DE102016214937A1 - Production of battery electrode foils by means of high pressure processes - Google Patents
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Abstract
Die Anmeldung betrifft eine Elektrode und ein Verfahren zum Herstellen mindestens einer Elektrode (Elektr), insbesondere einer Batterie-Elektrodenfolie für eine Batterie (Bat), wobei mindestens eine entlang mindestens einer vertikalen (z) und/oder einer lateralen (x) und/oder einer transversalen (y) Richtung variierende (DruLü1, DruLü3; FrbTnt1; FrbTnt2; FrbTnt3, FrbTnt4) Elektrode (Elektr) auf einen Bedruckstoff (BdSt) gedruckt wird.The application relates to an electrode and a method for producing at least one electrode (electr), in particular a battery electrode film for a battery (Bat), wherein at least one along at least one vertical (z) and / or lateral (x) and / or a transverse (y) direction varying (DruLü1, DruLü3; FrbTnt1; FrbTnt2; FrbTnt3, FrbTnt4) electrode (Electron) is printed on a substrate (BdSt).
Description
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der Anmeldung der Continental Automotive GmbH
Die Anmeldung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen von Elektroden und/oder Batterie-Elektrodenfolien und/oder Batterien mittels Druckverfahren, insbesondere Hochdruckverfahren, insbesondere Flexodruck. The application relates to methods and devices for producing electrodes and / or battery electrode films and / or batteries by means of printing processes, in particular high-pressure processes, in particular flexographic printing.
Eine Aufgabe der Erfindung kann darin gesehen werden, Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen von Batterien und/oder von Batterie-Elektrodenfolien zu optimieren. Die Aufgabe wird jeweils durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Einige besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der Beschreibung angegeben. Weitere Merkmale und Vorteile einiger vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung. Dabei zeigt beispielhaft zur Veranschaulichung von einigen möglichen Ausgestaltungen der Erfindung, jeweils vereinfachend schematisch: An object of the invention may be seen to optimize methods and apparatus for making batteries and / or battery electrode sheets. The object is achieved in each case by the independent claims. Some particularly advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims and the description. Further features and advantages of some advantageous embodiments of the invention will become apparent from the following description of embodiments of the invention with reference to the drawing. In this case, by way of example to illustrate some possible embodiments of the invention, in each case schematically in simplified form:
Druckverfahren sind an sich für andere Anwendungen beispielsweise bekannt aus der in
In
In
In
Nachfolgend werden anhand der
Zur Herstellung von dünnen Schichten auf Metallfolien können unterschiedliche Verfahren zum Einsatz kommen. Zu unterscheiden sind Nassbeschichtungsverfahren, chemische Gasphasen Abscheidungsverfahren (CVD) und physikalische Gasphasen Abscheidungsverfahren (PVD). Während die beiden letzten vorranging zu Abscheidung (in besonderer Umgebung) von sehr dünnen Schichten (sub-Mikrometer Bereich) auf relativ kleinen Flächen eingesetzt werden, wird das Nassbeschichtungsverfahren für Schichten im Mikrometer bis mehrere 100µm Bereich eingesetzt und kann einfach auf große Flächen hochskaliert werden. Letzteres wird meist bei der Herstellung von Elektrodenfolien für Lithiumionenbatterien („LIB“) im Roll-to-roll Verfahren eingesetzt. Dabei wird eine Schlickerdispersion der Aktiv- und Bindermaterialen mit einem Lösungsmittel hergestellt. Dieser Schlicker wird meistens über eine Düse oder Doctor-Blade auf die Folie beschichtet, welche anschließen durch mehrerer Stufen getrocknet wird. Um ausreichende Beschichtungsgeschwindigkeiten zu erzielen ist die Beschichtungs- und vor allem Trocknungsanlage sehr lang und aufwendig. Nach der Trocknung müssen die Schichten in einem Kalander kompaktiert werden. Das dient zur Erhöhung der Flächenkapazität, der Schichtdicken Homogenität und zum Aufbau der elektronischen Leitfähigkeit innerhalb der Schicht. Nach dem Zuschneiden der Schichten werden Anoden- und Kathodenschicht abwechselnd mit einem