DE69003152T2

DE69003152T2 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von mit fibrilliertem Polymer gebundenen Elektrodenkomponenten.

Info

Publication number: DE69003152T2
Application number: DE90105552T
Authority: DE
Inventors: John M Bilhorn
Original assignee: Energy Research Corp
Current assignee: Evercel Inc
Priority date: 1989-04-20
Filing date: 1990-03-23
Publication date: 1994-04-14
Anticipated expiration: 2010-03-24
Also published as: BR9001385A; US4976904A; DE69003152D1; EP0393379A1; EP0393379B1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formen von Elektrodenkomponenten und insbesondere von Elektrodenkomponenten, die ein fibrilliertes Polymerbindemittel enthaltend, das das aktive Elektrodenmaterial hält.
Elektroden, die ein fibrilliertes Polymerbindemittel zum Halten des aktiven Elektrodenmaterials verwenden, sind im Stand der Technik bekannt. Diese Elektroden werden in Brennstoffzellen und Batterien verwendet und benutzen gewöhnlich Polytetrafluorethylen (PTFE) als das Polymerbindemittel. Um ein richtiges Arbeiten der Elektrode sicherzustellen, wird der Gewichtsanteil des Polymerbindemittels normalerweise so gewählt, daß er kleiner als der zusammengenommene Gewichtsanteil des aktiven und anderer Materialien der Elektrode ist. Für Batterieelektroden beträgt so der Gewichtsanteil des Polymerbindemittels gewöhnlich weniger als 10 Gewichtsprozent der Materialien der zusammengenommenen Komponenten, die die Elektrode ausmachen, und für Brennstoffzellen weniger als etwa 50 Gewichtsprozent.
Bei der Formung von Elektroden dieser Bauart wird nach der üblichen Vorgehensweise zuerst das aktive Material, das Polymerbindemittel und alle anderen Komponentenmaterialien in einem chargenweisen Verfahren vermischt, bei dem die Materialien in einen Mischer gegeben werden und das Polymerisat hohen Scherbeanspruchungen ausgesetzt wird. Diese Scherspannungen verursachen die gewünschte Fibrillation des Polymerbindemittels und man erhält ein inniges Gemisch des fibrillierten Polymeren, des aktiven Materials und anderer Komponenten.
Im Anschlus an diese chargenweise Verarbeitung wird das Gemisch nach Bedarf geformt und gestaltet. Wenn nun das Material als eine Folie geformt werden soll, so kann dies durch Ausübung von Druck auf das Material oder durch Kalandrieren erfolgen. Alternativ kann das Gemisch zu jeder Form extrudiert werden und dann zu Folien geschnitten werden.
Das tschechoslowakische Patent 209,356 beschreibt eine andere Art des Verfahrens zum Formen von Elektroden dieser Bauart, bei dem eine Mischung aus aktivem Material, einem flüssigen Weichmacher und einem Kunststoff-Haftvermittler geformt und bei Raumtemperatur durch eine Extruderdüse zur Bildung eines Elektrodenrohres extrudiert wird. Bei diesem Verfahren sind die Größe und die Form der Kunststoff- Bindemittelteilchen derart, daß die Teilchen während des Extrudierverfahrens geometrisch zu einer faserähnlichen Form ausgerichtet werden, die eine mechanische Festigkeit und optimale Ionenaustauscheigenschaften des Elektrodenrohres ergibt.
Diese Verfahren der Elektrodenformung ergeben zwar die gewünschten Elektroden, es bestehen jedoch weiterhin Bestrebungen, schnellere und weniger arbeitsintensive Verfahren zu entwickeln, die eine erhöhte und besser steuerbare Fibrillation des Polymerbindemittels ergeben.
Es ist daher eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Formung einer kohäsiven, fibrillierten, polymeren Elektrodenkomponente zu schaffen, bei denen die Verfahrensdauer minimiert ist, während die Unversehrtheit der Komponenten und das Verhalten verbessert sind.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Bildung einer kohhäsiven, fibrillierten, polymeren Elektrodenkomponente derart, daß das Bildungsverfahren kontinuierlich durchgeführt werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Formung einer kohäsiven, fibrillierten, polymeren Elektrodenkomponente, bei denen die Fibrillation des Polymeren gesteuert werden kann und verbessert ist.
Erfindungsgemäß werden diese und weitere Aufgaben dadurch gelöst, daß die Elektrodenmaterialien, einschließlich des aktiven Materials und des Polymerbindemittels so ver-arbeitet werden, daß das Polymerbindemittel fibrilliert, wenn die Elektrodenmaterialien durch einen länglichen Zylinder bewegt werden. Die Erfindung schafft demzufolge eine Vorrichtung zur Verwendung beim Formen einer Elektrode, die einen Zylinder (2) zur Aufnahme von Elektrodenmaterialien aufweist, die ein aktives Material und ein Polymerbindemittel enthalten, sowie Einrichtungen (16, 18) innerhalb des Zylinders (2) zum axialen Bewegen der Elektrodenmaterialien, während die Elektrodenmaterialien so vermischt und geknetet werden, daß das Polymerbindemittel fibrilliert wird; und Formeinrichtungen (17), die am Ende des Zylinders (2) angeordnet sind und dazu ausgebildet sind, die Mischung der Elektrodenmaterialien einschließlich des fibrillierten Polymerbindemittels aufzunehmen, wenn die Mischung in axialer Richtung in den Zylinder bewegt wird, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Formeinrichtung zum kontinuierlichen Formen einer zusammenhängenden Elektrodenkomponente (20) aus der Mischung, ohne das Polymerbindemittel in den Zustand des Aufschmelzens zu bringen, einen Dorn (22) mit einer Außenfläche (22a) und eine umgebende Düse (21) mit einer Innenfläche (23a) aufweist, wobei die Außen- und Innenflächen der Düse (21) und des Dorns (22) eine Übergangszone (22a', 23a') begrenzen, die die Mischung zuerst passiert, sowie eine Glättungszone (22a'', 23a'''), die dier Übergangszone (L1) folgt, und wobei das Verhältnis der Länge (L1) der Übergangszone (22a', 23a'') in der axialen Richtung zu dem Zylinderdurchmesser (D) im Bereich von 0,5 bis 0,75 liegt und das Verhältnis der Länge (L2) der Glättungszone (22'', 23a''') zu der Dicke (S) der zusammenhängenden Elektrodenkomponente kleiner als etwa 3,5 ist. Der längliche Zylinder führt die verarbeiteten Materialien direkt zu einer Formungseinrichtung, die die verarbeiteten Materialien zu einer zusammenhängenden, ein fibrilliertes Polymerisat aufweisenden Elektrodenkomponente formt. Dies erfolgt, während die anderen Elektrodenmaterialien in Längsrichtung des Zylinders bewegt und in ihm verarbeitet werden.
