DE102018217516A1

DE102018217516A1 - Method of manufacturing an electrode for an accumulator

Info

Publication number: DE102018217516A1
Application number: DE102018217516.0A
Authority: DE
Inventors: Patrick Schichtel; Dominik Alexander Weber
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2018-10-12
Filing date: 2018-10-12
Publication date: 2020-04-16

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Elektrode (1) für einen Akkumulator (2), wobei die Elektrode (1) ein Elektrodenmaterial (3), zumindest umfassend eine Vielzahl von Partikeln (4) eines Aktivmaterials sowie ein Bindermaterial (5) zur räumlichen Fixierung der Partikel (4) des Aktivmaterials, aufweist; wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist:
a. Bereitstellen der Elektrode (1) mit dem Elektrodenmaterial (3);
b. Bestrahlen des Elektrodenmaterials (3) mit einer Mehrzahl von Strahlungsquellen (6, 7) und gezielte Bildung von Interferenzen (8) der von der Mehrzahl der Strahlungsquellen (6, 7) ausgehenden Strahlung (9) zur lokalen Erhöhung einer Strahlungsintensität innerhalb des Elektrodenmaterials (3);
c. Verändern einer räumlichen Struktur (10) des Elektrodenmaterials (3) in vorbestimmten Bereichen (11) des Elektrodenmaterials (3).

Method for producing an electrode (1) for an accumulator (2), the electrode (1) being an electrode material (3), at least comprising a large number of particles (4) of an active material and a binder material (5) for spatially fixing the particles ( 4) the active material; the method comprising at least the following steps:
a. Providing the electrode (1) with the electrode material (3);
b. Irradiation of the electrode material (3) with a plurality of radiation sources (6, 7) and targeted formation of interferences (8) of the radiation (9) emanating from the plurality of radiation sources (6, 7) for locally increasing a radiation intensity within the electrode material (3 );
c. Changing a spatial structure (10) of the electrode material (3) in predetermined areas (11) of the electrode material (3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode, eine derart hergestellte Elektrode sowie einen Akkumulator. Die Elektrode wird insbesondere in Lithium-Ionen-Akkumulatoren eingesetzt.The invention relates to a method for producing an electrode, an electrode produced in this way and an accumulator. The electrode is used in particular in lithium-ion batteries.

Im Bereich der Lithium-Ionen-Akkumulatoren existieren verschiedene aufwändige Verfahren um Elektroden dreidimensional zu strukturieren. Diese Methoden sind in der Anwendung oft kompliziert, teuer, schwer in bestehende Prozesse der Elektrodenfertigung wie z.B. Rolle-zu-Rolle-Verfahren einzubinden oder unflexibel in der Anwendung.In the field of lithium-ion batteries, there are various complex methods for structuring electrodes three-dimensionally. These methods are often complicated to use, expensive, difficult in existing electrode manufacturing processes such as Integrate roll-to-roll processes or inflexible in the application.

Die Strukturierung der Elektrode kann Vorteile bieten, z.B. hinsichtlich der verfügbaren Oberfläche und damit der Elektrodenkinetik, was höhere Lade- und Entladeraten ermöglicht.The structuring of the electrode can offer advantages, e.g. with regard to the available surface and thus the electrode kinetics, which enables higher charging and discharging rates.

Üblicherweise erfolgen Strukturierungen der Elektroden über den Einsatz bereits vorstrukturierter Trägermaterialien (Ableiter) wie z.B. Netze oder Gitter, bzw. geätzte oder mikrostrukturierte Strukturen auf deren Oberfläche. Die Strukturierung der Elektrode selbst kann ebenfalls über chemisches Ätzen oder über gängige Mikrostrukturierungsmethoden wie z. B. Photolithographie, Epitaxie oder Laserstrukturierung erfolgen. Ebenso ist eine Strukturierung über die Verwendung strukturierter Ausgangspartikel möglich wie z. B. stark poröse Partikel, faser- oder röhrenartige Partikel bzw. allgemein über Form und Größe der Ausgangspartikel. Eine weitere Lösung ist die Ausrichtung der Partikel in einem Magnetfeld und Fixierung der Ausrichtung während des Trocknens der Elektrode.The electrodes are usually structured using pre-structured carrier materials (arresters) such as e.g. Nets or grids, or etched or microstructured structures on their surface. The structuring of the electrode itself can also be carried out using chemical etching or conventional microstructuring methods such as e.g. B. photolithography, epitaxy or laser structuring. Structuring via the use of structured initial particles is also possible, e.g. B. highly porous particles, fibrous or tubular particles or generally about the shape and size of the starting particles. Another solution is to align the particles in a magnetic field and fix the alignment while the electrode is drying.

Die Nachteile der jeweiligen Verfahren sind spezifisch für das konkrete Verfahren. Mikrostrukturierungsverfahren, die Epitaxie oder Photolithographie nutzen, sind oft komplex und teuer. Laserstrukturierung ist je nach Detailgrad der zu erzeugenden Strukturierung ebenfalls teuer und zeitintensiv bzw. erlaubt lediglich die Erzeugung von Oberflächenstrukturen, da die Eindringtiefe einer Laserstrahlung begrenzt ist. Die Anwendung von chemischem Ätzen ist stark materialspezifisch und kann unter Umständen inkompatibel mit anderen Bestandteilen der Elektrodenmixtur bzw. des Elektrodenmaterials sein. Die Vorstrukturierung des Ableiters ist lediglich eine Verlagerung des Prozesses, weist aber ähnliche Probleme auf. Die Erzeugung strukturierter Ausgangspartikel ist, je nach gewünschter Modifikation, kompliziert und erfordert zusätzliche Schritte bei der Materialsynthese wie z. B. Ätzen oder Sintern, durch die der Preis der Ausgangsmaterialien deutlich erhöht werden kann. Die Strukturierung der Partikel selbst oder deren Ausrichtung im Magnetfeld hat Auswirkungen auf die Performance der Partikel und erfordert zum Teil andere Prozessschritte beim Fertigen der Elektrode (unterschiedliche Mischung, Verwendung anderer Bindermaterialien, Besetzung der Partikeloberfläche mit Inaktivpartikeln, Verwendung starker Magneten).The disadvantages of the respective processes are specific to the specific process. Microstructuring techniques that use epitaxy or photolithography are often complex and expensive. Depending on the level of detail of the structuring to be generated, laser structuring is likewise expensive and time-consuming or only allows the generation of surface structures, since the penetration depth of laser radiation is limited. The use of chemical etching is highly material-specific and may be incompatible with other components of the electrode mixture or the electrode material. The pre-structuring of the arrester is only a relocation of the process, but has similar problems. The generation of structured starting particles is, depending on the desired modification, complicated and requires additional steps in material synthesis such as. B. etching or sintering, through which the price of the starting materials can be significantly increased. The structuring of the particles themselves or their alignment in the magnetic field has an impact on the performance of the particles and sometimes requires different process steps when manufacturing the electrode (different mix, use of other binder materials, occupation of the particle surface with inactive particles, use of strong magnets).