Separator zur Zelle gestapelt oder gewickelt. Während der anschließenden Befüllung werden die verbliebenen Poren mit Elektrolyt gefüllt, um die ionische Leitfähigkeit in der Zelle aufzubauen. Elektrodenschichten im Bereich von 100µm benötigen Beschichtungsdicken im Bereich von 200µm und mehr, da der Schlicker viel Lösungsmittel enthält. Um eine solche Schichtdicke homogen und rissfrei zu trocknen, werden evtl. lange, aufwändige und teure Beschichtungs-, Trocknungs- und Kalandrieranlagen benötigt. Zur Herstellung von Elektroden Elektr für LIB soll in einem schnellen Verfahren eine homogene Beschichtung erzeugt werden. Eine Elektrodenbeschichtung wird hier mittels einer Drucktechnik durchgeführt. (Farbdrucken an sich ist auch bereits lange aus dem Print-Medien Bereich bekannt.) Different methods can be used to produce thin layers on metal foils. A distinction is made between wet coating processes, chemical vapor deposition (CVD) and physical vapor deposition (PVD) processes. While the latter two are primarily used for deposition (in particular environments) of very thin layers (sub-micron range) on relatively small areas, the wet coating process is used for layers in the micrometer to several 100μm range and can easily be scaled up to large areas. The latter is usually used in the production of electrode films for lithium-ion batteries ("LIB") in the roll-to-roll process. In this case, a slip dispersion of the active and binder materials is prepared with a solvent. This slurry is usually coated on the film via a nozzle or doctor blade, which is subsequently dried by several stages. In order to achieve sufficient coating speeds, the coating and especially drying system is very long and expensive. After drying, the layers must be compacted in a calender. This serves to increase the area capacity, the layer thickness homogeneity and to build up the electronic conductivity within the layer. After the layers have been cut, the anode and cathode layers are alternately stacked or wound with a separator to the cell. During the subsequent filling, the remaining pores are filled with electrolyte to build up the ionic conductivity in the cell. Electrode layers in the range of 100 .mu.m require coating thicknesses in the range of 200 .mu.m or more, since the slurry contains a lot of solvent. In order to dry such a layer thickness homogeneously and crack-free, possibly long, complex and expensive coating, drying and calendering plants are required. To produce electrodes electr for LIB, a homogeneous coating is to be produced in a rapid process. An electrode coating is carried out here by means of a printing technique. (Color printing itself has long been known in the print media field.)
Es wird hier nach Ausgestaltungen der Erfindung vorzugsweise z.B. eine Flexodruckvariante als Druckverfahren bzw. Druckvorrichtung verwendet. Dabei wird ein Bedruckmittel (z.B. eine Flüssigkeit; hier auch bezeichnet als Tinte und/oder (nicht notwendigerweise wirklich „farbige“) Farbtinte bezeichnet) FrbTnt1, FrbTnt2; FrbTnt3, FrbTnt4 auf eine Hochdruckwalze DruFo1, DruFo2; DruFo3, DruFo4 aufgebracht und anschließend durch Abrollen auf einen Bedruckstoff BdSt übertragen. It is preferred here according to embodiments of the invention, e.g. a flexographic printing variant used as a printing method or printing device. Therein, a printing medium (e.g., a liquid, also referred to herein as ink and / or (not necessarily "colored") color ink) is referred to as FrbTnt1, FrbTnt2; FrbTnt3, FrbTnt4 on a high-pressure roller DruFo1, DruFo2; DruFo3, DruFo4 applied and then transferred by rolling on a substrate BdSt.
Dieses Verfahren soll nun zur Herstellung von mit mindestens einem Bedruckmittel FrbTnt1, FrbTnt2, FrbTnt3, FrbTnt4 (auch bezeichnet als nicht notwendigerweise wirklich farbige Farbtinte etc.) zu bedruckendem Bedruckstoff BdSt (in Form von z.B. Elektrodenfolien) zur Herstellung von Elektroden Elektr und/oder Batterien Bat eingesetzt werden. This method is now intended for the production of printing material BdSt (in the form of, for example, electrode foils) to be printed with at least one printing medium FrbTnt1, FrbTnt2, FrbTnt3, FrbTnt4 (also referred to as not necessarily really colored color ink, etc.) for the production of electrodes electr and / or batteries Bat be used.
