DE102010044552B4 - Method for producing an electrode for a storage cell for electrical energy - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine Speicherzelle für elektrische Energie, wobei ein Elektrodenmaterial in Pulverform auf ein Substrat aufgebracht wird, indem Pulverteilchen des Elektrodenmaterials mittels eines elektrischen Feldes auf das Substrat bewegt werden, wobei das pulverförmige Elektrodenmaterial vor dem Bewegen auf das Substrat aufgelockert oder fluidisiert wird und dem pulverförmigen Elektrodenmaterial isolierende oder halbleitende Teilchen als Carrier-Teilchen beigefügt sind, die nicht durch das elektrische Feld auf das Substrat bewegt werden.A method of manufacturing an electrode for an electrical energy storage cell, wherein an electrode material in powder form is applied to a substrate by moving powder particles of the electrode material onto the substrate by means of an electric field, wherein the powdery electrode material is loosened or fluidized prior to moving to the substrate is added and the powdery electrode material insulating or semiconducting particles as carrier particles that are not moved by the electric field to the substrate.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für Speicherzellen für elektrische Energie, insbesondere elektrochemischen Zellen wie etwa Li-Ionen-Zellen, Doppelschichtkondensatoren und Zellen mit Pseudokapazität, bei welchem ein Elektrodenmaterial in Pulverform auf ein Substrat aufgebracht wird. Das Aufbringen erfolgt hierbei dadurch, dass die Pulverteilchen des Elektrodenmaterials mittels eines elektrischen Feldes auf das Substrat bewegt werden.The invention relates to a method for producing an electrode for storage cells for electrical energy, in particular electrochemical cells such as Li-ion cells, double-layer capacitors and pseudo-capacitance cells, in which an electrode material in powder form is applied to a substrate. The application takes place in this case by moving the powder particles of the electrode material onto the substrate by means of an electric field.

Zur Fertigung von Elektroden für elektrochemische Zellen muss ein Elektrodenmaterial auf ein Substrataufgebracht werden. Normalerweise wird hierzu das Elektrodenmaterial in eine flüssige oder pastöse Form gebracht, beispielsweise indem es mit organischen Lösungsmitteln versetzt wird.To fabricate electrodes for electrochemical cells, an electrode material must be applied to a substrate. Normally, for this purpose, the electrode material is brought into a liquid or pasty form, for example by adding organic solvents.

So wird beispielsweise bei Lithium-Ionen-Zellen die Kathode gefertigt, indem ein Elektrodenmaterial als Funktionsmaterial aus Lithium-Verbindungen, wie beispielsweise Lithium-Eisenphosphat, und Carbon Black in die flüssige oder pastöse Phase gebracht wird. Dazu wird das Gemisch aus Lithium-Eisenphosphat und Carbon black in einem Mengenverhältnis von ca. 9:1 in organische Lösemittel suspendiert.For example, in lithium-ion cells, the cathode is made by bringing an electrode material as a functional material of lithium compounds, such as lithium iron phosphate, and carbon black in the liquid or pasty phase. For this purpose, the mixture of lithium iron phosphate and carbon black in a ratio of about 9: 1 is suspended in organic solvents.

Das flüssige oder pastöse Elektrodenmaterial wird auf elektrisch leitfähige Stromkollektoren nach dem Stand der Technik mittels Rakelauftrag, Walzenauftrag oder mit Hilfe einer Breitschlitzdüse aufgetragen. In einem anschließenden Trocknungsprozess wird dann das Lösungsmittel verdunstet. Die VOC(„volatile organic components”)-Emissionen werden in der Regel thermisch nachverbrannt, wobei CO2 emittiert wird.The liquid or pasty electrode material is applied to electrically conductive current collectors according to the prior art by means of knife coating, roller application or with the aid of a slot die. In a subsequent drying process, the solvent is then evaporated. The VOC ("volatile organic components") emissions are usually thermally post-combusted, whereby CO 2 is emitted.

In einer Anlage, die nach diesem Verfahren arbeitet, werden zur Erzeugung von 1 m2 Elektrodenfläche nur für das Verdampfen des Lösungsmittels und die nötige Abluftanlage ca. 0,6 kWh Energie benötigt.In a plant operating according to this method, approximately 0.6 kWh of energy is needed to produce 1 m 2 of electrode area only for the evaporation of the solvent and the necessary exhaust air system.

Für die genannten Verfahren zum Auftragen des Elektrodenmaterials ist es erforderlich, dass das flüssige oder pastöse Elektrodenmaterial Bindemittel enthält.For the mentioned methods for applying the electrode material, it is necessary for the liquid or pasty electrode material to contain binders.

Das Bindemittel wirkt nach dem Verdunsten des Lösungsmittels als Klebstoff und verklebt das Elektrodenpulver mit den Stromkollektoren. Die Bindemittelanteile müssen in der Regel mindestens etwa 10 Gew.-% betragen. Aufgrund der hohen Dichte des Elektrodenpulvers, die bei Lithiumverbindungen bei ca. 4.000 bis 8.000 kg/m3 und bei Carbon Black bei ca. 1.900 kg/m3 liegt, stellt das Bindemittel, das z. B. eine Dichte von ca. 1.770 kg/m3 haben kann, in der fertigen Funktionsschicht mehr als 40% des Gesamtvolumens der Schicht oder 30 bis 40% des Gesamtvolumens der Batterie dar. Hinzu kommt, dass das Verfahren wenig energieeffizient ist und nicht Ressourcen-schonend, da die entstehenden Emissionen in der Regel thermisch nachverbrannt werden.The binder acts as an adhesive after evaporation of the solvent and adheres the electrode powder to the current collectors. The binder contents must generally be at least about 10% by weight. Due to the high density of the electrode powder, which is approximately 4,000 to 8,000 kg / m 3 for lithium compounds and about 1,900 kg / m 3 for carbon black, the binder, the z. B. may have a density of about 1770 kg / m 3 , in the finished functional layer more than 40% of the total volume of the layer or 30 to 40% of the total volume of the battery. In addition, the method is not very energy efficient and not resources - gentle, since the resulting emissions are usually thermally post-combusted.

Bekannt ist es außerdem, zur Herstellung von Elektroden für elektrochemische Zellen einen Extrusionsprozess einzusetzen. Hier kann zwar auf Lösungsmittel weitgehend verzichtet werden, nicht jedoch auf das Bindemittel.It is also known to use an extrusion process for the production of electrodes for electrochemical cells. Although solvent can largely be dispensed with here, it is not possible to dispense with the binder.

US 3 573 991 A beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von Dünnelektroden für Brennstoffzellen, die zumindest eine Barriereschicht auf ihrer Elektrolytenseite in Kontakt mit einer katalytisch aktiven Substanz aufweisen. US Pat. No. 3,573,991 A describes a method for producing thin electrodes for fuel cells, which have at least one barrier layer on their electrolyte side in contact with a catalytically active substance.

EP 1 555 711 A1 beschreibt eine Elektrolytlösung und eine Batterie, die eine verbesserte Zuverlässigkeit aufweist und auch bei hohen Temperaturen beständig ist. EP 1 555 711 A1 describes an electrolyte solution and a battery which has improved reliability and is stable even at high temperatures.

Die DE 10 2004 010 177 A1 beschreibt eine elektrostatische Fluidisierungsvorrichtung und eine entsprechendes Fluidisierungsverfahren zur Pulverbeschichtung von Substraten. Die Fluidierungsvorrichtung weist ein Fluidisierbehälter, eine in den Fluidisierbehälter mündende Luftzufuhr zum Einbringen von Fluidisierluft in den Fluidisierbehälter, einen oberhalb der Einmündung der Luftzuführung innerhalb des Fluidisierbehälters angeordneten Fluidierboden, durch den hindurch die Fluidierluft ein oberhalb des Fluidisierbodens befindlichen Volumen innerhalb des Fluidisierbehälters Zuführer ist zur Fluidisierung von Beschichtungspulver und oberhalb des Fluidisierbodens im Volumen innerhalb des Fluidisierbehälters angeordneter Hochspannungselektroden zur Ionisierung der Fluidisierungsluft auf.The DE 10 2004 010 177 A1 describes an electrostatic fluidization device and a corresponding fluidization method for powder coating substrates. The fluidizing device comprises a fluidizing tank, an air inlet opening into the fluidizing tank for introducing fluidizing air into the fluidizing tank, a fluidizing tray located above the mouth of the air supply within the fluidizing tank, through which the fluidizing air is a volume located above the fluidizing tray within the fluidizing tank for fluidization of coating powder and above the Fluidisierbodens in volume within the Fluidisierbehälters arranged high voltage electrodes for ionization of the fluidizing air.

Kließlich, Frank: Katalysatorpräparation mittels MOCVD und DRIFT-Spektroskopie zur Methanol-Dampfdeformierung an PbZn/ZnO-Katalysatoren, Dissertation, Erlangen, 2004 beschreibt ein Verfahren zur chemischen Gasphasenabscheidung, bei dem ein fluidisiertes Pulver als Substrat dient.Kließlich, Frank: Catalyst preparation by means of MOCVD and DRIFT spectroscopy for methanol vapor deformation on PbZn / ZnO catalysts, dissertation, Erlangen, 2004 describes a process for chemical vapor deposition, in which a fluidized powder serves as a substrate.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für Speicherzellen für elektrische Energie anzugeben, mit welchem Elektroden mit deutlich geringerem Energieeinsatz herstellbar sind und das außerdem ressourcenschonend und umweltfreundlich durchführbar ist.Object of the present invention is to provide a method for producing an electrode for memory cells for electrical energy, with which electrodes can be produced with significantly lower energy consumption and also resource-friendly and environmentally friendly feasible.

Die Aufgaben werden gelöst durch das Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine elektrische Speicherzelle nach Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens zur Herstellung einer Elektrode werden durch die abhängigen Ansprüche gegeben.The objects are achieved by the method for producing an electrode for an electrical storage cell according to claim 1. Advantageous developments of the method for the production an electrode are given by the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine Speicherzelle für elektrische Energie angegeben. Dabei wird ein pulverförmiges Elektrodenmaterial auf ein Substrat aufgebracht, indem Pulverteilchen des Elektrodenmaterials mittels eines elektrischen Feldes auf das Substrat bewegt bzw. beschleunigt werden oder driften.According to the invention, a method is specified for producing an electrode for a storage cell for electrical energy. In this case, a powdery electrode material is applied to a substrate by moving or accelerating powder particles of the electrode material onto the substrate by means of an electric field or by drifting.

Erfindungsgemäß liegt das Elektrodenmaterial als Pulver vor, d. h. in Form kleiner Pulverteilchen. Diese Pulverteilchen werden mittels des elektrischen Feldes auf das Substrat bewegt. Hierzu werden die Pulverteilchen elektrisch geladen und dann durch die Kraftwirkung des elektrischen Feldes beschleunigt und auf das Substrat bewegt. Dabei driften die Teilchen über einen gewissen, nicht verschwindenden Abstand. Aufgrund dieses Vorgehens kann das erfindungsgemäße Verfahren auch als elektrostatische Dry-Blend-Applikation bezeichnet werden.According to the invention, the electrode material is present as a powder, d. H. in the form of small powder particles. These powder particles are moved by means of the electric field on the substrate. For this purpose, the powder particles are charged electrically and then accelerated by the force of the electric field and moved to the substrate. The particles drift over a certain, non-disappearing distance. Due to this procedure, the method according to the invention can also be referred to as electrostatic dry blend application.

