DE102016212293A1 - Method for producing a cathode, cathode and battery cell - Google Patents

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DE102016212293A1 DE102016212293.2A DE102016212293A DE102016212293A1 DE 102016212293 A1 DE102016212293 A1 DE 102016212293A1 DE 102016212293 A DE102016212293 A DE 102016212293A DE 102016212293 A1 DE102016212293 A1 DE 102016212293A1
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Marcus Wegner
Matthias Martin Hanauer
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kathode (22) für eine Batteriezelle, wobei eine kathodische Aktivmaterialphase und eine Elektrolytphase mittels Tintenstrahldrucks auf eine Oberfläche eines Stromableiters (32) der Kathode (22) aufgebracht werden, wobei die kathodische Aktivmaterialphase in Form von Aktivmateriallamellen (45) derart auf die Oberfläche des Stromableiters (32) der Kathode (22) aufgebracht wird, und die Elektrolytphase in Form von Elektrolytlamellen (25) derart auf die Oberfläche des Stromableiters (32) der Kathode (22) aufgebracht wird, dass die Lamellen (25, 45) zumindest annähernd rechtwinklig zu der Oberfläche des Stromableiters (32) der Kathode (22) orientiert sind. Die Erfindung betrifft auch eine Kathode (22) für eine Batteriezelle, die einen Stromableiter (32), ein kathodisches Aktivmaterialphase und eine Elektrolytphase umfasst, wobei die kathodische Aktivmaterialphase in Form von Aktivmateriallamellen (45) auf die Oberfläche des Stromableiters (32) der Kathode (22) aufgebracht ist, und die Elektrolytphase in Form von Elektrolytlamellen (25) auf die Oberfläche des Stromableiters (32) der Kathode (22) aufgebracht ist, und die Lamellen (25, 45) zumindest annähernd rechtwinklig zu der Oberfläche des Stromableiters (32) der Kathode (22) orientiert sind. Ferner betrifft die Erfindung einer Batteriezelle, die eine erfindungsgemäße Kathode (22) umfasst.The invention relates to a method for producing a cathode (22) for a battery cell, wherein a cathodic active material phase and an electrolyte phase are applied by ink jet printing to a surface of a current conductor (32) of the cathode (22), wherein the cathodic active material phase in the form of active material lamellae ( 45) is applied to the surface of the current conductor (32) of the cathode (22), and the electrolyte phase in the form of electrolyte lamellae (25) is applied to the surface of the current conductor (32) of the cathode (22) such that the lamellae ( 25, 45) are oriented at least approximately at right angles to the surface of the current conductor (32) of the cathode (22). The invention also relates to a cathode (22) for a battery cell, which comprises a current conductor (32), a cathodic active material phase and an electrolyte phase, wherein the cathodic active material phase in the form of active material lamellae (45) on the surface of the current collector (32) of the cathode (32). 22) is applied, and the electrolyte phase in the form of electrolyte lamellae (25) on the surface of the Stromableiters (32) of the cathode (22) is applied, and the lamellae (25, 45) at least approximately perpendicular to the surface of the Stromableiters (32) the cathode (22) are oriented. Furthermore, the invention relates to a battery cell comprising a cathode according to the invention (22).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kathode für eine Batteriezelle, wobei eine kathodische Aktivmaterialphase und eine Elektrolytphase mittels Tintenstrahldrucks auf eine Oberfläche eines Stromableiters aufgebracht werden. Die Erfindung betrifft auch eine Kathode für eine Batteriezelle, welche einen Stromableiter, eine kathodische Aktivmaterialphase und eine Elektrolytphase umfasst. Ferner betrifft die Erfindung eine Batteriezelle, die mindestens eine erfindungsgemäße Kathode umfasst.The present invention relates to a method of manufacturing a cathode for a battery cell, wherein a cathodic active material phase and an electrolyte phase are applied to a surface of a current collector by ink jet printing. The invention also relates to a cathode for a battery cell which comprises a current conductor, a cathodic active material phase and an electrolyte phase. Furthermore, the invention relates to a battery cell comprising at least one cathode according to the invention.

Stand der TechnikState of the art

Elektrische Energie ist mittels Batterien speicherbar. Batterien wandeln chemische Reaktionsenergie in elektrische Energie um. Hierbei werden Primärbatterien und Sekundärbatterien unterschieden. Primärbatterien sind nur einmal funktionsfähig, während Sekundärbatterien, die auch als Akkumulator bezeichnet werden, wieder aufladbar sind. Eine Batterie umfasst dabei eine oder mehrere Batteriezellen.Electrical energy can be stored by means of batteries. Batteries convert chemical reaction energy into electrical energy. Here, a distinction is made between primary batteries and secondary batteries. Primary batteries are only functional once, while secondary batteries, also referred to as accumulators, are rechargeable. A battery comprises one or more battery cells.

In einem Akkumulator finden insbesondere Lithium-basierte Batteriezellen, vor allem Lithium-Ionen-Batteriezellen, Verwendung. Diese zeichnen sich unter anderem durch hohe Energiedichten, gute thermische Stabilität und eine äußerst geringe Selbstentladung aus. Dabei kommen insbesondere Lithium-Ionen-Batteriezellen unter anderem in Kraftfahrzeugen, insbesondere in Elektrofahrzeugen (Electric Vehicle, EV), Hybridfahrzeugen (Hybride Electric Vehicle, HEV) sowie Plug-In-Hybridfahrzeugen (Plug-In-Hybride Electric Vehicle, PHEV) zum Einsatz.In particular, lithium-based battery cells, especially lithium-ion battery cells, are used in an accumulator. These are characterized among other things by high energy densities, good thermal stability and extremely low self-discharge. Lithium-ion battery cells are used in particular in motor vehicles, in particular in electric vehicles (electric vehicle, EV), hybrid vehicles (hybrid electric vehicle, HEV) and plug-in hybrid vehicles (PHEV) ,

Solche Lithium-basierte Batteriezellen weisen eine positive Elektrode, die auch als Kathode bezeichnet wird, und eine negative Elektrode, die auch als Anode bezeichnet wird, sowie einen Separator zwischen Anode und Kathode auf. Die Kathode sowie die Anode umfassen je einen elektrisch leitfähigen Stromableiter, auf welchen jeweils eine Elektrodenschicht aufgebracht ist. Die Elektrodenschicht, die Aktivmaterial, gegebenenfalls Binder und Leitzusätze sowie Elektrolyt und andere Hilfsstoffe aufweist, kann beispielsweise mittels Tintenstrahldrucks auf den Stromableiter aufgebracht werden. Such lithium-based battery cells have a positive electrode, which is also referred to as a cathode, and a negative electrode, which is also referred to as an anode, and a separator between the anode and cathode. The cathode and the anode each include an electrically conductive current collector, on each of which an electrode layer is applied. The electrode layer, which comprises active material, if appropriate binder and conductive additives, as well as electrolyte and other auxiliaries, can be applied to the current conductor by means of ink jet printing, for example.