Die genannten Verfahren unterliegen in der Praxis ständigen Verbesserungen. Um Kosten und Aufwand zu senken, werden Mikrostrukturierungsverfahren oft auf relativ einfache Oberflächenstrukturierungen begrenzt. Kommerziell erhältliche Partikel sind meist relativ einfach strukturiert, um Kosten zu senken. Ätzverfahren werden spezifisch auf Elektrodenmaterialien angepasst, um die gewünschten Effekte zu erzielen.The methods mentioned are subject to constant improvement in practice. To reduce costs and effort, microstructuring processes are often limited to relatively simple surface structuring. Commercially available particles are usually structured relatively simply in order to reduce costs. Etching processes are specifically adapted to electrode materials in order to achieve the desired effects.

Aus der DE 10 2012 215 921 A1 ist auf eine Batterie gerichtet, die eine poröse schichtförmige Elektrode aufweist, die auf ein Elektrodenblech aufgebracht ist, wobei die Elektrode auf der dem Elektrodenblech abgewandten Seite eine Vielzahl von Vertiefungen aufweist. Die Vertiefungen können z. B. durch eine strukturierte Walze erzeugt werden.From the DE 10 2012 215 921 A1 is directed to a battery which has a porous layered electrode which is applied to an electrode plate, the electrode having a plurality of depressions on the side facing away from the electrode plate. The wells can e.g. B. generated by a structured roller.

Aus der WO 2011/105348 A1 ist ein Verfahren zur Trocknung eines Elektrodenmaterials bekannt, wobei ein Lösungsmittelanteil mittels Infrarotstrahlung aus dem Elektrodenmaterial entfernt wird.From the WO 2011/105348 A1 a method for drying an electrode material is known, a solvent component being removed from the electrode material by means of infrared radiation.

Aus der WO 2013/060422 A1 ist ein Verfahren zur Strukturierung eines Elektrodenmaterials mittels Laserpulsen bekannt. Dabei werden Bestandteile des Elektrodenmaterials aufgeschmolzen und zu konischen Strukturen umgeformt.From the WO 2013/060422 A1 a method for structuring an electrode material by means of laser pulses is known. Components of the electrode material are melted and formed into conical structures.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die mit Bezug auf den Stand der Technik angeführten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein weiteres Verfahren zur Strukturierung von Elektrodenmaterial vorgeschlagen werden. Die Strukturierung soll insbesondere die verfügbare Oberfläche eines Aktivmaterials innerhalb des Elektrodenmaterials erhöhen, so dass insbesondere höhere Lade- und Entladeraten ermöglicht werden. Das Verfahren soll insbesondere einfach durchzuführen, flexibel und kostengünstig sowie in gängigen Prozessverfahren wie Rolle-zu-Rolle einsetzbar sein.The object of the present invention is to at least partially solve the problems mentioned with reference to the prior art. In particular, a further method for structuring electrode material is to be proposed. The structuring is intended in particular to increase the surface area of an active material within the electrode material, so that in particular higher charging and discharging rates are made possible. In particular, the method should be easy to carry out, flexible and inexpensive and can be used in common process methods such as roll-to-roll.

Zur Lösung dieser Aufgaben trägt ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 bei. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und/oder Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.A method with the features according to claim 1 contributes to solving these problems. Advantageous further developments are the subject of the dependent claims. The features listed individually in the patent claims can be combined with one another in a technologically meaningful manner and can be supplemented by explanatory facts from the description and / or details from the figures, further embodiment variants of the invention being shown.

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für einen Akkumulator vorgeschlagen. Die Elektrode weist ein Elektrodenmaterial auf, zumindest umfassend eine Vielzahl von Partikeln eines Aktivmaterials sowie ein Bindermaterial zur räumlichen Fixierung der Partikel des Aktivmaterials. Das Verfahren weist zumindest die folgenden Schritte auf:

a. Bereitstellen der Elektrode mit dem Elektrodenmaterial;
b. Bestrahlen des Elektrodenmaterials mit einer Mehrzahl von Strahlungsquellen und gezielte Bildung von Interferenzen der von der Mehrzahl der Strahlungsquellen ausgehenden Strahlung zur lokalen Erhöhung einer Strahlungsintensität innerhalb des Elektrodenmaterials;
c. (zumindest) Verändern einer räumlichen Struktur des Elektrodenmaterials in vorbestimmten Bereichen des Elektrodenmaterials.

A method for producing an electrode for an accumulator is proposed. The electrode has an electrode material, at least comprising a large number of particles of an active material and a binder material for spatially fixing the particles of the active material. The method has at least the following steps:

a. Providing the electrode with the electrode material;
b. Irradiating the electrode material with a plurality of radiation sources and selectively forming interference of the radiation emanating from the plurality of radiation sources in order to locally increase a radiation intensity within the electrode material;
c. (at least) changing a spatial structure of the electrode material in predetermined areas of the electrode material.

Insbesondere ist die Elektrode eine Komposit-Elektrode, wobei das Elektrodenmaterial zumindest aus einem (Kathoden- oder Anoden-)Aktivmaterial (z. B. NCM - also Lithium-Nickel-Cobalt-Mangan-Oxid, LCO - also Lithium-Cobalt-Oxid, NCA - Lithium-Nickel-Cobalt-Aluminium-Oxid, LNMO - Lithium-Nickel-Mangan-Oxid (Hochvoltspinel), LFP - Lithiumeisenphosphat oder andere) und einem Bindermaterial besteht.In particular, the electrode is a composite electrode, the electrode material at least consisting of a (cathode or anode) active material (e.g. NCM - that is lithium-nickel-cobalt-manganese oxide, LCO - that is lithium-cobalt oxide, NCA - lithium-nickel-cobalt-aluminum oxide, LNMO - lithium-nickel-manganese oxide (high-voltage spinel), LFP - lithium iron phosphate or other) and a binder material.