Eine Vorschub- und Verarbeitungseinrichtung, die in dem Zylinder angeordnet ist, bewegt die Elektrodenmaterialien in axialer Richtung zu der Formungseinrichtung, während die Materialien gemischt und geknetet werden. Dies versieht das Bindemittel mit dem gewünschten Grad von Fibrillation zu dem Zeitpunkt, zu dem das Material zu der Formungseinrichtung vorgeschoben wird. Der fortgesetzte Vorschub der gemischten Elektrodenmaterialien mit dem fibrillierten Polymerbindemittel zu und durch die Formungseinrichtung ergibt dann die kontinuierliche Bildung einer zusammenhängenden Struktur mit dem fibrillierten Bindemittel zur Schaffung der Elektrodenkomponente.
In der nachfolgend erläuterten Ausführungsform der Erfindung enthält die Vorschub- und Verarbeitungseinrichtung eine Schnecke, die sich sowohl dreht als auch hin und her bewegt. Die Schnecke weist unterbrochene oder diskontinuierliche Gewindegänge auf, von denen einige dazu bestimmt sind, in erster Linie die Elektrodenmaterialien längs der Achse der Schnecke weiterzubewegen oder -zuschieben, und von denen andere dazu bestimmt sind, in erster Linie das Material zu mischen und zu kneten, um die Scherspannungen zu erzeugen, die zur Fibrillation des polymerbindemittels notwendig sind. An ausgewählten Stellen längs des Zylinders sind ferner Stifte angeordnet, die zumindest mit den Knet-Gewindegängen zusammenarbeiten, um eine Wischwirkung zu erzeugen, die die Fibrillation des Polymerisats erleichtert.
Bei dieser Ausführungsform enthält die Formungseinrichtung einen Dorn und eine umgebende Düse, die so konfiguriert sind, daß die sogenannten "Übergangs-" und "Glättungs-" zonen des Dorns und der Düse zu der gewünschten zusammenhängenden Komponente führen. Außerdem ist der Dorn so mit der Schnecke gekoppelt, daß er deren Hin- und Herbewegung folgt, nicht jedoch deren Drehbewegung.
Die obigen und weiteren Merkmale und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Formen einer Elektrodenkomponente gemäß dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2A und 2B Stirn- und Seitenansichten eines Schiebe- oder Vorschubelements, das mit der Schnecke der Vorrichtung von Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 3A und 3B Stirn- und Seitenansichten eines Knetelements, das mit der Schnecke der Vorrichtung von Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 4A und 4B die Schnecke der Vorrichtung von Fig. 1 in ihrer zurückgezogenen bzw. vorderen Position;
Fig. 5A und 5B Schnitt- und Stirnansichten eines Dorns und einer ringförmigen Düse, die als die Formungseinrichtung der Vorrichtung von Fig. 1 verwendbar sind;
Fig. 6A und 6B Schnitt- und Stirnansichten eines Dorns und einer Schlitzdüse, die als die Formungseinrichtung der Vorrichtung von Fig. 1 verwendbar sind;
Fig. 7A bis 7C Rasterelektronenmikroskopaufnahmen einer Elektrode, die mit der Vorrichtung von Fig. 1 gebildet wurde, und von Elektroden, die nach den Chargen-Verarbeitungsverfahren des Standes der Technik gebildet wurden, und
Fig. 8 schematisch die Knet-und Vorschubelementanordnung der Schnecke und der Stiftpositionen des Zylinders einer Vorrichtung, die als die Vorrichtung von Fig. 1 verwendbar ist.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Formen einer zusammenhängenden Elektrodenkomponente gemäß dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung. Die Elektrodenkomponente ist aus einem aktiven Material, einem Polymerbindemittel wie PTFE und möglicherweise anderen Materialien, die frei fließfähig sind, zu bilden. Der Gewichtsanteil des polymerbindemittels im Vergleich zu dem Gesamtgewicht der anderen Elektrodenmaterialien hängt von der jeweiligen Elektrode ab, die gebildet wird. Im allgemeinen ist der Gewichtsanteil des Elektroden-Polymerbindemittels weniger als etwa 10%, so daß die Mischung hauptsächlich aktives Material und andere Komponenten enthält.
Speziell, wie oben angegeben, wenn die Elektrodenkomponente in einer Batterieelektrode verwendet werden soll, beträgt der Gewichtsanteil des Polymeren vorzugsweise weniger als etwa 5%. Bei Nickel- und Cadmium-Batterien oder -Sammlern beträgt der Gewichtsanteil des Polymeren vorzugsweise weniger als etwa 5 %. Bei Nickel-Cadmium-Batterien oder -Sammlern beträgt der Gewichtsanteil in besonders bevorzugter Weise weniger als etwa 4%. Für Brennstoffzellen- Elektroden beträgt der Gewichtsanteil andererseits, wie oben erwähnt, vorzugsweise weniger als 50%.
Das aktive Material kann jedes aktive Material sein, das allgemein als aktives Material bei der Herstellung von Elektroden verwendet wird. Das aktive Material kann folglich Nickel, Cadmium, Zink, Blei, Quecksilber, Silber, Mangandioxid, Molybdänoxid oder Vanadiumpentoxid sein. Die anderen Komponentenmaterialien, die dem aktiven Material und dem Polymerbindemittelmaterial hinzugefügt werden, können leitfähige Verdünnungsmittel, Weichmacher, Porenbildner und Quellmittel sein. Typische Zusatzmittel können Lösungsbenzine, Graphit, Metallpulver und Isopropylalkohol sein.
Erfindungsgemäß enthält die Vorrichtung 1 einen Zylinder 2 zur Aufnahme der Elektrodenmaterialien, der horizontal angeordnet ist. Diese Materialien können den Zylinder 2 von einer gemeinsamen Zuführung zugeführt werden, nachdem sie vorgemischt worden sind, oder von separaten Zuführungen, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Speziell in Fig. 1 sind Zuführtricher 3, 4 und 5 längs der Achse 2a des Zylinders 2 angeordnet und führen Polymerbindemittel, aktives Material bzw. leitfähiges Verdünnungsmittel einem Satz von zugeordneten Gewichtsverlust-Zuführeinrich-tungen 6, 7, 8 zu.
Die zuletzt genannten Zuführeinrichtungen geben abgemessene Mengen der betreffenden Materialien zu Schwerkraft-Trichtern 9 und 11 bzw. einem Schneckentrichter 12. Der Trichter der zuletzt genannten Bauart wird für bestimmte leitfähige Verdünnungsmittel benötigt, da sie möglicherweise durch Schwerkraft nicht so leicht wie das Bindemittel und das aktive Material zugeführt werden können und mechanisch weiter bewegt werden müssen. Die Trichter 9, 11 und 12 münden in entsprechende Öffnungen 2A, 2B und 2C in dem Zylinder 2, so daß Polymerbindemittel, aktives Material und leitfähiges Verdünnungsmittel durch die Öffnungen in das Zylinderinnere aufgegeben werden.
