NO327914B1 - Fremgangsmate for fremstilling av elektrode - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av en elektrode som innbefatter en rektangulær elektrodebærer og en gelelektrolyttfilm utformet på elektrodebæreren med en større bredde enn bredden til elektrodebæreren.

I den senere tid er det fremkommet ulike typer bærbare elektroniske apparater så som en båndopptaker med et kamera, en mobiltelefon, og en bærbar datamaskin, og det er ønskelig å kunne redusere disse apparaters vekt og størrelse. I samsvar med dette er det også ønskelig å kunne redusere størrelsen og vekten til celler som benyttes som energi-kilder i disse elektroniske apparater. For å møte dette behov har det vært utviklet og fremstilt litium-ionceller. Denne celle benytter en porøs polymer separator impregnert med en elektrolyttløsning som ioneleder mellom den positive og negative elektrode. For å hindre lekkasje av elektrolyttløsningen er cellen pakket inn i en tungmetallomhylling.

På den annen side stilles det store forventninger til en faststoffelektrolyttcelle hvor en faststoffelektrolytt benyttes som ioneleder mellom den positive og negative elektrode, uten fare for væskelekkasjer, og med mulighet for plassering i en forenklet pakke for derved å kunne redusere cellens størrelse og vekt. Særlig stor oppmerksomhet har vært viet en faststoffpolymerelektrolytt hvor litiumsalt er oppløst i en polymer og en gel-lignende faststoffelektrolytt i en matrisepolymer (heretter benevnt gelelektrolytt).

US 5.639.573 beskriver polymergelelektrolytter for litiumceller. Anoden og katoden er separert ved hjelp av en separator hvis hovedoverflate er større enn elektrodenes hovedoverflater. Et lag av geldannende polymer anbringes på en eller begge hovedoverflater av separatoren. Deretter herdes polymersystemet. Elektrodene og separatoren belegges med gelelektrolytten under sammenstilling. Den resulterende sammenstill-ingen foldes og varmeforsegles i en bøyelig laminatforpakning av metallfolie.

EP 0 832 744 vedrører litiumbatterier som omfatter en polymergelelektrolytt. Publika-sjonen beskriver belegging av et substrat, for eksempel film-metall eller glass med

i elektrolyttoppløsningen etterfulgt av polymerisasjon eller å impregnere elektrodene med en sammensetning for å danne en polymergelelektrolytt etterfulgt av polymerisasjon.

En gelelektrolyttcelle hvor det benyttes en gelelektrolytt som omtalt ovenfor, kan fremstilles på følgende måte.

For den positive elektrode blir et positivelektrodekomposittmiddel som inneholder et positivelektrodeaktivt materialet, et ledemiddel, og et bindemiddel jevnt påført begge overflater på en positiv elektrodesamler, og blir tørket for derved å tilveiebringe et positivelektrodeaktivt materiallag, som tørkes og presses i en rullepresse, hvorved det tilveiebringes et positivelektrodeark.

For tilveiebringelse av den negative elektrode blir et negativelektrodekomposittmiddel som inneholder et negativelektrodeaktivt materialet og et bindemiddel jevn påført begge overflater av en negativelektrodesamler, og blir tørket for derved å tilveiebringe et negativelektrodeaktivt materiallag, som tørkes og presses i en rullepresse for derved å tilveiebringe et negativelektrodeark.

Med hensyn til gelelektrolyttfilmen blir en solelektrolyttløsning som inneholder et ikke-vandig løsningsmiddel, elektrolyttsalt og matrisepolymer jevnt påført begge overflater av positiveelektrodearket og negativelektrodearket og tørket for derved å fjerne løsningsmidlet. På denne måten dannes det en gelelektrolyttfilm på det aktive materiallag i den positive og negative elektrode.