Bei dem Aktivmaterial für die Kathode handelt es sich beispielsweise um ein oder mehrere lithium-interkalierende Metalloxide, zum Beispiel Nickel und/oder Cobalt- und/oder Mangan-Oxid, beispielsweise Nickelcobaltmanganoxid (NMC), oder Schwefel-Polyacrylnitril-Komposit, oder ein schwefelhaltiges Material. Bei dem Aktivmaterial für die Anode handelt es sich um lithium-interkalationsfähige Materialien, beispielsweise um Graphit und/oder lithiumlegierungsfähige Materialien, beispielsweise Silizium und/oder metallisches Lithium.The active material for the cathode is, for example, one or more lithium-intercalating metal oxides, for example nickel and / or cobalt and / or manganese oxide, for example nickel cobalt manganese oxide (NMC), or sulfur-polyacrylonitrile composite, or a sulfur-containing one Material. The active material for the anode is lithium intercalatable materials, for example, graphite and / or lithium alloyable materials, such as silicon and / or metallic lithium.

In das Aktivmaterial der Anode sind Lithiumatome eingelagert. Beim Betrieb der Batteriezelle, also bei einem Entladevorgang, fließen Elektronen in einem äußeren Stromkreis von der Anode zur Kathode. Dabei wird das lithiumhaltige Aktivmaterial an der Anode oxidiert. Innerhalb der Batteriezelle wandern Lithiumionen bei einem Entladevorgang von der Anode zur Kathode. Bei einem Ladevorgang der Batteriezelle wandern die Lithiumionen von der Kathode zu der Anode.In the active material of the anode lithium atoms are embedded. During operation of the battery cell, ie during a discharge process, electrons flow in an external circuit from the anode to the cathode. The lithium-containing active material is oxidized at the anode. Within the battery cell, lithium ions migrate from the anode to the cathode during a discharge process. During a charging process of the battery cell, the lithium ions migrate from the cathode to the anode.

In der CN 105098227 ist eine Lithium-Ionen-Batterie mit einem zugehörigen Herstellverfahren offenbart. Dabei wird eine Aktivmaterialschicht mittels Tintenstrahldrucks auf einen Stromableiter aufgebracht, und auf die Aktivmaterialschicht wird eine Elektrolytschicht aufgebracht.In the CN 105098227 a lithium-ion battery with an associated manufacturing method is disclosed. In this case, an active material layer is applied to a current collector by means of ink jet printing, and an electrolyte layer is applied to the active material layer.

Aus der US 2013/0129914 ist eine Elektrode für eine Lithium-Ionen-Batterie sowie ein zugehöriges Herstellverfahren bekannt. Dabei werden mehrere Aktivmaterialschichten mittels Tintenstrahldrucks auf einen Stromableiter aufgebracht. Die einzelnen Aktivmaterialschichten weisen dabei unterschiedliche Dichten an Aktivmaterial auf. Eine Elektrolytschicht ist auf den Aktivmaterialschichten aufgebracht.From the US 2013/0129914 For example, an electrode for a lithium-ion battery and an associated manufacturing method are known. Several layers of active material are applied to a current collector by means of inkjet printing. The individual active material layers have different densities of active material. An electrolyte layer is deposited on the active material layers.

Ein Verfahren zur Erreichung von Auflösungen von weniger als einem Mikrometer bei Tintenstrahldruck ist in dem Artikel " Printing sub-micrometer lines based on Electrohydrodynamics" aus IEEE, 2012, Seiten 316 bis 319 beschrieben.One method of achieving resolutions of less than one micron in inkjet printing is that in US Pat Article "Printing sub-micrometer lines based on Electrohydrodynamics" from IEEE, 2012, pages 316 to 319 described.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Kathode für eine Batteriezelle, insbesondere für eine Lithium-basierte Batteriezelle, vorgeschlagen, wobei eine kathodische Aktivmaterialphase und eine Elektrolytphase mittels Tintenstrahldrucks auf eine Oberfläche eines Stromableiters aufgebracht werden.A method is proposed for producing a cathode for a battery cell, in particular for a lithium-based battery cell, wherein a cathodic active material phase and an electrolyte phase are applied to a surface of a current collector by means of inkjet printing.

Die kathodische Aktivmaterialphase wird dabei in Form von Aktivmateriallamellen auf die Oberfläche des Stromableiters aufgebracht, und die Elektrolytphase wird in Form von Elektrolytlamellen auf die Oberfläche des Stromableiters aufgebracht. Die kathodische Aktivmaterialphase und die Elektrolytphase werden derart auf die Oberfläche des Stromableiters aufgebracht, dass die Aktivmateriallamellen sowie die Elektrolytlamellen zumindest annähernd rechtwinklig zu der Oberfläche des Stromableiters orientiert sind. Eine Richtung rechtwinklig zu der Oberfläche des Stromableiters wird im Folgenden auch als vertikale Richtung bezeichnet.The cathodic active material phase is applied in the form of active material lamellae to the surface of the current conductor, and the electrolyte phase is applied in the form of electrolyte lamellae to the surface of the current conductor. The cathodic active material phase and the electrolyte phase are applied to the surface of the current conductor in such a way that the active material lamellae and the electrolyte lamellae are oriented at least approximately at right angles to the surface of the current conductor. A direction perpendicular to the surface of the current collector will also be referred to as a vertical direction hereinafter.

Die kathodische Aktivmaterialphase besteht beispielsweise aus Aktivmaterial, gegebenenfalls Binder, gegebenenfalls Leitzusätzen, gegebenenfalls Elektrolyt und gegebenenfalls anderen Hilfsstoffe, insbesondere zur Verbesserung der Viskosität. The cathodic active material phase consists for example of active material, optionally binder, optionally conductive additives, optionally electrolyte and optionally other auxiliaries, in particular for improving the viscosity.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die kathodische Aktivmaterialphase und die Elektrolytphase in horizontale Richtung alternierend auf die Oberfläche des Stromableiters aufgebracht. Die horizontale Richtung erstreckt sich dabei parallel zu der Oberfläche des Stromableiters.According to a preferred embodiment of the invention, the cathodic active material phase and the electrolyte phase are alternately applied to the surface of the current collector in the horizontal direction. The horizontal direction extends parallel to the surface of the current collector.

