DE102017209960A1

DE102017209960A1 - Method for producing an electrode, in particular for a battery

Info

Publication number: DE102017209960A1
Application number: DE102017209960.7A
Authority: DE
Inventors: Harald Bauer; Armin Glock; Erhard Hirth
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2017-06-13
Filing date: 2017-06-13
Publication date: 2018-12-13

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Verfahrensschritte aufweist:a) Bereitstellen eines Streckgitters (10), wobei das Streckgitter (10) ungestreckt ist oder wobei das Streckgitter (10) teilweise aber unvollständig gestreckt ist;b) Beschichten des Streckgitters (10) mit einem Elektrodenmaterial (20); undc) Verpressen einer in Verfahrensschritt b) erhaltenen Schichtstruktur derart, dass sich das Streckgitter (10) streckt.The present invention relates to a method for producing an electrode, characterized in that the method comprises the steps of: a) providing a stretched grid (10), wherein the expanded grid (10) is unstretched or wherein the expanded grid (10) is partially but incompletely stretched b) coating the expanded metal mesh (10) with an electrode material (20); and c) pressing a layer structure obtained in step b) such that the expanded metal (10) stretches.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Herstellen einer Batterieelektrode.The present invention relates to a method of manufacturing an electrode. In particular, the present invention relates to a method of manufacturing a battery electrode.

Stand der TechnikState of the art

Verschiedenste Batterien, wie etwa Lithium-basierte Energiespeicher beziehungsweise Lithium-Ionen-Batterien, sind aus dem heutigen Leben kaum noch wegzudenken. Anwendungsgebiete umfassen neben vollkommen elektrisch angetriebenen Fahrzeugen oder Hybridfahrzeugen ferner elektrische Werkzeuge, elektrische Unterhaltungselektronik, Computer, Mobiltelefone und weitere Anwendungen. Derartige Batterien weisen dabei Elektroden auf, die insbesondere aus einem auf einen Stromableiter aufgetragenen Aktivmaterial aufgebaut sind.Various batteries, such as lithium-based energy storage or lithium-ion batteries, are indispensable in today's life. Areas of application include fully electrically powered vehicles or hybrid vehicles, as well as electrical tools, electrical entertainment electronics, computers, mobile phones, and other applications. Such batteries have electrodes, which are constructed, in particular, of an active material applied to a current conductor.

Um Elektroden, insbesondere für Batterien, wie beispielsweise für Lithium-Ionen-Batterien, zu erzeugen, sind verschiedene Verfahren bekannt.In order to produce electrodes, in particular for batteries, such as for lithium-ion batteries, various methods are known.

Beispielsweise ist es bekannt, ein sogenanntes Slurry-Verfahren anzuwenden. Bei einem derartigen Verfahren werden die nassen, also mit Lösungsmittel versehenen, Elektrodenmassen flüssig beispielsweise für Kathodenmaterialien mit in NMP gelöstem PVDF als Binder auf eine Metallfolienbahn gleichmäßig mit hoher Schichtdickenpräzision gegossen, anschließend getrocknet und zur Reduzierung der Porosität etwa im Kalander verpresst.For example, it is known to use a so-called slurry process. In such a method, the wet, that is provided with solvent, electrode materials are liquid, for example, for cathode materials with dissolved in NMP PVDF as binder on a metal foil web uniformly poured with high layer thickness precision, then dried and pressed to reduce the porosity in the calender.

Ein weiteres Verfahren kann weitgehend trocken, also ohne signifikanten Lösemittelanteil, ablaufen. Dabei kann eine gleichmäßige Ausgangsporosität sichergestellt werden, indem beispielsweise ein frei stehender Elektrodenfilm hergestellt wird, der anschließend auf Maß dünn und mit gleichmäßiger Dicke gepresst wird. Dabei wird hauptsächlich PTFE als mechanisch fibrillierender und vernetzender Binder gewählt. Derartige Verfahren sind beispielsweise bekannt aus DE 69 003 152 T2 , US 7,883,553 B2 , US 2005/0266298 A1 , US 2004/0152588 A1 und DE 10 2012 203 019 A1 .Another method can be largely dry, so run without significant proportion of solvent. In this case, a uniform output porosity can be ensured by, for example, a free-standing electrode film is produced, which is then pressed to measure thin and with a uniform thickness. In this case, PTFE is selected as the mechanically fibrillating and crosslinking binder. Such methods are known, for example DE 69 003 152 T2 . US 7,883,553 B2 . US 2005/0266298 A1 . US 2004/0152588 A1 and DE 10 2012 203 019 A1 ,

Bei Elektrodenfilmen, die trocken hergestellt werden, wie es etwa beschrieben ist in EP 1 644 136 A2 werden die Elektrodenfilme auf die metallischen Ableiter laminiert. Beim Laminieren werden beispielsweise gemäß US 7,935,155 B2 die Elektroden zusätzlich auf die Metallfolie angepresst, um eine Verdichtung zu erreichen.In the case of electrode films which are produced dry, as described, for example, in US Pat EP 1 644 136 A2 The electrode films are laminated to the metal arresters. When laminating, for example, according to US Pat. No. 7,935,155 B2 the electrodes additionally pressed onto the metal foil to achieve a compression.

Weiterhin ist es bekannt, Elektroden durch ein Druckverfahren zu erzeugen. Analog dem Laserdrucken wird eine Metallfolie über eine statisch aufgeladene Walze mit einer trockenen Partikelmischung beschichtet und anschließend der PVDF-Binder aufgeschmolzen und heiß verpresst. Dies ist etwa beschrieben in DE 10 2013 221 162 A1 .Furthermore, it is known to produce electrodes by a printing process. Similar to laser printing, a metal foil is coated with a dry particle mixture via a statically charged roller and then the PVDF binder is melted and hot-pressed. This is about described in DE 10 2013 221 162 A1 ,

JP 2011-187270 und JP 2013-120692 beschreiben ferner eine Batterieelektrode, bei der auf ein gestrecktes Streckmetall eine Schicht aus Aktivmaterial aufgebracht wird. JP 2011-187270 and JP 2013-120692 further describe a battery electrode in which a layer of active material is applied to a stretched expanded metal.

Aus US 2015/034249 ist weiterhin ein Trockenprozess beziehungsweise ein lösungsmittelfreier Prozess zur Herstellung einer Elektrode bekannt.Out US 2015/034249 Furthermore, a drying process or a solvent-free process for producing an electrode is known.

Aus der WO 2013/082330 A1 ist ein Verfahren zur Prälithiierung einer Anode bekannt.From the WO 2013/082330 A1 For example, a method for prelithiation of an anode is known.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrode, wobei das Verfahren die Verfahrensschritte aufweist:

a) Bereitstellen eines Streckgitters, wobei das Streckgitter ungestreckt ist oder wobei das Streckgitter teilweise aber unvollständig gestreckt ist;
b) Beschichten des Streckgitters mit einem Elektrodenmaterial; und
c) Verpressen einer in Verfahrensschritt b) erhaltenen Schichtstruktur derart, dass sich das Streckgitter streckt.