Bindermaterial wird dem Elektrodenmaterial insbesondere beigesetzt, um die Kohäsion zwischen den Partikeln des Elektrodenmaterials bzw. des Aktivmaterials selbst und zwischen Partikeln und einem Ableiter zu verbessern. Erst durch das Bindermaterial ist in den meisten Fällen ein Zusammenhalt der Elektrode möglich.Binder material is especially added to the electrode material in order to improve the cohesion between the particles of the electrode material or the active material itself and between particles and a conductor. In most cases, the electrode can be held together only by the binder material.

Mögliche, allgemein übliche Bindermaterialien sind z. B. Polyvinylidendifluorid (PvdF), Carboxymethylcellulose (CMC), Styrol-Butadien Kautschuk (SBR), Polyacrylsäure (PAA), Polyacrylamid (PAM), Polymethylmethacrylat (PMMA), Alginate, natürliche Gummiderivate (Xanthan, Gellan, Guaran) etc. und andere organische Polymere.Possible, generally customary binder materials are e.g. B. polyvinylidene difluoride (PvdF), carboxymethyl cellulose (CMC), styrene-butadiene rubber (SBR), polyacrylic acid (PAA), polyacrylamide (PAM), polymethyl methacrylate (PMMA), alginates, natural rubber derivatives (xanthan, gellan, guarane) etc. and others organic polymers.

Die Elektrode umfasst insbesondere weiter einen (Strom-)Ableiter, z. B. ein Elektrodenblech, auf dem das Elektrodenmaterial angeordnet ist sowie ggf. zusätzlich einen elektronischen Leitzusatz im Elektrodenmaterial, insbesondere Kohlenstoff, z. B. Leitruß, Graphen, Carbon-Nanotubes, Carbon-Nanorods und andere.The electrode in particular further comprises a (current) arrester, e.g. B. an electrode sheet on which the electrode material is arranged and, if necessary, additionally an electronic guide additive in the electrode material, in particular carbon, z. B. conductive carbon black, graphene, carbon nanotubes, carbon nanorods and others.

Insbesondere wird als Strahlungsquelle ein Infrarotstrahler eingesetzt, der eine Infrarotstrahlung emittiert und/ oder ein Mikrowellenstrahler, der eine Mikrowellenstrahlung emittiert. Auch ein gemeinsamer Einsatz von Infrarotstrahler und Mikrowellenstrahler ist möglich. Insbesondere wird ausschließlich eine Art von Strahlungsquellen eingesetzt.In particular, an infrared emitter that emits infrared radiation and / or a microwave emitter that emits microwave radiation is used as the radiation source. It is also possible to use infrared emitters and microwave emitters together. In particular, only one type of radiation source is used.

Mit dem Einsatz von Strahlung, insbesondere von Infrarotstrahlung und mit Einschränkung auch von Mikrowellenstrahlung, kann insbesondere punktuell die Struktur des in dem Elektrodenmaterial vorhandenen Bindermaterials zerstört werden.With the use of radiation, in particular infrared radiation and, to a limited extent, also microwave radiation, the structure of the binder material present in the electrode material can in particular be destroyed at certain points.

Durch den Einsatz von Strahlung, insbesondere Infrarotstrahlung bzw. Mikrowellenstrahlung, kann das Bindermaterial zersetzt werden, wodurch es seine bindende Wirkung verliert und der Zusammenhalt des Elektrodenmaterials aufgelöst wird.By using radiation, in particular infrared radiation or microwave radiation, the binder material can be decomposed, as a result of which it loses its binding effect and the cohesion of the electrode material is dissolved.

Wird die Strahlung ungerichtet in die Elektrode eingebracht, hat dies selbstverständlich negative Auswirkungen. Erst durch gezielte Interferenz der Strahlung, insbesondere Infrarotstrahlung bzw. Mikrowellenstrahlung kann insbesondere punktuell die Intensität der Strahlung erhöht werden. If the radiation is introduced into the electrode in a non-directional manner, this naturally has negative effects. The intensity of the radiation can only be increased selectively, in particular, by targeted interference of the radiation, in particular infrared radiation or microwave radiation.

Insbesondere ist eine Positionierung der Intensitätsmaxima im Inneren des Elektrodenmaterials über eine Winkelbeziehung und Wellenlängenmodulation der verwendeten Strahlungsart möglich. Die Energie der Strahlung und der jeweiligen Maxima kann so eingestellt werden, dass eine zum Zersetzen des Bindermaterials notwendige Intensität nur an den Interferenzmaxima der Strahlung erfolgt. Über die Positionierung der Intensitätsmaxima kann so eine Struktur innerhalb des Elektrodenmaterials erzeugt werden.In particular, it is possible to position the intensity maxima in the interior of the electrode material via an angular relationship and wavelength modulation of the type of radiation used. The energy of the radiation and the respective maxima can be set in such a way that an intensity necessary for the decomposition of the binder material occurs only at the interference maxima of the radiation. By positioning the intensity maxima, a structure can be created within the electrode material.

Das in seiner Haftung beeinflusste Material des Elektrodenmaterials kann anschließend von dem Elektrodenmaterial physikalisch entfernt werden.The material of the electrode material which is influenced in its adhesion can then be physically removed from the electrode material.

Die Einstrahlung der Strahlung ist hierbei, abgesehen vom gewünschten Effekt, eine nichtinvasive und kontaktfreie Technik, die eine einfache Bestrahlung z.B. einer Bandrolle ermöglicht. Das Band muss dabei lediglich durch die Fokus- bzw. Interferenzebene z. B. zweier gezielt angeordneter Strahlungsquellen geführt werden. Der anschließende Abtrag des überschüssigen Materials kann z. B. durch Druckluftabblasen oder Abrütteln erfolgen.Irradiation of the radiation, apart from the desired effect, is a non-invasive and non-contact technique that allows simple radiation e.g. allows a tape roll. The band only has to pass through the focus or interference plane z. B. two specifically arranged radiation sources. The subsequent removal of the excess material can, for. B. by blowing compressed air or shaking.