Bevorzugt werden die kathodische Aktivmaterialphase und die Elektrolytphase in horizontale Richtung in Form von Streifen mit einer Breite in einem Bereich zwischen 1 µm (Mikrometer) und 25 µm alternierend und jeweils unmittelbar aneinander angrenzend auf die Oberfläche des Stromableiters aufgebracht.Preferably, the cathodic active material phase and the electrolyte phase in the horizontal direction in the form of strips having a width in a range between 1 micron (micrometers) and 25 microns are applied alternately and each immediately adjacent to each other on the surface of the current conductor.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die kathodische Aktivmaterialphase und die Elektrolytphase in mehreren aufeinanderfolgenden Schichten auf die Oberfläche des Stromableiters aufgebracht. Dabei wird jede aufgebrachte Schicht vor dem Aufbringen der folgenden Schicht teilweise oder vollständig getrocknet, beispielsweise durch eine Infrarot-Bestrahlung.According to an advantageous embodiment of the invention, the cathodic active material phase and the electrolyte phase are applied in several successive layers on the surface of the current conductor. In this case, each applied layer is partially or completely dried before application of the following layer, for example by infrared radiation.

Es wird auch eine Kathode für eine Batteriezelle, insbesondere für eine Lithium-basierte Batteriezelle, vorgeschlagen, die einen Stromableiter, eine kathodische Aktivmaterialphase und eine Elektrolytphase umfasst.There is also proposed a cathode for a battery cell, in particular for a lithium-based battery cell, comprising a current collector, a cathodic active material phase and an electrolyte phase.

Erfindungsgemäß ist die kathodische Aktivmaterialphase dabei in Form von Aktivmateriallamellen auf die Oberfläche des Stromableiters aufgebracht, und die Elektrolytphase ist in Form von Elektrolytlamellen auf die Oberfläche des Stromableiters aufgebracht. Die Aktivmateriallamellen und die Elektrolytlamellen der Kathode sind dabei zumindest annähernd rechtwinklig zu der Oberfläche des Stromableiters orientiert. Eine Richtung rechtwinklig zu der Oberfläche des Stromableiters wird im Folgenden auch als vertikale Richtung bezeichnet.According to the invention, the cathodic active material phase is applied to the surface of the current conductor in the form of active material lamellae, and the electrolyte phase is applied to the surface of the current conductor in the form of electrolyte lamellae. The active material lamellae and the electrolyte lamellae of the cathode are oriented at least approximately at right angles to the surface of the current conductor. A direction perpendicular to the surface of the current collector will also be referred to as a vertical direction hereinafter.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Aktivmateriallamellen und die Elektrolytlamellen in horizontale Richtung alternierend auf die Oberfläche des Stromableiters der Kathode aufgebracht. Die horizontale Richtung erstreckt sich dabei parallel zu der Oberfläche des Stromableiters.According to a preferred embodiment of the invention, the active material lamellae and the electrolyte lamellae are alternately applied in the horizontal direction to the surface of the current collector of the cathode. The horizontal direction extends parallel to the surface of the current collector.

Vorzugsweise weisen die Aktivmateriallamellen eine horizontale Ausdehnung in einem Bereich zwischen 1 µm und 25 µm auf. Die horizontale Ausdehnung der Aktivmateriallamellen ist dabei die Ausdehnung der Aktivmateriallamellen in die horizontale Richtung.The active material lamellae preferably have a horizontal extent in a range between 1 μm and 25 μm. The horizontal extent of the active material lamellae is the extent of the active material lamellae in the horizontal direction.

Vorzugsweise weisen die Elektrolytlamellen eine horizontale Ausdehnung in einem Bereich zwischen 1 µm und 25 µm auf. Die horizontale Ausdehnung der Elektrolytlamellen ist dabei die Ausdehnung der Elektrolytlamellen in die horizontale Richtung.The electrolyte lamellae preferably have a horizontal extent in a range between 1 μm and 25 μm. The horizontal extension of the electrolyte fins is the extension of the electrolyte fins in the horizontal direction.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Aktivmateriallamellen der Kathode eine vertikale Ausdehnung in einem Bereich zwischen 10 µm und 150 µm auf. Die vertikale Ausdehnung der Aktivmateriallamellen ist dabei die Ausdehnung der Aktivmateriallamellen in die vertikale Richtung.According to an advantageous embodiment of the invention, the active material lamellae of the cathode have a vertical extent in a range between 10 .mu.m and 150 .mu.m. The vertical extent of the active material louvers is the extent of the active material louvers in the vertical direction.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen auch die Elektrolytlamellen der Kathode eine vertikale Ausdehnung in einem Bereich zwischen 10 µm und 150 µm auf. Die vertikale Ausdehnung der Elektrolytlamellen ist dabei die Ausdehnung der Elektrolytlamellen in die vertikale Richtung.According to an advantageous embodiment of the invention, the electrolyte lamellae of the cathode have a vertical extent in a range between 10 .mu.m and 150 .mu.m. The vertical extent of the electrolyte fins is the extent of the electrolyte fins in the vertical direction.

Es wird ferner eine Batteriezelle vorgeschlagen, welche mindestens eine erfindungsgemäße Kathode umfasst. Die erfindungsgemäße Batteriezelle umfasst dabei vorzugsweise auch eine Anode sowie einen Separator, welcher die Kathode von der Anode separiert.Furthermore, a battery cell is proposed which comprises at least one cathode according to the invention. The battery cell according to the invention preferably also comprises an anode and a separator which separates the cathode from the anode.

Eine erfindungsgemäße Batteriezelle findet vorteilhaft Verwendung in einem Elektrofahrzeug (EV), in einem Hybridfahrzeug (HEV), in einem Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV) oder in einem Consumer-Elektronik-Produkt. Aber auch andere Anwendungen sind denkbar.A battery cell according to the invention advantageously finds use in an electric vehicle (EV), in a hybrid vehicle (HEV), in a plug-in hybrid vehicle (PHEV) or in a consumer electronics product. But other applications are conceivable.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet die Herstellung einer Kathode in verhältnismäßig geringer Taktzeit und zu verhältnismäßig geringen Kosten. Ferner kann die Zusammensetzung des kathodischen Aktivmaterials sowie des Elektrolyten bei Bedarf flexibel geändert und an besondere Erfordernisse angepasst werden. The inventive method allows the production of a cathode in a relatively short cycle time and at relatively low cost. Furthermore, the composition of the cathodic active material and the electrolyte can be changed flexibly if necessary and adapted to particular requirements.