Das auf das Substrat aufgebrachte Elektrodenmaterial lagert sich auf dem Substrat ab und sammelt sich dort. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass mittels eines elektrischen Feldes in beschriebener Weise auf das Substrat bewegtes pulverförmiges Elektrodenmaterial auf dem Substrat hinreichend gut anhaftet, um das mit dem Elektrodenmaterial beschichtete Substrat zu einer Elektrode in einer elektrischen Speicherzelle weiterzuverarbeiten. Dies gilt auch dann, wenn das Elektrodenmaterial aus einer Mischung aus leitfähigen und nicht-leitfähigen bis halbleitfähigen Teilchen besteht, wie es etwa bei Kathodenmaterialien für Li-Ionen-Zellen der Fall ist. Es war bisher stets davon ausgegangen worden, dass nur isolierende Teilchen bei elektrostatischem Auftrag an einem Substrat anhaften, während bei leitfähigen Teilchen davon ausgegangen wurde, dass diese sich am Substrat beim Auftreffen sofort entladen und daher keine Anhaftung stattfindet. Dass Elektrodenmaterial für elektrochemische Zellen auf dem Substrat anhaftet, könnte vermutlich daran liegen, dass die nicht-leitenden bis halbleitenden Teilchen nicht oder nur teilweise durch die leitenden Teilchen entladen werden, so dass eine hinreichende Anhaftung erfolgt. Die Carbon-Black-Partikel haften an dem Substrat vermutlich durch Van-der-Waals-Kräfte.The electrode material applied to the substrate deposits on the substrate and collects there. Surprisingly, it has been found that by means of an electric field in the manner described on the substrate moving powdered electrode material adheres sufficiently well on the substrate to further process the substrate coated with the electrode material to an electrode in an electric storage cell. This also applies if the electrode material consists of a mixture of conductive and nonconductive to semiconductive particles, as is the case with cathode materials for Li-ion cells. It has always been assumed that only insulating particles adhere to a substrate when electrostatically deposited, while conductive particles were assumed to discharge immediately upon impact with the substrate and therefore to not adhere. The fact that electrode material for electrochemical cells adheres to the substrate could probably be due to the fact that the non-conductive to semiconductive particles are not or only partially discharged by the conductive particles, so that a sufficient adhesion occurs. The carbon black particles probably adhere to the substrate by van der Waals forces.

Die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Elektrode kann dabei sowohl eine Anode als auch eine Kathode sein.The electrode produced by means of the method according to the invention can be both an anode and a cathode.

Im Beispiel der Li-Ionen-Zelle ist das Kathodenmaterial etwa eine Mischung aus LiCoO2, LiMnO2, LiMn2O4, LiFePO4 oder andere als Aktivmaterial geeignete Materialien und Leitfähigkeitszusetzen wie z. B. Carbon Black, Acethylen Black, Ketjen Black (in deutscher Sprache ist „Black” mit „Ruß” übersetzbar) und/oder Graphit.In the example of the Li-ion cell, the cathode material is about a mixture of LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiFePO 4 or other materials suitable as active material and conductivity such. As carbon black, acetylene black, Ketjen Black (in German, "Black" with "carbon black" translatable) and / or graphite.

Die hergestellte Elektrode kann auch eine Anode sein. In diesem Fall ist beispielsweise das Elektrodenmaterial eine Mischung aus Carbon Black, Acethylen Black, Ketjen Black und/oder Graphit oder anderen Leitfähigkeitsadditiven einerseits und zumindest einem Material wie Li4Ti5O12, Lithium, Silizium, Graphit oder einem anderen geeigneten Li-Ionen-Speichermaterial, das ein Halbzellpotential unterhalb des Halbzellpotentials des verwendeten Kathodenmaterials aufweist. Das Substrat, auf welches das Elektrodenmaterial im erfindungsgemäßen Verfahren aufgebracht wird, ist vorzugsweise ein Stromkollektor. Sofern die Elektrode eine Anode ist, kann der Stromkollektor besonders vorteilhaft Kupfer aufweisen oder daraus bestehen. Ist die Elektrode eine Kathode, weist der Stromkollektor vorzugsweise Aluminium auf oder besteht daraus.The prepared electrode may also be an anode. In this case, for example, the electrode material is a mixture of carbon black, acetylene black, ketjen black and / or graphite or other conductivity additives on the one hand and at least one material such as Li 4 Ti 5 O 12 , lithium, silicon, graphite or other suitable Li ions Memory material having a half cell potential below the half cell potential of the cathode material used. The substrate to which the electrode material is applied in the method according to the invention is preferably a current collector. If the electrode is an anode, the current collector can particularly advantageously comprise or consist of copper. If the electrode is a cathode, the current collector preferably comprises or consists of aluminum.

Im erfindungsgemäßen Verfahren kann auf Bindemittel vollständig verzichtet werden. In diesem Fall kann z. B. das Substrat bereits etwas Bindemittel enthalten oder aus einem selbstklebenden Kunststoff bestehen.In the process of the invention can be completely dispensed with binder. In this case, z. B. the substrate already contain some binder or consist of a self-adhesive plastic.

Es ist jedoch auch möglich, dem Elektrodenmaterial sehr geringe Mengen an Bindemittel beizugeben. Das Bindemittel wird dann ebenfalls mittels des elektrischen Feldes auf das Substrat bewegt. Vorzugsweise liegt jedoch der Anteil an Bindemittel am Elektrodenmaterial bei ≤ 1 Gew.-%.However, it is also possible to add very small amounts of binder to the electrode material. The binder is then also moved by means of the electric field on the substrate. Preferably, however, the proportion of binder on the electrode material is ≦ 1 wt .-%.

Bevorzugterweise wird das Elektrodenmaterial auf das Substrat mit einem Schichtgewicht ≤ 300 g/m2, vorzugsweise ≤ 200 g/m2, besonders bevorzugt ≤ 100 g/m2 und ≥ 30 g/m2, vorzugsweise ≥ 50 g/m2, besonders bevorzugt ≥ 80 g/m2 aufgetragen.Preferably, the electrode material is applied to the substrate with a coating weight ≦ 300 g / m 2 , preferably ≦ 200 g / m 2 , more preferably ≦ 100 g / m 2 and ≥ 30 g / m 2 , preferably ≥ 50 g / m 2 preferably ≥ 80 g / m 2 applied.

Bevorzugterweise werden Schichten mit einer Schichtdicke ≤ 300 μm, vorzugsweise ≤ 200 μm abgeschieden.Preferably, layers having a layer thickness ≦ 300 μm, preferably ≦ 200 μm, are deposited.

Erfindungsgemäß wird das pulverförmige Elektrodenmaterial vor dem Bewegen auf das Substrat fluidisiert. Dies kann vorteilhaft in einem Fluidisierbett geschehen.According to the invention, the powdered electrode material is fluidized before moving onto the substrate. This can be done advantageously in a fluidized bed.

Erfindungsgemäß ist in allen Ausführungsformen das elektrische Feld bevorzugt ein elektrostatisches Feld.According to the invention, in all embodiments, the electric field is preferably an electrostatic field.

Grundsätzlich ist aus dem aufgelockerten bzw. fluidisierten Zustand die elektrostatische Applikation des Pulvers oder des Pulvergemisches mit traditionellen Applikationstechniken wie elektrostatischen Korona-Sprühpistolen oder Tribosprühpistolen mit Flachstrahldüsen oder Pralltellerdüsen sowie auch mit Sprühglocken möglich. Auch elektrostatische Applikationstechniken anlehnend an den Bereich der Schleifpapierfertigung sind denkbar. Dabei kann das Pulvergemisch über eine Rüttelrinne in einen Vorratsbehälter und von dort aus im Kreislauf gepumpt werden, wobei beim Herunterrieseln des Pulvergemischs ein Teil des Pulvers vom elektrischen Feld, erzeugt beispielsweise durch eine hochspannungsführende Elektrode, erfasst wird und nach oben zum Substrat bewegt und abgeschieden wird.Basically, from the loosened or fluidized state, the electrostatic application of the powder or the powder mixture with traditional application techniques such as electrostatic corona spray guns or Tribosprühpistolen with flat jet nozzles or baffle plates and also with spray bells possible. Also Electrostatic application techniques based on the field of abrasive paper production are conceivable. In this case, the powder mixture can be pumped via a vibrating channel in a reservoir and from there in the circuit, wherein the trickling down of the powder mixture, a portion of the powder from the electric field, for example, by a high voltage leading electrode, is detected and moved up to the substrate and deposited ,

Im Folgenden soll eine Vorrichtung beschrieben werden, mit welcher das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft ausführbar ist, da damit die homogenste Verteilung der Schicht auf dem Substrat erwartet wird. In einer solchen Vorrichtung wird das pulverförmige Elektrodenmaterial fluidisiert und durch Kraftwirkung eines elektrischen Feldes auf das Substrat aufgetragen.In the following, a device will be described with which the method according to the invention can be carried out in a particularly advantageous manner since this is expected to result in the most homogeneous distribution of the layer on the substrate. In such a device, the powdery electrode material is fluidized and applied by force of an electric field to the substrate.

Die Vorrichtung, die vorteilhaft zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einsetzbar ist, kann einen Fluidisierbehälter, eine in den Fluidisierbehälter mündende Luftzuführung (zum Einbringen von Fluidisierluft in den Fluidisierbehälter), einen oberhalb der Einmündung der Luftzuführung innerhalb des Fluidisierbehälters angeordneten Fluidisierboden, durch den hindurch die Fluidisierluft einem oberhalb des Fluidisierbodens befindlichen Volumen (Innenvolumen) innerhalb des Fluidisierbehälters zuführbar ist (um in dem Volumen bzw. Innenvolumen Beschichtungspulver zu fluidisieren) und mindestens eine oberhalb des Fluidisierbodens im Volumen innerhalb des Fluidisierbehälters angeordnete Hochspannungselektrode zur Ionisierung der Fluidisierluft aufweisen. Vorteilhaft sind dabei die oberhalb des Fluidisierbodens im Volumen angeordneten Hochspannungselektroden dünne Drahtelektroden. Der Durchmesser der dünnen Drahtelektroden beträgt hierbei vorteilhafterweise über 20 μm und unter 1000 μm, insbesondere zwischen 60 μm und 200 μm.The device, which can advantageously be used for carrying out the method according to the invention, can be a fluidizing tank, an air feed opening into the fluidizing tank (for introducing fluidizing air into the fluidising tank), a fluidising floor arranged above the mouth of the air feed inside the fluidising tank, through which the fluidizing air passes a volume located above the Fluidisierbodens (inner volume) can be supplied within the Fluidisierbehälters (to fluidize in the volume or inner volume coating powder) and at least one above the Fluidisierbodens in volume within the Fluidisierbehälters arranged high-voltage electrode for ionizing the fluidizing air. Advantageously, the high voltage electrodes arranged above the fluidizing floor are thin wire electrodes. The diameter of the thin wire electrodes is advantageously more than 20 μm and less than 1000 μm, in particular between 60 μm and 200 μm.

In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform sind die Drahtelektroden in unmittelbarer Nähe des Fluidisierbodens angeordnet oder weisen einen mittleren Abstand vom Fluidisierboden von bis zu 50 mm, vorteilhafterweise von bis zu 20 mm auf.In an advantageous embodiment, the wire electrodes are arranged in the immediate vicinity of the Fluidisierbodens or have a mean distance from the fluidization of up to 50 mm, advantageously up to 20 mm.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform sind die Drahtelektroden ihrer Längsrichtung nach im Wesentlichen parallel zur Oberfläche des Fluidisierbodens angeordnet oder formschlüssig an den Fluidisierboden angeordnet. Die Drahtelektroden verlaufen hierbei in Bezug auf ihre Längsrichtung vorteilhafterweise parallel zueinander und haben bevorzugt einen mittleren Abstand voneinander von über 2 und unter 80 mm, insbesondere von über 10 mm und unter 30 mm aufweisen.In a further advantageous embodiment, the wire electrodes are arranged in their longitudinal direction substantially parallel to the surface of the fluidization floor or arranged in a form-fitting manner on the fluidization floor. The wire electrodes in this case advantageously extend parallel to one another in relation to their longitudinal direction and preferably have a mean distance from one another of more than 2 and less than 80 mm, in particular of more than 10 mm and less than 30 mm.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform der Fluidisierungsvorrichtung ist jeder der Drahtelektroden ein Hochspannungswiderstand (bevorzugt im Bereich von 1 MΩ bis 1000 TΩ) vorgeschaltet, um die Drahtelektroden jeweils einzeln in ihrer Leistung zu begrenzen. Alternativ hierzu können zur Leistungsbegrenzung die einzelnen Drahtelektroden auch aus einem halbleitenden Material bestehen, beispielsweise aus halbleitenden keramischen Fasern oder Glasfasern sein (diese weisen dann ebenfalls bevorzugt einen Widerstand im Bereich von 1 MΩ bis 1000 TΩ auf).In a further advantageous embodiment of the fluidization device, each of the wire electrodes is preceded by a high-voltage resistor (preferably in the range from 1 MΩ to 1000 TΩ) in order to individually limit the performance of the wire electrodes. Alternatively, for power limitation, the individual wire electrodes may also consist of a semiconducting material, for example of semiconductive ceramic fibers or glass fibers (these likewise preferably have a resistance in the range from 1 MΩ to 1000 TΩ).