Insbesondere ist es möglich, andere Materialien in das Elektrodenmaterial einzubringen, um in Reaktion mit der Strahlung Strukturierungseffekte zu erzielen, z. B. durch Stoffe, die bei Bestrahlung Gase freisetzen.In particular, it is possible to introduce other materials into the electrode material in order to achieve structuring effects in response to the radiation, e.g. B. by substances that release gases when irradiated.

Ebenso ist es insbesondere möglich, nicht direkt die Zersetzung des Bindermaterials anzuregen, sondern durch Absorption an anderen, thermisch stabileren Materialien, die insbesondere bereits in der Elektrode vorhanden sind (z.B. Kohlenstoff) lokale Hotspots zu erzeugen, die zu einer thermischen Zersetzung des Bindermaterials führen.It is also possible, in particular, not to stimulate the decomposition of the binder material directly, but rather by absorption on other, more thermally stable materials that are already present in the electrode in particular (for example carbon) To create hotspots that lead to thermal decomposition of the binder material.

Die Verwendung von Strahlung, insbesondere Infrarot- oder Mikrowellenstrahlung, kann spezifisch auf das verwendete Bindematerial angepasst werden, so dass ein Energieeintrag im Wesentlichen nur in das Bindematerial erfolgt. Thermische Belastungen der Elektrode werden insbesondere bei Infrarotstrahlung vermieden.The use of radiation, in particular infrared or microwave radiation, can be specifically adapted to the binding material used, so that energy is essentially only introduced into the binding material. Thermal stresses on the electrode are avoided, particularly in the case of infrared radiation.

Weiter kann durch das Interferenzmuster von Infrarotstrahlung eine Zersetzungswirkung lokal begrenzt werden, so dass eine Ausbreitung wie bei einer thermischen Zersetzung durch Wärmeleitung im Elektrodenmaterial ausbleibt.Furthermore, a decomposition effect can be locally limited by the interference pattern of infrared radiation, so that there is no propagation as in the case of thermal decomposition due to heat conduction in the electrode material.

Insbesondere ist das zusätzliche Beimischen weiterer Komponenten in das Elektrodenmaterial, um eine Strukturierung zu erreichen, nicht erwünscht, da es zusätzlichen Aufwand erfordert und Aktivmaterial des Elektrodenmaterials der Elektrode ersetzt wird. Damit sinkt die Energiedichte der Elektrode. Das Bindermaterial ist eine bereits vorhandene Strukturkomponente der Elektrode, die durch dieses Verfahren sinnvoll ausgenutzt werden kann.In particular, the additional admixing of further components into the electrode material in order to achieve a structuring is not desirable, since it requires additional effort and active material of the electrode material of the electrode is replaced. This reduces the energy density of the electrode. The binder material is an already existing structural component of the electrode, which can be used meaningfully by this method.

Die Verwendung z. B. von Mikrowelleninterferenz ist insbesondere weniger spezifisch als Infrarotstrahlung und kann auch andere Bestandteile der Elektrode anregen, zudem ist die Zersetzung thermisch und daher aufgrund der Wärmeausbreitung weniger stark lokalisiert bzw. lokal begrenzbar.The use of e.g. B. of microwave interference is in particular less specific than infrared radiation and can also excite other components of the electrode, moreover, the decomposition is thermal and therefore less localized due to the heat spread or localized.

Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht insbesondere eine kostengünstige und nichtinvasive Strukturierung von Elektroden und ist zu den bestehenden Elektrodenherstellungs- und Prozessierungsverfahren vollständig kompatibel. Die Strukturierung kann z. B. im Rolle-zu-Rolle-Prozess erfolgen und erfordert lediglich das Einbringen der bestehenden Elektrode in ein Interferenzfeld von Strahlungsquellen. Insbesondere sind keine Änderungen an der Zusammensetzung oder den Bestandteilen der Elektrode nötig, da ggf. ausschließlich bestehende Komponenten (Bindermaterial) des Elektrodenmaterials für die Strukturierung genutzt werden.The proposed method enables, in particular, inexpensive and non-invasive structuring of electrodes and is completely compatible with the existing electrode manufacturing and processing methods. The structuring can e.g. B. in the roll-to-roll process and only requires the introduction of the existing electrode in an interference field of radiation sources. In particular, no changes to the composition or the components of the electrode are necessary, since only existing components (binder material) of the electrode material may be used for the structuring.

Insbesondere weist die Infrarotstrahlung eine Wellenlänge im Bereich von 0,8 µm [Mikrometer] bis 1.000 µm auf. Insbesondere weist die Mikrowellenstrahlung eine Wellenlänge im Bereich von 1 mm [Millimeter] bis 300 mm auf.In particular, the infrared radiation has a wavelength in the range from 0.8 µm [micrometer] to 1,000 µm. In particular, the microwave radiation has a wavelength in the range from 1 mm [millimeter] to 300 mm.

Strahlung, insbesondere Infrarotstrahlung und Mikrowellenstrahlung, bezeichnet elektromagnetische Wellen mit den angegebenen Wellenlängen.Radiation, in particular infrared radiation and microwave radiation, denotes electromagnetic waves with the specified wavelengths.

Die verwendete Wellenlänge bzw. Frequenz der Strahlung ist insbesondere auf die Absorptionsmaxima des verwendeten Bindermaterials in dem Elektrodenmaterial anzupassen.The wavelength or frequency of the radiation used is particularly to be adapted to the absorption maxima of the binder material used in the electrode material.

Weiter ist die verwendete Wellenlänge bzw. Frequenz insbesondere abhängig von der gewünschten Struktur.Furthermore, the wavelength or frequency used is particularly dependent on the desired structure.

Entspricht die Wellenlänge bzw. die Frequenz z. B. genau dem Absorptionsmaximum des Bindermaterials, ist die Eindringtiefe aufgrund der hohen Absorption im Material gering. Wird z. B. eine leicht abweichende Wellenlänge gewählt, so ist der Energieeintrag geringer, jedoch steigt durch die sinkende Absorption auch die Eindringtiefe der Strahlung. Insbesondere kann die geringere Absorption durch eine höhere Intensität der Strahlung ausgeglichen werden.Corresponds to the wavelength or frequency z. B. exactly the absorption maximum of the binder material, the penetration depth is small due to the high absorption in the material. Is z. For example, if a slightly different wavelength is selected, the energy input is lower, but the penetration depth of the radiation increases due to the decreasing absorption. In particular, the lower absorption can be compensated for by a higher intensity of the radiation.