Durch das Aufbringen des kathodischen Aktivmaterials und des Elektrolyts mittels Tintenstrahldrucks auf den Stromableiter kann eine lamellare Mikrostruktur in der Kathode vorgegeben werden. Dies hat dann eine Verkürzung der Ionentransportwege in vertikaler Richtung zur Folge. Dadurch wird eine höhere effektive Leitfähigkeit und Diffusivität des Leitsalzes im Elektrolyten erreicht. Dadurch kann dann eine höhere Ratenfähigkeit beim Laden und Entladen der Batteriezelle erreicht werden, sowie eine höhere Energiedichte durch Reduktion des Elektrolytanteils in der Kathode. Ein weiterer Vorteil ist die Einsparung von Leitzusatz sowie Binder, da diese bevorzugt nur in der Aktivmaterialphase eingesetzt werden.By applying the cathodic active material and the electrolyte by means of inkjet printing to the current conductor, a lamellar microstructure in the cathode can be specified. This then results in a shortening of the ion transport paths in the vertical direction. This achieves a higher effective conductivity and diffusivity of the electrolyte in the electrolyte. As a result, a higher rate capability during charging and discharging of the battery cell can be achieved, as well as a higher energy density by reducing the electrolyte content in the cathode. Another advantage is the saving of conductive additive and binder, since these are preferably used only in the active material phase.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings and the description below.

Es zeigen:Show it:

1: eine schematische Darstellung einer Batteriezelle, 1 : a schematic representation of a battery cell,

2: eine schematische Darstellung eines Tintenstrahldruckprozesses zur Herstellung einer Kathode und 2 : A schematic representation of an ink jet printing process for producing a cathode and

3: eine schematische Darstellung einer Kathode nach dem Herstellprozess. 3 : a schematic representation of a cathode after the manufacturing process.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.In the following description of the embodiments of the invention, the same or similar elements are denoted by the same reference numerals, wherein a repeated description of these elements is dispensed with in individual cases. The figures illustrate the subject matter of the invention only schematically.

Eine Batteriezelle 2 ist in 1 schematisch dargestellt. Die Batteriezelle 2 umfasst ein Zellengehäuse 3, welches prismatisch, vorliegend quaderförmig, ausgebildet ist. Die Batteriezelle 2 umfasst ein negatives Terminal 11 und ein positives Terminal 12. Über die Terminals 11, 12 kann eine von der Batteriezelle 2 zur Verfügung gestellte Spannung abgegriffen werden. Ferner kann die Batteriezelle 2 über die Terminals 11, 12 auch geladen werden. A battery cell 2 is in 1 shown schematically. The battery cell 2 includes a cell housing 3 , which is prismatic, in the present cuboid, is formed. The battery cell 2 includes a negative terminal 11 and a positive terminal 12 , About the terminals 11 . 12 can one from the battery cell 2 provided voltage can be tapped. Furthermore, the battery cell 2 over the terminals 11 . 12 also be loaded.

Innerhalb des Zellengehäuses 3 der Batteriezelle 2 ist ein Elektrodenwickel angeordnet, welcher zwei Elektroden, nämlich eine Anode 21 und eine Kathode 22, aufweist. Die Anode 21 und die Kathode 22 sind jeweils folienartig ausgeführt und unter Zwischenlage eines Separators 23 zu dem Elektrodenwickel gewickelt. Alternativ können Anode 21 und die Kathode 22 auch unter Zwischenlage des Separators 23 zu einem Elektrodenstapel gestapelt sein.Inside the cell case 3 the battery cell 2 an electrode winding is arranged, which two electrodes, namely an anode 21 and a cathode 22 , having. The anode 21 and the cathode 22 are each carried out like a film and with the interposition of a separator 23 wound to the electrode coil. Alternatively, anode can 21 and the cathode 22 also with interposition of the separator 23 be stacked to an electrode stack.

Die Anode 21 und die Kathode 22 sind somit durch den Separator 23 voneinander separiert. Der Separator 23 ist folienartig ausgebildet. Der Separator 23 ist elektrisch isolierend ausgebildet, aber ionisch leitfähig, also für Lithiumionen durchlässig. Der Separator 23 besteht beispielsweise aus einem porösen Polymer und einem Flüssigelektrolyt, welcher ein Lösungsmittel und ein Lithiumsalz und gegebenenfalls weitere Hilfsstoffe aufweist, und/oder aus einem keramischen Lithium-Ionenleiter und/oder einem Feststoffleiter bestehend aus Polymer (z.B. Polyethylenoxid (PEO), Polystyrol-Polyethylenoxid-Block-Copolymer (PS-b-PEO)) und einem Lithiumsalz und gegebenenfalls weiteren Hilfsstoffen.The anode 21 and the cathode 22 are thus through the separator 23 separated from each other. The separator 23 is formed like a film. The separator 23 is electrically insulating, but ionically conductive, so permeable to lithium ions. The separator 23 consists for example of a porous polymer and a liquid electrolyte which comprises a solvent and a lithium salt and optionally further auxiliaries, and / or a ceramic lithium ion conductor and / or a solid conductor consisting of polymer (eg polyethylene oxide (PEO), polystyrene-polyethylene oxide) Block copolymer (PS-b-PEO)) and a lithium salt and optionally further excipients.

Die Anode 21 umfasst eine anodische Elektrodenschicht 41 und einen Stromableiter 31, welche flächig aneinander gelegt und miteinander verbunden sind. Der Stromableiter 31 der Anode 21 ist elektrisch leitfähig ausgeführt und aus einem Metall gefertigt, beispielsweise aus Kupfer, und elektrisch mit dem negativen Terminal 11 der Batteriezelle 2 verbunden.The anode 21 includes an anodic electrode layer 41 and a current collector 31 , which are laid flat against each other and interconnected. The current collector 31 the anode 21 is made electrically conductive and made of a metal, such as copper, and electrically to the negative terminal 11 the battery cell 2 connected.

Die Kathode 22 umfasst einen Stromableiter 32, eine kathodische Aktivmaterialphase 42 und eine Elektrolytphase 15. Der Stromableiter 32 der Kathode 22 ist elektrisch leitfähig ausgeführt und aus einem Metall gefertigt, beispielsweise aus Aluminium. Der Stromableiter 32 der Kathode 22 kann auch aus einem anderen Material gefertigt sein, beispielsweise aus Kohlenstoff. Der Stromableiter 32 der Kathode 22 ist elektrisch mit dem positiven Terminal 12 der Batteriezelle 2 verbunden. Die Elektrolytphase 15 und die kathodische Aktivmaterialphase 42 sind mit dem Stromableiter 32 der Kathode 22 verbunden.The cathode 22 includes a current collector 32 , a cathodic active material phase 42 and an electrolyte phase 15 , The current collector 32 the cathode 22 is made electrically conductive and made of a metal, such as aluminum. The current collector 32 the cathode 22 can also be made of a different material, for example carbon. The current collector 32 the cathode 22 is electric with the positive terminal 12 the battery cell 2 connected. The electrolyte phase 15 and the cathodic active material phase 42 are with the current collector 32 the cathode 22 connected.