The present invention relates to a method for producing an electrode, the method comprising the method steps:

a) providing a stretched grid, wherein the expanded grid is unstretched or wherein the expanded grid is partially but incompletely stretched;
b) coating the expanded metal with an electrode material; and
c) pressing a layer structure obtained in process step b) such that the expanded metal stretches.

Ein vorbeschriebenes Verfahren ermöglicht auf einfache und verlässliche Weise das Erzeugen einer Elektrode mit einem geringen Gewicht und einer hohen Langzeitstabilität.A method described above makes it possible in a simple and reliable manner to produce an electrode with a low weight and a high long-term stability.

Das Verfahren bezieht sich auf die Herstellung von Elektroden. Beispielsweise aber in keiner Weise beschränkend bezieht sich das vorbeschriebene Verfahren auf das Herstellen einer Batterieelektrode, beispielhaft für eine Lithium-Ionen-Batterie.The method relates to the production of electrodes. By way of example, but not limiting in any way, the above-described method relates to the manufacture of a battery electrode, by way of example for a lithium-ion battery.

Das vorstehend beschriebene Verfahren umfasst zunächst gemäß Verfahrensschritt a) das Bereitstellen eines Streckgitters. Unter einem Streckgitter kann dabei in an sich bekannter Weise verstanden werden ein Werkstoff, der Öffnungen in der Oberfläche aufweist beziehungsweise durch welchen Öffnungen verlaufen. Die Öffnungen können insbesondere durch versetzte Schnitte ohne Materialverlust erzeugt werden. Dabei können beispielsweise Maschenformen erzeugt werden, die wie folgt definiert werden können: Rautenmasche, Langstegmasche, Sechseckmasche, Rundmasche, Quadratmasche, Sondermasche. Eine Alternative besteht darin, beispielsweise mit einem Laser sehr kleine definierte Öffnungen in eine vollflächige Folie in gleicher Art durch Materialabtrag oder Materialdickenreduzierung zu erzeugen.The method described above comprises, first according to method step a), the provision of a stretched grid. In this context, an expanded metal mesh can be understood in a manner known per se to mean a material which has openings in the surface or through which openings extend. The openings can be generated in particular by staggered cuts without loss of material. In this case, for example, mesh shapes can be generated, which can be defined as follows: diamond mesh, long-stitch mesh, hexagonal mesh, round mesh, square mesh, special mesh. An alternative is to produce, for example, with a laser very small defined openings in a full-surface film in the same way by material removal or material thickness reduction.

Das bereitgestellte Streckgitter kann grundsätzlich aus einem frei wählbaren Material ausgestaltet sein, insoweit es ausreichend elektrisch leitfähig ist, um als Stromableiter dienen zu können und dabei die Anforderungen an die herzustellende Elektrode einhalten zu können. Beispielsweise kann das Streckgitter aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff oder anderen Materialien bestehen, wie beispielsweise aus metallischen Materialien oder einem metallisierten Kunststoff. The expanded mesh provided may in principle be made of a freely selectable material, insofar as it is sufficiently electrically conductive in order to serve as a current conductor and to be able to meet the requirements of the electrode to be produced. For example, the expanded metal can be made of an electrically conductive plastic or other materials, such as metallic materials or a metallized plastic.

Dabei ist es ferner vorgesehen, dass das bei Verfahrensschritt a) bereitgestellte Streckgitter ungestreckt beziehungsweise ungereckt ist, oder dass das bei Verfahrensschritt a) bereitgestellte Streckgitter teilweise aber unvollständig, beispielsweise anisotrop, gestreckt beziehungsweise gereckt ist.In this case, it is further provided that the expanded metal mesh provided in process step a) is unstretched or unstretched, or that the expanded metal mesh provided in process step a) is partially but incompletely, for example anisotropically, stretched or stretched.

Gemäß Verfahrensschritt b) umfasst das vorbeschriebene Verfahren weiterhin das Beschichten des Streckgitters mit einem Elektrodenmaterial. Unter einem Elektrodenmaterial kann dabei insbesondere ein derartiges Material verstanden werden, welches auf einen Ableiter der Elektrode, also hier auf das Streckgitter, aufgetragen werden kann und die Aktivität beziehungsweise Wirksamkeit der Elektrode bewirken beziehungsweise verbessern kann. Beispielsweise wird als Elektrodenmaterial das Aktivmaterial einer Batterieelektrode aufgetragen.According to process step b), the method described above further comprises coating the expanded metal with an electrode material. In this context, an electrode material can be understood in particular as meaning a material which can be applied to an arrester of the electrode, that is to say here on the expanded metal mesh, and can bring about or improve the activity or effectiveness of the electrode. For example, the active material of a battery electrode is applied as the electrode material.

Die Art des Aufbringens des Elektrodenmaterials ist dabei grundsätzlich nicht beschränkt, so dass grundsätzlich verschiedenste Verfahren möglich sind.The type of application of the electrode material is in principle not limited, so that in principle a wide variety of methods are possible.

Es kann ferner vorgesehen sein, dass das Elektrodenmaterial einmal aufgebracht wird oder dass eine Mehrzahl an aufeinanderfolgenden, beispielsweise gleichen Schritten erfolgt, um das Elektrodenmaterial aufzubringen. Beispielsweise kann ein mehrfaches Bedrucken erfolgen, wie dies nachstehend im Detail beschrieben ist.It can further be provided that the electrode material is applied once or that a plurality of successive, for example, the same steps takes place to apply the electrode material. For example, a multiple printing can be done, as described in detail below.

Darüber hinaus kann das Elektrodenmaterial insbesondere beidseitig auf das Streckgitter aufgebracht werden.In addition, the electrode material can be applied in particular on both sides of the expanded metal.

Weiterhin umfasst das vorstehend definierte Verfahren gemäß Verfahrensschritt c) das Verpressen einer in Verfahrensschritt b) erhaltenen Schichtstruktur derart, dass sich das Streckgitter, insbesondere zumindest teilweise, also für zumindest einen Teil der Maschen, bevorzugt vollständig, streckt. Dies kann insbesondere derart erfolgen, dass die Schichtstruktur, also der Ableiter mit aufgebrachtem Elektrodenmaterial, entlang seiner Dicke verpresst wird. Dadurch wird, insoweit dies bei Verfahrensschritt b) noch nicht oder nicht vollständig erfolgt ist, Elektrodenmaterial in die Öffnungen oder Dickenreduzierungen gepresst, was unmittelbar zur Folge hat, dass ein Verpressen unter gleichzeitig streckender Verformung des Streckgitters erfolgt.Furthermore, the method defined above according to method step c) comprises compressing a layer structure obtained in method step b) in such a way that the expanded metal stretches, in particular at least partially, ie for at least a portion of the meshes, preferably completely. This can be done in particular such that the layer structure, ie the arrester with applied electrode material, is compressed along its thickness. As a result, as far as this is not or not completely carried out in method step b), electrode material is pressed into the openings or thickness reductions, which has the immediate result that pressing takes place under simultaneous stretching deformation of the expanded metal mesh.