Postivelektrodearket med gelelektrolyttfilmen blir eksempelvis skåret opp i stnmmel-form. Videre blir gelelektrolyttfilmen og det aktive materiallag i den positive elektrode fjernet fra overflaten til positivelektrodesamleren for å frigjøre en del for lednings-tilkobling til sveising, og den positive elektrodeledning fastsveises der, slik at det fremkommer en positivelektrodestrimmel med en gelelektrolyttfilm.

Negativeelektrodearket med gelelektrolyttfilmen blir eksempelvis også skåret opp i strimmelform. Gelelektrolyttfilmen og det aktive materiallag i den negative elektrode fjernes fra overflaten til negativelektrodesamleren for å tilveiebringe en del hvor en tilkoblingsledning kan fastsveises, og den negative elektrodes ledning fastsveises der, slik at det fremkommer en negativelektrodestrimmel med en gelelektrolyttfilm.

Deretter blir positivelektrodestrimmelen og negativelektrodestrimmelen, begge med en gelelektrolyttfilm, lagt på hverandre og det laminerte legemet valses i lengderetningen

flere ganger slik at det fremkommer et valset elektrodelegeme. Dette valsede elektrodelegemet legges mellom ytre filmer, hvis ytre omriss varmforsegles under redusert trykk, slik at derved det valsede elektrodelegemet blir lufttett forseglet i ytterfilmene og danner en gelelektrolyttcelle.

I en sekundær gelelektrolyttcelle av den valsede type og med den forannevnte utførelse, bestemmes gelelektrolyttfilmen på elektrodeoverflaten slik at den har en større bredde enn elektroden, hvilket bedrer cellens driftspålitelighet.

For å oppnå den nevnte bredde av gelelektrolyttfilmen har det vært gjort flere forsøk for å øke dimensjonsnøyaktigheten til gelelektrolyttbeleggingsutstyret og nøyaktigheten til beleggingsstillingen. Som følge av gelviskositetsfluktuasjoner og elektrodens porøsitet og overflateruhetsfluktuasjoner der hvor gelelektrolytten påføres, er det vanskelig å etablere en stabil dimensjonsnøyaktighet for gelelektrolyttfilmen. Gelelektrolyttfilmen vil ofte ha en for stor bredde til å kunne plasseres i en pakke under tilveiebringelsen av cellen, eller en for liten bredde, slik at det kan oppstå kortslutning mellom den positive og negative elektrode.

For å løse dette problem kan gelelektrolyttfilmen tildannes med en tilstrekkelig overbredde relativt elektroden, idet overskuddet av gelektrolyttfilm fjernes ved hjelp av en rullkniv, en børste eller en skrape. Denne metodikk har imidlertid medført visse problemer, så som at en del av den ønskede gelelektrolyttfilm fjernes eller at en del av gelelektrolyttfilmen som er skåret løs, blandes i cellen, hvorved kapasiteten reduseres.

Det er derfor en hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av en elektrode, hvor en gelelektrolyttfilm kan tilformes på elektroden med en stabil høy nøyaktighet.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer følgelig en fremgangsmåten for fremstilling av en elektrode som innbefatter en rektangulær elektrodebærer og en gelelektrolyttfilm utformet på elektrodebæreren med en bredde større enn bredden til elektrodebæreren, kjennetegnet ved

et overleggingstrinn for sammenlegging av en første bærer som har en større bredde enn gelelektrolyttfilmen, en andre bærer som har en bredde tilnærmet lik bredden til gelelektrolyttfilmen, og elektrodebæreren, i denne rekkefølge,

et beleggingstrinn for påføring av en elektrolyttsammensetning på i overleggingstrinnet på hverandre lagte første bærer, andre bærer, og elektrodebæreren, på en slik måte at den påførte elektrolyttsammensetning vil ha en bredde som er større enn bredden til den andre bærer og mindre enn bredden til den første bærer,

et første avrivingstrinn for avriving av den andre bærer og elektrodebæreren, belagt med gelektrolyttsammensetningen i beleggingstrinnet, fra den første bærer,

et geleringstrinn for omdanning av den på den andre bærer og elektrodebæreren, som er revet av fra den første bærer i det første avrivingstrinn, påført elektrolyttsammensetning til en gelelektrolyttfilm, og

et andre avrivingstrinn for avriving av elektrodebæreren og den i geleringstrinnet gelerte gelelektrolyttfilm fra den andre bærer.