In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsformen kann nicht nur der Fluidisierboden mit Drahtelektroden belegt sein, sondern diese können auch an den Seitenwänden des Fluidisierbehälters angeordnet sein: Hierzu sind bei einer möglichen vorteilhaften Ausgestaltungsform die Drahtelektroden jeweils der Länge nach teilweise parallel zur Oberfläche des Fluidisierbodens angeordnet oder formschlüssig an dem Fluidisierboden angeordnet und teilweise parallel zu mindestens einer Seitenwand des Fluidisierbehälters angeordnet oder formschlüssig an mindestens einer Seitenwand des Fluidisierbehälters angeordnet. Die Drahtelektroden können bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform entlang ihrer Längsachse teilweise in unmittelbarer Nähe des Fluidisierbodens oder in einem mittleren Abstand von bis zu 50 mm, vorteilhafterweise von bis zu 20 mm, vom Fluidisierboden angeordnet sein und teilweise in unmittelbarer Nähe der mindestens einen Seitenwand oder in einem mittleren Abstand von bis zu 50 mm, vorteilhafterweise von bis zu 20 mm, von dieser mindestens einen Seitenwand angeordnet sein. Alternativ hierzu kann auch in einer ersten Teilmenge von Drahtelektroden jede Drahtelektrode in unmittelbarer Nähe des Fluidisierbodens oder in einem mittleren Abstand von bis zu 50 mm, vorteilhafterweise von bis zu 20 mm, vom Fluidisierboden angeordnet sein und in einer zweiten Teilmenge von Drahtelektroden jede Drahtelektrode in unmittelbarer Nähe einer Seitenwand des Fluidisierbehälters oder in einem mittleren Abstand von bis zu 50 mm, vorteilhafterweise von bis zu 20 mm, von einer Seitenwand des Fluidisierbehälters angeordnet sein. Die erste Teilmenge der Drahtelektroden kann hierbei parallel zur Oberfläche des Fluidisierbodens angeordnet sein oder formschlüssig am Fluidisierboden angeordnet sein und die zweite Teilmenge der Drahtelektroden kann parallel zur Oberfläche der Seitenwand oder formschlüssig an dieser Seitenwand angeordnet sein.In further advantageous embodiments, not only the fluidization bottom can be covered with wire electrodes, but these can also be arranged on the side walls of the fluidization: For a possible advantageous embodiment, the wire electrodes are each arranged longitudinally partially parallel to the surface of the Fluidisierbodens or positively on the Fluidizing arranged and arranged partially parallel to at least one side wall of the fluidizing or arranged form-fitting manner on at least one side wall of the fluidizing. The wire electrodes can be arranged in a further advantageous embodiment along its longitudinal axis partially in the immediate vicinity of the fluidization or in an average distance of up to 50 mm, advantageously up to 20 mm from the fluidization and partially in the immediate vicinity of the at least one side wall or in an average distance of up to 50 mm, advantageously of up to 20 mm, be arranged from this at least one side wall. Alternatively, in a first subset of wire electrodes each wire electrode in the immediate vicinity of the fluidization or in an average distance of up to 50 mm, advantageously up to 20 mm, be arranged by the fluidization and in a second subset of wire electrodes each wire electrode in the immediate Be arranged near a side wall of the fluidizing or in an average distance of up to 50 mm, advantageously up to 20 mm, from a side wall of the fluidizing. The first subset of the wire electrodes may in this case be arranged parallel to the surface of the fluidization base or be arranged in a form-fitting manner on the fluidization base and the second subset of the wire electrodes may be arranged parallel to the surface of the side wall or in a form-fitting manner on this side wall.

Um auch bei komplizierten Elektroden-Geometrien eine homogene Verteilung der Feldkräfte zu erzielen, sind in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform der Fluidisierungsvorrichtung die Drahtelektroden nicht über ihre gesamte Länge am Fluidisierboden oder an einer Seitenwand des Fluidisierbodens befestigt oder die Drahtelektroden sind nur an einem ihrer Enden befestigt und ansonsten im Fluid frei beweglich. Vorteilhafterweise sind die Drahtelektroden hierbei im nicht befestigten Bereich zumindest teilweise mit einer isolierenden Beschichtung versehen oder weisen in diesem Bereich eine elektrisch isolierende Kunststoffkappe auf. Alternativ hierzu können die Drahtelektroden auch aus halbleitendem Material bestehen bzw. keramische Fasern oder Glasfasern sein.In order to achieve a homogeneous distribution of the field forces even in complicated electrode geometries, in a further advantageous embodiment of the fluidization device, the wire electrodes are not fixed over their entire length to the fluidization floor or to a side wall of the fluidization floor or the wire electrodes are only attached at one of its ends and otherwise freely movable in the fluid. Advantageously, the wire electrodes are at least partially provided with an insulating coating in the unattached region or have an electrically insulating plastic cap in this region. Alternatively, the wire electrodes may also consist of semiconducting material or be ceramic fibers or glass fibers.

Zum Schutz der Drahtelektroden ist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform ein weiterer Fluidisierboden innerhalb des Fluidisierbehälters oberhalb der Drahtelektroden angeordnet. Dieser ist bevorzugt dünner als der erste Fluidisierboden (unterhalb der Drahtelektroden). Der zweite Fluidisierboden weist bevorzugt eine Dicke von über 1 mm und unter 10 mm, insbesondere von über 2 mm und unter 5 mm auf. In einer weiteren Variante können die Drahtelektroden auch oberhalb eines Teils des ersten Fluidisierbodens im ersten Fluidisierboden angeordnet oder in den ersten Fluidisierboden eingearbeitet oder integriert sein (das Anordnen, Einbringen oder Integrieren geschieht bevorzugt während des Sinterprozesses, die Elektroden können dann im Boden mäanderförmig oder wellenförmig angeordnet sein).In order to protect the wire electrodes, in another advantageous embodiment, a further fluidizing bottom is arranged inside the fluidizing container above the wire electrodes. This is preferably thinner than the first fluidization bottom (below the wire electrodes). The second fluidizing bottom preferably has a thickness of more than 1 mm and less than 10 mm, in particular more than 2 mm and less than 5 mm. In a further variant, the wire electrodes can also be arranged above a part of the first fluidization floor in the first fluidization floor or incorporated or integrated into the first fluidization floor (the arrangement, introduction or integration preferably takes place during the sintering process, the electrodes can then be arranged meandering or wave-shaped in the ground be).

In einer weiteren Variante kann nur ein einzelner Sinterboden eingesetzt werden und die Drahtelektroden können unterhalb des Sinterbodens angeordnet sein, mit einem Abstand von bevorzugt ≤ 10 mm bis ca. 50 mm.In a further variant, only a single sintered bottom can be used and the wire electrodes can be arranged below the sintering bottom, with a spacing of preferably ≦ 10 mm to approximately 50 mm.

Um die Homogenität der Schichtdickenverteilung insbesondere im Bereich der Substratkanten zu verbessern und die optische Verlaufsqualität zu verbessern wird in einer vorteilhaften Variante statt Gleichspannung ein niederfrequentes gepulstes Rechtecksignal im Bereich zwischen 3 und 20 Hz zur Aufladung der Pulverpartikel eingesetzt. In einer weiteren vorteilhaften Variante wird ein gepulstes Rechtecksignal mit einem Nulldurchgang in die umgekehrte Polarität zur Aufladung des Pulvers eingesetzt, wobei beim Durchgang in die umgekehrte Polarität die Korona-Einsatzspannung nicht überschritten werden darf.In order to improve the homogeneity of the layer thickness distribution, in particular in the region of the substrate edges, and to improve the optical quality, in an advantageous variant, instead of DC voltage, a low-frequency pulsed square wave signal in the range between 3 and 20 Hz is used to charge the powder particles. In a further advantageous variant, a pulsed rectangular signal with a zero crossing in the reverse polarity for charging the powder is used, wherein the corona threshold voltage must not be exceeded when passing in the reverse polarity.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform sind die Seitenwände des Fluidisierbehälters oder auch der Boden des Fluidisierbehälters aus elektrisch isolierenden Materialien, insbesondere aus Kunststoff POM, polyimidbasierenden Materialien, Glas oder keramischen Materialien. Der Fluidisierboden ist bevorzugt ein Polyethylen-Sinterboden mit Porenweiten von über 2 μm und unter 100 μm, insbesondere von über 10 μm und unter 50 μm oder alternativ hierzu ein anorganischer Sinterboden oder ein keramischer Sinterboden oder ein Glassinterboden.In a further advantageous embodiment, the side walls of the fluidizing tank or else the bottom of the fluidising tank are made of electrically insulating materials, in particular of plastic POM, polyimide-based materials, glass or ceramic materials. The fluidization bottom is preferably a polyethylene sintered bottom with pore widths of more than 2 μm and less than 100 μm, in particular more than 10 μm and less than 50 μm, or alternatively an inorganic sintered bottom or a ceramic sintered bottom or a glass sintered bottom.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsvariante weist die Fluidisierungsvorrichtung oberhalb des Fluidisierbehälters eine elektrisch leitfähige Hinterlegung auf, beispielsweise eine metallene Platte oder eine Elektrode. Zur Beschichtung eines Substrats mit einem Muster kann diese leitfähige Hinterlegung eine Struktur oder ein Muster aufweisen oder in Form einer Schablone ausgestaltet sein.In a further advantageous embodiment variant, the fluidizing device has an electrically conductive deposit above the fluidizing container, for example a metal plate or an electrode. For coating a substrate with a pattern, this conductive deposit may have a texture or pattern or be in the form of a template.

Gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für Speicherzellen für elektrische Energie gemäß der vorliegenden Erfindung wird bevorzugterweise das pulverförmige Elektrodenmaterial für die Speicherzellen vor dem Bewegen auf das Substrat elektrostatisch aufgeladen. Dies kann besonders vorteilhaft durch Anlegen einer Hochspannung geschehen, beispielsweise mittels dünner Drahtelektroden, deren Durchmesser besonders vorteilhaft ≥ 20 μm und ≤ 1.000 μm, insbesondere zwischen 60 μm und 100 μm beträgt.According to the method of manufacturing an electrode for electric energy storage cells according to the present invention, preferably, the powdery electrode material for the memory cells is electrostatically charged prior to moving to the substrate. This can be done particularly advantageously by applying a high voltage, for example by means of thin wire electrodes whose diameter is particularly advantageous ≥ 20 microns and ≤ 1,000 microns, in particular between 60 microns and 100 microns.

Es ist besonders bevorzugt, wenn die Spannung zur Aufladung der Pulverteilchen gepulst ist.It is particularly preferred if the voltage for charging the powder particles is pulsed.

Die Pulverteilchen des pulverförmigen Elektrodenmaterials haben vorzugsweise einen Durchmesser ≤ 50 μm.The powder particles of the powdery electrode material preferably have a diameter ≦ 50 μm.

Die Pulverteilchen des pulverförmigen Elektrodenmaterials haben vorzugsweise einen mittleren Durchmesser von 10 μm bis 100 μm, für Lithium-Eisen-Phosphat-Partikel und von weniger als 10 nm bis unter 1 μm für die Kohlenstoff-Partikel.The powder particles of the powdery electrode material preferably have an average diameter of 10 .mu.m to 100 .mu.m, for lithium iron phosphate particles and less than 10 nm to less than 1 .mu.m for the carbon particles.

Dem pulverförmigen Elektrodenmaterial werden erfindungsgemäß beim Fluidisieren isolierende oder halbleitende Teilchen als Carrier-Teilchen beigefügt, die nicht durch das elektrische Feld auf das Substrat bewegt werden. Diese Teilchen verbleiben also im Fluidisierbehälter oder Fluidisierbett, während die Pulverteilchen auf das Substrat bewegt werden. Dass die Carrier-Teilchen nicht auf das Substrat bewegt werden, lässt sich z. B. dadurch erreichen, dass die Carrier-Teilchen eine hinreichend hohe Masse haben, so dass ihre Gewichtskraft größer ist als die durch elektrische ausgeübte Kraft.The powdery electrode material according to the invention in fluidizing insulating or semiconductive particles are added as carrier particles that are not moved by the electric field to the substrate. Thus, these particles remain in the fluidizing or fluidising bed while the powder particles are moved onto the substrate. The fact that the carrier particles are not moved to the substrate, z. B. thereby achieve that the carrier particles have a sufficiently high mass, so that their weight is greater than the force exerted by electrical force.