Durch diesen Verfahrensschritt kann die Elektrode fertig gestellt sein.By this process step, the electrode can be completed.

Ein derartiges Verfahren kann sich beispielsweise dadurch auszeichnen, dass unter Verwendung eines Streckgitters und damit der Reduzierung des Ableitermaterials beziehungsweise der Reduzierung toter Materialmassen, wie etwa Metallmassen, der Elektrode eine hohe Leistungsfähigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht ermöglicht werden kann. Denn es hat sich herausgestellt, dass massive beispielsweise metallische Ableiter vergleichsweise viel tote Masse beispielsweise in eine Batterie einbringen, was für die Stromtragfähigkeit der Elektrode und für die Entwärmung, beispielsweise von Pouch Zellen mit kurzen Stromwegen, nicht notwendig ist. Das Verwenden eines Streckgitters kann somit beispielsweise bei mobilen Anwendungen von Vorteil sein, wo eine hohe Leistungsfähigkeit bei geringem Gewicht gefordert ist.Such a method can be distinguished, for example, by the fact that, by using a stretched grid and thus reducing the arrester material or reducing dead masses of material, such as metal masses, the electrode can be provided with high performance and low weight. Because it has been found that massive, for example metallic arresters bring relatively much dead mass, for example in a battery, which is not necessary for the current carrying capacity of the electrode and for the heat dissipation, for example of Pouch cells with short current paths. Thus, using a stretched grid may be advantageous, for example, in mobile applications where high performance is required with low weight.

Darüber hinaus kann eine verbesserte Haftung des Elektrodenmaterials an dem Ableiter durch Verkleben der beiden Elektrodenseiten durch die Löcher des Streckgitters miteinander ermöglicht werden. Somit kann die Langzeitstabilität und die Verlässlichkeit der Elektrode verbessert werden.In addition, improved adhesion of the electrode material to the arrester can be facilitated by bonding the two electrode sides together through the holes of the expanded metal mesh. Thus, the long-term stability and the reliability of the electrode can be improved.

Durch die Verwendung eines ungestreckten oder nur teilweise aber nicht vollständig gestreckten Streckgitters kann ferner auf besonders einfache und definierte Weise ein Strecken des Gitters bei einem Verpressen gemäß Verfahrensschritt c) erfolgen, so dass definierte Elektroden erzeugt sein können. Dabei kann durch das Ausmaß, in welchem das Streckgitter bei Verfahrensschritt a) und damit vor Verfahrensschritt c) bereits gestreckt ist, ein weiteres Strecken des Streckgitters definiert werden, was wiederum gemeinsam mit den bei Verfahrensschritt c) angewandten Bedingungen die Endmaße der Elektrode definieren kann.The use of an unstretched or only partially but not fully stretched expanded metal mesh can furthermore be used to extend the mesh in a particularly simple and defined manner during compression according to process step c) so that defined electrodes can be produced. It can be defined by the extent to which the expanded metal in step a) and thus before step c), a further stretching of the expanded metal, which in turn can define the final dimensions of the electrode together with the applied in step c) conditions.

Das Verwenden eines ungestreckten Streckgitters kann dabei bevorzugt sein, wenn die Elektrodenmasse durch ein Pulverauftragsverfahren aufgebracht wird, damit das Pulver beim Auftragen nicht undefiniert durch die Löcher auf die andere Seite gelangt. Auch werden mit diesem Pulverauftragsverfahren zunächst lockere Pulverschichten mit größerer Porosität abgeschieden, die später stärker auf die Zielporosität verdichtet werden müssen, wodurch es besonders vorteilhaft ist, die erfindungsgemäß vorgeschlagene Flexibilität in der Ableiterebene wie etwa Folienebene auszunutzen. Das Verwenden eines teilweise gestreckten Streckgitters hingegen kann bevorzugt sein, um einen Elektrodenfilm oder bereits vorvernetzte Primärpartikel aus Binder, Aktivmaterial und ggf. Zusätzen wie Leitruß auf der Folie zu fixieren, da diese, insbesondere bei zu laminierenden Filmen oder Precursern, bevorzugt in z-Richtung senkrecht zur Folienfläche verdichtet werden müssen und weniger Ausgleichsbewegung in der Folienebene erforderlich ist.The use of an unstretched expanded metal mesh can be preferred if the electrode composition is applied by a powder application method, so that the powder does not pass undefined through the holes to the other side during application. Also, this powder application method initially deposits loose powder layers with greater porosity, which later have to be more compacted to the target porosity, which makes it particularly advantageous to utilize the flexibility proposed in the invention in the arrester plane, such as the film plane. By contrast, the use of a partially stretched expanded metal mesh may be preferred for an electrode film or already precrosslinked primary particles of binder, active material and optionally additives such as conductive carbon black to fix on the film, as these, especially in the case of films or precursors to be laminated, preferably in the z-direction must be compressed perpendicular to the film surface and less compensation movement in the film plane is required.

Bezüglich des in Verfahrensschritt a) bereitgestellten Streckgitters kann es bevorzugt vorgesehen sein, dass dieses aus einem Metall geformt ist. Insbesondere metallische Streckgitter können eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen, was die Leistungsfähigkeit einer mit der hergestellten Elektrode ausgestatteten elektronischen Einrichtung, wie etwa einer Batterie, vergrößern kann. Darüber hinaus können insbesondere Metalle bei den Arbeitsbedingungen einer Vielzahl elektronischer Einrichtungen, wie beispielsweise von Batterien, stabil sein, so dass insbesondere in dieser Ausgestaltung eine hohe Langzeitstabilität gegeben sein kann. Ferner können aus Metallen auf einfache Weise, wie etwa unter Verwendung eines Stanzwerkzeugs, Streckgitter erzeugt werden, so dass unter Verfahrensschritt a) auf einfache Weise Streckgitter bereitgestellt werden können. Weiterhin weisen Metalle oftmals mechanische Eigenschaften auf, welche es ermöglichen können, dass auf definierte Weise bei einem Verpressen der in Verfahrensschritt b) erhaltenen Schichtstruktur sich das Streckgitter streckt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Verfahren auf definierte Weise durchgeführt werden kann und dadurch definierte Elektroden erzeugt werden können.With regard to the expanded metal mesh provided in process step a), it may preferably be provided that it is formed from a metal. In particular, metallic expanded grids may have a high electrical conductivity, which may increase the performance of an electronic device, such as a battery, equipped with the fabricated electrode. Moreover, in particular, metals can be stable under the working conditions of a large number of electronic devices, such as batteries, for example, so that a high long-term stability can be provided, in particular in this embodiment. Furthermore, expanded metal can be produced from metals in a simple manner, such as using a stamping tool, so that expanded metal mesh can be provided in a simple manner under method step a). Furthermore, metals often have mechanical properties which may allow the expanded metal to stretch in a defined manner when the layer structure obtained in process step b) is pressed. This can ensure that the method can be carried out in a defined manner and thereby defined electrodes can be generated.