In dem vorliegend dargestellten Fall führt ein Behälter 13 ferner dem Zylinder 2 Lösungsmittel zum Weichmachen des Polymerbindemittels während des Formungsprozesses zu. Abgemessene Mengen des Lösungsmittels werden in der Nähe der Zuführposition des Polymeren in den Zylinder 2 gegeben. Dies wird mittels einer Dosierpumpe 14 und einer offenen Stiftzuführungseinrichtung 15 durchgeführt.
Weiter gemäß der Erfindung ist der Zylinder 2 in seinem Innerem mit einem Mechanismus 16 versehen, der die in den Zylinder eingeführten Elektrodenmaterialien in axialer Richtung schiebt oder vorschiebt, während die Materialien gleichzeitig gemischt und geknetet werden, um das Polymerbindemittel zu fibrillieren. Der Schiebemechanismus 16 schiebt das Gemisch der Materialien einschließlich des fibrillierten Bindemittels vor zu einer Formungseinrichtung 17, die an dem vorderen oder abstromseitigen Ende 2D des Zylinders angeordnet ist. Die Formungseinrichtung 17 ist ihrerseits speziell zur Formung des Gemisches von fibrilliertem Bindemittel und Elektrodenmaterialien zu einer zusammenhängenden Elektrodenkomponente 20 ausgebildet, wenn das Gemisch kontinuierlich in axialer Richtung durch den Mechanismus 16 vorgeschoben wird.
Wie dargestellt enthält der Schiebemechanismus 16 eine Schnecke 18, die so angeordnet ist, daß sie sich längs der Achse 2a des Zylinders 2 erstreckt. Ein Antrieb 18c ist am hintern oder aufstromseitigen Ende 2E des Zylinders montiert und treibt die Schnecke 18 an, so daß sie sowohl ein Drehung als auch eine Hin- und Herbewegung relativ zur Zylinderachse erfährt.
Über die Länge der Schnecke 18 sind einer oder mehrere Sätze von Schiebe-Gewindeguangen 18a und einer oder mehrere Sätze von Knet- und Misch-Gewindegängen 18b verteilt. Jeder Satz von Schiebe-Gewindegängen 18a ist so ausgebildet, daß er bei der Drehung und Hin- und Herbewegung der Schnecke 18 hauptsächlich eine axiale Vorschubwirkung auf die Elektrodenmaterialien in dem Zylinder ausübt, während jeder Satz von Knet-Gewindegängen 18b so ausgebildet ist, daß er hauptsächlich eine Misch- und Knetwirkung auf die Materialien ausübt.
Die Fig. 2A und 2B zeigen Stirn- und Seitenansichten eines exemplarischen Schiebeelements 31, das mit ähnlichen Elementen zur Bildung der Sätze von Schiebe-Gewindengängen 18a verwendet werden kann. Das Element 31 weist einen einzigen, unter einem Winkel verlaufenden Gewindegang 31a auf, der an der Stelle 31b unterbrochen ist.
Ähnliche Ansichten eines Knet-Elements 41 sind in den Fig. 3A und 3B gezeigt. Das Knetelement 41 hat zwei Gewindegänge 41A und 41B, die ebenfalls unterbrochen sind, jedoch an drei Stellen 41C, 41D und 41E. Wie man erkennt, ist der Winkel der Knet-Gewindegänge viel flacher als der der Schiebe-Gewindegänge, so daß zweimal soviele Knet-Gewindegänge wie Schiebe-Gewindegänge über die gleiche axiale Länge A der Elemente 31 und 41 vorhanden sind. Wie oben angegeben, können zur Bildung der verschiedenen Sätze von Gewindeganggruppen 18a und 18b eine Anzahl von Elementen 31 oder 41 axial gekoppelt werden.
Zur Unterstützung der Knet-und Misch-Wirkung der Knet-Gewindegänge 18b ist der Zylinder 2 ferner mit drei Sätzen 19A, 19B und 19C gleich ausgebildeter Stift 19 versehen. Die Sätze von Stiften 19A, 19B und 19C sind auf dem Umfang des Inneren des Zylinders 2 im Abstand angeordnet und deshalb ist nur der Stiftsatz 19A in Fig. 1 erkennbar. Wie man an dem zuletzt genannten Stiftsatz erkennt, sind die Stifte eines gegebenen Satzes in axialer Richtung längs der gleichen Geraden mit Abstand angeordnet und erstrecken sie sich von dem Zylinder radial nach innen zu Stellen, die den Gewindegängen eng benachbart sind.
Bei dieser Anordnung dreht sich jeder Gewindegang der Gruppe 18b von Knet-Gewindegängen in enger Nachbarschaft zu wenigstens einem Stift 19 der Stiftsätze, wenn sich die Schnecke 18 dreht. Die Stifte wischen daher kontinuierlich über die Gewindegänge der Gewindeganggruppen und diese Wischwirkung übt auf das Polymerbindemittel die Scherkräfte aus, die notwendig sind, um das Bindemittel zu fibrillieren. So ergibt sich die gewünschte Fibrillation des Bindemittels.
Es ist auch zu beachten, daß die Drehbewegung und die Hin- und Herbewegung der Schnecke 18 so zeitlich abgestimmt sind, daß die axiale Bewegung vorbei an einem benachbarten Gewindegang immer dann stattfindet, wenn der Stift mit einer Unterbrechung in dem Gewindegang ausgerichtet ist. Die Unterbrechungen in den Gewindegängen schaffen auf diese Weise Raum für die Hin- und Herbewegung der Schnecke.
Die Fig. 4A und 4B zeigen eine Schnecke 18 mit einer beispielhaften Gruppierung von Schiebe- und Knet-Gewindegängen 18a und 18b in Zuordnung zu den Stiften des Stiftsatzes 19B. Fig. 4A zeigt die relative Position der Elemente wenn sich die Schnecke 18 in ihrer zurückgezogenen Position befindet. Fig. 4B zeigt dagegen diese Zuordnung mit der Schnecke in der vollständig vorgeschobenen Position. Wie man erkennt, wird die enge Nähe zwischen den Stiften und den Knet-Gewindegängen infolge der Neigung und der Form der Knet-Gewindegänge während der gesamten Bewegung der Schnecke beibehalten. Dies stellt die oben erläuterten Scherkräfte und die sich ergebende Polymerisatfibrillation sicher.
Wie oben angegeben wird das Gemisch von fibrilliertem Polymerbindemittel und Elektrodenmaterialien durch die Tätigkeit der Schnecke 18 und der vorschiebenden Gewindeganggruppen 18a aus dem Zylinder 2 zu und durch die Formungseinrichtung 17 geführt, die das Gemisch zu der zusammenhängenden Elektrodenkomponente 20 formt. Im vorliegenden Fall ist die Formungseinrichtung 17 so ausgebildet, daß eine solche zusammenhängende Komponente entwickelt wird, ohne daß das Bindemittel in den Zustand des Schmelzens gebracht wird. Als Ergebniss braucht der Zylinder 2 zum Schmelzen des Bindemittels nicht erwärmt zu werden, obwohl der Zylinder 2 einer geringen Erwärmung (z.B. 65ºC) unterworfen werden kann, um die Weichmacherwirkung des Lösungsmittels auf das Bindemittel zu unterstützen.
