be carried out for example in a press or in a roll mill.
  • the method according to the invention for example, one from Hosokawa Micron B.V. developed
  • the active material is added to the
  • the active material is thus added simultaneously with the particles of the polymer binder and with the particles of conductive carbon black, and the particle mixture is generated from the particles of the polymer binder, the particles of conductive carbon black and the active material.
  • the active material is added to the particle mixture after premixing the particles.
  • Particulate mixture is thus first generated from the particles of the polymer binder and the particles of conductive soot, and then the active material is added to the particle mixture and mixed with the particle mixture.
  • the active material is added to the agglomerates at a stage after compaction of the particle mixture.
  • the particle mixture is thus first produced from the particles of the polymer binder and the particles of conductive carbon black, and agglomerates are produced from the particle mixture by compaction.
  • the active material is then added to the agglomerates and mixed with the agglomerates.
  • the particle mixture is generated before the compaction.
  • the active material is thus simultaneously with the
  • the particle mixture is generated during compaction.
  • the active material is thus added simultaneously with the particles of the polymer binder and the particles of conductive carbon black, and during compaction the particles of the polymer binder, the particles of conductive carbon black and the active material are mixed to the particle mixture.
  • agglomerates whose size exceeds a predetermined upper limit are comminuted at a stage prior to rolling or extrusion.
  • undershot screened at a stage prior to rolling or extruding.
  • additives and / or a further polymer binder are fed to the particle mixture.
  • the said additives are in particular a
  • Polymer electrolyte, expanded graphite or carbon nanotubes As a further polymer binder, for example PTFE (polytetrafluoroethylene) can be used. In addition, for example, a solvent may also be added.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PTFE polymer binder
  • agglomerates precursors
  • it is sufficient to compact the particle mixtures or to compress them, in particular if the particle mixtures are not to contain PTFE, as is conventional in the press agglomeration.
  • the compressed particle mixtures correspond to classic press agglomerates.
  • suitable manufacturing processes such as described for example in DE 43 45 168 A, or by classifying the agglomerates can be targeted set size distributions of the agglomerates.
  • These agglomerates can be rolled in a nip of a rolling mill under heating to an electrode film.
  • the damage of core-shell particles can be avoided in the compaction by a pressing process of the prior art, for example, in pharmacy is well controlled.
  • a fibrillation process also takes place, through which an ideally homogenized mixture and suitable fibrils and / or nanoparticles are formed in a continuous process. This process comes with very little cleaning effort and thus without significant
  • Residence time depends on the particle size and the particle density, the residence time of the particle mixture can be adjusted during compaction. The result is low quality fluctuations in the agglomerates produced. In particular, an independent of the particle state used materials, grinding pressure and injector pressure results. Long residence times of polymers in jet mills lead to deposits and sticking, which is caused by the
  • the setting and regulation of a stable operating point is particularly in the use of annular gap mills or tablet presses in the
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a method for producing an electrode film according to a first embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a method for producing an electrode film according to a second exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a method for producing an electrode film according to a third exemplary embodiment
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a method for producing an electrode film according to a fourth exemplary embodiment
  • Figure 5 is a schematic representation of a method for producing an electrode film according to a fifth embodiment
  • Figure 6 is a schematic representation of a method for producing an electrode film according to a sixth embodiment.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a method for producing an electrode film 10 according to a first embodiment.
  • pre-mixing 101 of particles of a polymer binder 31 and particles takes place of conductive carbon black 32.
  • Polymer binder 31 is PVDF (polyvinylidene fluoride) in the present case.
  • an addition 102 of an active material 33 takes place.
  • the active material 33 contains graphite and / or silicon.
  • the active material 33 contains NCM, ie an alloy of nickel, cobalt and manganese.
  • a particle mixture is produced which contains particles of polymer binder 31, particles of conductive carbon 32 and active material 33.
  • agglomerates are then produced by compaction.
  • the agglomerates thus contain polymer binder 31, conductive black 32 and active material 33. Addition of the active material 33 to the particle mixture thus takes place prior to compaction 103 of the particle mixture.
  • the agglomerates can have different sizes. Agglomerates of a defined size are especially suitable for the subsequent processing. Therefore, a classification of the agglomerates produced according to their size.
  • crushing 104 of agglomerates whose size exceeds a predetermined upper limit is carried out. This is followed by a screening 105 of agglomerates whose size falls below a predetermined lower limit.
  • the electrode film 10 is then produced by rolling 106 or extrusion 107.
  • the electrode film 10 is brought by cutting 108 to a size suitable for further processing.
  • the current collector 12 is a copper foil.
  • the current conductor 12 is, for example, an aluminum foil. The connection of the cut electrode film 10 to the current conductor 12 takes place here by means of
  • Figure 2 shows a schematic representation of a method for producing an electrode film 10 according to a second embodiment.
  • Additive 40 supplied to the particle mixture are in the present case a polymer electrolyte, expanded graphite and carbon nanotubes.
  • the particles of polymer binder 31 and the particles of conductive black 32 and the addition 102 of active material 33 are fed to another polymer binder 41 of the particle mixture.
  • the further polymer binder 41 is in the present case PTFE
  • a particle mixture which contains particles of polymer binder 31, particles of conductive carbon black 32, active material 33, additives 40 and a further polymer binder 41.
  • the additives 40 and the further polymer binder 41 can also be supplied to a later stage of the particle mixture or else the agglomerates.
  • the generated by compaction 103 Agglomerates thus contain polymer binder 31, conductive black 32, active material 33, additives 40 and a further polymer binder 41.
  • Electrode film 10 the recycling 109 of the agglomerates removed during the screening 105 and the cutting of the electrode film 10 resulting from cutting 108 and the connection of the cut electrode film 10 to the current conductor 12 by means of lamination 110 to produce the electrode 14 then take place as in the first exemplary embodiment above described.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a method for producing an electrode film 10 according to a third exemplary embodiment.
  • the addition 102 of the active material 33 takes place only after the compaction 103 of the particle mixture to the agglomerates.
  • the active material 33 is therefore not added to the particle mixture but to the agglomerates.
  • the particle mixture produced by premixing 101 thus contains no active material 33 prior to compacting 103.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a method for producing an electrode film 10 according to a fourth exemplary embodiment.
  • the fourth exemplary embodiment and the first exemplary embodiment described above will be discussed.
  • the addition 102 of the active material 33 takes place only after premixing
  • the agglomerates produced by compaction 103 contain polymer binder 31, conductive black 32, and active material 33.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a method for producing an electrode film 10 according to a fifth exemplary embodiment.
  • the addition 102 of the active material 33 takes place during the compaction 103 of the particle mixture to the agglomerates.
  • the active material 33 is thus added simultaneously with the compaction 103 of the particle mixture.