I den foran beskrevne elektrodefremstillingsmåte ifølge oppfinnelsen tilformes gelelektrolyttfilmen på elektrodebæreren med en høy nøyaktighet uten avriving av gelelektrolyttfilmen fra elektrodebæreren, under utnyttelse av adhesjonsforskjellen mellom den første bærer, den andre bærer og elektrodebæreren med elektrolyttsammensetningen eller gelelektrolyttfilmen.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere med henvisning til tegningene hvor

Figur 1 viser et perspektivriss av en faststoffelektrolyttcelle som inneholder elektroden fremstilt ifølge oppfinnelsen.

Figur 2 viser et snitt etter linjen X-Y i figur 1.

Figur 3 viser et perspektivriss av en positiv elektrode og en negativ elektrode som er samlet i et valset elektrodelegemet.

Figur 4 viser et perspektivriss av en positiv elektrode.

Figur 5 viser et perspektivriss av en negativ elektrode,

Figur 6 viser tilformingen av gelelektrolyttfilmen, i et grunnriss hvor en flat plate, en bærer, og et positivelektrodebånd er lagt på hverandre.

Figur 7 viser et snitt etter linjene X1-X2 i figur 6.

Figur 8 viser tilveiebringelsen av gelelektrolyttfilmen, i et planriss som viser en elektrolyttløsning påført en flat plate, en bærer, og et positivelektrodebånd som er plassert på hverandre.

Figur 9 viser et tverrsnitt etter linjene X3-X4 i figur 8.

Figur 10 viser tilveiebringelsen av gelelektrolyttfilmen, i et planriss som viser tilstanden etter at bæreren og positivelektrodebåndet er revet av fra den flate plate.

Figur 11 viser et snitt etter linjen X5-X6 i figur 10.

Figur 12 viser tilveiebringelsen av gelelektrolyttfilmen, i et planriss som viser tilstanden etter at det positive bånd er revet av fra bæreren.

Figur 13 viser et snitt etter linjen X7-X8 i figur 12.

Et utførelseseksempel skal nå beskrives nærmere, under henvisning til tegningene.

Figurene 1 og 2 viser et eksempel på en gelelektrolyttcelle. Gelelektrolyttcellen 1 innbefatter en strimmelformet positiv elektrode 2, en strimmelformet negativ elektrode 3 anordnet ovenfor den positive elektrode 2, og en gelelektrolyttfilm 4 mellom den positive elektrode 2 og den negative elektrode 3. Den positive elektrode 2 og den negative elektrode 3 er lagt lagvis med mellomliggende gelelektrolyttfilm 4 og er valset i lengderetningen slik at det fremkommer et valset elektrodelegeme 5, som vist i figur 3. Dette legemet 5 er dekket av og forseglet i en ytre film 6 av et isolerende materialet. Den positive elektrode 2 har en positiv elektrodeterminal 7 og den negative elektrode 3 har en negativ elektrodeterminal 8. Den positive elektrodeterminal 7 og den negative elektrodeterminal 8 rager ut gjennom et forseglet parti av den ytre film 6.

Som vist i figur 4 innbefatter den positive elektrode 2 et aktivt materiallag 2a i form av et aktivt materialet utformet på begge sider av en positivelektrodesamler 2b. Positivelektrodesamleren 2b kan eksempelvis være av en metallfolie, så som en aluminiumfolie.

Som aktivt materiale i den positive elektrode er det mulig å bruke et komposittoksid som litiumkobaltat, litiumnikkelat, litiummanganat substituert med et overgangsmetall, eller en overgangsmetallforbindelse så som mangandioksid og vanadiumpentoksid, eller en overgangsmetallkalkogenblanding, så som jernsulfid.