Fig. 5A und 5B zeigen eine Formungseinrichtung 17, die zur Entwicklung einer zusammenhängenden Komponente in Form eines Rohres aus dem von dem Zylinder 2 erhaltenen Elektrodengemisch ausgebildet ist. Wie dargestellt, enthält die Formungseinrichtung 17 eine Düse 21 mit einem inneren oder Dornteil 22 und einen damit zusammenwirkenden, umgebenden äußeren oder Düsenkopfteil 23. Der Dorn hat eine Außenfläche 22a, die einen abgeschrägten Abschnitt 22a' der Länge L&sub1; in der axialen Richtung und einen horizontalen oder Führungskanalabschnitt 22a'' der Länge L&sub2; aufweist. Der Düsenkopf wiederum hat eine Innenfläche 23a mit einem Aufnahmeabschnitt 23a' für den Zylinder 2, einem abgeschrägten Abschnitt 23a'' mit einem Anfangsdurchmesser D gleich dem Durchmesser des Zylinders 2 und einem horizontalen oder Führungskanalabschnitt 23a'''. Die Führungskanalabschnitte 22a'' und 23a''' begrenzen einen ringförmigen Raum S, der im wesentlichen der Dicke der rohrförmigen Elektrodenkomponente entspricht, die von der Düse 21 austritt.
Um erfindungsgemäß ein zusammenhängendes Komponentenrohr von etwa 5 bis 7,5 cm Durchmesser zu erhalten, ohne das Polymerbindemittel aufzuschmelzen, und mit dem bevorzugten Gewichtsanteil des Bindemittels, soll die Länge L&sub1;, die die Länge der oben erwähnten "Übergangszone" der Düse 21 definiert, derart sein, daß das Verhältnis L&sub1;/D im Bereich von 12,7 bis 19,05 mm liegen, wie gefunden wurde. Erfindungsgemäß ist weiter gefunden worden, daß zur Erzielung eines solchen Komponentenrohres, die oben erwähnte "Glättungszone", die durch die Führungskanalabschnitte 22a'' und 23a''' definiert wird, derart sein soll, daß das Verhältnis L&sub2;/S gleich oder kleiner als etwa 3,5 ist.
Mit diesen Bereichen von L&sub1;/D und L&sub2;/S wird das Gemisch der Elektrodenmaterialien mit dem fibrillierten Polymerisat ausgehend von dem Zylinder 2 sofort zu dem gewünschten zusammenhängenden Rohr geformt. Dies ergibt sich, da die Materialien durch die Übergangs- und Glättungszonen ohne übermäßige Scherung der Materialwandstärken passieren können, was ansonsten die Polymerfibrillen kürzen würde. Ein solches Kürzen der Fibrillen behindert ein Schmelzen der Fibrillen, wenn das Material durch die Bewegung der Schnecke 18 durch die Düse 21 gedrückt wird, und folglich, wenn es zugelassen würde, daß dies stattfindet, würde es die Bildung einer zusammenhängenden Struktur verhindern.
Die Düse 21 ist mit der Schnecke 18 über eine Kupplung 24 gekoppelt. Die Kupplung 24 verbindet über ein Gewindeelement 24a mit einer Lageranordnung 25, die so angeordnet ist, daß sie innerhalb des Dorns 22 rotiert, und die eine Lagerkappe 25a aufweist, die mittels Schrauben 25b an den Düsenkopf 21 angeschraubt ist. Durch diese Verbindung ist der Dorn 22 der Hin-und Herbewegung der Schnecke 18 unterworfen, ist er jedoch von der Drehbewegung isoliert. Wenn das Gemisch aus dem Zylinder 2 mittels des Dornes durch die Düse 21 gedrückt wird, erteilt es als Ergebnis dem Gemisch und infolgedessen dem Rohr bei seiner Formung keine Drehung.
Die Flächen 22a und 23a des Düsenkopfes 22 und des Dornes 23 können beschichtet sein, um das Passieren des Gemisches aus der Düse zu erleichtern. Dies ist zweckmäßig, da das aktive Material in dem Gemisch eine Scheuerwirkung haben kann. Das verwendete Beschichtungsmaterial soll eine extreme Polierung annehmen können und einen sehr niedrigen Reibungskoeffizienten haben. Beispielhafte Beschichtungen können autokatalytische Nickel- oder Chromplatierungen sein.
Durch die Verwendung des Zylinders 2 und der Formungseinrichtung 17 wird, wie oben beschrieben, das zusammenhängende Rohr 20 aus fibrilliertem Polymeren und eingemischten aktiven oder anderen Materialien kontinuierlich in der gleichen Weise durch die Formungseinrichtung 17 geformt, wie andere Materialien in dem Zylinder 2 verarbeitet werden. Zur Bildung einer zusammenhängenden Folienkomponente aus der Rohrkomponente 20 kann eine Schneideinrichtung 91, die zum Schneiden der Rohrwand in Längsrichtung eingerichtet ist, stromabwärts der Formungseinrichtung angeordnet werden. Eine Umformungseinrichtung 92, die der Schneideinrichtung 91 nachgeschaltet ist, formt das aufgeschnittene Rohr dann allmählich in eine flache Folie um. Die flache Folie kann dann Kalandrierwalzen 93 zugeführt werden, um die gewünschte Stärke der Folie zu erreichen. Die ausgewalzte Folie kann danach in einem Trockner 94 getrocknet werden, an den Kanten durch einen Kantenbeschneider 95 beschnitten werden und auf eine Aufwickeleinrichtung 96 zur Lagerung aufgewickelt werden, um die Verarbeitung der Elektrodenkomponente zu vervollständigen.
Falls die Elektroden unmittelbar aus der Folie ohne Lagerung, anstelle der Aufwickeleinrichtung, gebildet werden sollen, kann eine weitere Schneideinrichtung nach dem Trockner 94 angeordnet werden, um die kontinuierliche Folie in ge-eignete Längen für die gewünschten Elektroden zu schneiden. Die abgeschnittenen Längen würden dann mit geeigneten Stromsammlern und möglichen anderen Komponenten zur Vervollständigung der Elektroden versehen werden.
Während oben die Formungseinrichtung 17 im Sinne einer Düse zur Bildung einer rohrförmigen Komponente beschrieben wurde, die danach zu einer Folie geformt werden kann, ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, das Gemisch aus dem Zylinder 2 unmittelbar durch Verwendung einer Schlitzdüse in eine Folie zu formen. Fig. 6A und 6B zeigen Querschnitte und Stirnansichten einer geeigneten Schlitzdüse 71 mit einem Dorn 72 und einem Düsenkopf 73. In diesem Fall beträgt zur Erzielung einer zusammenhängende Folienkomponente von etwa 11,5 cm Breite aus einem Zylinder von 5 cm Durchmesser die Länge der Übergangszone L&sub1; der Düse soviel, daß das Verhältnis L&sub1;/D, (wobei D wiederum der Anfangsdurchmesser der Oberfläche der Düse 73 ist, die die Übergangszone begrenzt und gleich dem Zylinderdurchmesser ist) kleiner als etwa 3,2 cm und die Länge der Glättungszone derart ist, daß das Verhältnis L&sub2;/S (wobei S die Höhe des Schlitzes entsprechend der Stärke der Folie ist) im Bereich von 3 bis 4 liegen soll.
Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat es sich gezeigt, daß die Verarbeitung der Elektrodenkomponenten besser steuerbar ist und weniger Schritte erfordert und die Konsistenz des Materials gleichförmiger ist im Vergleich zu herkömmlichen Chargenverfahren, die bestehende Auswalz-, Knet-und Extrudiervorgängen verwenden, die bedienungsempfindlich sind. Außerdem hat sich gezeigt, daß die Menge des fibrillierten Polymerbindemittels, das zur Formung einer zusammenhängenden Struktur benötigt wird, deutlich verringert wird, so daß erhöhte Mengen von aktivem Material verwendet werden können und als Ergebnis Elektroden mit höherer Kapazität pro Gewichts- oder Volumeneinheit erzielbar sind.
Speziell eine positive Ni-Komponente mit 1,5 % PTFE, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung geformt wurde, hat sich als vorteilhaft im Vergleich zu einer ausgewalzt/gekneteten positiven Komponente mit 4 % PTFE erwiesen und es hat sich gezeigt, daß die Formung einer Elektrode mit bis zu 10% höherer Kapazität ermöglicht wird. Eine Elektrode, die aus einer negativen CdO-Komponente mit 1,2 % PTFE, die mit der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verarbeitet wurde, hat sich als vorteilhaft im Vergleich zu einer Elektrode erwiesen, die aus einer gewalzt/gekneteten Komponente mit bis zu 10 % PTFE bestand, und zwar bei über 790 Zyklen mit guter Spannung und Stabilität. Eine Elektrode aus einer positiven Ni-Komponente mit 1,5 % PTFE und einer negativen CdO-Komponente mit 1,2 % PTFE, die mit der vorliegenden Vorrichtung hergestellt wurden, hat schließlich bessere Spannungswerte und eine bessere Stabilität nach 780 Prüfzyklen gezeigt im Vergleich zu einer Elektrode aus gewalzt/gekneteter positiver Komponente mit 4% PTFE und einer negativen Komponente mit 2% PTFE.
Eine Darstellung der obigen Strukturen findet sich in den beiliegenden Kopien von Aufnahmen eines Rasterelektronenmikroskops für Oberflächen, die von einer Nickelelektrode, die mit der vorliegenden Vorrichtung hergestellt wurde, und einer, die nach dem bekannten Chargenverfahren hergestellt wurde, gemacht wurden. Die erfindungsgemäße Nickelelektrode ist in Fig. 7A in 3000facher Vergrößerung gezeigt und enthält 1,5 % Bindemittel (PTFE), während die nach dem Chargenverfahren hergestellte Nickelelektrode in Fig. 7B bei 3000facher Vergrößerung gezeigt ist und 4% des gleichen Bindemittels enthält. Man erkennt, daß wegen der gleichförmigeren Struktur und dem feineren Denier der Fibrillation, die durch die vorliegende Vorrichtung erzeugt wurden, wesentlich weniger Bindemittel eine bessere Struktur erzeugt. Die durch die vorliegende Vorrichtung, die Material mit einer gleichförmigeren Qualität erzeugt, erzielte größere Gleichförmigkeit erkennt man aus Fig. 7C, die einen Schnitt einer Nickelelektrode mit 4% Bindemittel bei 3000facher Vergrößerung zeigt, die nach dem Chargenverfahren hergestellt wurde, wobei die fibrillierte Struktur deutlich geringer ist als bei der Elektrode von Fig. 7B, die durch das gleiche Verfahren und mit den gleichen Materialien in einer anderen Charge hergestellt wurde.
Selbstverständlich hängen die jeweilige Anordnung der Schiebe- und Knet-Gewindegänge 18a und 18b, die Anzahl der Gewindegangelemente in jeder Gruppe und die Anordnung und Verteilung der Stifte 19 zur Erzielung des Knetens, um die gewünschte Fibrillation des Polymerbindemittels in den Zylinder 2 zu erreichen, von dem jeweiligen aktiven Material, dem Bindemittelmaterial und den anderen Materialkomponenten, die in dem Gemisch zum Einsatz kommen, ab. Eine zur Verfügung stehende Einheit, die die Ausbildung des Zylinders 2 und der Schnecke 18 mit verschiedenen Anordnungen der oben erwähnten Elemente ermöglicht, ist ein Ko- Knetermodell PR-46 von Buss. Dieser Ko-Kneter ist mit Knet- und Vorschubelementen gemäß den Figuren 2A, 2B, 3A und 3B ausgestattet, die axial befestigt sein können, um nach Bedarf unterschiedliche Gruppen von Elementen zu bilden. Er hat außerdem Stiftanordnungen, die im Abstand von 120ºC auf dem Zylinderumfang angeordnet sind, und ist mit Stiften zum Einsetzen an diesen Position nach Bedarf ausgestattet. Durch geeignetes Anordnen der Elemente und Stifte entsprechend der obigen Lehre kann eine Einheit zur Herstellung von Elektrodenkomponenten für eine Vielfalt von Polymerbindemittel, aktiven Materialien und anderen Elektrodenmaterialien verwirklicht werden.
Fig. 8 zeigt eine typische Anordnung von Stiften und Knetelementen eines Buss-PR-46-Kneters zur Formung zusammenhängender Rohrkomponenten, die Cadmiumoxid und Nickelhydroxid als aktive Materialien und PTFE als fibrilliertes Bindemittel enthalten. Die oberen und unteren Zeilen in der Figur zeigen die Positionen der Materialeintragöffnungen und Lösungsmitteleintragöffnungen längs der Zylinderachse für die unterschiedlichen Materialien sowie die Stiftpositionen für den ersten und zweiten Satz von Stiften. Die mittlere Zeile zeigte die Positionen der Knet- und Vorschubelemente und die Anzahl und Aufmachung der Elemente. Diese Zeile zeigt auch die Stiftpositionen des dritten Satzes von Stiften. In der Figur stellt P das Vorhandensein eines Stiftes an der Stiftposition und O das Ersetzen eines Stiftes mit einem Stopfen dar, der bündig mit der Zylinderoberfläche liegt.
Wie man aus Fig. 8 erkennt, wird die Nickelhydroxid- Mischung weiter stromaufwärts von der Zufuhrstelle der Cadmiumoxid-Mischung zugeführt, so daß das erstere Gemisch einem größeren Grad von Kneten unterworfen wird. Dieses zusätzliche Kneten wird für die Nickelhydroxid-Mischung infolge der Schmierungswirkung des Verdünnungsmittel aus leitendem Graphit, das in der Mischung verwendet wird, benötigt. Alternativ kann die Cadmiumoxid-Mischung ebenfalls weiter stromaufwärts in den Zylinder eingeführt werden, in welchem Fall die Knetelemente zu Schubelementen geändert werden, wobei nur ein Knetelement am Austragende des Zylinders vorhanden ist.