  • the particle mixture produced by premixing 101 thus contains before
  • Compaction 103 no active material 33.
  • the agglomerates contain polymer binder 31, conductive black 32 and active material 33.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a method for producing an electrode film 10 according to a sixth exemplary embodiment. The following is only the differences between the sixth
  • the pre-mixing 101 of particles of the polymer binder 31 and particles of conductive black 32 and the addition 102 of the active material 33 take place simultaneously and simultaneously with compaction 103.
  • the particle mixture is thus generated during the compaction 103, and the particles of the polymer binder 31, the particles of Leitruß 32 and the active material 33 are during the
  • a particle mixture which contains particles of polymer binder 31, particles of conductive carbon 32 and active material 33.
  • the agglomerates produced by the compaction 103 thus also contain polymer binder 31, conductive black 32 and active material 33.
  • the remaining steps of comminution 104, screening 105 and rolling 106 or extruding 107 agglomerates, cutting 108 of the electrode film 10, recycling 109 of the agglomerates removed during screening 105 and the cutting of the electrode film 10 and the connection resulting from cutting 108 of the cut electrode film 10 with the current collector 12 by means of lamination 110 for producing the electrode 14 are then carried out as described above in the first embodiment.
  • the production of the agglomerates takes place in two stages. In this case, the particle mixture is first produced by the premixing 101 of the particles, and in a time-sequential step, the compacting 103 of FIG.
  • the production of agglomerates takes place in one stage.
  • the pre-mixing 101 of the particles for producing the particle mixture and the compaction 103 of the particle mixture take place

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Abstract

The invention relates to a method for producing an electrode film (10), wherein a particle mixture is produced from particles of a polymer binder (31) and particles of conductive carbon black (32) by pre-mixing (101), agglomerates are produced from the particle mixture by compacting (103), and, after the addition (102) of an electrochemical active material (33), the electrode film (10) is produced from the agglomerates by rolling (106) or extrusion (107).

Description

Beschreibung  description
Titel title
Verfahren zur Herstellung eines Elektroden fil ms Method for producing an electrode fil ms
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenfilms, wobei aus Partikeln eines Polymerbinders und Partikeln von Leitruß durch Vormischen eine Partikelmischung erzeugt wird, und wobei nach Zugabe eines The invention relates to a method for producing an electrode film, wherein from particles of a polymer binder and particles of Leitruß by premixing a particle mixture is produced, and wherein after addition of a
elektrochemischen Aktivmaterials durch Walzen oder Extrudieren der electrochemical active material by rolling or extruding the
Elektrodenfilm erzeugt wird.  Electrode film is generated.
Stand der Technik Elektrische Energie ist mittels Batterien speicherbar. Batterien wandeln chemische Reaktionsenergie in elektrische Energie um. Hierbei werden PRIOR ART Electrical energy can be stored by means of batteries. Batteries convert chemical reaction energy into electrical energy. Here are
Primärbatterien und Sekundärbatterien unterschieden. Primärbatterien sind nur einmal funktionsfähig, während Sekundärbatterien, die auch als Akkumulator bezeichnet werden, wieder aufladbar sind. Eine Batterie umfasst dabei eine oder mehrere Batteriezellen. Primary batteries and secondary batteries distinguished. Primary batteries are only functional once, while secondary batteries, also referred to as accumulators, are rechargeable. A battery comprises one or more battery cells.
In einem Akkumulator finden insbesondere sogenannte Lithium-Ionen- Batteriezellen Verwendung. Diese zeichnen sich unter anderem durch hohe Energiedichten, thermische Stabilität und eine äußerst geringe Selbstentladung aus. Lithium-Ionen-Batteriezellen kommen unter anderem in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Elektrofahrzeugen (Electric Vehicle, EV), Hybridfahrzeugen (Hybride Electric Vehicle, HEV) sowie Plug-In-Hybridfahrzeugen (Plug-In-Hybride Electric Vehicle, PHEV) zum Einsatz. Lithium-Ionen-Batteriezellen weisen eine positive Elektrode, die auch alsIn particular, so-called lithium-ion battery cells are used in an accumulator. These are characterized among other things by high energy densities, thermal stability and extremely low self-discharge. Lithium-ion battery cells are used, inter alia, in motor vehicles, in particular in electric vehicles (EV), hybrid vehicles (HEV) and plug-in hybrid electric vehicles (PHEV). Lithium-ion battery cells have a positive electrode, also known as
Kathode bezeichnet wird, und eine negative Elektrode, die auch als Anode bezeichnet wird, auf. Die Kathode sowie die Anode umfassen je einen Cathode is called, and a negative electrode, which is also referred to as anode on. The cathode and the anode each include one
Stromableiter, auf den ein Elektrodenfilm aufgebracht ist, welcher ein Current conductor, on which an electrode film is applied, which a
elektrochemisches Aktivmaterial aufweist. Das Aktivmaterial für die Kathode enthält beispielsweise ein Metalloxid wie Li2Mn03 sowie eine NCM-Legierung, also eine Legierung aus Nickel, Cobald und Mangan. Das Aktivmaterial für die Anode enthält beispielsweise Silizium oder Graphit. having electrochemical active material. The active material for the cathode contains, for example, a metal oxide such as Li 2 MnO 3 and an NCM alloy, So an alloy of nickel, cobalt and manganese. The active material for the anode contains, for example, silicon or graphite.
In das Aktivmaterial der Anode sind Lithiumatome eingelagert. Beim Betrieb der Batteriezelle, also bei einem Entladevorgang, fließen Elektronen in einem äußeren Stromkreis von der Anode zur Kathode. Innerhalb der Batteriezelle wandern Lithiumionen bei einem Entladevorgang von der Anode zur Kathode. Dabei lagern die Lithiumionen aus dem Aktivmaterial der Anode reversibel aus, was auch als Delithiierung bezeichnet wird. Bei einem Ladevorgang der In the active material of the anode lithium atoms are embedded. During operation of the battery cell, ie during a discharge process, electrons flow in an external circuit from the anode to the cathode. Within the battery cell, lithium ions migrate from the anode to the cathode during a discharge process. The lithium ions from the active material of the anode store reversibly, which is also referred to as delithiation. When charging the
Batteriezelle wandern die Lithiumionen von der Kathode zu der Anode. Dabei lagern die Lithiumionen wieder in das Aktivmaterial der Anode reversibel ein, was auch als Lithiierung bezeichnet wird. Battery cell, the lithium ions migrate from the cathode to the anode. In this case, the lithium ions reversibly store back into the active material of the anode, which is also referred to as lithiation.