2 zeigt eine schematische Darstellung eines Tintenstrahldruckprozesses zur Herstellung der Kathode 22 der Batteriezelle 2. 2 shows a schematic representation of an ink jet printing process for the preparation of the cathode 22 the battery cell 2 ,

An einem Druckkopf 50 sind nebeneinander mehrere Elektrolytdüsen 51 und mehrere Aktivmaterialdüsen 52 angeordnet. Der Druckkopf 50 ist in einem definierten Abstand zu dem Stromableiter 32 der Kathode 22 angeordnet, und die Elektrolytdüsen 51 sowie die Aktivmaterialdüsen 52 sind auf die Oberfläche des Stromableiters 32 der Kathode 22 gerichtet.On a printhead 50 are next to each other several electrolyte nozzles 51 and several active material nozzles 52 arranged. The printhead 50 is at a defined distance to the current conductor 32 the cathode 22 arranged, and the electrolyte nozzles 51 as well as the active material nozzles 52 are on the surface of the current conductor 32 the cathode 22 directed.

Aus den Aktivmaterialdüsen 52 wird eine Aktivmaterialtinte auf den Stromableiter 32 der Kathode 22 gespritzt, welche unter anderem ein Aktivmaterial enthält. Die Aktivmaterialtinte kann dabei noch weitere Komponenten enthalten, die in einem Lösungsmittel gelöst oder dispergiert sind. Beispielsweise umfasst die Aktivmaterialtinte folgende Komponenten (Angabe in Gewichts-%, bezogen auf die getrocknete Aktivmaterialphase):
Aktivmaterial: 50–95%
Festelektrolyt: 0–40%
Leitzusatz: 0–10%
Binder: 0–10%
Ggfs. weitere Hilfsstoffe: 0–10%From the active material nozzles 52 becomes an active material ink on the current conductor 32 the cathode 22 injected, which contains among other things an active material. The active material ink may also contain other components which are dissolved or dispersed in a solvent. By way of example, the active material ink comprises the following components (stated in% by weight, based on the dried active material phase):
Active material: 50-95%
Solid electrolyte: 0-40%
Lead additive: 0-10%
Binder: 0-10%
If necessary. other adjuvants: 0-10%

Bei dem Aktivmaterial handelt es sich beispielsweise um Schwefel-Polyacrylnitril-Komposit (SPAN), Lithium-Nickel-Cobalt-Aluminium-oxide (NCA), Lithium-Nickel-Cobalt-Mangan-oxide (NCM), überlithiierte Übergangsmetalloxide, Hochvoltspinelle oder Lithium-Eisen-Phosphat (LFP). Das Aktivmaterial liegt in Form von Aktivmaterialpartikeln vor, welche jeweils einen effektiven Durchmesser in einem Bereich zwischen 0,5 µm (Mikrometer) und 5 µm aufweisen.The active material is, for example, sulfur polyacrylonitrile composite (SPAN), lithium nickel cobalt aluminum oxide (NCA), lithium nickel cobalt manganese oxide (NCM), overlithiated transition metal oxides, High Voltage Spinel or Lithium Iron Phosphate (LFP). The active material is in the form of active material particles each having an effective diameter in a range between 0.5 μm (microns) and 5 μm.

Bei dem Festelektrolyt handelt es sich vorzugsweise um Polymere und/oder anorganische Festelektrolyte, beispielsweise Polyethylenoxid (PEO). In dem polymeren Festelektrolyt gelöst oder mit dem polymeren Festelektrolyt vermischt ist ein Lithium-enthaltendes Leitsalz, beispielsweise Lithium-Bis(trifluormethan)sulfonimid (LiTFSI).The solid electrolyte is preferably polymers and / or inorganic solid electrolytes, for example polyethylene oxide (PEO). Dissolved in the polymer solid electrolyte or mixed with the polymer solid electrolyte is a lithium-containing conducting salt, for example, lithium bis (trifluoromethane) sulfonimide (LiTFSI).

Bei dem Leitzusatz handelt es sich bevorzugt um carbon black, Ruße und/oder Graphit und/oder Kohlenstoff-Fasern.The conductive additive is preferably carbon black, carbon black and / or graphite and / or carbon fibers.

Bei dem optionalen Binder handelt es sich beispielsweise um Polyvinylidenfluorid (PVDF). Der Binder dient zur Verbesserung der Kontaktierung sowie der mechanischen Stabilität in der kathodischen Aktivmaterialphase 42, insbesondere, wenn ein verhältnismäßig hoher Anteil an Aktivmaterial in der Aktivmaterialtinte enthalten ist.The optional binder is, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF). The binder serves to improve the contacting and the mechanical stability in the cathodic active material phase 42 in particular, when a relatively high proportion of active material is contained in the active material ink.

Ferner enthält die Aktivmaterialtinte ein Lösungsmittel, beziehungsweise ein Dispersionsmittel, in welchem die besagten Komponenten gelöst und/oder dispergiert sind. Mittels des Lösungsmittels, beziehungsweise des Dispersionsmittels sowie gegebenenfalls weiterer Hilfsstoffe, sind Viskosität sowie Trocknungsrate der Aktivmaterialtinte einstellbar.Furthermore, the active material ink contains a solvent or a dispersion medium in which the said components are dissolved and / or dispersed. By means of the solvent, or of the dispersing agent and optionally further auxiliaries, viscosity and drying rate of the active material ink can be adjusted.