Claims

1. Vorrichtung zur Verwendung beim Formen einer Elektrode, mit

einem Zylinder (2) zur Aufnahme von Elektrodenmaterialien, die ein aktives Material und ein Polymerbindemittel enthalten;

Einrichtungen (16, 18) innerhalb des Zylinders (2) zum axialen Bewegen der Elektrodenmaterialien, während die Elektrodenmaterialien so vermischt und geknetet werden, daß das Polymerbindemittel fibrilliert wird, und

Formeinrichtungen (17), die am Ende des Zylinders (2) angeordnet sind und dazu ausgebildet sind, die Mischung der Elektrodenmaterialien einschließlich des fibrillierten Polymerbindemittels aufzunehmen, wenn die Mischung in axialer Richtung in dem Zylinder bewegt wird,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Formeinrichtung zum kontinuierlichen Formen einer zusammenhängenden Elektrodenkomponente (20) aus der Mischung, ohne das Polymerbindemittel in den Zustand des Aufschmelzens zu bringen, einen Dorn (22) mit einer Außenfläche (22a) und eine umgebende Düse (21) mit einer Innenfläche (23a) aufweist, wobei die Außen- und Innenflächen der Düse (21) und des Dorns (22) eine Übergangszone (22a', 23a'') begrenzen, die die Mischung zuerst passiert, sowie eine Glättungszone (22a'', 23a'''), die der Übergangszone (L1) folgt, und wobei das Verhältnis der Länge (L1) der Übergangszone (22a', 23a'') in der axialen Richtung zu dem Zylinderdurchmesser (D) im Bereich von 0,5 bis 0,75 liegt und das Verhältnis der Länge (L2) der Glättungszone (22a'', 23a''') zu der Dicke (S) der zusammenhängenden Elektrodenkomponente kleiner als etwa 3,5 ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Menge des Polymerbindemittels weniger als etwa 50 Gewichtsprozent des Materials beträgt, das die zusammenhängende Elektrodenkomponente darstellt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Menge des Polymerbindemittels weniger als etwa 10 Gewichtsprozent des Materials ist, das die zusammenhängende Elektrodenkomponente darstellt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zusammenhängende Elektrodenkomponente in Form einer Folie vorliegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zusammenhängende Elektrodenkomponente (20) in Form eines Schlauches vorliegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, mit ferner einer Einrichtung (91) zum Schlitzen des Schlauches auf seiner Länge und einer Einrichtung (92) zum Formen des geschlitzten Schlauches zu einer Folie.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit ferner