Dafür soll als Bedruckmittel FrbTnt1, FrbTnt2, FrbTnt3, FrbTnt4 eine spezielle sogenannte Farbtinte mit geeigneter Viskosität aus z.B. Aktivmaterialien, einem Binder, einem Leitzusatz und dem Dispergiermittel hergestellt werden. Das Profil und/oder der Durchmesser der Hochdruckwalze DruFo1, DruFo2; DruFo3, DruFo4 werden z.B. nach einer Ausgestaltung der Erfindung so angepasst, dass in der Beschichtungslänge eventuell einzuplanende Unterbrechungen Unt1, Unt3 auf der Hochdruckwalze abgebildet werden können. Dadurch soll der Beschichtungsprozess nicht unterbrochen werden, falls blanke Leerstellen DuLü1, DuLü3 auf dem Bedruckstoff BdSt eingeplant werden. For this purpose, the printing medium FrbTnt1, FrbTnt2, FrbTnt3, FrbTnt4 is a special so-called color ink with suitable viscosity of e.g. Active materials, a binder, a conductive additive and the dispersant are prepared. The profile and / or diameter of the high-pressure roll DruFo1, DruFo2; DruFo3, DruFo4 are used e.g. adapted according to one embodiment of the invention so that in the coating length possibly scheduled interruptions Unt1, Unt3 can be imaged on the high pressure roller. This should not interrupt the coating process, if blank spaces DuLü1, DuLü3 are planned on the substrate BdSt.
Durch Drucktechnik lassen sich z.B. (durch Auftrag von Bedruckmittel(n) FrbTnt1, FrbTnt2, FrbTnt3, FrbTnt4) Elektrodenschichtdicken in der Größe von ~20µm auf z.B. Ableitermetallfolien aufbauen. By printing technique can be e.g. (by application of printing material (s) FrbTnt1, FrbTnt2, FrbTnt3, FrbTnt4) electrode layer thicknesses in the size of ~ 20μm on e.g. Build up arrester metal foils.
Durch einen z.B. zwischengelagerten und/oder nachgelagerten Trocknungsprozess (Trck) in einem oder mehreren Trocknern Trck kann nach einer Ausgestaltung z.B. die Schicht (z.B. aus Bedruckmittel(n) FrbTnt1 in
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird (z.B. ähnlich wie in
Eine hier sogenannte Variierung (oder auch bezeichnet als Strukturierung) einer Elektrode Elektr können z.B. -transversal beim Druck (z.B. in
Auf diese Weise können neue Möglichkeiten eröffnet werden, die so mit dem „klassischen“ Roll-to-Roll Verfahren weniger gut möglich erscheinen. Die laterale (x und/oder y) Auflösung liegt z.B. im Bereich von > 10µm, abhängig von der Farbtintenrezeptur. In this way, new possibilities can be opened, which are less feasible with the "classic" roll-to-roll method. The lateral (x and / or y) resolution is e.g. in the range of> 10μm, depending on the color ink recipe.
Mögliche Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung können z.B. sein:
- • Schneller Prozess
- • Verarbeitung von hochviskosen Schlickermischungen und damit Reduzierung von Dispergiermittel, das anschließend wieder verdampft werden muss
- • Einfache Unterbrechung der Elektrodenschicht
- • Vertikale (y) und laterale Strukturierung der Schicht
- • Einfacherer Zuschnitt für den Zusammenbau der Batterie Bat.
- • Kompakte Anlage
- • Fast process
- • Processing of high-viscosity slip mixtures and thus reduction of dispersants, which must then be evaporated again
- • Easy interruption of the electrode layer
- • Vertical (y) and lateral structuring of the layer
- • Easier to assemble Battery Bat.