Das Elektrodenmaterial des Elektrodenfilms umfasst neben dem Aktivmaterial oft weitere Materialien, insbesondere eine elektronischen Leitkomponente wie beispielweise Leitruß oder Graphit sowie eine ionische Leitkomponente wie beispielweise einen flüssigen oder festen Elektrolyt. Zur mechanischen In addition to the active material, the electrode material of the electrode film often comprises further materials, in particular an electronic conductive component such as carbon black or graphite, and an ionic conductive component such as, for example, a liquid or solid electrolyte. To the mechanical
Stabilisierung des Elektrodenmaterials kann beispielweise ein Polymerbinder verwendet werden. Stabilization of the electrode material can be used, for example, a polymer binder.
Der Elektrodenfilm kann in einem Nassverfahren hergestellt werden. Dazu wird das Elektrodenmaterial zunächst als Slurry erzeugt und auf den Stromableiter als dünne Schicht aufgebracht. Nach Trocknen des Elektrodenmaterials entsteht der Elektrodenfilm direkt auf dem Stromableiter. The electrode film can be produced in a wet process. For this purpose, the electrode material is first produced as a slurry and applied to the current conductor as a thin layer. After drying the electrode material, the electrode film is formed directly on the current conductor.
Der Elektrodenfilm kann auch in einem Trockenverfahren hergestellt werden. Dazu wird aus dem vorbereiteten Elektrodenmaterial durch Walzen oder Extrudieren der Elektrodenfilm hergestellt. Anschließend wird der Elektrodenfilm durch Laminieren auf den Stromableiter aufgebracht. The electrode film can also be produced in a dry process. For this purpose, the electrode film is produced from the prepared electrode material by rolling or extrusion. Subsequently, the electrode film is applied to the current collector by lamination.
Verfahren zur Herstellung von Elektrodenmaterial sowie von Elektrodenfilmen sind unter anderem aus den Dokumenten US 2015/0061176 AI, Methods for the production of electrode material as well as electrode films are inter alia from the documents US 2015/0061176 AI,
US 2015/0303481 AI, WO 2005/008807 A2, EP 1 644 136 A2, US 2015/0303481 A1, WO 2005/008807 A2, EP 1 644 136 A2,
US 2015/0062779 AI, US 4153661 A, US 4976904 A und DE 43 45 168 AI sowie aus dem Artikel :"Die Agglomeration partikelförmiger Feststoffe in Matrizenpressen" von Claas-Jürgen Klasen; Fortschritt- Berichte VDI, Reihe 3: Verfahrenstechnik, Nr. 220; VDI-Verlag Düsseldorf 1990 bekannt. US 2015/0062779 AI, US 4153661 A, US 4976904 A and DE 43 45 168 AI and from the article: "The agglomeration of particulate solids in Matrizenpressen "by Claas-Jürgen Klasen, Progress Reports VDI, Series 3: Process Engineering, No. 220, VDI-Verlag Dusseldorf 1990 known.
Aus dem Artikel "Solvent-Free Manufacturing of Electrodes for Lithium-ion Batteries von Brandon Ludwig, Zhangfeng Zheng, Wan Shou, Yan Wang undFrom the article "Solvent-Free Manufacturing of Electrodes for Lithium-ion Batteries by Brandon Ludwig, Zhangfeng Zheng, Wan Shou, Yan Wang and
Heng Pan (Scientific Reports | 6:23150 | DOI: 10.1038/srep23150) geht ein Verfahren zur lösemittelfreien Herstellung von Elektroden hervor. Dabei wird das Elektrodenmaterial aus trockenen Partikeln gemischt und in einem Heng Pan (Scientific Reports | 6: 23150 | DOI: 10.1038 / srep23150) describes a process for the solvent-free production of electrodes. In this case, the electrode material is mixed from dry particles and in a
Heißwalzprozess zu einem Elektrodenfilm gewalzt. Hot rolling process rolled into an electrode film.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenfilms vorgeschlagen, wobei aus Partikeln eines Polymerbinders und Partikeln von Leitruß durch Vormischen eine Partikelmischung erzeugt wird, aus der Partikelmischung durchA process is proposed for producing an electrode film, wherein particles of a polymer binder and particles of conductive carbon black by premixing a particle mixture is generated, from the particle mixture through
Kompaktierung Agglomerate erzeugt werden, und wobei nach Zugabe eines elektrochemischen Aktivmaterials aus den Agglomeraten durch Walzen oder Extrudieren der Elektrodenfilm erzeugt wird. Als Polymerbinder wird bevorzugt PVDF (Polyvinylidenfluorid) verwendet. Compaction agglomerates are produced, and wherein after addition of an electrochemical active material from the agglomerates by rolling or extrusion of the electrode film is produced. As the polymer binder, PVDF (polyvinylidene fluoride) is preferably used.
Das Verfahren ist geeignet zur Herstellung von Elektrodenfilmen für Anoden ebenso wie für Kathoden. Das entsprechend geeignete elektrochemische Aktivmaterial wird je nach Art des herzustellenden Elektrodenfilms ausgewählt. Zur Herstellung eines Elektrodenfilms für eine Anode enthält das The method is suitable for the production of electrode films for anodes as well as for cathodes. The correspondingly suitable electrochemical active material is selected according to the type of electrode film to be produced. For producing an electrode film for an anode, the
elektrochemische Aktivmaterial beispielsweise Graphit und/oder Silizium. Zurelectrochemical active material such as graphite and / or silicon. to
Herstellung eines Elektrodenfilms für eine Kathode enthält das elektrochemische Aktivmaterial beispielsweise NCM, also eine Legierung aus Nickel, Kobalt und Mangan. Das elektrochemische Aktivmaterial kann dabei zu verschiedenen Stadien des Verfahrens zugegeben werden. Production of an electrode film for a cathode contains the electrochemical active material, for example NCM, ie an alloy of nickel, cobalt and manganese. The electrochemical active material can be added at various stages of the process.
Die Kompaktierung der Partikelmischung entspricht einem Pressen der Partikel. Dieser Vorgang kann beispielsweise in einer Presse oder in einer Walzenmühle ausgeführt werden. Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich beispielsweise auch ein von Hosokawa Micron B.V. entwickelter The compaction of the particle mixture corresponds to a pressing of the particles. This process can be carried out for example in a press or in a roll mill. For carrying out the method according to the invention, for example, one from Hosokawa Micron B.V. developed
Durchlaufmischer, welcher unter dem Namen "Modulomix" vertrieben wird. Es hat sich gezeigt, dass ein derartiger Durchlaufmischer, der für die Continuous mixer, which is sold under the name "Modulomix". It has been shown that such a continuous mixer, which for the
Pharmaindustrie entwickelt wurde, auch zur Herstellung von Elektrodenfilmen mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhaft verwendet werden kann. Pharmaceutical industry has been developed, can also be advantageously used for the production of electrode films by the method according to the invention.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das Aktivmaterial zu der Partikelmischung in einem Stadium vor der Kompaktierung der According to an advantageous embodiment of the method, the active material to the particle mixture in a stage prior to the compaction of
Partikelmischung zugegeben. Das Aktivmaterial ist somit bereits in der Particle mixture added. The active material is thus already in the
Partikelmischung enthalten, bevor aus der Partikelmischung durch Contain particle mixture before passing out of the particle mixture
Kompaktierung Agglomerate erzeugt werden. Compaction agglomerates are generated.