Die Strahlung wird insbesondere von charakteristischen Banden des (organischen) Bindermaterials absorbiert und in Molekülschwingungen umgesetzt. Ist die Intensität der Strahlung ausreichend hoch, kommt es zum Bindungsbruch und zum Zersetzen des Bindermaterials. Das Bindermaterial wird entweder vollständig zersetzt oder die Polymerstruktur wird aufgelöst. In beiden Fällen verliert es seine bindenden Eigenschaften und erlaubt einen anschließenden physikalischen Materialabtrag.The radiation is absorbed in particular by characteristic bands of the (organic) binder material and converted into molecular vibrations. If the intensity of the radiation is sufficiently high, the bond breaks and the binder material decomposes. The binder material is either completely decomposed or the polymer structure is dissolved. In both cases, it loses its binding properties and allows physical material to be subsequently removed.

Um eine Strukturierung zu erreichen, kann durch die Verwendung von mindestens zwei diskreten Strahlungsquellen über Winkelbeziehungen und ggf. (leichte) Wellenlängenmodifikation ein Interferenzmuster in dem Elektrodenmaterial erzeugt werden. Die zum Zersetzen des Bindermaterials nötige Intensität tritt dabei insbesondere (nur) an den Interferenzmaxima der Strahlung auf und kann somit dreidimensional in dem Elektrodenmaterial verteilt werden.In order to achieve structuring, an interference pattern can be generated in the electrode material by using at least two discrete radiation sources via angular relationships and possibly (slight) wavelength modification. The intensity required to decompose the binder material occurs in particular (only) at the interference maxima of the radiation and can thus be distributed three-dimensionally in the electrode material.

Zur Herstellung komplexerer Interferenzmuster kann der Einsatz weiterer Strahlungsquellen erfolgen.Additional radiation sources can be used to produce more complex interference patterns.

Das so strukturierte Elektrodenmaterial zeigt insbesondere eine verbesserte Durchdringung durch einen Elektrolyten und somit einen optimierten Stofftransport. Es können insbesondere höhere Lade- und Entladestrome und damit eine höhere Leistung eines Akkumulators erreicht werden, in dem die Elektrode eingesetzt wird.The electrode material structured in this way shows in particular an improved penetration through an electrolyte and thus an optimized mass transport. In particular, higher charging and discharging currents and thus a higher output of an accumulator in which the electrode is used can be achieved.

Insbesondere umfasst das Verändern der räumlichen Struktur zumindest ein zumindest teilweises Zersetzen des Bindermaterials in vorbestimmten Bereichen des Elektrodenmaterials.In particular, changing the spatial structure comprises at least partially decomposing the binder material in predetermined areas of the electrode material.

Insbesondere wird nach Schritt c. in einem weiteren Schritt d. das zumindest teilweise zersetzte Bindermaterial aus der Elektrode bzw. aus dem Elektrodenmaterial entfernt.In particular, after step c. in a further step d. that at least partially decomposed Binder material removed from the electrode or from the electrode material.

Bevorzugt erfolgt die Entfernung durch ein Abblasen (z. B. durch Druckluft) oder durch ein Abrütteln (also ein Bewegen bzw. Schütteln der Elektrode, so dass das zersetzte Bindermaterial aus dem Elektrodenmaterial herausfällt). Auch andere Abtrennverfahren wie zentrifugales Schleudern, Absaugen oder ähnliches sind möglich.The removal is preferably carried out by blowing off (for example by compressed air) or by shaking (ie moving or shaking the electrode so that the decomposed binder material falls out of the electrode material). Other separation processes such as centrifugal spinning, suction or the like are also possible.

Insbesondere umfasst das Verändern der räumlichen Struktur eine zumindest teilweise Umwandlung eines Bestandteils des Elektrodenmaterials in einen gasförmigen Zustand, wobei zumindest dieser umgewandelte und nun gasförmige Bestandteil aus dem Elektrodenmaterial entfernt wird.In particular, changing the spatial structure comprises at least partially converting a component of the electrode material into a gaseous state, at least this converted and now gaseous component being removed from the electrode material.

Insbesondere erfolgt das Verändern der räumlichen Struktur in einem inneren Bereich des Elektrodenmaterials, also beabstandet von einer Oberfläche der Elektrodenmaterials.In particular, the spatial structure is changed in an inner region of the electrode material, that is to say at a distance from a surface of the electrode material.

Bevorzugt umfasst das Verändern der räumlichen Struktur die Bildung von mindestens einem Hohlraum (insbesondere einer Vielzahl von Hohlräumen) innerhalb des Elektrodenmaterials, oder zumindest einer Vertiefung (insbesondere einer Vielzahl von Vertiefungen in Form einer Struktur) an der Oberfläche der Elektrode.Changing the spatial structure preferably includes the formation of at least one cavity (in particular a plurality of cavities) within the electrode material, or at least one depression (in particular a plurality of depressions in the form of a structure) on the surface of the electrode.

Der mindestens eine erzeugte Hohlraum oder Vertiefung kann dazu eingesetzt werden, Volumenänderungen des Elektrodenmaterials, insbesondere im Betrieb eines Akkumulators (also bei einem Laden bzw. Entladen), abzufangen bzw. zu kompensieren. Insbesondere kann so ein Entstehen von Spannungen im Elektrodenmaterial verringert oder verhindert werden. Insbesondere kann der zumindest eine erzeugte Hohlraum oder Vertiefung auch dazu dienen Diffusionspfade der Lithiumionen zu verbessern und so die möglichen Maximalströme der Elektrode zu erhöhen.The at least one created cavity or depression can be used to intercept or compensate for changes in volume of the electrode material, in particular during the operation of a rechargeable battery (ie when charging or discharging). In particular, the generation of voltages in the electrode material can be reduced or prevented. In particular, the at least one created cavity or depression can also serve to improve diffusion paths of the lithium ions and thus to increase the possible maximum currents of the electrode.