- • Compact system
Die folgenden beispielhaften Ausgestaltungen der Erfindung stellen Beschichtungsverhalten mit eingesetztem Schlitzdüsenauftrag und/oder einer Rakelbeschichtung durch ein Druckverfahren nach:
In einer ersten Ausführungsform (mit einer Druckvorrichtung z.B. wie in
In a first embodiment (with a printing device such as in
Eine Druckform (z.B. DruFo1) besteht z.B. in einem einfachen Fall aus einem kontinuierlichen Hochdruckprofil, welches höchstens n-mal entlang des Rollenumlaufs komplett unterbrochen ist, um mehrerer Beschichtungsnutzen (also z.B. mehrere Elektroden Elektr) zu erzielen (z.B. wie in
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wie in
Dieses Verfahren kann auch auf gestapelte Zellen Bat ausgeweitet werden. In diesem Fall werden kleinere Elektrodenflächen aus der Elektrodenbahn BdSt ausgeschnitten. Z.B. geht der Schnitt durch die Elektrodenschicht Elektr und die Ableiterfolie, falls es zu aufwändig wäre die Schicht derart häufig zu intermittieren. Im Fall des Flexodrucks stellt das keine Hürde dar. Es werden entsprechen viele Aussparungen im Hochdruckprofil vorgesehen, oder der Formzylinder entsprechend klein gewählt. Die Aussparung im Hochdruckprofil wird z.B. < 1mm gewählt, um nicht zu viel Überstand zu produzieren. Der Schnitt erfolgt dann in der Aussparung nur durch die Metallfolie. Dieses Verfahren ist schonend für die Schneidemesser, und verursacht keinen Elektrodenstaub. This procedure can also be extended to stacked cells Bat. In this case, smaller electrode surfaces are cut out of the electrode web BdSt. For example, the section passes through the electrode layer electr and the arrester foil, if it would be too time-consuming to intermittently interrupt the layer. In the case of flexographic printing, this is not a hurdle. It will correspond many recesses provided in the high-pressure profile, or the form cylinder selected correspondingly small. The recess in the high-pressure profile is chosen, for example, <1 mm, in order not to produce too much overhang. The cut is then made in the recess only through the metal foil. This procedure is gentle on the blades and does not cause electrode dust.
Die Drucktechnik bietet die Möglichkeit die Elektrodenschicht zu strukturieren und damit besser für bestimmte physikalische Gegebenheiten in der Elektrode Elektr zu designen. So kommt es evtl. wie in
Dem kann z.B. mit der Ausführungsform in
In einer Ausführungsform wie in
Während einer mehrlagigen Beschichtung des Bedruckstoffs BdSt kann damit eine z.B. vertikale (z) und/oder beim Druck auf dem Bedruckstoff BdSt longitudinale (y) (in Druckstoffförderrichtung FRi) und/oder eine laterale (x) (quer zur Richtung FRi fortschreitenden Farbtintenauftrags auf dem Bedruckstoff) Strukturierung (also variierender Aufbau innerhalb der Elektrode) aufgebaut werden, über die z.B. Elektronen gezielt an eine eigentliche Ableiterfolie abgeführt werden können. During a multilayer coating of the printing substrate BdSt, a vertical (z) and / or during the printing on the substrate BdSt longitudinal (y) (in the printing material conveying direction FRi) and / or a lateral (x) (transversely to the direction FRi progressive color ink application on the substrate) structuring (ie varying structure within the electrode) be built on the example Electronically targeted to an actual arrester foil can be dissipated.
Durch die Profilierung der Druckformen DruFo1 und/oder Formzylinder Formzyl1 (z.B. Hochdruckwalzen) kann z.B. der laterale (z.B. in Richtung x) Anteil der Leitkomponente einer Farbtinte mit zunehmender Dicke reduziert werden. Damit wird der Tatsache Rechnung getragen, dass – gesehen von der Ableiterfolie in Richtung der Gegenelektrode Elektr – mit zunehmender Schichtdicke immer weniger Elektronen zur darunter liegenden Schicht transferiert werden sollten, aber auch umgekehrt immer mehr Ionen durch die darüber liegende Schicht (wie z.B. in