Det skal nevnes at figur 4 viser en gelelektrolyttfilm 4a som vil bli nærmere forklart nedenfor, utformet på det aktive materiallag 2a i den positive elektrode 2.

Som vist i figur 5 innbefatter den negative elektrode 3 et aktivt materiallag 3a i form av aktivt materiale utformet på negativelektrodesamleren 3b. Negativelektrodesamleren 3b er eksempelvis i form av en metallfolie, så som en kobberfolie.

Det aktive materialet i den negative elektrode kan være et materiale som er egnet for doping og dedoping av litium. Som materiale for doping og dedoping av litium kan nevnes pyrokarboner, koks, acetylen-kjønrøk, andre karbon-kjønrøk, grafitt, glass-karbon, aktivkull, karbonfibre, sinterede legemer av organiske polymerer, sintrede legemer av kaffebønner, cellulose og bambus, og andre karbonmaterialer, litiummetall, litiumlegeringer, eller polyacetylen, og andre ledende polymerer.

Det skal nevnes at figur 5 viser en gelelektrolyttfilm 4b, som skal beskrives nærmere nedenfor, utformet på det negative aktive materiallag 3 a i den negative elektrode 3.

Gelektrolyttfilmen 4 inneholder et elektrolyttsalt, en matrisepolymer, og et svellings-løsningsmiddel som et plastmateriale.

Som elektrolyttsalt er det mulig å benytte LiPF6, LiAsF6, LiBF4, LiC104, LiCF3S03, Li(CF3S02)zN, LiC4FgS03, og lignende stoffer, alene eller i kombinasjon med andre.

Matrisepolymeren er ikke begrenset til en spesiell kjemisk struktur dersom den viser en ioneledningsevne som ikke er lavere en 1 mS/cm ved romtemperatur. Som slik matrisepolymer er det eksempelvis mulig å benytte polyakrylonitril, polyvinylidenfluorid, polytetrafluoretylen, polyheksafluorpropylen, polyetylenoksid, polypropylenoksid, polyfosfazen, polysiloksan, polyvinylacetat, polyvinylalkohol, polymetylmetakrylat, polyakrylsyre, polymetakrylsyre, styren-butadin-gummi, nitril-butadien-gummi, polystyren, polykarbonater og lignende.

Svellingsløsemidlet kan være etylenkarbonat, propylenkarbonat, butylenkarbonat, y-butyrolakton, y-valeronlakton, dietoksyetan, tetrahydrofuran, 2-metyltetrahydrofuran, 1,3-dioksan, metylacetat, metylpropionat, dimetylkarbonat, dietylkarbonat, etylmetylkarbonat, og andre ikke-vandige løsningsmidler. Hvert av disse kan benyttes alene eller i kombinasjon med andre.

Som vist i figur 4, blir i gelelektrolyttcellen 1 gelelektrolyttfilmen 4a tilformet på den positive elektrodes aktive materiallag 2a med en større bredde enn den positive elektrode 2. Som vist i figur 5 blir også gelelektrolyttfilmen 4b tilformet på den negative elektrodes aktive materiallag 3 a med en større bredde enn den negative elektrode 3.1 elektrolyttcellen 1, se figur 2 og 3, er den positive elektrode 2 og den negative elektrode 3 lagt i lag via gelelektrolyttfilmen 4 og blir valset i lengderetningen slik at det valsede elektrodelegemet 5 fremkommer.

Nedenfor skal nå en fremstillingsmåte for en slik gelelektrolyttcelle 1 beskrives nærmere.