einer Einrichtung (9,11,12) zum Zuführen des Elektrodenmaterials in den Zylinder (2).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei

die Zuführeinrichtung (9,11,12) ein oder mehrere der Elektrodenmaterialien an unterschiedlichen Stellen (2A, 2B,2C) längs der Achse des Zylinders (2) in den Zylinder zuführt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei

die Zuführeinrichtung Dosiereinrichtungen (6,7,8) zum getrennten Dosieren der Mengen der Elektrodenmaterialien aufweist, die an den verschiedenen Stellen zugeführt werden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei

die Elektrodenmaterialien vorgemischt werden

und die Zuführeinrichtung die vorgemischten Elektrodenmaterialien in den Zylinder zuführt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei

die Bewegungseinrichtung (16,18) so ausgebildet ist, daß sie längs der Achse des Zylinders (2) hin und her bewegt werden kann, und

der Kern (22) eine Einrichtung (24) zum Ankoppeln des Kerns (22) an die Bewegungseinrichtung (16,18) aufweist, so daß sich der Kern mit der Bewegungseinrichtung hin und her bewegt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei

die Bewegungseinrichtung dafür vorgesehen ist, um die Achse des Zylinders (2) zu rotieren, und

die Ankopplungseinrichtung (24) den Kern (22) daran hindert, mit der Bewegungseinrichtung (18) zu rotieren.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei

die Innen- und Außenflächen (23a,22a) der Düse (21) und des Kerns (22) mit einem Material beschichtet sind, das einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweist und hochgradig poliert ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei

die Außenfläche (22a) des Kerns (22) einen ersten, kegelstumpfförmigen Oberflächenbereich (22a') aufweist, der dem Zylinder (2) am nächsten liegt, der sich vom Zylinder (2) weg im Radius vergrößert und der mit der Innenfläche (23a) der Düse (21) die Übergangszone bildet, sowie einen zweiten, zylindrischen Oberflächenbereich (22a''), der sich von dem ersten Oberflächenbereich (22a') weg erstreckt und der mit der Innenfläche (23a) der Düse (21) die Glättungszone, die ringförmig ist, bildet.

15. Vorrichtung zur Verwendung beim Formen einer Elektrode mit

einer Einrichtung (16) innerhalb des Zylinders (2) zum axialen Bewegen der aufgenommenen Elektrodenmaterialien, während die Elektrodenmaterialien derart vermischt und geknetet werden, daß das Polymerbindemittel fibrilliert wird, und

Formeinrichtungen (17), die am Ende des Zylinders (2) angeordnet sind und dafür ausgebildet sind, die Mischung der Elektrodenmaterialien einschließlich des fibrillierten Polymerbinders aufzunehmen, wenn die Mischung in dem Zylinder (2) in axialer Richtung bewegt wird,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Formeinrichtungen (17) zum kontinuierlichen Formen einer zusammenhängenden Elektrodenkomponente aus der Mischung, ohne das Polymerbindemittel in den Zustand des Aufschmelzens zu bringen, ein Kernelement (72) mit einer Außenfläche (22a) und eine umgebende Düse (73) mit einer Innenfläche aufweist, wobei die Außen- und Innenflächen der Düse und des Kerns eine Übergangszone bilden, die die Mischung zuerst passiert, und eine auf die Übergangszone folgende Glättungszone und wobei das Verhältnis der Länge (L1) der Übergangszone in der axialen Richtung zu dem Zylinderdurchmesser (D) kleiner als etwa 1,25 und das Verhältnis der Länge (L2) der Glättungszone zu der Dicke (S) der zusammenhängenden Elektrodenkomponente im Bereich von etwa 3 bis 4 liegt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei

die Außenfläche (22a) des Kerns (22) schräg angeordnete obere und untere, glatte Flächen aufweist, die gegenüber der Achse des Zylinders in Richtung von dem Zylinder weg geneigt sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei

die Bewegungseinrichtung (16, 18) Oberflächen, die mit den Elektrodenmaterialien in Berührung kommen, und Einrichtungen aufweist, die andere Flächen eng an den Berührungsflächen vorbeiführen, so daß ein Wischvorgang erzeugt wird, der das Fibrillieren des Polymerbindemittels in dem Bereich zwischen den Berührungsflächen und den anderen Flächen bewirkt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei

die Bewegungseinrichtung eine Schnecke (18) aufweist, die sich längs der Achse des Zylinders (2) erstreckt, die für eine Hin- und Herbewegung längs dieser Achse und eine Rotation um diese Achse gelagert ist und die auf ihrer Länge eine oder mehrere unterbrochene Knet- Gewindegänge (18b) aufweist,

ein erster Satz von Stifen (19) über die Länge des Zylinders (2) angeordnet ist und sich radial nach innen zu Stellen nahe den Knet-Gewindegängen (18b) erstreckt und

die Gewindegänge und der Satz von Stiften so geformt und angeordnet sind, daß sich die Oberflächen der Gewindegänge (18b) nahe an den Stiften (19) vorbeibewegen, wenn die Schnecke (18) rotiert und sich hin und her bewegt, so daß eine Wischwirkung erzielt wird, wodurch die Elektrodenmaterialien dazwischen geknetet werden und die sich ergebende Fibrillation des Polymerbindemittels bewirkt wird.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei

die Bewegungseinrichtung ferner einen oder mehrere Schiebe-Gewindegänge (18b) aufweist, die längs der Schnecke (18) angeordnet sind und dafür ausgebildet sind, die Materialien in Richtung der Achse des Zylinders (2) zu schieben.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei

der eine oder die mehreren Knet-Gewindegänge (18b) in Gruppen von einem oder mehreren Gewindegängen angeordnet sind und der eine oder die mehreren Schiebe-Gewindegänge (18a) diskontinuierlich sind und in Gruppen von einem oder mehreren Gewindegängen angeordnet sind.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei

die diskontinuierliche Bauart der Gewindegänge (18a,18b) Unterbrechungen in den Gewindegängen bildet, die dafür ausgelegt sind, es den Gewindegängen zu ermöglichen, in axialer Richtung die Stifte (19) während der Hin- und Herbewegung der Schnecke (18) zu passieren.