Besonders bevorzugt haben die Carrier-Teilchen eine Größe ≥ 60 μm, besonders ≥ 500 μm, besonders bevorzugt ≥ 1 mm und ≤ 10 mm, bevorzugt ≤ 5 mm, besonders bevorzugt ≤ 2 mm. Ein Größenverhältnis der Partikel des Pulvers zu dem Carrierpartikel von 1:100 bis 1:1, vorzugsweise 1:10 ist vorteilhaft.The carrier particles particularly preferably have a size ≥ 60 μm, particularly ≥ 500 μm, particularly preferably ≥ 1 mm and ≦ 10 mm, preferably ≦ 5 mm, particularly preferably ≦ 2 mm. A size ratio of the particles of the powder to the carrier particle of 1: 100 to 1: 1, preferably 1:10 is advantageous.

Carrier-Teilchen können z. B. Polystyrol-Schaum-Kügelchen sowie Vollkunststoffkügelchen sein. In Frage kommen auch Glasperlen, beispielsweise Quarzglasperlen oder Borosilikatglasperlen oder Sinterglasperlen. Auch metallische Kugeln mit elektrisch isolierenden Beschichtungen sind möglich. Unterscheiden sich die Oberflächen der Carrier-Kügelchen hinsichtlich der Dielektrizitätszahl deutlich vom Reibpartner (dem Elektrodenpulver) so können Carrier-Kügelchen die Aufladung des Elektrodenpulvers(durch reibungselektrische Vorgänge)unterstützen. Die Oberfläche des Carriers kann antihaftend ausgelegt sein, z. B. über Nanostrukturen, um die Homogenität des Pulver-Fluids zu verbessern.Carrier particles can, for. As polystyrene foam beads and solid plastic beads. Also suitable are glass beads, for example quartz glass beads or borosilicate glass beads or sintered glass beads. Also metallic balls with electrically insulating coatings are possible. If the surfaces of the carrier spheres differ significantly in terms of the dielectric constant from the friction partner (the electrode powder), carrier beads can support the charging of the electrode powder (by means of triboelectrical processes). The surface of the carrier may be designed to be non-sticky, for. Over nanostructures to improve the homogeneity of the powder fluid.

Es ist nicht unbedingt notwendig, dass die Carrier-Teilchen aufgrund ihrer Gewichtskraft nicht durch das elektrische Feld auf das Substrat bewegt werden. Es ist auch möglich, über dem Fluidisierbett oder am Ausgang des Fluidisierbehälters ein Gitter oder Netz vorzusehen, dessen Maschenweite so gering ist, dass die Carrier-Teilchen zurückgehalten werden.It is not absolutely necessary that the carrier particles are not moved by the electric field on the substrate due to their weight. It is also possible to provide above the Fluidisierbett or at the outlet of Fluidisierbehälters a grid or mesh whose mesh size is so small that the carrier particles are retained.

Zusätzlich zur Verbesserung der Fluidisierung mittels Carrier-Teilchen wie oben beschrieben ist es auch möglich, das pulverförmige Elektrodenmaterial während des Fluidisierens mit einer Bewegung, vorzugsweise einer periodischen Bewegung, zu beaufschlagen. Eine derartige periodische Bewegung kann eine Schwingung sein, bevorzugt sind jedoch Kraftstöße. Die Frequenz der periodischen Bewegung ist dabei vorzugsweise ≥ 1 Hz, besonders bevorzugt ≥ 2 Hz und ≤ 6 Hz, vorzugsweise ≤ 5 Hz. Eine Amplitude der Bewegung beträgt dabei vorzugsweise ≥ 0,02 m, besonders bevorzugt ≥ 0,05 m und ≤ 0,1 m, vorzugsweise ≤ 0,08 m. Als periodische Bewegung ist auch eine Vibration mit einer Frequenz ≥ 20 Hz und einer Amplitude ≤ 1 cm möglich.In addition to improving the fluidization by means of carrier particles as described above, it is also possible to subject the powdery electrode material during the fluidization with a movement, preferably a periodic movement. Such a periodic movement may be a vibration, but preferred are power surges. The frequency of the periodic movement is preferably ≥ 1 Hz, more preferably ≥ 2 Hz and ≦ 6 Hz, preferably ≦ 5 Hz. An amplitude of the movement is preferably ≥ 0.02 m, particularly preferably ≥ 0.05 m and ≦ 0 , 1 m, preferably ≤ 0.08 m. As a periodic movement, a vibration with a frequency ≥ 20 Hz and an amplitude ≤ 1 cm is possible.

Die Beaufschlagung mit der Bewegung kann auch dadurch erfolgen, dass im Pulver befindliche Objekte mit der periodischen Bewegung bewegt werden. Diese Objekte können beispielsweise die Carrier-Teilchen sein. Es ist auch möglich, im Fluidisierbett oder Fluidisierbehälter Schikanen anzuordnen, die gegenüber dem Fluidisierbehälter beweglich sind. Dabei kann die Schikane fest sein und der Fluidisierbehälter beweglich oder der Fluidisierbehälter fest und die Schikane beweglich. Derartige Schikanen können beispielsweise als Kämme oder Bürsten ausgestaltet sein, die das fluidisierte Pulver durchmischen. Auch rührende Systeme können hier eingesetzt werden.The movement can also be effected by moving objects in the powder with the periodic movement. These objects can be, for example, the carrier particles. It is also possible to arrange baffles in the fluidizing bed or fluidizing tank which are movable with respect to the fluidising tank. The chicane can be fixed and the fluidizing container movable or the fluidizing container fixed and the chicane movable. Such baffles can be configured, for example, as combs or brushes, which mix the fluidized powder. Also touching systems can be used here.

Zur Verbesserung der Fluidisierung ist es auch möglich, den Fluidisierbehälter selbst mit der periodischen Bewegung zu beaufschlagen. Besonders bevorzugt erfolgt dies über zumindest einen Intervallklopfer, der Kraftstöße gegen den Fluidisierbehälter ausführt.To improve the fluidization, it is also possible to pressurize the fluidizing itself with the periodic movement. This is particularly preferably done via at least one interval knocker, which executes force impacts against the fluidizing tank.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Elektroden für verschiedene Arten elektrochemischer Zellen hergestellt werden. Bevorzugterweise sind die elektrochemischen Zellen galvanische Zellen und besonders bevorzugt Lithium-Ionen-Zellen bzw. Lithium-Ionen-Akkumulatoren oder Lithium-Ionen-Batterien.With the method according to the invention, electrodes can be produced for different types of electrochemical cells. The electrochemical cells are preferably galvanic cells and particularly preferably lithium-ion cells or lithium-ion accumulators or lithium-ion batteries.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Elektroden für verschiedene Arten von Speicherzellen für elektrische Energie hergestellt werden. Bevorzugterweise sind es galvanische Zellen, Doppelschichtkondensatoren oder Zellen mit Pseudokapazität und besonders bevorzugt Lithium-Ionen-Zellen bzw. Lithium-Ionen-Akkumulatoren oder Lithium-Ionen-Batterien.With the method according to the invention, electrodes for different types of memory cells for electrical energy can be produced. Preferably, they are galvanic cells, double-layer capacitors or cells with pseudocapacity and particularly preferably lithium-ion cells or lithium-ion batteries or lithium-ion batteries.

Die Substrate, auf welchen das pulverförmige Elektrodenmaterial aufgebracht wird, können eine glatte, eine raue oder auch eine strukturierte Oberfläche haben. Es kommen außerdem auch Elektroden mit metallischer Schaumstruktur in Frage. Die Elektrodenoberfläche kann abhängig vom vorgesehenen Einsatz der fertigen Elektroden gewählt werden.The substrates to which the powdery electrode material is applied can have a smooth, a rough or a structured surface. Also suitable are electrodes with a metallic foam structure. The electrode surface can be selected depending on the intended use of the finished electrodes.

Da das pulverförmige Elektrodenmaterial zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens fluidisiert wird, kann das Elektrodenmaterial dem Fluidisierbehälter oder Fluidisierbett während des Verfahrens zugeführt werden. Es ist dabei möglich, dass die Bestandteile des Elektrodenmaterials separat zugeführt werden und erst im Fluidisierbett oder Fluidisierbehälter vermischt werden oder sich vermischen, es ist aber auch möglich, die Bestandteile des Elektrodenmaterials vor dem Zuführen in das Fluidisierbett zu mischen und das fertig gemischte Elektrodenmaterial dem Fluidisierbehälter oder Fluidisierbett zuzuführen.Since the powdery electrode material is fluidized to carry out the method according to the invention, the electrode material can be supplied to the fluidizing or fluidizing bed during the process. It is possible that the constituents of the electrode material are supplied separately and are mixed or mixed in the fluidizing bed or fluidizing tank, but it is also possible to mix the constituents of the electrode material before being fed into the fluidising bed and the ready-mixed electrode material to the fluidizing tank or supply fluidising bed.

In einer vorteilhaften Ausführungsform können die Bestandteile des Elektrodenmaterials z. B. in einem Mischer als Batch-Prozess gemischt werden.In an advantageous embodiment, the components of the electrode material z. B. mixed in a mixer as a batch process.

Die Zudosierung des Elektrodenmaterials oder der Bestandteile des Elektrodenmaterials in den Fluidisierbehälter oder das Fluidisierbett kann vorteilhaft mit einer Membranpumpe, einem Schneckendosiersystem und einer Zellenradschleuse durchgeführt werden.The metered addition of the electrode material or of the components of the electrode material into the fluidizing container or the fluidizing bed can advantageously be carried out with a diaphragm pump, a screw metering system and a rotary valve.

Besonders bevorzugt wird das Pulver dem Fluidisierbehälter in einem Bereich zugeführt, der nicht von dem elektrischen Feld durchsetzt ist. Besonders bevorzugt ist der Bereich, in welchem das Pulver zugeführt wird, von dem mit dem elektrischen Feld durchsetzten Bereich über zumindest eine Schikane getrennt, so dass Turbulenzen und Wellen sich nicht vom Zuführbereich in den vom elektrischen Feld durchsetzten Bereich ausbreiten, jedoch das im Zuführbereich zugeführte Pulver in den vom Feld durchsetzten Bereich übertreten kann.Particularly preferably, the powder is supplied to the fluidizing container in a region which is not penetrated by the electric field. Particularly preferably, the region in which the powder is supplied is separated from the area penetrated by the electric field via at least one chicane, so that turbulence and waves do not propagate from the feed region into the region penetrated by the electric field, but that which is supplied in the feed region Powder can penetrate into the field penetrated by the field.

Es ist auch möglich, die Komponenten des Elektrodenmaterials oder das fertig gemischte Elektrodenmaterial gravimetrisch zuzudosieren. Dies kann beispielsweise mittels einer Drehschalenwaage geschehen, die portionsweise einwiegt und portionsweise Pulver zudosiert. Die zudosierten Portionen können klein gemacht werden, so dass quasi kontinuierlich zudosiert wird. Auch hier wird vorzugsweise in einem nicht vom elektrischen Feld durchsetzten Bereich des Fluidisierbehälters oder Fluidisierbetts zudosiert, wie es oben beschrieben ist.It is also possible to use the components of the electrode material or the ready-mixed Add electrode material gravimetrically. This can be done for example by means of a rotary scale, weighs in portions and dosed portionwise powder. The dosed portions can be made small, so that quasi-continuously added. Here, too, it is preferable to meter in a region of the fluidizing container or fluidising bed which is not penetrated by the electric field, as described above.