Insbesondere wird eine Wellenlänge bzw. Frequenz der Strahlung unter Berücksichtigung eines Absorptionsmaximums des Bindermaterials ausgewählt und eingesetzt.In particular, a wavelength or frequency of the radiation is selected and used, taking into account an absorption maximum of the binder material.

Insbesondere kann die Wellenlänge bzw. die Frequenz der Strahlung also genau auf das jeweilige Absorptionsmaximum des Bindermaterials eingestellt werden, so dass eine maximale Einkopplung der Strahlungsenergie in das Bindermaterial erfolgt.In particular, the wavelength or the frequency of the radiation can thus be set precisely to the respective absorption maximum of the binder material, so that the radiation energy is coupled into the binder material to a maximum.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung kann die Wellenlänge bzw. Frequenz aber auch gerade nicht auf das jeweilige Absorptionsmaximum des Bindermaterials eingestellt werden, so dass eine Einkopplung der Strahlungsenergie in das Bindermaterial verringert wird und auch tieferliegende (also von der Oberfläche des Elektrodenmaterials weiter entfernte) Bindermaterialien durch die Strahlung erreicht und angeregt werden können.According to another embodiment, the wavelength or frequency cannot be adjusted to the respective absorption maximum of the binder material, so that the coupling of the radiation energy into the binder material is reduced and also deeper (i.e. further from the surface of the electrode material) binder materials due to the Radiation can be reached and excited.

Insbesondere wird eine Wellenlänge bzw. Frequenz der Strahlung unter Berücksichtigung eines Absorptionsmaximum eines anderen Materials der Elektrode als das Bindermaterial ausgewählt und eingesetzt, so dass eine zumindest teilweise Zersetzung des Bindermaterials durch eine Wärmeleitung ausgehend von dem anderen Material erfolgt. Insbesondere können andere Materialien, z. B. kohlenstoffhaltige Strukturen, angeregt werden, deren Struktur dann nicht verändert wird. Die Erwärmung des anderen Materials kann dann zur Zersetzung des Bindermaterials eingesetzt werden.In particular, a wavelength or frequency of the radiation is selected and used, taking into account an absorption maximum of a different material of the electrode than the binder material, so that an at least partial decomposition of the binder material takes place by heat conduction from the other material. In particular, other materials, e.g. B. carbon-containing structures, the structure of which is not changed. The heating of the other material can then be used to decompose the binder material.

Es wird weiter eine Elektrode für einen Akkumulator vorgeschlagen, hergestellt mit dem beschriebenen Verfahren. Insbesondere weist die Elektrode mindestens einen Hohlraum innerhalb eines Elektrodenmaterials oder eine Vertiefung an der Oberfläche der Elektrode auf.An electrode for a rechargeable battery is also proposed, produced using the described method. In particular, the electrode has at least one cavity within an electrode material or a depression on the surface of the electrode.

Es wird ein Akkumulator vorgeschlagen, zumindest aufweisend eine Anode und eine Kathode sowie ein Elektrolyt, wobei zumindest eine von Anode und Kathode die beschriebene Elektrode ist, wobei der mindestens eine Hohlraum zumindest mit dem Elektrolyt gefüllt ist.An accumulator is proposed, at least having an anode and a cathode and an electrolyte, at least one of the anode and cathode being the electrode described, the at least one cavity being at least filled with the electrolyte.

Der Elektrolyt ist insbesondere Lithiumionen-leitend.The electrolyte is in particular lithium ion conductive.

Die Strukturierung der Elektroden und die so hergestellten Elektroden bzw. Akkumulatoren können insbesondere in allen momentanen und zukünftigen Anwendungsfeldern der Lithium-Ionen-Akkumulatoren Einsatz finden. Dazu gehören z. B. consumer electronics sowie Mikroelektronikanwendungen sowie stationäre oder mobile Energiespeicher und automotive Anwendungen.The structuring of the electrodes and the electrodes or accumulators produced in this way can be used in particular in all current and future fields of application of the lithium-ion accumulators. These include e.g. B. consumer electronics and microelectronic applications as well as stationary or mobile energy storage and automotive applications.

Die Ausführungen zu dem Verfahren gelten gleichermaßen für die Elektrode und den Akkumulator und umgekehrt.The statements on the method apply equally to the electrode and the accumulator and vice versa.

Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.As a precaution, it should be noted that the numerals used here ("first", "second", ...) serve primarily (only) to differentiate between several similar objects, sizes or processes, in particular no dependency and / or sequence of these objects, sizes or mandate processes to each other. If a dependency and / or sequence is required, this is explicitly stated here or it is evident for the person skilled in the art to study the specifically described configuration.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:

1: einen Akkumulator;
2: eine Elektrode vor der Strukturierung;
3: eine Elektrode nach der Strukturierung; und
4: eine Elektrode während der Strukturierung gemäß den Schritten b. und c. des Verfahrens.

The invention and the technical environment are explained in more detail below with reference to the accompanying figures. It should be pointed out that the invention is not intended to be limited by the exemplary embodiments mentioned. In particular, unless explicitly stated otherwise, it is also possible to extract partial aspects of the facts explained in the figures and to combine them with other components and findings from the present description. In particular, it should be pointed out that the figures and in particular the proportions shown are only schematic. Show it:

1 : an accumulator;
2nd : an electrode before structuring;
3rd : an electrode after structuring; and
4th : an electrode during the structuring according to steps b. and c. of the procedure.

1 zeigt einen Akkumulator 2, umfassend eine Anode 15 und eine Kathode 16, die über einen Separator 19 getrennt voneinander angeordnet sind. Die Elektroden 1 weisen jeweils einen Ableiter 18 und auf dem Ableiter 18 Elektrodenmaterial 3 auf. 1 shows an accumulator 2nd comprising an anode 15 and a cathode 16 that have a separator 19th are arranged separately from each other. The electrodes 1 each have an arrester 18th and on the arrester 18th Electrode material 3rd on.

2 zeigt eine Elektrode 1 vor der Strukturierung. 3 zeigt eine Elektrode 1 nach der Strukturierung. 4 zeigt eine Elektrode 1 während der Strukturierung gemäß den Schritten b. und c. des Verfahrens. Die 2 bis 4 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. 2nd shows an electrode 1 before structuring. 3rd shows an electrode 1 after structuring. 4th shows an electrode 1 during structuring according to steps b. and c. of the procedure. The 2nd to 4th are described together below.