Gemäß einer möglichen Variante wird das Aktivmaterial dabei zu der According to one possible variant, the active material is added to the
Partikelmischung während des Vormischens der Partikel zugegeben. Das Aktivmaterial wird also gleichzeitig mit den Partikeln des Polymerbinders und mit den Partikeln von Leitruß zugegeben, und die Partikelmischung wird aus den Partikeln des Polymerbinders, den Partikeln von Leitruß und dem Aktivmaterial erzeugt. Particle mixture added during premixing of the particles. The active material is thus added simultaneously with the particles of the polymer binder and with the particles of conductive carbon black, and the particle mixture is generated from the particles of the polymer binder, the particles of conductive carbon black and the active material.
Gemäß einer anderen möglichen Variante wird das Aktivmaterial dabei zu der Partikelmischung nach dem Vormischen der Partikel zugegeben. Die According to another possible variant, the active material is added to the particle mixture after premixing the particles. The
Partikelmischung wird also zunächst aus den Partikeln des Polymerbinders und den Partikeln von Leitruß erzeugt, und danach wird das Aktivmaterial zu der Partikelmischung zugegeben und mit der Partikelmischung vermischt. Particulate mixture is thus first generated from the particles of the polymer binder and the particles of conductive soot, and then the active material is added to the particle mixture and mixed with the particle mixture.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das Aktivmaterial zu den Agglomeraten in einem Stadium nach der Kompaktierung der Partikelmischung zugegeben. Die Partikelmischung wird also zunächst aus den Partikeln des Polymerbinders und den Partikeln von Leitruß erzeugt, und aus der Partikelmischung werden durch Kompaktierung Agglomerate erzeugt. Das Aktivmaterial wird dann den Agglomeraten zugegeben und mit den Agglomeraten vermischt. According to a further advantageous embodiment of the method, the active material is added to the agglomerates at a stage after compaction of the particle mixture. The particle mixture is thus first produced from the particles of the polymer binder and the particles of conductive carbon black, and agglomerates are produced from the particle mixture by compaction. The active material is then added to the agglomerates and mixed with the agglomerates.
Gemäß noch einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird das According to yet another advantageous embodiment of the method, the
Aktivmaterial zu der Partikelmischung in einem Stadium während der Active material to the particle mixture in a stage during the
Kompaktierung der Partikelmischung zugegeben. Das Aktivmaterial ist somit in der Partikelmischung enthalten, während aus der Partikelmischung durch Compaction of the particle mixture added. The active material is thus in of the particle mixture while passing out of the particle mixture
Kompaktierung Agglomerate erzeugt werden. Compaction agglomerates are generated.
Gemäß einer möglichen Variante wird die Partikelmischung dabei vor der Kompaktierung erzeugt. Das Aktivmaterial wird also gleichzeitig mit der According to a possible variant, the particle mixture is generated before the compaction. The active material is thus simultaneously with the
Partikelmischung zugegeben, und während der Kompaktierung wird das Added particle mixture, and during the compaction is the
Aktivmaterial mit der Partikelmischung vermischt. Active material mixed with the particle mixture.
Gemäß einer anderen möglichen Variante wird die Partikelmischung dabei während der Kompaktierung erzeugt. Das Aktivmaterial wird also gleichzeitig mit den Partikeln des Polymerbinders und den Partikeln von Leitruß zugegeben, und während der Kompaktierung werden die Partikel des Polymerbinders, die Partikel von Leitruß und das Aktivmaterial zu der Partikelmischung vermischt. According to another possible variant, the particle mixture is generated during compaction. The active material is thus added simultaneously with the particles of the polymer binder and the particles of conductive carbon black, and during compaction the particles of the polymer binder, the particles of conductive carbon black and the active material are mixed to the particle mixture.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden Agglomerate, deren Größe einen vorgegebenen oberen Grenzwert überschreitet, in einem Stadium vor dem Walzen oder dem Extrudieren zerkleinert. According to an advantageous development of the method, agglomerates whose size exceeds a predetermined upper limit are comminuted at a stage prior to rolling or extrusion.
Gemäß noch einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden According to yet another advantageous embodiment of the method
Agglomerate, deren Größe einen vorgegebenen unteren Grenzwert Agglomerates whose size is a predetermined lower limit
unterschreitet, in einem Stadium vor dem Walzen oder dem Extrudieren ausgesiebt. undershot, screened at a stage prior to rolling or extruding.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden Additive und/oder ein weiterer Polymerbinder der Partikelmischung zugeführt. Bei den besagten Additiven handelt es sich insbesondere um einen According to a further advantageous development of the method, additives and / or a further polymer binder are fed to the particle mixture. The said additives are in particular a
Polymerelektrolyt, expandierten Graphit oder Kohlenstoffnanoröhren. Als weiterer Polymerbinder kann beispielsweise PTFE (Polytetrafluorethylen) verwendet werden. Zusätzlich kann auch beispielsweise noch ein Lösungsmittel zugegeben werden. Polymer electrolyte, expanded graphite or carbon nanotubes. As a further polymer binder, for example PTFE (polytetrafluoroethylene) can be used. In addition, for example, a solvent may also be added.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Der Einsatz von PTFE als Polymerbinder zur Herstellung von Agglomeraten (Precursoren) zur Weiterverarbeitung ist möglich, aber nicht notwendig. Überraschend hat sich gezeigt, dass es ausreichend ist, die Partikelmischungen zu kompaktieren, beziehungsweise zu verpressen, insbesondere, wenn die Partikelmischungen kein PTFE enthalten sollen, wie dies klassisch in der Pressaglomeration erfolgt. Die verpressten Partikelmischungen entsprechen dabei klassischen Pressaglomeraten. Durch geeignete Herstellprozesse wie beispielsweise in der DE 43 45 168 A beschrieben, oder durch Klassieren der Agglomerate lassen sich gezielt Größenverteilungen der Agglomerate einstellen. Diese Agglomerate lassen sich in einem Walzenspalt eines Walzwerkes unter Erwärmung zu einem Elektrodenfilm walzen. The use of PTFE as polymer binder for the production of agglomerates (precursors) for further processing is possible, but not necessary. It has surprisingly been found that it is sufficient to compact the particle mixtures or to compress them, in particular if the particle mixtures are not to contain PTFE, as is conventional in the press agglomeration. The compressed particle mixtures correspond to classic press agglomerates. By suitable manufacturing processes such as described for example in DE 43 45 168 A, or by classifying the agglomerates can be targeted set size distributions of the agglomerates. These agglomerates can be rolled in a nip of a rolling mill under heating to an electrode film.