Bevorzugterweise wird der Füllstand des fluidisierten Pulvers im Fluidisierbehälter oder Fluidisierbett überwacht, gemessen und/oder geregelt. Hierbei kann der Füllstand vorzugsweise mittels einer Drucksonde, einer Differenzdrucksonde, einer kapazitiven Messsonde, einer Ultraschallmesssonde oder einer Schwinggabel gemessen werden.Preferably, the level of the fluidized powder in the fluidizing or fluidizing bed is monitored, measured and / or regulated. In this case, the fill level can preferably be measured by means of a pressure probe, a differential pressure probe, a capacitive probe, an ultrasonic probe or a tuning fork.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Substrat mit Elektrodenmaterial beschichtet, während das Substrat gegenüber dem elektrischen Feld bewegt wird. Auf diese Weise können mit einer kleinen Apparatur große Substratflächen beschichtet werden. Es kann hierbei das Substrat gegenüber der zur Durchführung des Verfahrens verwendeten Vorrichtung bzw. gegenüber dem das elektrische Feld bewegt werden, es ist aber auch möglich, dass das Substrat festgehalten wird und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gegenüber dem Substrat bewegt wird.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, a substrate is coated with electrode material while the substrate is moved relative to the electric field. In this way, large substrate areas can be coated with a small apparatus. In this case, the substrate can be moved relative to the apparatus used for carrying out the method or relative to the electric field, but it is also possible that the substrate is held fast and a device for carrying out the method is moved relative to the substrate.

Bevorzugterweise werden im erfindungsgemäßen Verfahren Maßnahmen ergriffen, mit welchen die Menge pro Fläche des Elektrodenmaterials, das auf das Substrat aufgetragen wird, geregelt, gesteuert, gemessen und/oder überwacht werden kann. Eine Veränderung der aufgebrachten Menge pro Fläche kann zum einen dadurch geschehen, dass die Feldstärke des elektrischen Feldes angepasst wird. Ist die Feldstärke geringer, so wird weniger Pulver pro Zeit abgeschieden, so dass bei gleicher Abscheidezeit eine dünnere Schicht entsteht. Die Feldstärke des elektrischen Feldes ist vorzugsweise ≥ 100.000 V/m, besonders bevorzugt ≥ 200.000 V/m und ≤ 500.000 V/m, besonders bevorzugt ≤ 400.000 V/m. Das Substrat liegt gegen den zur Aufladung des Pulvers verwendeten Elektroden oder den das elektrische Feld erzeugenden Elektroden vorzugsweise auf einem Potential ≥ 20 kV, vorzugsweise ≥ 30 kV und ≤ 50 kV, vorzugsweise ≤ 40 kV. Der Abstand zwischen der entsprechenden Elektrode und dem Substrat ist vorzugsweise ≥ 0,05 m, besonders bevorzugt ≥ 0,1 m und ≤ 0,15 m, vorzugsweise ≤ 0,1 m.Preferably, in the method according to the invention, measures are taken with which the quantity per area of the electrode material which is applied to the substrate can be regulated, controlled, measured and / or monitored. A change in the amount applied per area can be done on the one hand, that the field strength of the electric field is adjusted. If the field strength is lower, less powder is deposited per time, so that a thinner layer results at the same deposition time. The field strength of the electric field is preferably ≥ 100,000 V / m, more preferably ≥ 200,000 V / m and ≦ 500,000 V / m, particularly preferably ≦ 400,000 V / m. The substrate is preferably at a potential of ≥ 20 kV, preferably ≥ 30 kV and ≤ 50 kV, preferably ≤ 40 kV, against the electrodes used for charging the powder or the electric field generating electrodes. The distance between the corresponding electrode and the substrate is preferably ≥ 0.05 m, particularly preferably ≥ 0.1 m and ≦ 0.15 m, preferably ≦ 0.1 m.

Eine weitere Möglichkeit, die aufgetragene Pulvermenge pro Zeit und damit die Schichtdicke einzustellen, besteht, wenn das Pulver zum Auftragen fluidisiert wird, darin, die Geschwindigkeit des zum Fluidisieren verwendeten Luftstroms zu variieren. Vorteilhafterweise ist die Geschwindigkeit der zum Fluidisieren verwendeten Luft ≥ 0,01 m/s, besonders bevorzugt ≥ 0,02 m/s und ≤ 0,05 m/s, vorzugsweise ≤ 0,04 m/s. Je höher die Geschwindigkeit der Luft ist, desto mehr Pulver wird pro Zeiteinheit abgeschieden und desto größer ist bei gleicher Abscheidezeit die Dicke der abgeschiedenen Schicht auf dem Substrat.Another way to adjust the amount of powder applied per time and thus the layer thickness, when the powder is fluidized for application, is to vary the speed of the air flow used for fluidizing. Advantageously, the velocity of the air used for fluidizing ≥ 0.01 m / s, more preferably ≥ 0.02 m / s and ≤ 0.05 m / s, preferably ≤ 0.04 m / s. The higher the velocity of the air, the more powder is deposited per unit time and the greater the same deposited time, the thickness of the deposited layer on the substrate.

Wenn die das Elektrodenmaterial durch das elektrische Feld bewegende Vorrichtung gegenüber dem Substrat bewegt wird, kann die Schichtdicke des Elektrodenmaterials auf dem Substrat außerdem auch dadurch variiert werden, dass die Geschwindigkeit, mit welcher die Vorrichtung gegenüber dem Substrat bewegt wird, variiert wird. Je größer die Geschwindigkeit bei gleicher abgeschiedener Pulvermenge pro Zeit ist, desto dünner wird die abgeschiedene Schicht.In addition, when the device moving the electrode material by the electric field is moved relative to the substrate, the layer thickness of the electrode material on the substrate can also be varied by varying the speed with which the device is moved relative to the substrate. The greater the speed for the same amount of deposited powder per time, the thinner the deposited layer becomes.

Vorzugsweise ist die Abscheiderate bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, angegeben in Masse des abgeschiedenen Elektrodenmaterials pro Fläche eines zum Fluidisieren verwendeten Fluidisierbetts, die vom elektrischen Feld durchsetzt ist, und pro Sekunde, ≤ 200 g/(m2s), vorzugsweise ≤ 100 g/(m2s) und ≥ 50 g/(m2s) vorzugsweise ≥ 80 g/(m2s). Möglich sind auch gezielte Gradierungen des auf dem Substrat abgeschiedenen Elektrodenmaterials bis hin zu einer Stratifizierung der abgeschiedenen Schicht mittels einer gezielten Feldsteuerung, beispielsweise durch Variation der Pulsbreite des Hochspannungssignals oder durch mehrere Fluidisierbehälter, die unterschiedliche Mischungsverhältnisse der Pulverkomponenten beinhalten.Preferably, the deposition rate when carrying out the method according to the invention, stated in mass of the deposited electrode material per area of a fluidization bed used for fluidization, which is permeated by the electric field, and ≤ 200 g / (m 2 s) per second, preferably ≤ 100 g / (m 2 s) and ≥ 50 g / (m 2 s) preferably ≥ 80 g / (m 2 s). Targeted graduations of the electrode material deposited on the substrate up to a stratification of the deposited layer by means of a targeted field control, for example by varying the pulse width of the high voltage signal or by a plurality of fluidization vessels containing different mixing ratios of the powder components, are also possible.

Eine Möglichkeit der Messung, Überwachung und/oder Regelung der Schichtdicke besteht darin, die aufgetragene Schicht selbst während des Verfahrens zu vermessen. Dies kann vorteilhaft mittels Ultraschallmesssonden oder mit optischen und/oder Laser-optischen Messverfahren erfolgen. Eine Regelung der Schichtdicke kann dann dadurch erfolgen, dass die Schichtdicke gemessen wird und im Fall eines Abweichens von einem Soll-Wert durch Veränderung eines der oben genannten Parameter dicker oder dünner aufgetragen wird. Insbesondere, wenn das Substrat gegenüber der zur Durchführung des Verfahrens eingesetzten Vorrichtung bewegt wird ist hierdurch eine gute Kontrolle der Schichtdicke möglich, wenn Bereiche des Substrates, in dem die Beschichtung bereits abgeschlossen ist, wie beschrieben vermessen werden und anhand dieser Messung die Beschichtung der folgenden Bereiche angepasst wird.One way of measuring, monitoring and / or regulating the layer thickness is to measure the applied layer itself during the process. This can be done advantageously by means of ultrasonic measuring probes or with optical and / or laser-optical measuring methods. A control of the layer thickness can then take place in that the layer thickness is measured and in the case of a deviation from a desired value by changing one of the above-mentioned parameters is applied thicker or thinner. In particular, when the substrate is moved relative to the device used for carrying out the method, a good control of the layer thickness is possible if regions of the substrate in which the coating has already been completed are measured as described and based on this measurement the coating of the following regions is adjusted.

Wird das Pulver zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens fluidisiert, ist es vorteilhaft, wenn die Fluidisierung des Pulvers und die Durchmischung der Bestandteile verbessert wird. Dies kann vorteilhaft mittels einer oder mehrerer Schikanen erfolgen, die durch das fluidisierte Pulver im Fluidisierbehälter oder Fluidisierbett bewegt werden. Dabei kann die Schikane selbst bewegt werden, während das Fluidisierbett oder der Fluidisierbehälter festgehalten werden, es ist aber auch möglich, die Schikane festzuhalten und den Fluidisierbehälter oder das Fluidisierbett zu bewegen. Es können auch Schikane und Fluidisierbett oder Fluidisierbehälter gleichzeitig bewegt werden, so dass eine Relativbewegung zwischen beiden zustande kommt. Es kann hierbei zumindest eine Schikane vorgesehen sein, um die Fluidisierung aufrechtzuerhalten oder zu verbessern, und zumindest eine Schikane, um das Pulvergemisch zu homogenisieren, um einer Entmischung vorzubeugen oder eine solche zu verhindern.If the powder is fluidized to carry out the process according to the invention, it is advantageous if the fluidization of the powder and the mixing of the constituents are improved. This can be done advantageously by means of one or more baffles, which are moved by the fluidized powder in the fluidizing or Fluidisierbett. In this case, the chicane itself can be moved while the Fluidisierbett or the Fluidisierbehälter be held, but it is also possible to hold the baffle and to move the fluidizing or Fluidisierbett. It can also chicane and Fluidisierbett or fluidizing be moved simultaneously, so that a relative movement between the two comes about. In this case, at least one chicane may be provided to maintain or improve the fluidization, and at least one chicane to homogenize the powder mixture in order to prevent or prevent segregation.

Soll der Fluidisierbehälter selbst beweglich sein, so kann dieser vorteilhaft eine Bewegung in Richtung der Förderachse oder senkrecht zur Förderachse durchführen. Die Förderachse wird hierbei durch jene Richtung gegeben, in welcher das Substrat relativ zum Fluidisierbehälter bewegt wird.If the fluidizing container itself is to be movable, it can advantageously carry out a movement in the direction of the conveying axis or perpendicular to the conveying axis. The conveying axis is in this case given by the direction in which the substrate is moved relative to the fluidizing container.