Aus den Elektrolytdüsen 51 wird eine Elektrolyttinte auf den Stromableiter 32 der Kathode 22 gespritzt, welche unter anderem den Elektrolyt enthält. Die Elektrolyttinte kann dabei noch weitere Komponenten enthalten, die in einem Lösungsmittel gelöst und/oder dispergiert sind. Beispielsweise umfasst die Elektrolyttinte folgende Komponenten (Angabe in Gewichts-%, Gewichtsprozent bezogen auf die getrocknete Elektrolytphase 15):
Festelektrolyt: 80–100%
Leitzusatz: 0–10%
Binder: 0–10%
Ggfs. weitere Hilfsstoffe: 0–10%
Bevorzugt ist die Elektrolyttinte jedoch frei von dem Leitzusatz sowie frei von dem Binder.From the electrolyte nozzles 51 gets an electrolyte ink on the current collector 32 the cathode 22 injected, which contains, among other things, the electrolyte. The electrolyte ink may contain further components which are dissolved and / or dispersed in a solvent. By way of example, the electrolyte ink comprises the following components (stated in% by weight, percent by weight based on the dried electrolyte phase 15 ):
Solid electrolyte: 80-100%
Lead additive: 0-10%
Binder: 0-10%
If necessary. other adjuvants: 0-10%
However, the electrolyte ink is preferably free of the conductive additive and free of the binder.

Bei dem Festelektrolyt handelt es sich vorzugsweise um Polymere und/oder anorganische Festelektrolyte, beispielsweise Polyethylenoxid (PEO). In dem polymeren Festelektrolyt gelöst oder mit dem polymeren Festelektrolyt vermischt ist ein Lithium-enthaltendes Leitsalz, beispielsweise Lithium-Bis(trifluormethan)sulfonimid (LiTFSI).The solid electrolyte is preferably polymers and / or inorganic solid electrolytes, for example polyethylene oxide (PEO). Dissolved in the polymer solid electrolyte or mixed with the polymer solid electrolyte is a lithium-containing conducting salt, for example, lithium bis (trifluoromethane) sulfonimide (LiTFSI).

Bei dem optionalen Leitzusatz handelt es sich bevorzugt um carbon black, Ruße und/oder Graphit und/oder Kohlenstoff-Fasern.The optional conductive additive is preferably carbon black, carbon black and / or graphite and / or carbon fibers.

Bei dem optionalen Binder handelt es sich beispielsweise um Polyvinylidenfluorid (PVDF). Der Binder dient zur Verbesserung der Kontaktierung, insbesondere an den Grenzflächen zu der kathodischen Aktivmaterialphase 42.The optional binder is, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF). The binder serves to improve the contacting, in particular at the interfaces to the cathodic active material phase 42 ,

Ferner enthält die Elektrolyttinte ein Lösungsmittel, beziehungsweise ein Dispersionsmittel, in welchem die besagten Komponenten gelöst und/oder dispergiert sind. Mittels des Lösungsmittels, beziehungsweise des Dispersionsmittels, sind Viskosität sowie Trocknungsrate der Elektrolyttinte einstellbar.Furthermore, the electrolyte ink contains a solvent, or a dispersion medium, in which the said components are dissolved and / or dispersed. By means of the solvent, or the dispersing agent, viscosity and drying rate of the electrolyte ink are adjustable.

Die Aktivmaterialtinte mit dem kathodischen Aktivmaterial wird mittels Tintenstrahldrucks auf die Oberfläche des Stromableiters 32 der Kathode 22 aufgebracht. Ebenso wird die Elektrolyttinte mit dem Elektrolyt mittels Tintenstrahldrucks auf die Oberfläche des Stromableiters 32 der Kathode 22 aufgebracht.The active material ink with the cathodic active material is inkjet printed on the surface of the current collector 32 the cathode 22 applied. Likewise, the electrolyte ink with the electrolyte by means of ink jet printing on the surface of the Stromableiters 32 the cathode 22 applied.

Die Aktivmaterialtinte mit dem kathodischen Aktivmaterial und die Elektrolyttinte mit dem Elektrolyt werden dabei in horizontale Richtung alternierend auf die Oberfläche des Stromableiters 32 der Kathode 22 aufgebracht. Die kathodische Aktivmaterialphase 42 und die Elektrolytphase 15 werden in horizontale Richtung in Form von Streifen mit einer Breite von vorliegend etwa 10 µm jeweils unmittelbar aneinander angrenzend auf die Oberfläche des Stromableiters 32 der Kathode 22 aufgebracht. Diese Breite entspricht dabei dem Abstand je einer Elektrolytdüsen 51 zu der benachbarten Aktivmaterialdüse 52 an dem Druckkopf 50.The active material ink with the cathodic active material and the electrolyte ink with the electrolyte are thereby alternately in the horizontal direction on the surface of the Stromableiters 32 the cathode 22 applied. The cathodic active material phase 42 and the electrolyte phase 15 are in the horizontal direction in the form of strips having a width of about 10 microns here each directly adjacent to each other on the surface of the Stromableiters 32 the cathode 22 applied. This width corresponds to the distance each of an electrolyte nozzle 51 to the adjacent active material nozzle 52 on the printhead 50 ,

Die Aktivmaterialtinte mit dem kathodischen Aktivmaterial und die Elektrolyttinte mit dem Elektrolyt werden in mehreren aufeinanderfolgenden Schichten auf die Oberfläche des Stromableiters 32 der Kathode 22 aufgebracht. Dabei wird jede aufgebrachte Schicht vor dem Aufbringen der folgenden Schicht beispielsweise mittels Infrarot-Bestrahlung teilweise oder vollständig getrocknet. Dadurch wird eine Vermischung der Aktivmaterialtinte mit der Elektrolyttinte vermieden.The active material ink with the cathodic active material and the electrolyte ink with the electrolyte are in several successive layers on the surface of the current conductor 32 the cathode 22 applied. In this case, each applied layer is partially or completely dried, for example by means of infrared irradiation, before the application of the following layer. This avoids mixing the active material ink with the electrolyte ink.

3 zeigt eine schematische Darstellung einer Kathode 22 nach dem Herstellprozess. 3 shows a schematic representation of a cathode 22 after the manufacturing process.

Durch das Aufbringen der Aktivmaterialtinte mit dem kathodischen Aktivmaterial auf den Stromableiter 32 der Kathode 22 entstehen Aktivmateriallamellen 45, welche rechtwinklig zu der Oberfläche des Stromableiters 32 der Kathode 22 orientiert sind. Durch das Aufbringen der Elektrolyttinte mit dem Elektrolyt auf den Stromableiter 32 der Kathode 22 entstehen Elektrolytlamellen 25, welche ebenfalls rechtwinklig zu der Oberfläche des Stromableiters 32 der Kathode 22 orientiert sind.By applying the active material ink with the cathodic active material on the current conductor 32 the cathode 22 arise Aktivmaterialllamellen 45 which is perpendicular to the surface of the current conductor 32 the cathode 22 are oriented. By applying the electrolyte ink with the electrolyte to the current conductor 32 the cathode 22 arise electrolyte lamellae 25 , which are also perpendicular to the surface of the current conductor 32 the cathode 22 are oriented.