22. Verfahren zum Formen einer Elektrode, indem

ein Zylinder (2) zur Aufnahme von Elektrodenmaterialien bereitgestellt wird, die ein aktives Material und ein Polymerbindemittel enthalten;

die aufgenommenen Elektrodenmaterialien innerhalb des Zylinders (2) axial bewegt werden, während die Elektrodenmaterialien so gemischt und geknetet werden, daß das Polymerbindemittel fibrilliert, und

die Mischung der Elektrodenmaterialien einschließlich des fibrillierten Polymerbindemittels aus dem Ende des Zylinders (2) aufgenommen wird, wenn das Gemisch in dem Zylinder (2) axial bewegt wird, und aus dem Gemisch kontinuierlich eine zusammenhängende Elektrodenkomponente gebildet wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, wobei

die Menge des Polymerbinders weniger als etwa 50 Gewichtsprozent der Materialien ist, die die zusammenhängende Elektrodenkomponente darstellen.

24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei

die Menge des Polymerbindemittels weniger als etwa 10 Gewichtsprozent der Materialien ist, die die zusammenhängende Elektrodenkomponente darstellen.

25. Verfahren nach Anspruch 22, wobei

die zusammenhängende Elektrodenkomponente in Form einer Folie vorliegt.

26. Verfahren nach Anspruch 22, wobei

die zusammenhängende Elektrodenkomponente in Form eines Schlauches vorliegt.

27. Verfahren nach Anspruch 22, wobei ferner

die Elektrodenmaterialien an unterschiedlichen Stellen (2A,2B,2C) längs der Achse des Zylinders in den Zylinder zugeführt werden.

28. Verfahren nach Anspruch 22, wobei ferner

die Elektrodenmaterialien vorgemischt werden und die vorgemischten Elektrodenmaterialien an einer gemeinsamen Stelle in den Zylinder eingeführt werden.

29. Verfahren nach Anspruch 22, wobei

der Formungsschritt mittels eines Kernelements (22) mit einer Außenfläche (22a) und einer umgebenden Düse (21) mit einer Innenfläche (23a) ausgeführt wird, wobei die Außen- und Innenflächen der Düse und des Kerns eine Übergangszone bilden, die die Mischung zuerst passiert, sowie eine auf die Übergangszone folgende Glättungszone.

30. Verfahren nach Anspruch 29, wobei

das Verhältnis der Länge (L&sub1;) die Übergangszone in axialer Richtung zu dem Zylinderdurchmesser (D) im Bereich von 0,5 bis 0,75 und das Verhältnis der Länge (L&sub2;) der Glättungszone zu der Dicke (S) der zusammenhängenden Elektrodenkomponente kleiner als etwa 3,5 ist.

31. Verfahren nach Anspruch 30, wobei

Außenfläche des Kerns (22) einen ersten kegelstumpfförmigen Oberflächenabschnitt (22a') hat, der dem Zylinder (2) am nächsten liegt, dessen Radius sich bei einer Bewegung vom Zylinder weg vergrößert und der mit der Innenfläche (23a'') der Düse die Übergangszone bildet, sowie einen zweiten, zylindrischen Oberflächenabschnitt (22a''), der sich von dem ersten Oberflächenabschnitt weg erstreckt und mit der Innenfläche der Düse die Glättungszone bildet, die ringförmig ist.

32. Verfahren nach Anspruch 29, wobei

das Verhältnis der Länge (L&sub1;) der Übergangszone in axialer Richtung zu dem Zylinderdurchmesser (D) kleiner als etwa 1,25 ist und

das Verhältnis der Länge (L&sub2;) der Glättungszone zu der Dicke (S) der zusammenhängenden Elektrodenkomponente im Bereich 3 bis 4 liegt.

33. Verfahren nach Anspruch 32, wobei

die Außenfläche des Kerns (72) schräge obere und untere glatte Flächen aufweist, die gegenüber der Achse des Zylinders in Richtung von dem Zylinder weg geneigt sind.

34. Verfahren nach Anspruch 22, wobei

der Verfahrensschritt des Bewegens der Elektrodenmaterialien das Inberührungbringen der Elektrodenmaterialien mit Oberflächen und das Passierenlassen anderer Oberflächen eng benachbart an den Berührungsoberflächen umfaßt, um einen Wischvorgang zu erzeugen, der das Fibrillieren des Polymerbindemittels in dem Bereich zwischen den Berührungsoberflächen und den anderen Oberflächen bewirkt.

35. Verfahren nach Anspruch 22, wobei

der Verfahrensschritt des Bewegens der Elektrodenmaterialien die Bereitstellung einer Schnecke (18) umfaßt, die sich längs der Achse des Zylinders (2) erstreckt und auf ihrer Länge einen oder mehrere diskontinuierliche Knet- Gewindegänge (18b) aufweist, sowie

die Bereitstellung eines ersten Satzes von Stiften (19), die über die Länge des Zylinders (2) angeordnet sind und sich radial nach innen zu Stellen nahe den Gewindegängen erstrecken, und

das Rotieren und Hinundherbewegen der Schnecke (18) umfaßt, so daß die Oberflächen der Schraubengänge (18b) die Stifte (19) nahe passieren, um einen Wischvorgang zu schaffen, wodurch die Elektrodenmaterialien dazwischen geknetet werden und die sich ergebende Fibrillation des Polymerbindematerials verursacht wird.

36. Verfahren nach Anspruch 35, wobei

der Verfahrensschritt des Bewegens des Elektrodenmaterials ferner die Bereitstellung eines oder mehrerer Schiebe-Gewindegänge (18a) enthält, die längs der Schnecke (18) angeordnet sind und die Materialien längs der Achse des Zylinders schiebt, wenn sich die Schnecke dreht und hin und her bewegt.