Sofern die Schikane beweglich sein soll, kann diese besonders vorteilhaft als Gestell oder Kamm ausgebildet sein, das im Inneren des Fluidisierbetts oder Fluidisierbehälters beweglich gelagert ist. Dieses Gestell oder dieser Kamm kann vorteilhaft die zur Aufladung der Pulverteilchen und Beschleunigung der Pulverteilchen verwendeten Elektroden, z. B. Draht- oder Punktelektroden, aufweisen. Eine solche Schikane kann dann von außerhalb des Fluidisierbetts bzw. Fluidisierbehälters bewegt werden.If the chicane is to be movable, this can be designed to be particularly advantageous as a frame or comb, which is movably mounted in the interior of the fluidizing or fluidizing. This frame or comb can advantageously the electrodes used to charge the powder particles and accelerate the powder particles, e.g. B. wire or point electrodes have. Such a chicane can then be moved from outside the fluidizing tank or fluidizing tank.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann die Schikane im Inneren des Fluidisierbetts oder Fluidisierbehälters auf magnetischen Rollen gelagert sein. Gegenüber den magnetischen Rollen finden sich auf der Außenseite der Fluidisierbehälters oder Fluidisierbetts Magnete, also Permanentmagnete oder Elektromagnete, die unabhängig vom Fluidisierbett oder Fluidisierbehälter bewegt werden können. Werden nun die Magnete bewegt, so bewegt sich mit ihnen die Schikane im Inneren des Fluidisierbetts oder Fluidisierbehälters. Es ist auch möglich, dass die Magnete festgehalten und der Fluidisierbehälter oder das Fluidisierbett bewegt werden. Die Schikane wird dann mit den Magneten festgehalten.In a particularly advantageous embodiment, the baffle can be mounted in the interior of the fluidizing bed or fluidizing tank on magnetic rollers. Compared to the magnetic rollers can be found on the outside of the fluidizing or Fluidisierbetts magnets, ie permanent magnets or electromagnets that can be moved independently of the fluidizing or fluidizing. Now, if the magnets are moved, so moves the chicane inside the Fluidisierbetts or Fluidisierbehälters. It is also possible that the magnets are held and the fluidizing tank or the Fluidisierbett are moved. The chicane is then held with the magnets.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird das Verfahren in einem Fluidisierbehälter ausgeführt, in dem das Pulver auf einem Sinterboden vorliegt. Dabei kann die Elektrode zur Erzeugung des elektrischen Feldes und zu Aufladung der Pulverteilchen unterhalb des Sinterbodens angeordnet sein. Es ist besonders vorteilhaft, wenn hierbei die Elektroden gegenüber dem Fluidisierbehälter beweglich ausgestaltet sind. Hierzu können die Elektroden an einem Gestell angeordnet sein, das, wie für die Schikane beschrieben, auf Rollen, gegenüber dem Fluidisierbehälter beweglich, gelagert sein kann. Die Rollen können vorteilhaft magnetisch sein und von mittels außerhalb des Fluidisierbehälters angeordenten Magneten bewegt oder gehalten werden.In a further advantageous embodiment, the method is carried out in a fluidizing container, in which the powder is present on a sintered bottom. In this case, the electrode for generating the electric field and for charging the powder particles may be arranged below the sinter bottom. It is particularly advantageous if in this case the electrodes are designed to be movable relative to the fluidizing container. For this purpose, the electrodes can be arranged on a frame which, as described for the chicane, can be mounted on rollers, movable relative to the fluidizing container. The rollers may advantageously be magnetic and moved or held by means of magnets arranged outside the fluidizing container.

Zur Vermeidung von Überschlägen ist es vorteilhaft, das elektrische Feld stromkonstant zu regeln. Das elektrische Feld ist vorzugsweise ein elektrostatisches Feld.To avoid flashovers, it is advantageous to regulate the electric field constant current. The electric field is preferably an electrostatic field.

Um trotz der sehr geringen Bindemittelkonzentration im Elektrodenpulver noch einen gut haftenden Verbund zwischen dem Stromkollektor, dem Elektrodenpulver und dem Separator zu erhalten kann es vorteilhaft sein, dass ein laminierbarer Separator oder ein laminierbarer Stromkollektor als zu beschichtendes Substrat eingesetzt wird. Hierzu wird der laminierbare Stromkollektor, eine elektrisch leitfähig modifizierte Kunststofffolie, mit dem Elektrodenpulver beschichtet, der beschichtete Stromkollektor wird dann mit dem laminierbaren Separator in einer Zweiwalzen-Rollenpresse heiß verpresst.In order to still obtain a well-adhering bond between the current collector, the electrode powder and the separator, despite the very low binder concentration in the electrode powder, it may be advantageous for a laminatable separator or a laminatable current collector to be used as the substrate to be coated. For this purpose, the laminable current collector, an electrically conductive modified plastic film, coated with the electrode powder, the coated current collector is then hot pressed with the laminatable separator in a two-roll roller press.

Statt der laminierbaren Separatorschichten können in einer weiteren vorteilhaften Variante elektrisch isolierende Pulverschichten appliziert werden bzw. statt der laminierbaren Stromkollektoren können elektrisch leitfähig modifizierte Pulver eingesetzt werden, die erst nach einer Wärmebehandlung, beispielsweise im Umlufttrockner einen geschlossenen Film bilden, der dann Eigenschaften einer Separatorfolie bzw. einer Stromkollektorfolie besitzt und zusätzlich mit einer Zweiwalzen-Rollenpresse so heißverpresst wird, dass sich eine hohe Haftkraft zwischen den jeweiligen Schichten ausbildet.Instead of the laminatable separator layers electrically insulating powder layers can be applied in a further advantageous variant or electrically conductive modified powder can be used instead of laminatable current collectors, which form a closed film only after a heat treatment, for example in a circulating air dryer, then the properties of a separator or has a current collector foil and is additionally hot pressed with a two-roll roller press that forms a high adhesive force between the respective layers.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand einiger Figuren beispielhaft erläutert werden. Die in den Beispielen beschriebenen Merkmale können auch unabhängig von dem entsprechenden Beispiel einzeln oder in beliebiger Kombination erfindungsgemäß realisiert sein.In the following, the invention will be explained by way of example with reference to some figures. The features described in the examples can also be realized independently of the corresponding example individually or in any combination according to the invention.

Es zeigtIt shows

1 ein Beispiel für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, 1 an example of the implementation of the method according to the invention,

2 ein weiteres Beispiel für eine Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, 2 a further example of an implementation of the method according to the invention,

3 ein Beispiel für eine Schikane, wie sie im erfindungsgemäßen Verfahren zur Anwendung kommen kann, 3 an example of a chicane, as it can be used in the method according to the invention,

4 ein Beispiel für den Auftrag mittels laminierbarem Material und 4 an example of the order by means of laminatable material and

5 ein weiteres Beispiel für die elektrostatische Applikation mittels einer Rüttelrinne. 5 Another example of the electrostatic application by means of a vibrating trough.

1 zeigt ein Beispiel für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei wird ein Elektrodenmaterial 3, das pulverförmig ist, auf ein Substrat 1 aufgebracht, indem die Pulverteilchen 3 mittels eines elektrischen Feldes, das hier nicht gezeigt ist, auf das Substrat 1 bewegt werden. Das elektrische Feld liegt hierbei zwischen zwei Elektroden an, von welchen eine Elektrode, die in einen Sinterboden 5 integriert ist, unterhalb des Pulvers 3 angeordnet ist und die andere Elektrode durch das Substrat 1 gebildet wird oder hinter dem Substrat angeordnet ist. Die Pulverteilchen 3 werden hierbei durch Kontakt mit der unteren Elektrode elektrisch geladen und durch Kraftwirkung des elektrischen Feldes in Richtung des Substrates 1 bewegt. 1 shows an example of carrying out the method according to the invention. This is an electrode material 3 powdered on a substrate 1 applied by the powder particles 3 by means of an electric field, which is not shown here, on the substrate 1 to be moved. In this case, the electric field is applied between two electrodes, of which one electrode enters a sintered bottom 5 is integrated, below the powder 3 is arranged and the other electrode through the substrate 1 is formed or disposed behind the substrate. The powder particles 3 are electrically charged by contact with the lower electrode and by force of the electric field in the direction of the substrate 1 emotional.

1 zeigt beispielhaft auch, wie das Pulver 3 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens fluidisiert werden kann. Hierzu liegt das Pulver 3 auf einem Sinterboden 5 vor, in den die Elektroden unterhalb des Pulvers 3 integriert sind. Der Sinterboden 5 weist Öffnungen auf, durch welche Luft von unterhalb des Sinterbodens 5 das Pulver 3 durchströmen kann. Hierdurch wird das Pulver 3 fluidisiert, d. h. es verhält sich in wesentlichen Eigenschaften wie eine Flüssigkeit. Das zum Fluidisieren verwendete Fluidisiergas wird dem Fluidisierbehälter 2 durch eine Öffnung 6 unterhalb des Sinterbodens 5 zugeführt. Das Fluidisiergas ist vorteilhafterweise ein Inertgas, wie beispielsweise Stickstoff. 1 also shows by way of example how the powder 3 can be fluidized to carry out the method according to the invention. For this lies the powder 3 on a sinter bottom 5 before, in which the electrodes below the powder 3 are integrated. The sinter bottom 5 has openings through which air from below the sinter bottom 5 the powder 3 can flow through. This will cause the powder 3 fluidized, ie it behaves in essential properties such as a liquid. The fluidizing gas used for fluidizing becomes the fluidizing tank 2 through an opening 6 below the sinter bottom 5 fed. The fluidizing gas is advantageously an inert gas such as nitrogen.

Im gezeigten Beispiel kann das fluidisierte Elektrodenpulver 3, also das pulverförmige Elektrodenmaterial 3, Lithium-Eisenphosphat sein, mit einer Teilchengröße zwischen 20 μm und 30 μm. Das Lithium-Eisenphosphat kann von Carbon Black 7 mit einer Teilchengröße < 1 μm umhüllt sein. Zur Verbesserung der Fluidisierung sind im fluidisierten Pulver Carrier-Teilchen 4 angeordnet, die eine Größe zwischen 80 μm und 10 mm haben können. Im gezeigten Beispiel kann das Fluidisiergas den Fluidisierbehälter und insbesondere den Sinterboden 5 mit einer Geschwindigkeit zwischen 0,01 und 0,03 m/s durchströmen.In the example shown, the fluidized electrode powder 3 , So the powdery electrode material 3 , Lithium iron phosphate, with a particle size between 20 microns and 30 microns. The lithium iron phosphate may be of carbon black 7 be enveloped with a particle size <1 micron. To improve fluidization, carrier particles are present in the fluidized powder 4 arranged, which can have a size between 80 microns and 10 mm. In the example shown, the fluidizing gas can be the fluidizing container and in particular the sintered bottom 5 at a rate between 0.01 and 0.03 m / s.

Zur weiteren Verbesserung der Fluidisierung ist am Fluidisierbehälter ein Vibrator 8, beispielsweise ein Intervallklopfer 8, angeordnet, der den Fluidisierbehälterv 2 periodisch in stoßweise Bewegung versetzt.To further improve the fluidization is on the fluidizing a vibrator 8th , for example, an interval knocker 8th arranged, the vv 2 periodically in jerky motion.

2 zeigt ein weiteres Beispiel für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Auch hier wird ein pulverförmiges Elektrodenmaterial 3 mittels eines elektrischen Feldes auf ein Substrat 1 abgeschieden. Im gezeigten Beispiel wird das Substrat 1 von rechts nach links gegenüber der das Pulver abscheidenden Vorrichtung bewegt, so dass auch großflächige Substrate 1 beschichtet werden können. 2 shows a further example of carrying out the method according to the invention. Again, a powdered electrode material 3 by means of an electric field on a substrate 1 deposited. In the example shown, the substrate 1 moved from right to left relative to the powder-depositing device, so that even large-area substrates 1 can be coated.

Im gezeigten Beispiel wird das Pulver 3 über einem Sinterboden 5 fluidisiert, indem durch eine Öffnung 6 dem Fluidisierbehälter 2 Fluidisiergas zugeleitet wird, das Öffnungen im Sinterboden 5 durchströmt. Wie in 1 gezeigt, sind auch hier zur Verbesserung der Fluidisierung Carrier-Teilchen 4 im Pulver in dem Fluidisierbehälter 2 oder Fluidisierbett 2 angeordnet. Wie auch in 1 gezeigt, kann auch hier der Fluidisierbehälter 2 periodisch hin und her bewegt werden oder mittels eines Intervallklopfers 8 stoßweise bewegt werden.In the example shown, the powder 3 over a sinter bottom 5 fluidized by passing through an opening 6 the fluidizing tank 2 Fluidizing gas is fed, the openings in the sintered bottom 5 flows through. As in 1 Again, to improve fluidization, carrier particles are also shown 4 in the powder in the fluidizing tank 2 or fluidized bed 2 arranged. As well as in 1 shown, also here the fluidizing tank 2 be moved periodically back and forth or by means of a Intervallklopfers 8th be moved intermittently.

Im hier gezeigten Beispiel sind in dem Fluidisierbehälter 2 bewegliche Schikanen 9 angeordnet, die sich durch das Pulver im Fluidisierbehälter 2 bewegen und dadurch die Fluidisierung verbessern. Die Schikanen 9 können sich hierbei periodisch hin und her bewegen, sie können aber auch im Pulver rühren. Die Schikanen 9 können beispielsweise wie in 3 gezeigt ausgestaltet sein.In the example shown here are in the fluidizing tank 2 mobile harassment 9 arranged, extending through the powder in the fluidizing tank 2 move and thereby improve the fluidization. The harassment 9 can move periodically back and forth, but they can also stir in the powder. The harassment 9 For example, as in 3 be shown shown.