Als spezifische verwendete Metalle können grundsätzlich die Metalle gewählt werden, welche grundsätzlich als Ableiter für die herzustellende Elektrode geeignet sind. Für den Fall einer Batterie, beispielsweise, können bei der Ausbildung einer Kathode Aluminium und bei der Ausbildung einer Anode Kupfer geeignet sein.In principle, the metals which are suitable in principle as arresters for the electrode to be produced can be selected as the specific metals used. For example, in the case of a battery, aluminum may be suitable in the formation of a cathode and copper in the formation of an anode.

Es kann weiterhin bevorzugt sein, dass das bei Verfahrensschritt a) bereitgestellte Streckgitter folienartig ausgestaltet ist. Insbesondere in dieser Ausgestaltung kann die hergestellte Elektrode in der Dicke einer herkömmlich ausgestalteten Elektrode entsprechen, so dass das hier beschriebene Verfahren auf einfache Weise in bestehende Prozesse integrierbar sein kann beziehungsweise mit bekannten Arbeitsschritten für elektronische Einrichtungen, wie etwa für Batterien, kombiniert werden kann. Darüber hinaus bieten insbesondere folienartige Streckgitter den Vorteil, dass diese sich durch das Verpressen gemäß Verfahrensschritt c) auf definierte Weise strecken beziehungsweise recken können.It may also be preferred that the expanded metal mesh provided in method step a) is designed like a film. In particular, in this embodiment, the electrode produced in the thickness of a conventionally designed electrode correspond, so that the method described here can be easily integrated into existing processes or can be combined with known steps for electronic devices, such as for batteries. In addition, foil-like expanded meshes, in particular, have the advantage that they can stretch or stretch in a defined manner as a result of the compression according to method step c).

Ferner kann es bevorzugt sein, dass das bei Verfahrensschritt a) bereitgestellte Streckgitter einen Streckgitterbereich aufweist, der mit einem massiven Anschlussbereich verbunden ist. In dieser Ausgestaltung kann auf einfache Weise eine effektive und elektrisch widerstandsarme elektrische externe Anbindung der Elektrode ermöglicht werden. Denn der massive Anschlussbereich kann auf einfache Weise dazu verwendet werden, einen externen Anschluss, wie etwa bei einer Batterie einen Kollektor beziehungsweise einen sogenannten Zelltab, mit der Elektrode zu verbinden, beispielsweise anzuschweißen. Dabei kann die elektrische Verbindung an einem massiven Anschlussbereich besonders stabil und elektrisch gut leitend sein. Unter einem massiven Bereich ist dabei somit im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere ein derartiger Bereich zu verstehen, der nicht gitterartig und somit mit Öffnungen versehen ist, wie das Streckgitter beziehungsweise der Streckgitterbereich, sondern vielmehr eine geschlossene Oberfläche aufweist.Furthermore, it may be preferred that the expanded metal mesh provided in method step a) has an expanded metal region which is connected to a solid connection region. In this embodiment, an effective and low-resistance electrical external connection of the electrode can be made possible in a simple manner. Because the massive connection area can be used in a simple way, for example, to connect an external terminal, such as in a battery a collector or a so-called cell tab to the electrode, for example, to weld. In this case, the electrical connection to a solid connection region can be particularly stable and good in electrical conductivity. In the context of the present invention, a solid region is thus to be understood as meaning, in particular, such a region which is not lattice-like and thus provided with openings, such as the expanded lattice or the expanded metal region, but rather has a closed surface.

Dabei kann es bevorzugt sein, dass das bei Verfahrensschritt a) bereitgestellte Streckgitter einen Streckgitterbereich aufweist, der mit einem massiven Anschlussbereich verbunden ist. Der Anschlussbereich kann etwa eine galvanische Verstärkung durch beispielsweise eine Vernickelung sein, beispielsweise unter Verwendung einer Tampongalvanisierung. Weiterhin kann beispielsweise ein massives elektrisch leitfähiges Substrat an das Streckgitter angebracht, beispielsweise mittels eines elektrisch leitfähigen Klebers geklebt, werden. Der Anschlussbereich kann etwa zum einfachen Anschweißen eines Ableitertabs auf sehr dünne Folien dienen.In this case, it may be preferred that the expanded metal mesh provided in method step a) has an expanded metal region which is connected to a solid connection region. The terminal region may be, for example, a galvanic reinforcement by, for example, a nickel plating, for example using a Tampongalvanisierung. Furthermore, for example, a solid electrically conductive substrate attached to the expanded metal, for example, by means of an electrically conductive adhesive glued be. The connection area can be used, for example, for simply welding a conductor tab onto very thin foils.

Diesbezüglich kann es ferner bevorzugt sein, dass der Streckgitterbereich mit dem massiven Anschlussbereich einteilig ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung kann wiederum eine hohe Stabilität der Elektrode vereinen mit einer elektrischen Verbindung, welche einen geringen elektrischen Widerstand aufweist. Beispielsweise kann diese Ausgestaltung realisiert werden, in dem ein Grundkörper, wie etwa ein Metallblech oder eine Metallfolie, nur in einem Streckgitterbereich mit entsprechenden Öffnungen versehen und als Streckgitter ausgebildet wird, ein benachbart angeordneter Anschlussbereich jedoch unbehandelt bleibt und dadurch eine geschlossene Oberfläche aufweist. Neben den vorbeschriebenen Vorteilen kann diese Ausgestaltung auf einfache Weise ausbildbar sein.In this regard, it may further be preferred that the expanded metal region is integrally formed with the solid connection region. This configuration can in turn combine a high stability of the electrode with an electrical connection which has a low electrical resistance. For example, this embodiment can be realized in which a base body, such as a metal sheet or a metal foil, provided with corresponding openings only in an expanded metal region and is formed as an expanded metal, but an adjacently arranged connection area remains untreated and thus has a closed surface. In addition to the advantages described above, this embodiment can be formed in a simple manner.

Es kann ferner bevorzugt sein, dass Verfahrensschritt b) durch einen Druckvorgang erfolgt.It may also be preferred that method step b) takes place by means of a printing operation.