Die Aktivmateriallamellen 45 und die Elektrolytlamellen 25 sind in horizontale Richtung alternierend auf die Oberfläche des Stromableiters 32 der Kathode 22 aufgebracht. Die Aktivmateriallamellen 45 weisen eine horizontale Ausdehnung D2 von etwa 10 µm auf. Die Elektrolytlamellen 25 weisen eine horizontale Ausdehnung D1 von etwa 10 µm auf. Die Aktivmateriallamellen 45 und die Elektrolytlamellen 25 weisen jeweils eine vertikale Ausdehnung L in einem Bereich zwischen 10 µm und 150 µm auf.The active material slats 45 and the electrolyte fins 25 are alternately in the horizontal direction on the surface of the current conductor 32 the cathode 22 applied. The active material slats 45 have a horizontal extent D2 of about 10 microns. The electrolyte lamellae 25 have a horizontal extent D1 of about 10 microns. The active material slats 45 and the electrolyte fins 25 each have a vertical extent L in a range between 10 .mu.m and 150 .mu.m.

In einer alternativen Ausgestaltungsform der Kathode 22 wird zwischen je eine Aktivmateriallamelle 45 und eine Elektrolytlamellen 25 zusätzlich eine hier nicht dargestellte Zwischenlamelle eingebracht. Die Zwischenlamellen weisen dabei die gleiche vertikale Ausdehnung L wie die Aktivmateriallamellen 45 und die Elektrolytlamellen 25 auf.In an alternative embodiment of the cathode 22 is between each a Aktivmateriallamelle 45 and an electrolyte lamella 25 additionally introduced an intermediate plate, not shown here. The intermediate lamellae have the same vertical extent L as the active material lamellae 45 and the electrolyte fins 25 on.

An dem Druckkopf 50 ist in diesem Fall zwischen je einer Elektrolytdüse 51 und einer Aktivmaterialdüse 52 eine Zwischendüse vorgesehen. Aus der Zwischendüse wird dabei eine Zwischenmaterialtinte auf die Oberfläche des Stromableiters 32 der Kathode 22 gespritzt.At the printhead 50 In this case, there is one electrolytic nozzle between each 51 and an active material nozzle 52 provided an intermediate nozzle. The intermediate nozzle becomes an intermediate material ink on the surface of the current conductor 32 the cathode 22 injected.

Die Zwischenmaterialtinte enthält dabei mehrere Komponenten, welche in einem Lösungsmittel gelöst und/oder dispergiert sind. Beispielsweise umfasst die Zwischenmaterialtinte folgende Komponenten (Angabe in Gewichts-%, bezogen auf die getrocknete Zwischenmaterialphase):
Aktivmaterial: 0–40%
Festelektrolyt: 0–40%
Leitzusatz: 30–90%
Binder: 0–10%
Ggfs. weitere Hilfsstoffe: 0–10%The intermediate material ink contains several components which are dissolved and / or dispersed in a solvent. For example, the intermediate material ink comprises the following components (stated in% by weight, based on the dried intermediate material phase):
Active material: 0-40%
Solid electrolyte: 0-40%
Lead additive: 30-90%
Binder: 0-10%
If necessary. other adjuvants: 0-10%

Bei dem Aktivmaterial handelt es sich beispielsweise um Schwefel-Polyacrylnitril-Komposit (SPAN), Lithium-Nickel-Cobalt-Aluminium-oxide (NCA), Lithium-Nickel-Cobalt-Mangan-oxide (NCM), überlithiierte Übergangsmetalloxide, Hochvoltspinelle oder Lithium-Eisen-Phosphat (LFP). Das Aktivmaterial liegt in Form von Aktivmaterialpartikeln vor, welche jeweils einen effektiven Durchmesser in einem Bereich zwischen 0,5 µm (Mikrometer) und 5 µm. The active material is, for example, sulfur polyacrylonitrile composite (SPAN), lithium nickel cobalt aluminum oxide (NCA), lithium nickel cobalt manganese oxide (NCM), overlithiated transition metal oxides, high-voltage spinel or lithium Iron phosphate (LFP). The active material is in the form of active material particles, each having an effective diameter in a range between 0.5 μm (microns) and 5 μm.

Bei dem Festelektrolyt handelt es sich vorzugsweise um Polymere und/oder anorganische Festelektrolyte, beispielsweise Polyethylenoxid (PEO). In dem polymeren Festelektrolyt gelöst oder mit dem polymeren Festelektrolyt vermischt ist ein Lithium-enthaltendes Leitsalz, beispielsweise Lithium-Bis(trifluormethan)sulfonimid (LiTFSI). The solid electrolyte is preferably polymers and / or inorganic solid electrolytes, for example polyethylene oxide (PEO). Dissolved in the polymer solid electrolyte or mixed with the polymer solid electrolyte is a lithium-containing conducting salt, for example, lithium bis (trifluoromethane) sulfonimide (LiTFSI).

Bei dem Leitzusatz handelt es sich bevorzugt um carbon black, Ruße und/oder Graphit und/oder Kohlenstoff-Fasern. The conductive additive is preferably carbon black, carbon black and / or graphite and / or carbon fibers.

Bei dem optionalen Binder handelt es sich beispielsweise um Polyvinylidenfluorid (PVDF). Der Binder dient zur Verbesserung der Kontaktierung sowie der mechanischen Stabilität in der Zwischenmaterialtinte, insbesondere, wenn ein verhältnismäßig hoher Anteil an Aktivmaterial in der Zwischenmaterialtinte enthalten ist.The optional binder is, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF). The binder serves to improve the contacting and the mechanical stability in the intermediate material ink, in particular if a relatively high proportion of active material is contained in the intermediate material ink.