Die Elektrode 1 umfasst ein Elektrodenmaterial 3, das auf einem Ableiter 18 der Elektrode 1 angeordnet ist. Das Elektrodenmaterial 3 umfasst eine Vielzahl von Partikeln 4 eines Aktivmaterials sowie ein Bindermaterial 5, das der räumlichen Fixierung der Partikel 4 dient. Weiter umfasst das Elektrodenmaterial 3 Leitzusätze 20, durch die eine elektronische Leitfähigkeit der Elektrode 1 verbessert werden kann. Ein Elektrolyt 17 ist in dem Elektrodenmaterial 3, umfassend die Partikel 4, das Bindermaterial 5 und die Leitzusätze 20, angeordnet zum Transport der Lithiumionen 21 entlang der Diffusionspfade 22 durch das Elektrodenmaterial 3.The electrode 1 comprises an electrode material 3rd that on a surge arrester 18th the electrode 1 is arranged. The electrode material 3rd includes a variety of particles 4th an active material and a binder material 5 that the spatial fixation of the particles 4th serves. The electrode material further comprises 3rd Key addenda 20th , through which an electronic conductivity of the electrode 1 can be improved. An electrolyte 17th is in the electrode material 3rd , comprising the particles 4th , the binder material 5 and the key additions 20th , arranged to transport the lithium ions 21 along the diffusion paths 22 through the electrode material 3rd .

In 3 ist die räumliche Struktur 10 des Elektrodenmaterials 3 in bestimmten Bereichen 11 des Elektrodenmaterials 3 erkennbar verändert. Es liegen Hohlräume 13 bzw. Fehlstellen in der Struktur 10 des Bindermaterials 5 vor, die nun von dem Elektrolyten 17 ausgefüllt sind. Dadurch ist der Transport der Lithiumionen 21 innerhalb des Elektrodenmaterials 3 und entlang der Diffusionspfade 22 einfacher möglich.In 3rd is the spatial structure 10th of the electrode material 3rd in certain areas 11 of the electrode material 3rd noticeably changed. There are cavities 13 or flaws in the structure 10th of the binder material 5 before that now from the electrolyte 17th are filled out. This is the transport of the lithium ions 21 inside the electrode material 3rd and along the diffusion paths 22 easier possible.

In 4 ist dargestellt, dass durch die Bildung von Interferenzen 8 der Strahlung 9 einer ersten Strahlungsquelle 6 und einer zweiten Strahlungsquelle 7 eine Veränderung der Struktur 10 erfolgen kann. Hier wird die Strahlung 9 über die Oberfläche 12 des Elektrodenmaterials 3 in das Elektrodenmaterial 3 und das darin angeordnete Bindermaterial 5 und/oder das andere Material 14 eingekoppelt. Durch die Bildung von Interferenzen 8 in bestimmten Bereichen 11, auch beabstandet von der Oberfläche 12 des Elektrodenmaterials 3, kann Bindermaterial 5 aus dem Elektrodenmaterial 3 zersetzt und anschließend entfernt werden.In 4th is shown that by the formation of interference 8th of radiation 9 a first radiation source 6 and a second radiation source 7 a change in structure 10th can be done. Here is the radiation 9 over the surface 12th of the electrode material 3rd into the electrode material 3rd and the binder material disposed therein 5 and / or the other material 14 coupled. By creating interference 8th in certain areas 11 , also spaced from the surface 12th of the electrode material 3rd , can binder material 5 from the electrode material 3rd decomposed and then removed.

Bei der Veränderung der Struktur 10 (der Strukturierung) des Elektrodenmaterials 3 erfolgt eine lokale Zersetzung des Bindermaterials 5. Dadurch verlieren die Partikel 4 des Aktivmaterials innere Kohäsion und Adhäsion in diesen Bereichen 11 und lassen sich anschließend physikalisch entfernen. Der Verlust an Material tritt dabei nur in bestimmten Bereichen 11 der Struktur 10 des Elektrodenmaterials 3 auf, so dass eine Veränderung der Struktur 10 in diesen Bereichen 11 ermöglicht wird. Die veränderte Struktur 10 ermöglicht eine bessere Durchdringung des Elektrodenmaterials 3 durch den Elektrolyten 17 und eine verbesserte Diffusion der Lithiumionen 21. Auch kann die Struktur Pufferzonen für eine Volumenausdehnung der Elektrodenmaterialien bieten.When changing the structure 10th (the structuring) of the electrode material 3rd there is a local decomposition of the binder material 5 . As a result, the particles lose 4th of the active material internal cohesion and adhesion in these areas 11 and can then be physically removed. The loss of material occurs only in certain areas 11 the structure 10th of the electrode material 3rd on so that a change in structure 10th in these areas 11 is made possible. The changed structure 10th enables better penetration of the electrode material 3rd through the electrolyte 17th and improved diffusion of the lithium ions 21 . The structure can also offer buffer zones for a volume expansion of the electrode materials.

BezugszeichenlisteReference list

11: Elektrodeelectrode
22nd: Akkumulatoraccumulator
33rd: ElektrodenmaterialElectrode material
44th: Partikelparticle
55: BindermaterialBinder material
66: erste Strahlungsquellefirst radiation source
77: zweite Strahlungsquellesecond radiation source
88th: Interferenzinterference
99: Strahlungradiation
1010th: Strukturstructure
1111: BereichArea
1212th: Oberflächesurface
1313: Hohlraumcavity
1414: Materialmaterial
1515: Anodeanode
1616: Kathodecathode
1717th: Elektrolytelectrolyte
1818th: AbleiterArrester
1919th: Separatorseparator
20 20th: LeitzusatzKey addition
2121: LithiumionLithium ion
2222: DiffusionspfadDiffusion path