Die Beschädigung von Core-Shell Partikeln lässt sich bei der Kompaktierung durch einen Pressvorgang der nach Stand der Technik beispielsweise in der Pharmazie gut beherrscht wird vermeiden. Während der Kompaktierung der Partikelmischung findet auch ein Fibrillierungsprozess statt, durch welchen eine ideal homogenisierte Mischung und geeignete Fibrillen und/oder Nanopartikel in einem kontinuierlichen Prozess entstehen. Dieser Prozess kommt mit sehr geringem Reinigungsaufwand und damit ohne wesentliche The damage of core-shell particles can be avoided in the compaction by a pressing process of the prior art, for example, in pharmacy is well controlled. During the compaction of the particle mixture, a fibrillation process also takes place, through which an ideally homogenized mixture and suitable fibrils and / or nanoparticles are formed in a continuous process. This process comes with very little cleaning effort and thus without significant
Produktionsunterbrechung aus. Production shutdown off.
Im Gegensatz zur statistischen Verweilzeit in einer Strahlmühle, wo die In contrast to the statistical residence time in a jet mill, where the
Verweilzeit von der Partikelgröße und der Partikeldichte abhängt, kann die Verweilzeit der Partikelmischung während der Kompaktierung eingestellt werden. Ergebnis sind geringe Qualitätsschwankungen bei den erzeugten Agglomeraten. Insbesondere ergibt sich eine Unabhängig von dem Partikelzustand eingesetzter Materialen, Mahldruck und Injektordruck. Lange Verweilzeiten von Polymeren in Strahlmühlen führen zu Ablagerungen und Verkleben, was durch das Residence time depends on the particle size and the particle density, the residence time of the particle mixture can be adjusted during compaction. The result is low quality fluctuations in the agglomerates produced. In particular, an independent of the particle state used materials, grinding pressure and injector pressure results. Long residence times of polymers in jet mills lead to deposits and sticking, which is caused by the
erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft vermieden ist. inventive method is advantageously avoided.
Das Einstellen und Regeln eines stabilen Betriebspunktes wird insbesondere bei der Verwendung von Ringspaltmühlen oder Tablettenpressen bei der The setting and regulation of a stable operating point is particularly in the use of annular gap mills or tablet presses in the
Kompaktierung zur Erzeugung der Agglomerate wesentlich erleichtert. Auch ist das Anfahren des Prozesses zu einem stabilen Betriebspunkte nach Compaction to produce the agglomerates much easier. Also, starting up the process to a stable operating point is after
Stillstandszeiten erleichtert. Downtimes made easier.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Brief description of the drawings Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings and the description below.
Es zeigen: Show it:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenfilms gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels, 1 shows a schematic representation of a method for producing an electrode film according to a first embodiment,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenfilms gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels, FIG. 2 shows a schematic representation of a method for producing an electrode film according to a second exemplary embodiment,
Figur 3 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenfilms gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels, FIG. 3 shows a schematic representation of a method for producing an electrode film according to a third exemplary embodiment,
Figur 4 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenfilms gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels, 4 shows a schematic representation of a method for producing an electrode film according to a fourth exemplary embodiment,
Figur 5 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenfilms gemäß eines fünften Ausführungsbeispiels und Figure 5 is a schematic representation of a method for producing an electrode film according to a fifth embodiment and
Figur 6 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenfilms gemäß eines sechsten Ausführungsbeispiels. Figure 6 is a schematic representation of a method for producing an electrode film according to a sixth embodiment.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar. In the following description of the embodiments of the invention, the same or similar elements are denoted by the same reference numerals, wherein a repeated description of these elements is dispensed with in individual cases. The figures illustrate the subject matter of the invention only schematically.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenfilms 10 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels. Zunächst erfolgt ein Vormischen 101 von Partikeln eines Polymerbinders 31 und Partikeln von Leitruß 32. Bei dem Polymerbinder 31 handelt es sich vorliegend um PVDF (Polyvinylidenfluorid). Figure 1 shows a schematic representation of a method for producing an electrode film 10 according to a first embodiment. First, pre-mixing 101 of particles of a polymer binder 31 and particles takes place of conductive carbon black 32. Polymer binder 31 is PVDF (polyvinylidene fluoride) in the present case.
Gleichzeitig, also während des Vormischens 101 der besagten Partikel, erfolgt eine Zugabe 102 eines Aktivmaterials 33. Zur Herstellung eines Elektrodenfilms 10 für eine Anode enthält das Aktivmaterial 33 Graphit und/oder Silizium. Zur Herstellung eines Elektrodenfilms 10 für eine Kathode enthält das Aktivmaterial 33 NCM, also eine Legierung aus Nickel, Cobald und Mangan. Somit wird eine Partikelmischung erzeugt, welche Partikel des Polymerbinders 31, Partikel von Leitruß 32 und Aktivmaterial 33 enthält. At the same time, that is to say during premixing 101 of the said particles, an addition 102 of an active material 33 takes place. To produce an electrode film 10 for an anode, the active material 33 contains graphite and / or silicon. To produce an electrode film 10 for a cathode, the active material 33 contains NCM, ie an alloy of nickel, cobalt and manganese. Thus, a particle mixture is produced which contains particles of polymer binder 31, particles of conductive carbon 32 and active material 33.
Aus der Partikelmischung werden anschließend durch Kompaktierung 103 Agglomerate erzeugt. Die Agglomerate enthalten somit Polymerbinder 31, Leitruß 32 und Aktivmaterial 33. Die Zugabe 102 des Aktivmaterials 33 zu der Partikelmischung erfolgt somit vor der Kompaktierung 103 der Partikelmischung. From the particle mixture 103 agglomerates are then produced by compaction. The agglomerates thus contain polymer binder 31, conductive black 32 and active material 33. Addition of the active material 33 to the particle mixture thus takes place prior to compaction 103 of the particle mixture.
Die Agglomerate können dabei verschiedene Größen aufweisen. Für die nachfolgende Bearbeitung eignen sich vor allem Agglomerate mit einer definierten Größe. Daher erfolgt eine Klassierung der erzeugten Agglomerate nach ihrer Größe. The agglomerates can have different sizes. Agglomerates of a defined size are especially suitable for the subsequent processing. Therefore, a classification of the agglomerates produced according to their size.
Zunächst erfolgt eine Zerkleinerung 104 von Agglomeraten, deren Größe einen vorgegebenen oberen Grenzwert überschreitet. Anschließend erfolgt eine Aussiebung 105 von Agglomeraten, deren Größe einen vorgegebenen unteren Grenzwert unterschreitet. First, crushing 104 of agglomerates whose size exceeds a predetermined upper limit is carried out. This is followed by a screening 105 of agglomerates whose size falls below a predetermined lower limit.