In dieser Ausgestaltung kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass über die Drucktechnik etwa mit leitfähigen Pasten als Elektrodenmaterial eine Struktur direkt aufgedruckt wird. Dabei können unter Umständen die erzielbaren Schichtdicken begrenzt sein etwa bei der Verwendung von Druckverfahren, die nach dem Laserdruckerprinzip arbeiten, da eine für derartige Verfahren oftmals verwendete elektrostatisch aufgeladene Walze die Elektrodenmaterialien nur in geringer Schichtdicke aufnehmen und verdrucken kann. Deshalb kann es beispielsweise von Vorteil sein, dass ein mehrfaches Drucken erfolgt, um eine ausreichende Schichtdicke zu erhalten.In this embodiment, it may be provided, for example, that a structure is printed directly on the printing technology as with conductive pastes as electrode material. Under certain circumstances, the achievable layer thicknesses may be limited, for example, when using printing processes which operate on the laser printer principle, since one often used for such processes electrostatically charged roller can absorb and print the electrode materials only in a small layer thickness. Therefore, it may be advantageous, for example, that a multiple printing is carried out in order to obtain a sufficient layer thickness.

Dadurch, dass bei dem hier beschriebenen Verfahren das Elektrodenmaterial auf ein Streckgitter gedruckt wird, kann das Problem überwunden werden, wonach das Drucken eines frei stehenden Films nicht möglich ist, da der Film für eine erste thermische Vernetzung oftmals zu geringe Binderpolymergehalte enthält, wie etwa typischer Weise<10 Gew.-% PVDF, und zu dünn ist. Um einen frei stehenden Film zu erhalten müsste nach dem Stand der Technik auf einen Träger gedruckt werden und dieser von der erzeugten Elektrode nachträglich getrennt werden. Anschließend wäre der metallische Ableiter auf zu laminieren. By printing the electrode material on a stretched grid in the method described herein, the problem can be overcome whereby printing a free standing film is not possible since the film for a first thermal crosslink often contains too little binder polymer content, such as more typical Way <10 wt .-% PVDF, and is too thin. In order to obtain a free-standing film would have to be printed on a support according to the prior art and this be subsequently separated from the electrode produced. Subsequently, the metallic arrester would be laminated on.

Dies kann jedoch bei dem hier beschriebenen Verfahren dadurch überwunden werden, dass unmittelbar auf das Streckgitter als Ableiter gedruckt wird.However, in the method described here, this can be overcome by printing directly on the expanded metal mesh as a conductor.

Ferner kann in dieser Ausgestaltung das weitere Problem überwunden werden, wonach eine Verwendung von Streckgittern als Ableiter für eine Elektrode bei einem gegebenenfalls verwendeten Pulverauftrag problembehaftet sein kann, da ein Pulverauftrag auf ein Streckgitter eine vergleichsweise inhomogenere Schicht mit sich bringen kann. Zum Erreichen höherer Schichtdicken sollte „mehrfach übereinander gedruckt“ werden. Hierdurch addieren sich jedoch die Drucktoleranzen. Gemäß dem Stand der Technik lassen sich diese Toleranzen üblicherweise bei der Verwendung geschlossener Folien beim Verpressen nur noch bedingt nivellieren, so dass hier bislang Folienrissen nicht gänzlich ausgeschlossen werden können. Wird erfindungsgemäß eine Längen- oder Breitenänderung durch die Verwendung eines Streckgitters, etwa durch Schlitze in einer Folie ermöglicht, können auch solche dicken Elektroden ohne Risse in der Elektrode kompaktiert werden.Furthermore, in this embodiment, the further problem can be overcome, according to which a use of expanded mesh as a conductor for an electrode can be problematic in an optionally used powder order, since a powder application to a metal mesh can bring a comparatively inhomogeneous layer with it. To achieve higher layer thicknesses, "should be printed several times over one another". However, this adds up the pressure tolerances. According to the state of the art, these tolerances can usually be leveled only to a limited extent during the use of closed films during pressing, so that film tears can not be completely ruled out here so far. If, according to the invention, a change in length or width is made possible by the use of a stretched grid, for example through slots in a film, such thick electrodes can also be compacted without cracks in the electrode.

Darüber hinaus kann sich ein Druckvorgang durch eine vergleichsweise schnelle Prozessführung auszeichnen, wobei auch, etwa durch nacheinander geschaltete Druckwerke, ein Mehrfachauftrag den Zeitaufwand nicht signifikant vergrößert.In addition, a printing process can be distinguished by a comparatively fast process control, wherein a multiple application does not significantly increase the time required, for example as a result of printing units connected in succession.

Bezüglich eines Druckvorgangs kann dieser grundsätzlich ausgeführt werden wie in DE 10 2013 221 162 A1 beschrieben.With respect to a printing operation, this can basically be carried out as in DE 10 2013 221 162 A1 described.

Es kann ferner bevorzugt sein, dass das Streckgitter galvanisch beschichtet wird. Dadurch kann, wie vorstehend beschrieben, eine Verstärkung unter Bildung eines massiven Anschlussbereichs ermöglicht werden. Darüber hinaus kann beispielsweise eine galvanische Verstärkung von stärker strombelasteten Bereichen erfolgen.It may further be preferred that the expanded metal is galvanically coated. Thereby, as described above, reinforcement can be made to form a solid terminal portion. In addition, for example, a galvanic reinforcement of more current-loaded areas occur.

Es kann weiterhin bevorzugt sein, dass das Elektrodenmaterial bei Verfahrensschritt b) im Wesentlichen lösungsmittelfrei ist. Dabei kann im Wesentlichen lösungsmittelfrei im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere bedeuten, dass ein maximaler Anteil von 5 Gew.-% an Lösungsmittel in dem Elektrodenmaterial zum Zeitpunkt des Auftragens auf das Streckgitter vorhanden ist, wobei das Elektrodenmaterial auch gänzlich frei von zusätzlich zum trockenen Ausgangsmaterial zugefügten bei Raumtemperatur flüssigen Substanzen sein kann.It may further be preferred that the electrode material in step b) is substantially free of solvent. In this context, essentially solvent-free in the sense of the present invention may mean in particular that a maximum proportion of 5% by weight of solvent in the electrode material is present at the time of application to the expanded metal, the electrode material also being added completely free of addition to the dry starting material may be at room temperature liquid substances.

Bei den in dieser Ausgestaltung verwendeten trockenen Verfahren kann eine Schichthomogenität insbesondere durch ein Verpressen, wie etwa ein Auswalzen, was grundsätzlich bei dem beschriebenen Verfahren von Vorteil sein kann, erzielt werden. Dabei werden die trockenen Massen plastisch in der Ableiterebene, also der Ebene des Streckgitters, bewegt um Löcher und Inhomogenitäten auszugleichen. Dies ist jedoch gemäß dem Stand der Technik nur bei frei stehenden Elektrodenfilmen möglich. Wenn beim Stand der Technik der Film aus Elektrodenmaterial auf einen etwa metallischen Ableiter laminiert ist, ist die Plastifizierung in Ableiterebene behindert und es kann entweder zu Metall-Folienrissen, -Folienwellen oder einer ungenügenden Homogenisierung kommen. Daher könnte bei trocken hergestellten Elektroden ein Streckmetall nur nachträglich auf den frei stehenden Elektrodenfilm auflaminiert werden. Dadurch, dass erfindungsgemäß jedoch insbesondere ein nicht oder nicht vollständig gestrecktes Streckgitter verwendet wird, kann dieser Effekt überwunden werden, so dass auch Trockenverfahren besonders vorteilhaft anwendbar sind.In the dry methods used in this embodiment, a layer homogeneity can be achieved, in particular by pressing, such as rolling, which in principle can be advantageous in the described method. The dry masses are plastically moved in the arrester plane, ie the plane of the expanded metal mesh, in order to compensate for holes and inhomogeneities. However, this is possible according to the prior art only with free-standing electrode films. In the prior art, when the film of electrode material is laminated to an approximately metallic arrester, plasticization in the arrester plane is hindered, and either metal-foil tears, film waves, or insufficient homogenization can occur. Therefore, in the case of dry-produced electrodes, an expanded metal could only be subsequently laminated onto the free-standing electrode film. Due to the fact that according to the invention, however, in particular a non-expanded or not fully stretched expanded metal mesh is used, this effect can be overcome, so that dry processes are also particularly advantageously applicable.