Strukturierung: Structuring:
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung betreffend insbesondere Aufbau und/oder Herstellung einer Strukturierung der Schicht oder Schichten einer (Batterie-)Elektrode Elektr und/oder Batterie Bat anhand der
Als horizontal (y) oder auch longitudinal wird hier insbesondere kurz bezeichnet eine Richtung beim Druck auf dem Bedruckstoff in der Ebene des Bedruckstoffs parallel zur Druckstoffförderrichtung (FRi) und/oder in Richtung (FRi) fortschreitenden Farbtintenauftrags auf dem Bedruckstoff. Als „lateral“ (x) wird hier insbesondere kurz bezeichnet eine Richtung beim Druck auf dem Bedruckstoff senkrecht zur Druckstoffförderrichtung (FRi) und/oder eine Richtung senkrecht zur Richtung (FRi) fortschreitenden Farbtintenauftrags auf dem Bedruckstoff in dessen Ebene, und/oder in einer Batterie Bat wie in
In
Eine Druckform DruFo1 ist auf ihrer Oberfläche (z.B. aufgrund von Erhebungen oder Ausnehmungen oder chemischen Eigenschaften oder einer darauf aufgebrachten Flüssigkeit etc.) so ausgebildet, dass sie (aus einem Farbwerk) Farbtinte FrbTnt1 auf den Bedruckstoff BdSt dort überträgt, wo jeweils eine der (z.B. in
Eine in
Die beispielhaft mit aufgedruckten Punkten dargestellten Farbtinten FrbTnt1, FrbTnt2 auf dem Bedruckstoff BdSt bilden also z.B. lateral (x) und/oder horizontal/longitudinal (y) (hier beides) und/oder vertikal (z) strukturierte Elektroden Elektr insofern, dass der Anteil der ersten Farbtinte FrbTnt1 und der Anteil an (mindestens) einer weiteren/zweiten Farbtinte FrbTnt2 in der bzw. den Elektroden Elektr also in lateraler (x) Richtung und/oder horizontaler/longitudinaler (y) Richtung ungleichmäßig ist, also variiert. The color inks FrbTnt1, FrbTnt2 on the printing substrate BdSt shown by way of example with printed dots thus form e.g. laterally (x) and / or horizontally / longitudinally (y) (here both) and / or vertically (z) structured electrodes electr insofar that the proportion of the first color ink FrbTnt1 and the proportion of (at least) one further / second color ink FrbTnt2 in the electrode (s) is thus uneven in lateral (x) direction and / or horizontal / longitudinal (y) direction, ie varies.
Wie
Zur Erzeugung einer lateralen (x) und/oder longitudinalen (y) Strukturierung einer gedruckten Elektrode Elektr und/oder Batterie Bat kann eine entsprechende geometrische Strukturierung der mindestens einen Druckform DruFo1, DruFo2; DruFo3, DruFo4 beim Druckverfahren verwendet werden. Zur Erzeugung einer vertikalen (z) Strukturierung kann z.B. ein möglichst dünner Farbauftrag von Farbtinte und/oder eine Hintereinanderschaltung mehrerer Auftragswerkzeuge (z.B. mehrerer Druckwerke und/oder (Druck-)Formzylinder und/oder Druckformen(z.B. Druckplatte oder Hochdruck-Druckform/Tiefdruck-Druckform etc.)) mit insbesondere unterschiedlichen Farbtinten FarbTnt1, FarbTnt2 verwendet werden. To generate a lateral (x) and / or longitudinal (y) structuring of a printed electrode electr and / or battery Bat, a corresponding geometric structuring of the at least one printing form DruFo1, DruFo2; DruFo3, DruFo4 can be used in the printing process. To produce a vertical (z) structuring, for example, the thinnest possible ink application of color ink and / or a series connection of several application tools (eg several Printing units and / or (printing) form cylinder and / or printing plates (eg printing plate or high-pressure printing form / gravure printing plate, etc.)) with in particular different color inks FarbTnt1, FarbTnt2 be used.