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102012215921 A1 [0007]DE 102012215921 A1 [0007]
WO 2011/105348 A1 [0008]WO 2011/105348 A1 [0008]
WO 2013/060422 A1 [0009]WO 2013/060422 A1 [0009]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Elektrode (1) für einen Akkumulator (2), wobei die Elektrode (1) ein Elektrodenmaterial (3), zumindest umfassend eine Vielzahl von Partikeln (4) eines Aktivmaterials sowie ein Bindermaterial (5) zur räumlichen Fixierung der Partikel (4) des Aktivmaterials, aufweist; wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte aufweist: a. Bereitstellen der Elektrode (1) mit dem Elektrodenmaterial (3); b. Bestrahlen des Elektrodenmaterials (3) mit einer Mehrzahl von Strahlungsquellen (6, 7) und gezielte Bildung von Interferenzen (8) der von der Mehrzahl der Strahlungsquellen (6, 7) ausgehenden Strahlung (9) zur lokalen Erhöhung einer Strahlungsintensität innerhalb des Elektrodenmaterials (3); c. Verändern einer räumlichen Struktur (10) des Elektrodenmaterials (3) in vorbestimmten Bereichen (11) des Elektrodenmaterials (3).Method for producing an electrode (1) for an accumulator (2), the electrode (1) being an electrode material (3), at least comprising a large number of particles (4) of an active material and a binder material (5) for spatially fixing the particles ( 4) the active material; the method comprising at least the following steps: a. Providing the electrode (1) with the electrode material (3); b. Irradiation of the electrode material (3) with a plurality of radiation sources (6, 7) and targeted formation of interferences (8) of the radiation (9) emanating from the plurality of radiation sources (6, 7) for locally increasing a radiation intensity within the electrode material (3 ); c. Changing a spatial structure (10) of the electrode material (3) in predetermined areas (11) of the electrode material (3).

Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei als Strahlungsquelle (6, 7) zumindest - ein Infrarotstrahler eingesetzt wird, der eine Infrarotstrahlung emittiert oder - ein Mikrowellenstrahler eingesetzt wird, der eine Mikrowellenstrahlung emittiert.Procedure according to Claim 1 , The radiation source (6, 7) being at least one - an infrared radiator which emits infrared radiation or - a microwave radiator which emits microwave radiation is used.

Verfahren nach Patentanspruch 2, wobei die Infrarotstrahlung eine Wellenlänge im Bereich von 0,8 µm [Mikrometer] bis 1.000 µm aufweist und die Mikrowellenstrahlung eine Wellenlänge im Bereich von 1 mm [Millimeter] bis 300 mm aufweist.Procedure according to Claim 2 , wherein the infrared radiation has a wavelength in the range from 0.8 μm [micrometer] to 1,000 μm and the microwave radiation has a wavelength in the range from 1 mm [millimeter] to 300 mm.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Verändern der räumlichen Struktur (10) zumindest ein zumindest teilweises Zersetzen des Bindermaterials (5) in vorbestimmten Bereichen (11) des Elektrodenmaterials (3) umfasst.Method according to one of the preceding claims, wherein changing the spatial structure (10) comprises at least partially decomposing the binder material (5) in predetermined areas (11) of the electrode material (3).

Verfahren nach Patentanspruch 4, wobei nach Schritt c. in einem weiteren Schritt d. das zumindest teilweise zersetzte Bindermaterial (5) aus der Elektrode (1) entfernt wird.Procedure according to Claim 4 , after step c. in a further step d. the at least partially decomposed binder material (5) is removed from the electrode (1).

Verfahren nach Patentanspruch 5, wobei die Entfernung durch ein Abblasen, Abrütteln, Abschleudern oder Absaugen erfolgt.Procedure according to Claim 5 , the removal being carried out by blowing off, shaking off, spinning off or suctioning off.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Verändern der räumlichen Struktur (10) eine zumindest teilweise Umwandlung eines Bestandteils des Elektrodenmaterials (3) in einen gasförmigen Zustand umfasst, wobei zumindest dieser umgewandelte nun gasförmige Bestandteil aus dem Elektrodenmaterial (3) entfernt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the change in the spatial structure (10) comprises an at least partial conversion of a component of the electrode material (3) into a gaseous state, at least this converted, now gaseous component being removed from the electrode material (3).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Verändern der räumlichen Struktur (10) in einem inneren Bereich (11) des Elektrodenmaterials (3), also beabstandet von einer Oberfläche (12) der Elektrodenmaterials (3), erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein the spatial structure (10) is changed in an inner region (11) of the electrode material (3), that is to say at a distance from a surface (12) of the electrode material (3).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Verändern der räumlichen Struktur (10) die Bildung von mindestens einem Hohlraum (13) innerhalb des Elektrodenmaterials (3) umfasst.Method according to one of the preceding claims, wherein changing the spatial structure (10) comprises the formation of at least one cavity (13) within the electrode material (3).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei eine Wellenlänge der Strahlung (9) unter Berücksichtigung eines Absorptionsmaximums des Bindermaterials (5) ausgewählt und eingesetzt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a wavelength of the radiation (9) is selected and used taking into account an absorption maximum of the binder material (5).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei eine Wellenlänge der Strahlung (9) unter Berücksichtigung eines Absorptionsmaximum eines anderen Materials (14) der Elektrode (1) als das Bindermaterial (5) ausgewählt und eingesetzt wird, so dass eine zumindest teilweise Zersetzung des Bindermaterials (5) durch eine Wärmeleitung ausgehend von dem anderen Material (14) erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein a wavelength of the radiation (9) is selected and used taking into account an absorption maximum of a different material (14) of the electrode (1) than the binder material (5), so that an at least partial decomposition of the binder material ( 5) by heat conduction from the other material (14).

Elektrode (1) für einen Akkumulator (2), hergestellt mit einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Elektrode (1) mindestens einen Hohlraum (13) innerhalb eines Elektrodenmaterials (3) der Elektrode (1) aufweist.Electrode (1) for an accumulator (2), produced by a method according to one of the preceding claims, wherein the electrode (1) has at least one cavity (13) within an electrode material (3) of the electrode (1).

Akkumulator (2), zumindest aufweisend eine Anode (15) und eine Kathode (16) sowie ein Elektrolyt (17), wobei zumindest eine Anode (15) und Kathode (16) eine Elektrode (1) nach Patentanspruch 12 ist, wobei der mindestens eine Hohlraum (13) zumindest mit dem Elektrolyt (17) gefüllt ist.Accumulator (2), at least comprising an anode (15) and a cathode (16) and an electrolyte (17), at least one anode (15) and cathode (16) following an electrode (1) Claim 12 The at least one cavity (13) is filled at least with the electrolyte (17).