Die so hergestellte Kathode 22 kann zur Herstellung der Batteriezelle 2 verwendet werden. Dabei wird zunächst ein Separator 23 auf die Kathode 22 aufgebracht. Auf den Separator 23 wird anschließend die Anode 21 aufgebracht. Die Kathode 22, die Anode 21 und der Separator 23 werden dann zu einem Elektrodenwickel gewickelt, welche dann in das Zellengehäuse 3 der Batteriezelle 2 eingesetzt wird.The cathode thus prepared 22 can be used to manufacture the battery cell 2 be used. First, a separator 23 on the cathode 22 applied. On the separator 23 then becomes the anode 21 applied. The cathode 22 , the anode 21 and the separator 23 are then wound into an electrode coil, which then into the cell housing 3 the battery cell 2 is used.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not limited to the embodiments described herein and the aspects highlighted therein. Rather, within the scope given by the claims a variety of modifications are possible, which are within the scope of expert action.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (10)

Verfahren zur Herstellung einer Kathode (22) für eine Batteriezelle (2), wobei eine kathodische Aktivmaterialphase (42) und eine Elektrolytphase (15) mittels Tintenstrahldrucks auf eine Oberfläche eines Stromableiters (32) der Kathode (22) aufgebracht werden, wobei die kathodische Aktivmaterialphase (42) in Form von Aktivmateriallamellen (45) derart auf die Oberfläche des Stromableiters (32) der Kathode (22) aufgebracht wird, und die Elektrolytphase (15) in Form von Elektrolytlamellen (25) derart auf die Oberfläche des Stromableiters (32) der Kathode (22) aufgebracht wird, dass die Lamellen (25, 45) zumindest annähernd rechtwinklig zu der Oberfläche des Stromableiters (32) der Kathode (22) orientiert sind.Method for producing a cathode ( 22 ) for a battery cell ( 2 ), wherein a cathodic active material phase ( 42 ) and an electrolyte phase ( 15 ) by means of ink jet printing on a surface of a current conductor ( 32 ) the cathode ( 22 ), wherein the cathodic active material phase ( 42 ) in the form of active material lamellae ( 45 ) so on the surface of the current conductor ( 32 ) the cathode ( 22 ), and the electrolyte phase ( 15 ) in the form of electrolyte lamellae ( 25 ) so on the surface of the current conductor ( 32 ) the cathode ( 22 ) is applied, that the slats ( 25 . 45 ) at least approximately at right angles to the surface of the current conductor ( 32 ) the cathode ( 22 ) are oriented. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die kathodische Aktivmaterialphase (42) und die Elektrolytphase (15) in horizontale Richtung alternierend auf die Oberfläche des Stromableiters (32) der Kathode (22) aufgebracht werden.The method of claim 1, wherein the cathodic active material phase ( 42 ) and the electrolyte phase ( 15 ) in the horizontal direction alternately on the surface of the current collector ( 32 ) the cathode ( 22 ) are applied. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die kathodische Aktivmaterialphase (42) und die Elektrolytphase (15) in horizontale Richtung in Form von Streifen mit einer Breite zwischen 1 µm und 25 µm jeweils unmittelbar aneinander angrenzend auf die Oberfläche des Stromableiters (32) der Kathode (22) aufgebracht werden. Method according to one of the preceding claims, wherein the cathodic active material phase ( 42 ) and the electrolyte phase ( 15 ) in the horizontal direction in the form of strips with a width between 1 μm and 25 each directly adjacent to each other on the surface of the current conductor ( 32 ) the cathode ( 22 ) are applied. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die kathodische Aktivmaterialphase (42) und die Elektrolytphase (15) in mehreren aufeinanderfolgenden Schichten auf die Oberfläche des Stromableiters (32) der Kathode (22) aufgebracht werden, wobei jede aufgebrachte Schicht vor dem Aufbringen der folgenden Schicht teilweise oder vollständig getrocknet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the cathodic active material phase ( 42 ) and the electrolyte phase ( 15 ) in several successive layers on the surface of the current conductor ( 32 ) the cathode ( 22 ), wherein each applied layer is partially or completely dried before the application of the following layer. Kathode (22) für eine Batteriezelle (2), umfassend einen Stromableiter (32), eine kathodische Aktivmaterialphase (42) und eine Elektrolytphase (15), dadurch gekennzeichnet, dass die kathodische Aktivmaterialphase (42) in Form von Aktivmateriallamellen (45) auf die Oberfläche des Stromableiters (32) der Kathode (22) aufgebracht ist, und die Elektrolytphase (15) in Form von Elektrolytlamellen (25) auf die Oberfläche des Stromableiters (32) der Kathode (22) aufgebracht ist, und die Lamellen (25, 45) zumindest annähernd rechtwinklig zu der Oberfläche des Stromableiters (32) der Kathode (22) orientiert sind.Cathode ( 22 ) for a battery cell ( 2 ), comprising a current collector ( 32 ), a cathodic active material phase ( 42 ) and an electrolyte phase ( 15 ), characterized in that the cathodic active material phase ( 42 ) in the form of active material lamellae ( 45 ) on the surface of the current conductor ( 32 ) the cathode ( 22 ), and the electrolyte phase ( 15 ) in the form of electrolyte lamellae ( 25 ) on the surface of the current conductor ( 32 ) the cathode ( 22 ) is applied, and the slats ( 25 . 45 ) at least approximately at right angles to the surface of the current conductor ( 32 ) the cathode ( 22 ) are oriented. Kathode (22) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivmateriallamellen (45) und die Elektrolytlamellen (25) in horizontale Richtung alternierend auf die Oberfläche des Stromableiters (32) der Kathode (22) aufgebracht sind.Cathode ( 22 ) according to claim 5, characterized in that the active material lamellae ( 45 ) and the electrolyte lamellae ( 25 ) in the horizontal direction alternately on the surface of the current collector ( 32 ) the cathode ( 22 ) are applied. Kathode (22) nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivmateriallamellen (45) und/oder die Elektrolytlamellen (25) eine horizontale Ausdehnung (D1, D2) in einem Bereich zwischen 1 µm und 25 µm aufweisen.Cathode ( 22 ) according to one of claims 5 to 6, characterized in that the active material lamellae ( 45 ) and / or the electrolyte lamellae ( 25 ) has a horizontal extent (D1, D2) in a range between 1 μm and 25 have μm. Kathode (22) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivmateriallamellen (45) und die Elektrolytlamellen (25) eine vertikale Ausdehnung (L) in einem Bereich zwischen 10 µm und 150 µm aufweisen. Cathode ( 22 ) according to one of claims 5 to 7, characterized in that the active material lamellae ( 45 ) and the electrolyte lamellae ( 25 ) have a vertical extent (L) in a range between 10 μm and 150 μm. Batteriezelle (2), umfassend mindestens eine Kathode (22) nach einem der Ansprüche 5 bis 8.Battery cell ( 2 ) comprising at least one cathode ( 22 ) according to any one of claims 5 to 8. Verwendung der Batteriezelle (2) nach Anspruch 9 in einem Elektrofahrzeug (EV), in einem Hybridfahrzeug (HEV), in einem Plug-In-Hybridfahrzeug (PHEV) oder in einem Consumer-Elektronik-Produkt.Use of the battery cell ( 2 ) according to claim 9 in an electric vehicle (EV), in a hybrid vehicle (HEV), in a plug-in hybrid vehicle (PHEV) or in a consumer electronics product.
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