Aus den verbleibenden Agglomeraten, deren Größe zwischen dem unteren Grenzwert und dem oberen Grenzwert liegt, wird anschließend durch Walzen 106 oder Extrudieren 107 der Elektrodenfilm 10 erzeugt. Der Elektrodenfilm 10 wird dabei durch Schneiden 108 auf eine für die weitere Verarbeitung passende Größe gebracht. From the remaining agglomerates whose size is between the lower limit and the upper limit, the electrode film 10 is then produced by rolling 106 or extrusion 107. The electrode film 10 is brought by cutting 108 to a size suitable for further processing.
Agglomerate, welche bei der Aussiebung 105 entfernt werden sowie Verschnitt des Elektrodenfilms 10, welcher beim Schneiden 108 entsteht, werden zurückgeführt und mit den durch Kompaktierung 103 erzeugten Agglomeraten gemischt. Es erfolgt also ein Recycling 109 der bei der Aussiebung 105 entfernten Agglomerate und des beim Schneiden 108 entstehenden Verschnitts des Elektrodenfilms 10. Der geschnittene Elektrodenfilm 10 wird anschließend mit einem metallischenAgglomerates, which are removed during the screening 105 and waste of the electrode film 10, which is formed during cutting 108, are recycled and with the agglomerates produced by compaction 103 mixed. Thus, a recycling 109 of the agglomerates removed during the screening 105 and of the cutting of the electrode film 10 resulting from cutting 108 takes place. The cut electrode film 10 is subsequently metallized
Stromableiter 12 zu einer Elektrode 14 verbunden. Bei der Herstellung einer Anode handelt es sich dem Stromableiter 12 beispielsweise um eine Kupferfolie. Bei der Herstellung einer Kathode handelt es sich dem Stromableiter 12 beispielsweise um eine Aluminiumfolie. Die Verbindung des geschnittenen Elektrodenfilms 10 mit dem Stromableiter 12 erfolgt dabei vorliegend mittelsCurrent conductor 12 connected to an electrode 14. For example, in the manufacture of an anode, the current collector 12 is a copper foil. In the manufacture of a cathode, the current conductor 12 is, for example, an aluminum foil. The connection of the cut electrode film 10 to the current conductor 12 takes place here by means of
Laminierung 110. Lamination 110.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenfilms 10 gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels. Im Figure 2 shows a schematic representation of a method for producing an electrode film 10 according to a second embodiment. in the
Folgenden wird dabei lediglich auf die Unterschiede zwischen dem zweitenThe following is merely the differences between the second
Ausführungsbeispiel und dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel eingegangen. Embodiment and the first embodiment described above received.
Während des Vormischens 101 der Partikel des Polymerbinders 31 und der Partikel von Leitruß 32 und der Zugabe 102 des Aktivmaterials 33 werdenDuring premixing 101, the particles of polymer binder 31 and the particles of conductive black 32 and the addition 102 of active material 33 become
Additive 40 der Partikelmischung zugeführt. Bei den besagten Additiven handelt es sich vorliegend um einen Polymerelektrolyt, expandierten Graphit sowie Kohlenstoffnanoröhren. Additive 40 supplied to the particle mixture. The said additives are in the present case a polymer electrolyte, expanded graphite and carbon nanotubes.
Ebenso wird während des Vormischens 101 der Partikel des Polymerbinders 31 und der Partikel von Leitruß 32 und der Zugabe 102 des Aktivmaterials 33 ein weiterer Polymerbinder 41 der Partikelmischung zugeführt. Bei dem weiteren Polymerbinder 41 handelt es sich dabei vorliegend um PTFE Likewise, during premixing 101, the particles of polymer binder 31 and the particles of conductive black 32 and the addition 102 of active material 33 are fed to another polymer binder 41 of the particle mixture. The further polymer binder 41 is in the present case PTFE
(Polytetrafluorethylen). (Polytetrafluoroethylene).
Somit wird eine Partikelmischung erzeugt, welche Partikel des Polymerbinders 31, Partikel von Leitruß 32, Aktivmaterial 33, Additive 40 und einen weiteren Polymerbinder 41 enthält. Die Additive 40 sowie der weitere Polymerbinder 41 können auch zu einem späteren Stadium der Partikelmischung oder auch den Agglomeraten zugeführt werden. Die durch Kompaktierung 103 erzeugten Agglomerate enthalten somit Polymerbinder 31, Leitruß 32, Aktivmaterial 33, Additive 40 und einen weiteren Polymerbinder 41. Thus, a particle mixture is produced which contains particles of polymer binder 31, particles of conductive carbon black 32, active material 33, additives 40 and a further polymer binder 41. The additives 40 and the further polymer binder 41 can also be supplied to a later stage of the particle mixture or else the agglomerates. The generated by compaction 103 Agglomerates thus contain polymer binder 31, conductive black 32, active material 33, additives 40 and a further polymer binder 41.
Die verbleibenden Schritte der Zerkleinerung 104, der Aussiebung 105 und des Walzens 106 oder Extrudierens 107 von Agglomeraten, des Schneidens 108 desThe remaining steps of comminution 104, screening 105 and rolling 106 or extruding 107 agglomerates, cutting 108 of
Elektrodenfilms 10, des Recyclings 109 der bei der Aussiebung 105 entfernten Agglomerate und des beim Schneiden 108 entstehenden Verschnitts des Elektrodenfilms 10 sowie der Verbindung des geschnittenen Elektrodenfilms 10 mit dem Stromableiter 12 mittels Laminierung 110 zur Herstellung der Elektrode 14 erfolgen anschließend wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel oben beschrieben. Electrode film 10, the recycling 109 of the agglomerates removed during the screening 105 and the cutting of the electrode film 10 resulting from cutting 108 and the connection of the cut electrode film 10 to the current conductor 12 by means of lamination 110 to produce the electrode 14 then take place as in the first exemplary embodiment above described.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenfilms 10 gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels. Im FIG. 3 shows a schematic representation of a method for producing an electrode film 10 according to a third exemplary embodiment. in the
Folgenden wird dabei lediglich auf die Unterschiede zwischen dem drittenThe following is merely the differences between the third
Ausführungsbeispiel und dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel eingegangen. Embodiment and the first embodiment described above received.