2 zeigt weiter beispielhaft, wie dem Fluidisierbett 2 kontinuierlich Elektrodenmaterial 3 zugeführt werden kann. Das Elektrodenmaterial 3 wird hierbei über eine Zuführleitung 11 in den Fluidisierbehälter 2 in einem Bereich eingeleitet, in welchem kein elektrisches Feld vorliegt. Der Bereich, in welchem zudosiert wird, ist von dem restlichen Fluidisierbehälter, in welchem auch das elektrische Feld vorliegt, durch eine Schikane 10 getrennt, die zwar einen Pulveraustausch ermöglicht, jedoch Wirbel und Wellen zurückhält. Sofern eine Mischung des Elektrodenmaterials aus den Bestandteilen erst innerhalb des Fluidisierbehälters 2 erfolgt, so geschieht dies vorteilhafterweise in jenem Bereich, in welchem das Pulver zugeführt wird, und der durch die Schikane 10 vom restlichen Fluidisierbehälter getrennt ist. 2 further exemplifies, such as the fluidizing bed 2 continuously electrode material 3 can be supplied. The electrode material 3 is here via a feed line 11 in the fluidizing tank 2 initiated in a region in which there is no electric field. The area, in which is metered, is from the remaining fluidizing, in which also the electric field is present, through a chicane 10 separated, which allows a powder exchange, but retains vortices and waves. If a mixture of the electrode material from the components only within the fluidization tank 2 takes place, this is done advantageously in that area in which the powder is supplied, and that by the chicane 10 is separated from the rest of Fluidisierbehälter.

In dem in 2 gezeigten Beispiel ist die unterhalb des Pulvers 3 befindliche Elektrode 12 zur Erzeugung des elektrischen Feldes unterhalb des Sinterbodens 5 angeordnet. Die Elektrode 12 ist hierbei gitter- oder drahtförmig ausgestaltet und an einem Gestell 13 aufgehängt. Dieses Gestell 13 ist auf magnetischen Rollen 14 gelagert und gegenüber dem Fluidisierbehälter 2 beweglich. Außerhalb des Fluidisierbehälters 2 sind gegenüber den Rollen 14 Magnete 15 angeordnet, die auf die magnetischen Rollen 14 eine Kraft ausüben. Mittels dieser Magnete ist das Gestell 13 und die Elektrode 12 gegenüber dem Fluidisierbehälter 2 beweglich. Sie können hierbei raumfest gehalten oder ebenfalls bewegt werden.In the in 2 The example shown below is below the powder 3 located electrode 12 for generating the electric field below the sinter bottom 5 arranged. The electrode 12 is here lattice or wire-shaped and on a frame 13 suspended. This frame 13 is on magnetic rollers 14 stored and opposite the fluidizing tank 2 movable. Outside the fluidizing tank 2 are opposite the roles 14 magnets 15 arranged on the magnetic rollers 14 to exercise a force. By means of these magnets is the frame 13 and the electrode 12 opposite the fluidizing tank 2 movable. They can be kept fixed in space or moved as well.

3 zeigt ein Beispiel für eine Schikane 9, wie sie eingesetzt werden kann, um die Fluidisierung zu verbessern und/oder das Elektrodenmaterial zu homogenisieren. Die Schikane 9 ist hierbei kammförmig ausgestaltet mit einem Kammrücken und nach unten vorstehenden Zähnen 17, zwischen denen Öffnungen 16 gebildet sind. Wird die Schikane 9 nun innerhalb des Fluidisierbehälters 2 bewegt, so strömen die Pulverteilchen 3 durch die Öffnungen 16 der Schikane 9 und werden hierbei vermischt. 3 shows an example of a chicane 9 how it can be used to improve fluidization and / or the electrode material homogenize. The chicane 9 is comb-shaped here with a comb back and downwardly projecting teeth 17 between which openings 16 are formed. Will the chicane 9 now within the fluidizing tank 2 moved, so flow the powder particles 3 through the openings 16 the chicane 9 and are mixed here.

Die in den Beispielen gezeigten Pulverteilchen 3 weisen hier eine Mischung aus einem nicht leitende Material und einem leitenden Material auf. Sofern die herzustellende Elektrode eine Kathode ist, kann das leitfähige Material beispielsweise Carbon Ruß, Acethylen Ruß, Ketjen Ruß und/oder Graphit sein. Das nicht leitende Material kann z. B. LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4 oder LiFePO4 sein. Ist die herzustellende Elektrode eine Anode, so kann das leitfähige Material Carbon Ruß, Acethylen Ruß, Ketjen Ruß und/oder Graphit sein. Das nicht-leitende Material kann beispielsweise Li4Ti5O12 sein. Die Pulvermischung 3 kann als leitfähige Anteile auch Kohlenstofffasern sowie Kohlenstoff-Nanoröhrchen und auch Anteile von pulverförmigem Bindemittel enthalten. Die Carrier-Teilchen 4 können z. B. Größen zwischen 80 μm und 10 mm haben. Der Fluidisierbehälter und/oder die Schikanen können zur Beaufschlagung des Pulvers im Fluidisierbehälter 2 mit einer periodischen Bewegung von beispielsweise einer Frequenz zwischen 1 Hz und 6 Hz sowie einer Amplitude zwischen 0,02 m und 0,08 m beaufschlagt werden. Es ist auch möglich, dass die Carrier-Teilchen im Pulver bewegt werden, was beispielsweise durch Magnetkraftwirkung von Außen geschehen kann. In diesem Fall sind die Carrier-Teilchen 4 magnetisch und werden von außerhalb des Fluidisierbehälters mit einem Magneten bewegt.The powder particles shown in the examples 3 Here are a mixture of a non-conductive material and a conductive material. If the electrode to be produced is a cathode, the conductive material may be carbon black, acetylene carbon black, Ketjen carbon black and / or graphite, for example. The non-conductive material may, for. LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 or LiFePO 4 . If the electrode to be produced is an anode, the conductive material may be carbon black, acetylene carbon black, Ketjen carbon black and / or graphite. The non-conductive material may be, for example, Li 4 Ti 5 O 12 . The powder mixture 3 may also contain carbon fibers and carbon nanotubes as well as proportions of pulverulent binder as conductive components. The carrier particles 4 can z. B. sizes between 80 microns and 10 mm. The fluidizing tank and / or the baffles can be used to load the powder in the fluidizing tank 2 be subjected to a periodic movement of, for example, a frequency between 1 Hz and 6 Hz and an amplitude between 0.02 m and 0.08 m. It is also possible that the carrier particles are moved in the powder, which can be done for example by magnetic force from the outside. In this case, the carrier particles 4 magnetic and are moved from outside the fluidizing tank with a magnet.

Das elektrische Feld, das zwischen den Elektroden 12 und 1 bzw. 5 und 1 erzeugt wird, kann beispielsweise eine Feldstärke zwischen 100 kV/m und 500 kV/m haben. Der Abstand zwischen der Elektrode 5 bzw. 12 und der Elektrode 1 kann beispielsweise im Bereich zwischen 0,05 m und 0,1 m liegen.The electric field between the electrodes 12 and 1 respectively. 5 and 1 is generated, for example, may have a field strength between 100 kV / m and 500 kV / m. The distance between the electrode 5 respectively. 12 and the electrode 1 may for example be in the range between 0.05 m and 0.1 m.

Wenn die Elektrode 1 wie im in 2 gezeigten Beispiel gegenüber dem Fluidisierbehälter 2 bewegt wird, so kann über die Geschwindigkeit der Bewegung, wie auch über die Feldstärke und/oder die Geschwindigkeit der Fluidisierluft die Dicke der abgeschiedenen Schicht auf dem Substrat 1 variiert werden. Die Dicke der Schicht kann beispielsweise mittels eines Sensors bestimmt werden und anhand des Ergebnisses dieser Messung kann auf die beschriebene Weise die Schichtdicke angepasst werden, so dass sie einer Soll-Schichtdicke entspricht.When the electrode 1 as in the 2 shown example opposite the fluidizing tank 2 is moved, so can the speed of the movement, as well as the field strength and / or the speed of the fluidizing the thickness of the deposited layer on the substrate 1 be varied. The thickness of the layer can be determined, for example, by means of a sensor, and based on the result of this measurement, the layer thickness can be adjusted in the manner described so that it corresponds to a desired layer thickness.

4 zeigt eine weitere Möglichkeit zur Herstellung von Kathoden oder Anoden beispielsweise für Lithiumionenbatterien. In 4 wird mittels Rollen 20a bis 20e ein laminierbarer Stromkollektor, beispielsweise aus Aluminium oder leitfähigem Kunststoff für eine Kathode der Gesamtvorrichtung zugeführt. Dieser laminierbare Stromkollektor 1 wird anschließend mittels eines Fluidisierbettes 2 mit einem Kathodenfunktionspulver, beispielsweise Lithium-Eisen-Phosphat umhüllt mit Caron-Ruß, beschichtet. Anschließend wird auf diese Schicht aus Kathodenfunktionspulver eine laminierbare Separatorfolie aufgebracht. Mittels dieser Separatorfolie wird ein Kurzschluss zwischen Anode und Kathode vermieden, da eine solche Separatorfolie im vorliegenden Beispiel nur Lithiumionen durchlassen soll. 4 shows a further possibility for the production of cathodes or anodes, for example for lithium-ion batteries. In 4 becomes by means of roles 20a to 20e a laminatable current collector, for example, made of aluminum or conductive plastic for a cathode of the overall device supplied. This laminatable current collector 1 is subsequently by means of a Fluidisierbettes 2 with a cathode functional powder, for example lithium iron phosphate coated with Caron soot coated. Subsequently, a laminatable separator film is applied to this layer of cathode functional powder. By means of this separator film, a short circuit between the anode and the cathode is avoided, since such a separator film in the present example should only pass lithium ions.

Die Rollen 20b und 20c bilden eine beheizte Zweiwalzen-Rollenpresse, die die Separatorfolie mit dem Funktionspulver und der Stromkollektorfolie verklebt.The roles 20b and 20c form a heated two-roll roller press, which glues the Separatorfolie with the functional powder and the current collector foil.

Im Anschluss hieran wird mittels eines weiteren Fluidisierbettes 2' das Anodenfunktionspulver, beispielsweise reines Carbon-Ruß 7, auf die Separatorfolie 21 außenseitig aufgebracht.This is followed by means of a further Fluidisierbettes 2 ' the anode functional powder, for example, pure carbon black 7 , on the separator film 21 applied on the outside.

Auf den Verbund aus Stromkollektorfolie, Kathodenfunktionspulver und Separatorfolie, auf die Anodenfunktionspulver aufgebracht ist, wird auf der Seite des Anodenfunktionspulvers anschließend eine weitere laminierbare Stromkollektorfolie 22 aufgebracht und mit den anderen Lagen aus laminierbarem Stromkollektor 1, Kathodenfunktionspulver 3, laminierbarer Separatorfolie 21 und Anodenfunktionspulver 7 verklebt. Hierzu sind die Rollen 20d und 20e als beheizte Zweiwalzen-Rollenpresse ausgeführt.On the composite of current collector foil, cathode function powder and Separatorfolie, is applied to the anode function powder, on the side of the anode function powder then another laminatable current collector foil 22 applied and with the other layers of laminatable current collector 1 , Cathode function powder 3 , laminatable separator film 21 and anode functional powders 7 bonded. These are the roles 20d and 20e designed as a heated two-roll roller press.

5 zeigt ein Beispiel für die elektrostatische Applikation des Elektrodenpulvers 3 auf einem Substrat 1 mittels einer Rüttelrinne 30. Dabei wird das nicht mittels der Elektrode auf dem Substrat abgeschiedene Pulver 3a wieder über einen Behälter 31 und eine Leitung 32 rückgeführt und im Kreislauf gehalten, so dass Separierungserscheinungen vermieden werden. 5 shows an example of the electrostatic application of the electrode powder 3 on a substrate 1 by means of a vibrating trough 30 , At this time, the powder not deposited on the substrate by the electrode becomes 3a again over a container 31 and a line 32 recycled and kept in circulation, so that separation phenomena are avoided.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können beispielsweise Elektroden für elektrochemische Zellen, wie Batterien, galvanische Zellen und Akkumulatoren, insbesondere Lithium-Ionen-Akkumulatoren, hergestellt werden. Solche Elektroden weisen dann das Substrat als Stromkollektor und das aufgebrachte Material 3 als Funktionsschicht auf. Elektrochemische Zellen können beispielsweise mit Hilfe des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden.By means of the method according to the invention, it is possible, for example, to produce electrodes for electrochemical cells, such as batteries, galvanic cells and accumulators, in particular lithium-ion accumulators. Such electrodes then comprise the substrate as a current collector and the deposited material 3 as a functional layer. Electrochemical cells can be prepared, for example, with the aid of the method according to the invention described above.