Gemäß Ausgestaltungen der Erfindung wird mindestens eine Farbschicht durch eine Farbtinte aufgetragen, aber vorzugsweise werden um eine gewünschte oder erforderliche Schichtdicke zu erzielen mehrere Farbschichten durch Auftrag mehrerer Farbtinten FrbTnt1; FrbTnt2; FrbTnt3, FrbTnt4 mit je einem von mehreren hintereinander geschalteten Druckwerken (insbesondere Flexodruckwerken) wie z.B. in
Eine vertikale (y) Strukturierung erfolgt z.B. durch Verwendung verschiedener und/oder verschieden dick/dicht aufgetragener Farbtinten FrbTnt1; FrbTnt2; FrbTnt3, FrbTnt4 durch verschiedene Auftragswerkzeugen und/oder Druckwerke und/oder Druckformen und/oder Formzylinder FormZyl1, FormZyl2, FormZyl3, FormZyl4, wobei die Zusammensetzungen der Farbtinten FrbTnt1; FrbTnt2; FrbTnt3, FrbTnt4 (zur Erzeugung der Elektroden Elektr daraus) hinsichtlich ihres Anteils an Aktivmaterial und/oder Leitfähigkeitsverbesserer und/oder Binderanteil z.B. um den Faktor zwei unterschiedlich sein können. So kann z.B. pro Auftragswerkzeug eine Farbtinte FrbTnt2 (zur Erzeugung der Elektroden Elektr daraus) verwendet werden, die 10% weniger Leitverbesserer enthält als die davor auf den Bedruckstoff BdSt aufgetragene Farbtinte FrbTnt1 (zur Erzeugung der Elektroden Elektr daraus). Im Fall von Festelektrolyten kann mindestens) eine Farbtinte FrbTnt2 zum Ausgleich mit entsprechend höherem Elektrolytanteil (als die vorher aufgetragene Farbtinte FrbTnt1) angereichert werden. Vertical (y) structuring takes place e.g. by using different and / or differently thick / densely applied color inks FrbTnt1; FrbTnt2; FrbTnt3, FrbTnt4 by various application tools and / or printing units and / or printing plates and / or forme cylinders FormZyl1, FormZyl2, FormZyl3, FormZyl4, wherein the compositions of the colored inks FrbTnt1; FrbTnt2; FrbTnt3, FrbTnt4 (for producing the electrodes electr thereof) in terms of their content of active material and / or conductivity improvers and / or binder content, e.g. can be different by a factor of two. Thus, e.g. One color ink FrbTnt2 (for producing the electrodes electr thereof) is used per application tool, which contains 10% less conductibility improver than the color ink FrbTnt1 previously applied to the printing substrate BdSt (for producing the electrodes electr therefrom). In the case of solid electrolytes, at least one color ink FrbTnt2 can be enriched for compensation with a correspondingly higher electrolyte content (than the previously applied color ink FrbTnt1).
Wie
Eine laterale (x) und/oder horizontal/transversale (y) und/oder vertikale (z) Strukturierung einer Elektrode Elektr kann durch eine entsprechende Anilox-Walze aber auch durch Strukturierung einer Druckwalze erreicht werden. Dafür wird die Pixeldichte im einen Auftragswerk im einfachsten Fall kontinuierlich von z.B. minimal 20% im Ableiter-fernen Bereich (nahe Sep) bis maximal 66% im Ableiter-nahen Bereich (nahe StAbl) variiert. Im zweiten Auftragswerk (DrkWrk2 und/oder DruFo2) wird die Pixeldichte z.B. gerade umgekehrt dazu eingestellt. Beide Auftragswerkzeuge (DrkWrk1 und/oder DruFo1 sowie DrkWrk2 und/oder DruFo2) werden z.B. zueinander so eingestellt, dass die Pixel des zweiten Auftragswerkzeugs (DrkWrk2 und/oder DruFo2) in die Drucklücken des ersten Auftragswerkzeugs (DrkWrk1 und/oder DruFo1) greifen, (z.B. wie die verschiedenen Punkte oben links und oben rechts in
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ebenfalls eine laterale Strukturierung (in Richtung x) und/oder longitudinale (y) Strukturierung, wobei hier jeweils eine oder jede funktionale Komponente in der Elektrode Elektr durch eine eigene Druckform DruFo1 usw. (z.B. Druckwalze, Druckplatte) aufgebracht wird, die ein von den anderen (zur Erzeugung dieser Elektrode Elektr verwendeten) Druckformen DruFo2 unterschiedliches Profil (in