Die Zugabe 102 des Aktivmaterials 33 erfolgt dabei erst nach der Kompaktierung 103 der Partikelmischung zu den Agglomeraten. Das Aktivmaterial 33 wird also nicht der Partikelmischung sondern den Agglomeraten zugegeben. Die durch Vormischen 101 erzeugte Partikelmischung enthält somit vor der Kompaktierung 103 kein Aktivmaterial 33. Die verbleibenden Schritte der Zerkleinerung 104, der Aussiebung 105 und desThe addition 102 of the active material 33 takes place only after the compaction 103 of the particle mixture to the agglomerates. The active material 33 is therefore not added to the particle mixture but to the agglomerates. The particle mixture produced by premixing 101 thus contains no active material 33 prior to compacting 103. The remaining steps of comminution 104, the screening 105 and the
Walzens 106 oder Extrudierens 107 von Agglomeraten, des Schneidens 108 des Elektrodenfilms 10, des Recyclings 109 der bei der Aussiebung 105 entfernten Agglomerate und des beim Schneiden 108 entstehenden Verschnitts des Elektrodenfilms 10 sowie der Verbindung des geschnittenen Elektrodenfilms 10 mit dem Stromableiter 12 mittels Laminierung 110 zur Herstellung der ElektrodeRolling 106 or extruding 107 agglomerates, cutting 108 of the electrode film 10, recycling 109 of the agglomerates removed during screening 105 and the cutting of the electrode film 10 resulting from cutting 108 and the connection of the cut electrode film 10 to the current conductor 12 by means of lamination 110 Production of the electrode
14 erfolgen anschließend wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel oben beschrieben. 14 are then carried out as described above in the first embodiment.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenfilms 10 gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels. Im Folgenden wird dabei lediglich auf die Unterschiede zwischen dem vierten Ausführungsbeispiel und dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel eingegangen. Die Zugabe 102 des Aktivmaterials 33 erfolgt dabei erst nach dem VormischenFIG. 4 shows a schematic representation of a method for producing an electrode film 10 according to a fourth exemplary embodiment. in the In the following, only the differences between the fourth exemplary embodiment and the first exemplary embodiment described above will be discussed. The addition 102 of the active material 33 takes place only after premixing
101 der Partikel des Polymerbinders 31 und der Partikeln von Leitruß 32 zu der Partikelmischung. Die Zugabe 102 des Aktivmaterials 33 erfolgt aber vor der Kompaktierung 103 der Partikelmischung zu den Agglomeraten. Somit enthalten die durch die Kompaktierung 103 erzeugten Agglomerate Polymerbinder 31, Leitruß 32 und Aktivmaterial 33. 101 of the particles of the polymer binder 31 and the particles of Leitruß 32 to the particle mixture. However, the addition 102 of the active material 33 takes place before the compaction 103 of the particle mixture to the agglomerates. Thus, the agglomerates produced by compaction 103 contain polymer binder 31, conductive black 32, and active material 33.
Die verbleibenden Schritte der Zerkleinerung 104, der Aussiebung 105 und des Walzens 106 oder Extrudierens 107 von Agglomeraten, des Schneidens 108 des Elektrodenfilms 10, des Recyclings 109 der bei der Aussiebung 105 entfernten Agglomerate und des beim Schneiden 108 entstehenden Verschnitts des Elektrodenfilms 10 sowie der Verbindung des geschnittenen Elektrodenfilms 10 mit dem Stromableiter 12 mittels Laminierung 110 zur Herstellung der Elektrode 14 erfolgen anschließend wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel oben beschrieben. The remaining steps of comminution 104, screening 105 and rolling 106 or extruding 107 agglomerates, cutting 108 of the electrode film 10, recycling 109 of the agglomerates removed during screening 105 and the cutting of the electrode film 10 and the connection resulting from cutting 108 of the cut electrode film 10 with the current collector 12 by means of lamination 110 for producing the electrode 14 are then carried out as described above in the first embodiment.
Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenfilms 10 gemäß eines fünften Ausführungsbeispiels. Im FIG. 5 shows a schematic representation of a method for producing an electrode film 10 according to a fifth exemplary embodiment. in the
Folgenden wird dabei lediglich auf die Unterschiede zwischen dem fünften Ausführungsbeispiel und dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel eingegangen. In the following, only the differences between the fifth exemplary embodiment and the first exemplary embodiment described above will be discussed.
Die Zugabe 102 des Aktivmaterials 33 erfolgt dabei während der Kompaktierung 103 der Partikelmischung zu den Agglomeraten. Das Aktivmaterial 33 wird also gleichzeitig mit der Kompaktierung 103 der Partikelmischung zugegeben. Die durch Vormischen 101 erzeugte Partikelmischung enthält somit vor der The addition 102 of the active material 33 takes place during the compaction 103 of the particle mixture to the agglomerates. The active material 33 is thus added simultaneously with the compaction 103 of the particle mixture. The particle mixture produced by premixing 101 thus contains before
Kompaktierung 103 kein Aktivmaterial 33. Die Agglomerate enthalten jedoch Polymerbinder 31, Leitruß 32 und Aktivmaterial 33. Compaction 103 no active material 33. However, the agglomerates contain polymer binder 31, conductive black 32 and active material 33.
Die verbleibenden Schritte der Zerkleinerung 104, der Aussiebung 105 und des Walzens 106 oder Extrudierens 107 von Agglomeraten, des Schneidens 108 des Elektrodenfilms 10, des Recyclings 109 der bei der Aussiebung 105 entfernten Agglomerate und des beim Schneiden 108 entstehenden Verschnitts des Elektrodenfilms 10 sowie der Verbindung des geschnittenen Elektrodenfilms 10 mit dem Stromableiter 12 mittels Laminierung 110 zur Herstellung der Elektrode 14 erfolgen anschließend wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel oben beschrieben. The remaining steps of comminution 104, screening 105 and rolling 106 or extruding 107 agglomerates, cutting 108 of Electrode film 10, the recycling 109 of the agglomerates removed during the screening 105 and the cutting of the electrode film 10 resulting from cutting 108 and the connection of the cut electrode film 10 to the current conductor 12 by means of lamination 110 to produce the electrode 14 then take place as in the first embodiment above described.
Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Elektrodenfilms 10 gemäß eines sechsten Ausführungsbeispiels. Im Folgenden wird dabei lediglich auf die Unterschiede zwischen dem sechstenFIG. 6 shows a schematic representation of a method for producing an electrode film 10 according to a sixth exemplary embodiment. The following is only the differences between the sixth
Ausführungsbeispiel und dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel eingegangen. Embodiment and the first embodiment described above received.
Das Vormischen 101 von Partikeln des Polymerbinders 31 und Partikeln von Leitruß 32 und die Zugabe 102 des Aktivmaterials 33 finden gleichzeitig und zeitgleich mit Kompaktierung 103 statt. Die Partikelmischung wird also während der Kompaktierung 103 erzeugt, und die Partikel des Polymerbinders 31, die Partikel von Leitruß 32 und das Aktivmaterial 33 werden während der The pre-mixing 101 of particles of the polymer binder 31 and particles of conductive black 32 and the addition 102 of the active material 33 take place simultaneously and simultaneously with compaction 103. The particle mixture is thus generated during the compaction 103, and the particles of the polymer binder 31, the particles of Leitruß 32 and the active material 33 are during the
Kompaktierung 103 zu der Partikelmischung vermischt. Compaction 103 mixed to the particle mixture.