Speicherzellen für elektrische Energie können beispielsweise mit Hilfe des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden.Storage cells for electrical energy can be produced, for example, by means of the method according to the invention described above.

Claims (20)

Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine Speicherzelle für elektrische Energie, wobei ein Elektrodenmaterial in Pulverform auf ein Substrat aufgebracht wird, indem Pulverteilchen des Elektrodenmaterials mittels eines elektrischen Feldes auf das Substrat bewegt werden, wobei das pulverförmige Elektrodenmaterial vor dem Bewegen auf das Substrat aufgelockert oder fluidisiert wird und dem pulverförmigen Elektrodenmaterial isolierende oder halbleitende Teilchen als Carrier-Teilchen beigefügt sind, die nicht durch das elektrische Feld auf das Substrat bewegt werden.A method of manufacturing an electrode for an electrical energy storage cell, wherein an electrode material in powder form is applied to a substrate by moving powder particles of the electrode material onto the substrate by means of an electric field, wherein the powdery electrode material is loosened or fluidized prior to moving to the substrate is added and the powdery electrode material insulating or semiconducting particles as carrier particles that are not moved by the electric field to the substrate. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode eine Kathode ist und das Elektrodenmaterial eine Mischung aus mindestens einem lithiumhaltigen Speichermaterial wie beispielsweise LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, Li1.07Mn1.93O4, LiNi0,85Co0,1Al0,05O2, LiNi0,8Co0,15Al0,05O2, LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2, LiFePO4, LiCoPO4, LiMnPO4, und vorzugsweise einem Leitfähigkeitsadditiv, zum Beispiel Ruß, Acethylen Ruß, Ketjen Ruß und/oder Graphit ist.Method according to the preceding claim, characterized in that the electrode is a cathode and the electrode material is a mixture of at least one lithium-containing storage material such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , Li 1.07 Mn 1.93 O 4 , LiNi 0 , 85 Co 0.1 Al 0.05 O 2 , LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 , LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , LiFePO 4 , LiCoPO 4 , LiMnPO 4 , and preferably a conductivity additive, for example carbon black, acetylene carbon black, Ketjen carbon black and / or graphite. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode eine Anode ist und das Elektrodenmaterial aus mindestens einem lithiumhaltigen Speichermaterial mit einem geringeren Halbzellenpotenzial als das verwendete Kathodenmaterial besteht.A method according to claim 1, characterized in that the electrode is an anode and the electrode material consists of at least one lithium-containing memory material having a lower half-cell potential than the cathode material used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrodenmaterial pulverförmiges Bindemittel enthält, wobei vorzugsweise ein Anteil des Bindemittels am Elektrodenmaterial ≤ 10 Gew.-%, besonders bevorzugt ≤ 8 Gew.-%, besonders bevorzugt ≤ 5 Gew.-%, besonders bevorzugt ≤ 2 Gew.-%, besonders bevorzugt ≤ 1 Gew.-% besonders bevorzugt ≤ 0,5 Gew.-% ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the electrode material contains pulverulent binder, wherein preferably a proportion of the binder on the electrode material ≤ 10 wt .-%, particularly preferably ≤ 8 wt .-%, particularly preferably ≤ 5 wt .-%, particularly preferably ≦ 2% by weight, more preferably ≦ 1% by weight, particularly preferably ≦ 0.5% by weight. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrodenmaterial auf das Substrat mit einer Schichtdicke von ≤ 3 mm, besonders bevorzugt ≤ 300 μm und ≥ 20 nm aufgetragen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the electrode material is applied to the substrate with a layer thickness of ≤ 3 mm, more preferably ≤ 300 microns and ≥ 20 nm. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das pulverförmige Elektrodenmaterial vor dem Bewegen auf das Substrat in einem Fluidisierbett fluidisiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the powdery electrode material is fluidized before moving onto the substrate in a Fluidisierbett. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das pulverförmige Elektrodenmaterial vor dem Bewegen auf das Substrat mit einer Spannung, vorzugsweise mit einer gepulsten Spannung, elektrostatisch aufgeladen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the powdery electrode material is electrostatically charged before moving onto the substrate with a voltage, preferably with a pulsed voltage. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Carrier-Teilchen Teilchen mit einer Größe ≤ 10 mm, vorzugsweise ≤ 5 mm, besonders bevorzugt ≤ 1 mm und 80 μm, vorzugsweise ≥ 200 μm, besonders bevorzugt ≥ 500 μm sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier particles are particles having a size ≤ 10 mm, preferably ≤ 5 mm, more preferably ≤ 1 mm and 80 microns, preferably ≥ 200 microns, more preferably ≥ 500 microns. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das pulverförmige Elektrodenmaterial während des Fluidisierens mit einer periodischen Bewegung, vorzugsweise einer horizontalen Bewegung, beaufschlagt wird, vorzugsweise mit einer Frequenz ≥ 1 Hz, besonders bevorzugt ≥ 2 Hz und ≤ 6 Hz, vorzugsweise ≤ 5 Hz und mit einer Amplitude ≥ 0,02 m, vorzugsweise ≥ 0,05 m und ≤ 0,1 m, vorzugsweise ≤ 0,08 m.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the powdery electrode material during the fluidization with a periodic movement, preferably a horizontal movement, is applied, preferably with a frequency ≥ 1 Hz, more preferably ≥ 2 Hz and ≤ 6 Hz, preferably ≤ 5 Hz and with an amplitude ≥ 0.02 m, preferably ≥ 0.05 m and ≤ 0.1 m, preferably ≤ 0.08 m. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Beaufschlagung mit der periodischen Bewegung dadurch erfolgt, dass im Pulver befindliche Objekte, vorzugsweise Carrier-Teilchen, mit der periodischen Bewegung bewegt werden.Method according to the preceding claim, characterized in that the application of the periodic movement takes place in that objects in the powder, preferably carrier particles, are moved with the periodic movement. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die periodische Bewegung durch einen Intervallklopfer verursacht wird, der ein das fluidisierte pulverförmige Elektrodenmaterial aufweisendes Gefäß in Bewegung versetzt.Method according to one of the two preceding claims, characterized in that the periodic movement is caused by an interval knocker, which sets a fluidized powdered electrode material having the vessel in motion. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das pulverförmige Elektrodenmaterial mittels zumindest einer in einem Fluidisierbehälter oder einem Fluidisierbett angeordneten Schikane bewegt wird, die relativ zum Fluidisierbett oder zum Fluidisierbehälter bewegt wird.Method according to one of claims 9 to 11, characterized in that the powdery electrode material is moved by means of at least one arranged in a fluidizing or a Fluidisierbett baffle, which is moved relative to the Fluidisierbett or to Fluidisierbehälter. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Durchführung des Verfahrens in einem Fluidisierbehälter oder einem Fluidisierbett oder unterhalb des Fluidisierbettes zumindest ein Gestell bewegt wird, welches zumindest eine Elektrode zum Aufladen der Pulverteilchen aufweist, wobei das Gestell im Inneren des Fluidisierbehälters oder des Fluidisierbettes oder unter dem Fluidisierbett gelagert ist und gegenüber dem Fluidisierbehälter oder Fluidisierbett bewegt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that during the implementation of the method in a fluidizing or a Fluidisierbett or below the Fluidisierbettes at least one frame is moved, which has at least one electrode for charging the powder particles, wherein the frame inside the Fluidisierbehälters or the Fluidisierbettes or is stored under the Fluidisierbett and is moved relative to the Fluidisierbehälter or Fluidisierbett. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die hergestellte Elektrode für eine galvanische Zelle, einen Doppelschichtkondensator oder einen Kondensator mit Pseudokapazität, vorzugsweise eine Lithium-Ionen-Zelle, als Speicherzelle für ektrische Energie verwendbar ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the electrode produced for a galvanic cell, a double-layer capacitor or a capacitor with pseudo-capacitance, preferably a lithium-ion cell, is usable as a memory cell for ektrische energy. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestandteile des pulverförmigen Elektrodenmaterials in einen Bereich des Fluidisierbettes oder des Fluidisierbehälters zudosiert werden, in welchem kein Pulver durch das elektrische Feld auf das Substrat bewegt wird, der aber mit jenem Bereich, in welchem Pulver durch das elektrische Feld auf das Substrat bewegt wird, so in Verbindung steht, dass das Pulver von diesem Bereich, vorzugsweise über eine Schikane, in den Bereich gelangen kann, in welchem Pulver durch das elektrische Feld auf das Substrat bewegt wird, wobei die Bestandteile des Elektrodenmaterials vorzugsweise vor dem Zudosieren vermischt werden.Method according to one of claims 9 to 14, characterized in that the Components of the powdery electrode material are metered into a region of the Fluidisierbettes or the Fluidisierbehälters, in which no powder is moved by the electric field to the substrate, but with that area in which powder is moved by the electric field to the substrate, so in Compound is that the powder can pass from this area, preferably via a chicane, in the area in which powder is moved by the electric field to the substrate, wherein the constituents of the electrode material are preferably mixed before metering. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver dem Fluidisierbett oder dem Fluidisierbehälter während des Verfahrens kontinuierlich, vorzugsweise mittels einer Membranpumpe, eines Schneckendosiersystems oder einer Zellenradschleuse, oder schubweise, vorzugsweise mittels einer Drehschalenwaage, zudosiert wird.Method according to one of claims 9 to 15, characterized in that the powder is metered into the fluidizing bed or the fluidization during the process continuously, preferably by means of a diaphragm pump, a screw metering system or a rotary valve, or batchwise, preferably by means of a rotary scale. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulver in einem Beschichtungsbereich auf das Substrat aufgetragen wird und während des Verfahrens das Substrat an dem Beschichtungsbereich vorbeibewegt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the powder is applied in a coating area on the substrate and during the process, the substrate is moved past the coating area. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Feld eine Feldstärke größer oder gleich 100 kV/m, vorzugsweise größer oder gleich 300 kV/m und kleiner oder gleich 500 kV/m, vorzugsweise kleiner oder gleich 400 kV/m hat.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the electric field has a field strength greater than or equal to 100 kV / m, preferably greater than or equal to 300 kV / m and less than or equal to 500 kV / m, preferably less than or equal to 400 kV / m , Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand des Substrates von zumindest einer zum elektrischen Aufladen der Pulverteilchen verwendeten Elektrode größer oder gleich 0.05 m, vorzugsweise größer oder gleich 0.08 m und kleiner oder gleich 0.15 m, vorzugsweise kleiner oder gleich 0.1 m ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a distance of the substrate from at least one electrode used for electrically charging the powder particles is greater than or equal to 0.05 m, preferably greater than or equal to 0.08 m and less than or equal to 0.15 m, preferably less than or equal to 0.1 m is. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Verfahrens eine Dicke einer auf das Substrat aufgetragenen Schicht des Elektrodenmaterials gemessen wird und die Menge des pro Zeiteinheit aufgetragenen Elektrodenmaterials anhand der Messung durch Einstellung der Feldstärke des elektrischen Feldes, durch Einstellung einer Geschwindigkeit, mit der das Substrat über einen Abscheidebereich bewegt wird und/oder durch Einstellung einer Strömungsgeschwindigkeit von zum Fluidisieren verwendeter Luft eingestellt wird, so dass das Elektrodenmaterial auf dem Substrat mit einer vorgegebenen Dicke abgeschieden wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a thickness of a layer of the electrode material applied to the substrate is measured during the method and the amount of electrode material applied per unit time is determined by the measurement by adjusting the field strength of the electric field, by setting a speed, with which the substrate is moved over a deposition area and / or adjusted by adjusting a flow rate of air used for fluidizing, so that the electrode material is deposited on the substrate with a predetermined thickness.
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