In einem Mehrschichtdruck können auch die Komponenten Aktivmaterial, Leitverbesserer und evtl. Elektrolyt einer Farbtinte getrennt aufgetragen werden. Z.B. erst dann ist die erste Elektrodenschicht (mindestens) einer Elektrode Elektr (auf dem Bedruckstoff BdSt) komplett. Um die Schichtdicke (mindestens) einer Elektrode Elektr und damit z.B. die Kapazität zu erhöhen kann dieser Vorgang wiederholt werden. In diesem Fall wird für jede Komponente z.B. eine Farbtinte FrbTnt1, FrbTnt2 bzw. FrbTnt3, FrbTnt4 formuliert, die 90–98% der Komponente und 2 bis 10% Binder enthält. Durch die Möglichkeit der Strukturierung (also Variierung innerhalb einer Elektrode) mittels entsprechender Druckwalze(n) können auch unterschiedliche Elektrodenmuster mittels einer speziell strukturierten Walze DruFo1 etc. auf einem Ableiterbogen oder einer Ableiterbahn StAbl nebeneinander und/oder hintereinander (auf einem Bedruckstoff BdSt) aufgebracht werden. Dies kann ermöglichen, kostengünstig unterschiedliche Elektroden Elektr, und letztendlich Batteriezellen Bat (z.B. in kleinen oder großen Mengen) herzustellen. In a multi-layer printing, the components active material, Leitverbesserer and possibly electrolyte of a color ink can be applied separately. For example, only then is the first electrode layer (at least) of one electrode electr (on the substrate BdSt) complete. To the layer thickness ( At least one electrode electr and thus eg to increase the capacity, this process can be repeated. In this case, for example, a color ink FrbTnt1, FrbTnt2 or FrbTnt3, FrbTnt4 is formulated for each component containing 90-98% of the component and 2 to 10% binder. Due to the possibility of structuring (ie variation within an electrode) by means of a corresponding pressure roller (s), different electrode patterns can also be applied next to one another and / or behind one another (on a substrate BdSt) by means of a specially structured roller DruFo1 etc. on an arrester arc or arrester track StAbl , This may allow to inexpensively produce different electrodes electr, and ultimately battery cells bat (eg in small or large quantities).
Eine Farbtinte FrbTnt1; FrbTnt2; FrbTnt3, FrbTnt4 für Lithiumionenbatterien Bat mit flüssigem Elektrolyten besteht z.B. aus den funktionalen Bestandteilen 70–98% Elektrodenaktivmaterial (typischerweise Grafit oder Hard und Soft Carbon, sowie Metalloxid oder Metallphosphat, aber auch Schwefel), 0–10% Leitfähigkeitsverbesserer (typischerweise Ruß, aber auch Graphen, Kohlenstoffnanoröhrchen, oder Metallpartikel) und 2–10% (Polymer)bindermaterial). Diese Mischung wird mit Lösemittel und weiteren Additiven zu einer Farbtinte verarbeitet. Im Fall von Farbtinten mit Festelektrolyten wird der Elektrolytanteil z.B. bereits während der Beschichtung eingebracht. Dabei besteht die Farbtinte aus den funktionalen Bestandteilen 70–95% Elektrodenaktivmaterial (typischerweise Grafit oder Hard- und Soft Carbon, sowie Metalloxid oder Metallphosphat, aber auch Schwefel), 0–10% Leitfähigkeitsverbesserer (typischerweise Ruß, aber auch Graphen, Kohlenstoffnanoröhrchen, oder Metallpartikel), 5–30% Festelektrolyt (wie z.B. PEO-basierte Polymermischungen, Gläsern (wie Li2O-B2O3, Li2S-GeS2), Glas-Keramiken (wie LiMIV2(PO4)3) oder auch Keramiken (wie Li7La3Zr2O12)) und evtl. weitere 2–10% Bindermaterial und Additiven. One color ink FrbTnt1; FrbTnt2; FrbTnt3, FrbTnt4 for lithium-ion batteries Bat with liquid electrolyte consists eg of the functional components 70-98% electrode active material (typically graphite or hard and soft carbon, and metal oxide or metal phosphate, but also sulfur), 0-10% conductivity improvers (typically carbon black, but also Graphene, carbon nanotubes, or metal particles) and 2-10% (polymeric) binder material). This mixture is processed with solvent and other additives to a color ink. In the case of color inks with solid electrolyte, for example, the electrolyte portion is already introduced during the coating. The color ink consists of the functional components 70-95% electrode active material (typically graphite or hard and soft carbon, and metal oxide or metal phosphate, but also sulfur), 0-10% conductivity improvers (typically carbon black, but also graphene, carbon nanotubes, or metal particles ), 5-30% solid electrolyte (such as PEO-based polymer blends, glasses (such as Li2O-B2O3, Li2S-GeS2), glass ceramics (such as LiM IV 2 (PO4) 3) or ceramics (such as Li7La3Zr2O12)) and possibly Another 2-10% binder material and additives.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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