Darüber hinaus müssen nach dem Stand der Technik insbesondere bei Lithium-Ionen-Batterien, die aus Slurrys durch Beschichten einer Metallfolie hergestellt werden, die Elektrodenfilme anschließend verdichtet werden um die Porosität soweit zu reduzieren, dass eine ausreichende Ladungsdichte bei der mindestens erforderlichen Restporosität besteht. Damit wird auch sichergestellt, dass die lokale Schichtdicke für eine gute Zellperformance in engen Toleranzen bleibt.In addition, according to the prior art, in particular in the case of lithium-ion batteries which are produced from slurries by coating a metal foil, the electrode films must subsequently be compacted in order to reduce the porosity to such an extent that there is a sufficient charge density for the at least required residual porosity. This also ensures that the local layer thickness remains within close tolerances for good cell performance.

Das kann jedoch mit sich bringen, dass Slurry-Verfahren unter Verwendung von Lösemitteln aufwändig in der Durchführung sind, da das Lösemittel insbesondere bei dicken Schichten, wie etwa von >60µm, aufwändig ausgetrieben werden muss, etwa unter Verwendung eines Invest Trockners. Dadurch werden Kosten gesteigert, etwa für die Lösemittel als solche als auch für die Lösemittelaufbereitung. Zwar bietet ein Slurry-Verfahren den Vorteil einer guten Schichtdickenhomogenität dadurch, dass sich der flüssige Film selbst nivelliert und mit +/- 1µm aufgetragen und mit +/-1µm verpresst werden kann, so dass lokal keine Schichtdickenschwankungen entstehen oder Erhebungen übermäßig stark verdichtet werden, so dass es zu Partikelbruch oder lokalen Porositätsschwankungen kommen könnte. Bei Streckgittern wurde jedoch gefunden, dass sich bei dicken Schichten Slurry-Verfahren wenig vorteilhaft sein können, da diese gelochten oder geschlitzten Strukturen, beispielsweise Folien, über die erforderlichen großen Strecken im Trockentunnel oftmals nicht ausreichend gespannt werden können. Insbesondere bei beidseitiger Beschichtung ist die Herausforderung groß, dass die nasse Batteriemasse nicht undefiniert durch die Löcher beziehungsweise Schlitze läuft.However, this can entail that slurry processes using solvents are expensive to carry out, since the solvent must be expelled expensively, in particular with thick layers, such as> 60 μm, for example using an Invest dryer. As a result, costs are increased, for example, for the solvents themselves as well as for the solvent treatment. Although a slurry process offers the advantage of good layer thickness homogeneity in that The liquid film itself can be leveled and applied with +/- 1μm and pressed with +/- 1μm so that no layer thickness variations occur locally or elevations are excessively compressed, so that it could lead to particle breakage or local porosity fluctuations. With expanded metal meshes, however, it has been found that slurry processes can not be very advantageous for thick layers, since these perforated or slotted structures, for example films, can often not be sufficiently tensioned over the required long distances in the drying tunnel. Especially with two-sided coating, the challenge is that the wet battery mass does not run undefined through the holes or slots.

Es kann weiterhin bevorzugt sein, dass das Elektrodenmaterial Aktivmaterial für eine Batterie umfasst. Dabei kann als Elektrodenmaterial beispielsweise Kathodenmaterial oder besonders bevorzugt Anodenmaterial verwendet werden. Als Kathodenmaterial können beispielsweise Lithium Mischoxide wie Li₄Ti₅O₁₂, LiCoO₂, LiNiO₂, LiMn₂O₄, oder Lithiumeisenphosphat (LiFePO₄) eingesetzt werden. Als Anodenmaterial können beispielsweise graphithaltige Pasten oder Pulver, nanokristallines amorphes Silizium oder Zinndioxid (SnO₂) eingesetzt werden. Es können jedoch auch Aktivmaterialien für NiH-Batterieelektroden oder Bleibatterieelektroden verwendet werden.It may further be preferred that the electrode material comprises active material for a battery. In this case, for example, cathode material or particularly preferably anode material can be used as the electrode material. As the cathode material, for example, lithium mixed oxides such as Li ₄ Ti ₅ O ₁₂ , LiCoO ₂ , LiNiO ₂ , LiMn ₂ O ₄ , or lithium iron phosphate (LiFePO ₄ ) can be used. For example, graphite-containing pastes or powders, nanocrystalline amorphous silicon or tin dioxide (SnO ₂ ) can be used as the anode material. However, active materials may be used for NiH battery electrodes or lead-acid electrodes.

Das Erzeugen einer Anode kann dabei besonders bevorzugt sein. Denn eine Kathode kann etwa mittels fibrilliertem PTFE in Dicken von 60µm bis 1000µm vergleichsweise problemlos hergestellt werden, wobei PTFE elektrochemisch ausreichend beständig ist.The generation of an anode can be particularly preferred. For a cathode can be produced comparatively easily, for example by means of fibrillated PTFE in thicknesses of 60 .mu.m to 1000 .mu.m, wherein PTFE is sufficiently resistant to electrochemistry.

Auf der Anodenseite ist insbesondere bei der Verwendung von siliziumhaltigen Graphitmischungen die Spannung vergleichsweise hoch, so dass sich PTFE hier zersetzen kann. Andere Binder lassen sich mechanisch nur schwer fibrillieren, da die benötigte Kraft auf diese Polymere höher ist und der Graphit deutlich empfindlicher als die Oxidmetalle der Kathode.On the anode side, in particular when using silicon-containing graphite mixtures, the stress is comparatively high, so that PTFE can decompose here. Other binders are difficult to fibrillate mechanically because the required force on these polymers is higher and the graphite is much more sensitive than the oxide metals of the cathode.

Bei der Herstellung von Anoden, insbesondere von siliziumhaltigen Anoden, ist es vorteilhaft, einen Binder zu verwenden, der die Volumenzunahme beim Interkalieren elastisch aufnimmt. Dies ist beispielsweise mit Slurry-Prozessen und Wasser als Lösemittel mit CMC (Carbocymethylcellulose) und SBR möglich. In the production of anodes, in particular of silicon-containing anodes, it is advantageous to use a binder which absorbs elastically the volume increase during intercalation. This is possible, for example, with slurry processes and water as solvent with CMC (carbocymethylcellulose) and SBR.