Somit wird eine Partikelmischung erzeugt, welche Partikel des Polymerbinders 31, Partikel von Leitruß 32 und Aktivmaterial 33 enthält. Auch die durch die Kompaktierung 103 erzeugten Agglomerate enthalten somit Polymerbinder 31, Leitruß 32 und Aktivmaterial 33. Thus, a particle mixture is produced which contains particles of polymer binder 31, particles of conductive carbon 32 and active material 33. The agglomerates produced by the compaction 103 thus also contain polymer binder 31, conductive black 32 and active material 33.
Die verbleibenden Schritte der Zerkleinerung 104, der Aussiebung 105 und des Walzens 106 oder Extrudierens 107 von Agglomeraten, des Schneidens 108 des Elektrodenfilms 10, des Recyclings 109 der bei der Aussiebung 105 entfernten Agglomerate und des beim Schneiden 108 entstehenden Verschnitts des Elektrodenfilms 10 sowie der Verbindung des geschnittenen Elektrodenfilms 10 mit dem Stromableiter 12 mittels Laminierung 110 zur Herstellung der Elektrode 14 erfolgen anschließend wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel oben beschrieben. Bei dem ersten, zweiten, dritten vierten und fünften Ausführungsbeispiel erfolgt die Herstellung der Agglomerate zweistufig. Dabei wird zunächst durch das Vormischen 101 der Partikel die Partikelmischung erzeugt, und in einem zeitlich nachfolgenden Schritt werden durch die Kompaktierung 103 der The remaining steps of comminution 104, screening 105 and rolling 106 or extruding 107 agglomerates, cutting 108 of the electrode film 10, recycling 109 of the agglomerates removed during screening 105 and the cutting of the electrode film 10 and the connection resulting from cutting 108 of the cut electrode film 10 with the current collector 12 by means of lamination 110 for producing the electrode 14 are then carried out as described above in the first embodiment. In the first, second, third, fourth and fifth embodiments, the production of the agglomerates takes place in two stages. In this case, the particle mixture is first produced by the premixing 101 of the particles, and in a time-sequential step, the compacting 103 of FIG
Partikelmischung die Agglomerate erzeugt. Particle mixture which produces agglomerates.
Bei dem sechsten Ausführungsbeispiel erfolgt die Herstellung der Agglomerate einstufig. Dabei finden das Vormischen 101 der Partikel zur Erzeugung der Partikelmischung und die Kompaktierung 103 der Partikelmischung zur In the sixth embodiment, the production of agglomerates takes place in one stage. In this case, the pre-mixing 101 of the particles for producing the particle mixture and the compaction 103 of the particle mixture take place
Erzeugung der Agglomerate gleichzeitig statt. Generation of agglomerates simultaneously.
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen. The invention is not limited to the embodiments described herein and the aspects highlighted therein. Rather, within the scope given by the claims a variety of modifications are possible, which are within the scope of expert action.

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung eines Elektrodenfilms (10), wobei A process for producing an electrode film (10), wherein
aus Partikeln eines Polymerbinders (31) und Partikeln von Leitruß (32) durch Vormischen (101) eine Partikelmischung erzeugt wird, aus der Partikelmischung durch Kompaktierung (103) Agglomerate erzeugt werden, und wobei  from particles of a polymer binder (31) and particles of Leitruß (32) by premixing (101) a particle mixture is generated from the particle mixture by compaction (103) agglomerates are generated, and wherein
nach Zugabe (102) eines elektrochemischen Aktivmaterials (33) aus den Agglomeraten durch Walzen (106) oder Extrudieren (107) der after adding (102) an electrochemical active material (33) from the agglomerates by rolling (106) or extruding (107)
Elektrodenfilm (10) erzeugt wird. Electrode film (10) is generated.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei 2. The method of claim 1, wherein
die Zugabe (102) des Aktivmaterials (33) zu der Partikelmischung vor der Kompaktierung (103) der Partikelmischung erfolgt.  adding (102) the active material (33) to the particle mixture prior to compaction (103) of the particle mixture.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei 3. The method of claim 2, wherein
die Zugabe (102) des Aktivmaterials (33) zu der Partikelmischung während des Vormischens (101) der Partikel erfolgt.  adding (102) the active material (33) to the particle mixture during premixing (101) of the particles.
4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei 4. The method of claim 2, wherein
die Zugabe (102) des Aktivmaterials (33) zu der Partikelmischung nach dem Vormischen (101) der Partikel erfolgt.  adding (102) the active material (33) to the particle mixture after premixing (101) the particles.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei 5. The method of claim 1, wherein
die Zugabe (102) des Aktivmaterials (33) zu den Agglomeraten nach der Kompaktierung (103) der Partikelmischung erfolgt.  adding (102) the active material (33) to the agglomerates after compaction (103) of the particle mixture.
6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei 6. The method of claim 1, wherein
die Zugabe (102) des Aktivmaterials (33) zu der Partikelmischung während der Kompaktierung (103) der Partikelmischung erfolgt.  adding (102) the active material (33) to the particle mixture during compaction (103) of the particle mixture.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei 7. The method of claim 6, wherein
die Partikelmischung vor der Kompaktierung (103) erzeugt wird. the particle mixture is generated prior to compaction (103).
8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei 8. The method of claim 6, wherein
die Partikelmischung während der Kompaktierung (103) erzeugt wird.  the particle mixture is generated during compaction (103).
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei 9. The method according to any one of the preceding claims, wherein
eine Zerkleinerung (104) von Agglomeraten, deren Größe einen vorgegebenen oberen Grenzwert überschreitet, erfolgt.  comminution (104) of agglomerates whose size exceeds a predetermined upper limit occurs.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei 10. The method according to any one of the preceding claims, wherein
eine Aussiebung (105) von Agglomerate, deren Größe einen vorgegebenen unteren Grenzwert unterschreitet, erfolgt.  a sieving (105) of agglomerates, whose size falls below a predetermined lower limit takes place.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei 11. The method according to any one of the preceding claims, wherein
Additive (40), insbesondere ein Polymerelektrolyt, expandierter Graphit, Kohlenstoffnanoröhren und/oder ein weiterer Polymerbinder (41) der Partikelmischung zugeführt werden.  Additives (40), in particular a polymer electrolyte, expanded graphite, carbon nanotubes and / or another polymer binder (41) are supplied to the particle mixture.
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