Trocken, d.h. weitgehend lösemittelfrei kommen dafür möglicherweise Acrylate in Frage, oder auch andere Polymere wie PVDF, PP, die auf die Folie als trockenes Pulver aufgebracht und etwa thermisch fixiert werden müssten. Dies kann mit Druckprozessen besonders vorteilhaft sein.Dry, i. For the most part solvent-free acrylates may be used, or other polymers such as PVDF, PP, which would have to be applied to the film as a dry powder and about thermally fixed. This can be particularly advantageous with printing processes.

Zudem sollten die Schichtdicken kathodenseitig ansteigen. Allerdings nur unwesentlich, da die Schichtdicke durch die Herstelltechnologie limitiert ist. Gleichzeitig würde die Kapazität pro Schichtdicke auf der Anodenseite durch die Verwendung von Silizium sehr deutlich steigen. Das bedeutet aber, wenn die Schichtdicke auf der Kathodenseite beispielsweise nur unwesentlich zunehmen kann, etwa auf 150µm, und die Anode zugleich mehr Kapazität hat, dass dann die Anode wesentlich dünner werden müsste. Für dünne homogene Schichten die Graphit enthalten bieten sich wiederum Drucktechnologien an.In addition, the layer thicknesses should increase on the cathode side. However, only insignificantly, since the layer thickness is limited by the manufacturing technology. At the same time, the capacitance per layer thickness on the anode side would increase very significantly due to the use of silicon. This means, however, if the layer thickness on the cathode side, for example, can increase only insignificantly, for example to 150 .mu.m, and the anode at the same time has more capacity that then the anode would have to be much thinner. For thin, homogeneous layers containing graphite, printing technologies are again available.

Es kann weiterhin bevorzugt sein, dass das bei Verfahrensschritt a) bereitgestellte Streckgitter geschlitzt oder gelocht ist. Insbesondere in dieser Ausgestaltung kann ein definiertes Verfahren ermöglicht werden, da ein durch ein geschlitztes oder gelochtes Muster erzeugtes Streckgitter bei den bei Verfahrensschritt c) auftretenden Bedingungen definiert gestreckt werden kann. Ein derartiges Muster kann dabei etwa aus einem Grundkörper, wie beispielsweise einem Metallblech oder einer Metallfolie, durch ein Stanzwerkzeug ermöglicht werden.It may also be preferred that the expanded metal mesh provided in method step a) is slotted or perforated. In particular, in this embodiment, a defined method can be made possible, since a stretch grid produced by a slotted or perforated pattern can be stretched defined in the conditions occurring in method step c). Such a pattern can be made possible for example from a base body, such as a metal sheet or a metal foil, by a punching tool.

Ferner kann das vorbeschriebene Verfahren bei der Herstellung einer Elektrode mit einer Prälithiierung des Elektrodenmaterials von Vorteil sein. Denn sollen beispielsweise Anodenfilme mittels elektrochemischer Behandlung prälithiiert werden, soll also beispielsweise eine Elektrode, wie etwa eine Silizium-Graphitanode, bereits im Produktionsprozess mit Lithium beladen werden, so ist insbesondere das Ausspülen des zur Prälithiierung verwendeten Elektrolyten im Stand der Technik schwierig, da der Elektrolyt aus der porösen Elektrode nur durch Diffusion in einem Spülbad entfernt werden kann. Ein Durchspülen der Elektrode ist nicht möglich, da die Rückseite oder im Kern von der Metallfolie verschlossen wird.Further, the above-described method may be advantageous in the manufacture of an electrode having a prelithiation of the electrode material. For example, if anodic films are to be prelithiated by means of electrochemical treatment, ie if, for example, an electrode, such as a silicon graphite anode, is already loaded with lithium in the production process, in particular the rinsing out of the electrolyte used for prelithiation is difficult in the prior art since the electrolyte can be removed from the porous electrode only by diffusion in a rinsing bath. Rinsing the electrode is not possible because the back or core of the metal foil is closed.

Wird jedoch ein Streckmetall in der Elektrode verwendet und sind die vom ausführenden Fachmann gewählten Löcher wie etwa Schlitze groß genug, kann das Spülen einer Elektrode nach einer solchen Prälithiierung wesentlich beschleunigt werden.However, if an expanded metal is used in the electrode and if the holes selected by those skilled in the art, such as slots, are large enough, rinsing of an electrode after such prelithiation can be significantly accelerated.

Wird die Elektrode ferner mittels eines Herstellverfahrens hergestellt, das die vorteilhafte Verwendung der erfindungsgemäßen Lochung erst beim Kalandrieren erzeugt beziehungsweise vergrößert, also unter Verwendung beispielsweise eines ungestreckten Streckgitters, kann vor dem Prälithiieren die gelochte Struktur bereitgestellt werden. Das kann eine Kombination aus lösemittelfreier Herstellung, insbesondere Druckverfahren, mit Prälithiierung, ermöglichen. In diesem Fall könnte ein Verfahren ausgeführt werden durch das Vorsehen eines etwa gelochten aber ungestreckten Ableiters, etwa als Folie beziehungsweise Band, Drucken einer Elektrode, wie etwa einer Silizium-Graphit-Anode; Kalandrieren und Strecken und Erzeugung beziehungsweise Vergrößerung von Löchern, Prälithiieren und Spülen.If the electrode is furthermore produced by means of a production method which produces or enlarges the advantageous use of the perforation according to the invention only during calendering, that is to say using an unstretched expanded mesh, for example, the perforated structure can be provided before prelithiation. This can allow a combination of solvent-free production, in particular printing process, with Prälithiierung. In this case could be a procedure be carried out by the provision of an approximately perforated but unstretched arrester, such as a foil or ribbon, printing an electrode, such as a silicon-graphite anode; Calendering and stretching and making or enlarging holes, prelithiation and rinsing.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert, wobei die beschriebenen Merkmale einzeln oder in einer beliebigen Kombination ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung sein können, insoweit sich aus dem Kontext nicht eindeutig das Gegenteil ergibt. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen

1 eine schematische Ansicht eines ungestreckten Streckgitters zur Verwendung in dem Verfahren der Erfindung von oben;
2 eine schematische Ansicht des Streckgitters aus 1 von der Seite;
3 eine schematische Ansicht eines Teils des Streckgitters aus 1 mit Aktivmaterial beschichtet von oben;
4 eine schematische Ansicht des Streckgitters aus 3 von der Seite;
5 eine schematische Ansicht eines Teils des Streckgitters aus 3 nach einem Verpressen von oben; und
6 eine schematische Ansicht des Streckgitters aus 5 von der Seite.

Further advantages and advantageous embodiments of the objects according to the invention are illustrated by the drawings and explained in the following description, wherein the features described individually or in any combination may be an object of the present invention, as far as the context does not clearly indicate the opposite. It should be noted that the drawings have only descriptive character and are not intended to limit the invention in any way. Show it

1 a schematic view of an unstretched expanded metal for use in the method of the invention from above;
2 a schematic view of the expanded metal 1 of the page;
3 a schematic view of a portion of the expanded metal 1 coated with active material from above;
4 a schematic view of the expanded metal 3 of the page;
5 a schematic view of a portion of the expanded metal 3 after pressing from above; and
6 a schematic view of the expanded metal 5 of the page.

In der 1 ist ein Streckgitter 10 gezeigt, welches als Ausgangspunkt des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann. Das Streckgitter 10 kann beispielsweise als Streckmetall ausgestaltet sein und ungestreckt sein. Gut zu erkennen sind die Öffnungen 12, welche in eine folienartige Grundstruktur eingestanzt sein können. Neben einem Streckgitterbereich 14, der wie vorstehend beschrieben ausgestaltet ist, weist das Streckgitter 10 einen massiven Anschlussbereich 16 auf, der bevorzugt einteilig mit dem Streckgitterbereich 14 ausgestaltet sein kann. Der massive Anschlussbereich 16 kann einen Grundkörper 18 aus einem Metall aufweisen, der beispielsweise mit einer galvanischen Beschichtung 21, etwa aus Nickel beschichtet ist. Dabei kann der Grundkörper 18 gleich zu dem Streckgitterbereich 14 und/oder einteilig mit diesem ausgestaltet sein. Somit zeigt 1 den Verfahrensschritt a) eines Verfahrens zum Herstellen einer Batterie.In the 1 is an expanded metal mesh 10 shown, which can be used as a starting point of the method according to the invention. The expanded metal mesh 10 For example, it can be configured as an expanded metal and can be unstretched. Good to see are the openings twelve , which can be stamped into a foil-like basic structure. In addition to an expanded metal area 14 , which is configured as described above, has the expanded metal mesh 10 a massive connection area 16 on, which preferably in one piece with the expanded metal region 14 can be designed. The massive connection area 16 can be a basic body 18 made of a metal, for example, with a galvanic coating 21 , for example, made of nickel. In this case, the basic body 18 equal to the expanded metal area 14 and / or be designed in one piece with this. Thus shows 1 the method step a) of a method for producing a battery.

Verfahrensschritt b), nämlich das Beschichten des Streckgitters 10 mit Elektrodenmaterial 20 ist in den 3 und 4 gezeigt, wobei der massive Anschlussbereich 16 in den 3 und 4 nicht gezeigt ist. Dabei ist zu erkennen, dass das Streckgitter 10 noch ungestreckt ist und beidseitig mit Elektrodenmaterial 20 beschichtet wird. Das Streckgitter 10 ist trotz der Beschichtung mit Aktivmaterial 20 zur Verdeutlichung gezeigt.Process step b), namely the coating of the expanded metal mesh 10 with electrode material 20 is in the 3 and 4 shown, with the massive connection area 16 in the 3 and 4 not shown. It can be seen that the expanded metal mesh 10 is still unstretched and both sides with electrode material 20 is coated. The expanded metal mesh 10 is despite the coating with active material 20 shown for clarity.

In den 5 und 6 ist eine fertig gestellte Elektrode nach einem Verpressen gezeigt, wobei wiederum der massive Anschlussbereich 16 nicht gezeigt ist und das Streckgitter 10 trotz der Beschichtung mit Aktivmaterial 20 zur Verdeutlichung gezeigt ist. Dabei ist gezeigt, dass das Streckgitter 10 nach dem Verfahrensschritt c) gestreckt ist und der Schichtaufbau entlang der Dicke komprimiert ist.In the 5 and 6 is shown a completed electrode after pressing, in turn, the massive connection area 16 not shown and the expanded metal mesh 10 despite the coating with active material 20 is shown for clarity. It is shown that the expanded metal mesh 10 after step c) is stretched and the layer structure is compressed along the thickness.

Dabei ist aus den Figuren zu erkennen, dass Streckgitter 10, wie etwa Streckmetallfolien, vor dem Verpressen eine sehr gleichmäßige Orientierung der Löcher aufweisen, die sich beim Beschichten oder Laminieren von Elektrodenmaterial nicht wesentlich ändert.It can be seen from the figures that expanded metal mesh 10 , such as expanded metal foils, have a very uniform orientation of the holes prior to compression, which does not change significantly when coating or laminating electrode material.

Wird ein ungestrecktes Streckgitter 10 etwa in einem Kalander als Kern einer Elektrodenmasse verpresst, entsteht beim Plastifizieren der Elektrodenmasse und dem Fließen der Massen grundsätzlich eine ungleichmäßige Reckung der zuvor nur ungestreckten beziehungsweise ungereckten Folie. Das heißt, die Löcher 12 sind ungleichmäßig und vor allem nicht gleich groß in der Elektrode vorhanden. Dies ist beispielsweise zu erkennen an den Positionen 22, 24 und 26, welche zu den weiteren Bereichen eine inhomogene Streckung aufweisen, was jedoch für die weitere Verwendung der Elektrode nicht problematisch ist.Will be an unstretched expanded metal mesh 10 compressed in a calender, for example, as the core of an electrode mass, the plasticizing of the electrode mass and the flow of the masses generally results in uneven stretching of the previously unstretched or unstretched film. That is, the holes twelve are uneven and especially not the same size in the electrode available. This can be seen, for example, at the positions 22 . 24 and 26 , which have an inhomogeneous extension to the other areas, but this is not problematic for the further use of the electrode.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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WO 2013/082330 A1 [0010]

Claims

A method of manufacturing an electrode, characterized in that the method comprises the steps of: a) providing a stretched grid (10), wherein the expanded grid (10) is unstretched or wherein the expanded grid (10) is partially but incompletely stretched; b) coating the expanded metal mesh (10) with an electrode material (20); and c) pressing a layer structure obtained in method step b) such that the expanded metal grid (10) stretches.

Method according to Claim 1 , characterized in that the expanded metal mesh (10) provided in method step a) is formed from a metal.

Method according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that in step a) provided expanded metal mesh (10) is designed like a film.

Method according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the expanded metal mesh (10) provided in method step a) has an expanded metal region (14) which is connected to a solid connection region (16).

Method according to Claim 4 , characterized in that the expanded metal region (14) with the solid connection region (16) is integrally formed.

Method according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that method step b) takes place by a printing operation.

Method according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that the electrode material (20) in step b) is substantially free of solvent.

Method according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that the electrode material (20) comprises active material for a battery.

Method according to Claim 8 , characterized in that the electrode material (20) comprises active material for an anode of a battery.

Method according to one of Claims 1 to 9 characterized in that the expanded metal mesh (10) provided in step a) is slotted or perforated.