Med hensyn til den positive elektrode 2 blir et positivelektrodekomposittmiddel inn-befattende et positivelektrodeaktivt materialet og et bindemiddel jevn påført en metallfolie, så som aluminiumfolie som virker som positivelektrodesamler 2b, og tørket slik at det fremkommer et positivelektrodeaktivmateriallag 2a. Nå er et positivelektrodeark tilveiebrakt. Bindemidlet i komposittmidlet for den positive elektrode kan velges blant kjente bindemidler, med eller uten tilsetting av kjente additiver. Positivelektrodearket med det aktive materiallag 2a kuttes opp til en bestemt bredde, slik at det fremkommer et positivelektrodebånd.

Deretter tilformes gelelektrolyttfilmen 4a på det aktive materiallag 2a på positivelektrodebåndet. For tilforming av gelelektrolyttfilmen 4 blir først et elektrolyttsalt oppløst i et ikke-vandig løsningsmiddel for derved å tilveiebringe en ikke-vandig elektrolyttløsning. En matrisepolymer tilsettes denne ikke-vandige elektrolyttløsning og agiteres tilstrekkelig for oppløsning av matrisepolymeren, slik at det fremkommer en flytende elektrolyttløsning.

Dernest påføres en bestemt mengde av denne elektrolyttløsning på den positive elektrodes aktivmateriallag 2a, og kjøles ned ved romtemperatur, slik at matrisepolymeren geleres. På denne måten dannes en gelelektrolyttfilm 4a på det aktive materiallag 2a i den positive elektrode.

Det skal nevnes at tilveiebirngelsen av gelelektrolyttfilmen på positivelektrode-båndet skal beskrives nærmere nedenfor.

Dernest skjæres positivelektrodebåndet med gelelektrolyttfilmen 4a i en bestemt lengde. Gelelektrolyttfilmen 4a og det aktive materiallag 2a fjernes der hvor en ledning skal fastsveises, og en ledning, eksempelvis av aluminium, sveises fast der slik at det dannes en positivelektrodeterminal 7. På denne måten er det tilveiebrakt en strimmelformet positiv elektrode 2 med en gelelektrolyttfilm 4a.

Med hensyn til den negative elektrode 3 blir et negativelektrodekomposittmiddel som inneholder et aktivt materiale og et bindemiddel jevnt påført en metallfolie, så som en kobberfolie, slik at det dannes en negativelektrodesamler 3b. Belegget tørkes slik at det fremkommer et aktivmatenallag 3a for den negative elektrode. Nå er et negativelektrodeark tilveiebrakt. Bindemidlet i komposittmidlet kan velges blant kjente bindemidler, med eller uten tilsetning av kjente additiver. Negativelektrodearket med det aktive materiallag 3 a tilskjæres i en bestemt bredde slik at det fremkommer et negativ-elektrodebånd.

Deretter dannes gelelektrolyttfilmen 4b på det aktive materiallag 3 a på negativelektrodebåndet. For tildanning av gelelektrolyttfilmen 4 blir først en mengde av elektrolytt-løsningen preparert på samme måte som den foran og påført den negative elektrodes aktive materiallag. Det foretas en avkjøling ved romtemperatur slik at matrisepolymeren geleres. På denne måten tilveiebringes en gelelektrolyttfilm 4b på den negative elektrodes aktive materiallag 3 a.

Det skal nevnes at tilveiebirngelsen av gelelektrolyttfilmen på negativelektrodebåndet skal beskrives nærmere nedenfor.

Deretter kappes negativelektrodebåndet med gelelektrolyttfilmen 4b i en bestemt lengde. Gelelektrolyttfilmen 4b og det aktive materiallag 3a fjernes i et parti hvor en ledning skal fastsveises, og en ledning, eksempelvis av nikkel, sveises til dette parti slik at det dannes en negativelektrodeterminal 8. Nå er det tilveiebrakt en strimmelformet negativ elektrode 3 med en gelelektrolyttfilm 4b.

Den strimmelformede positive elektrode 2 og den strimmelformede negative elektrode 3 festes til hverandre med gelelektrolyttfilmenen 4a og 4b mot hverandre, og det hele presses sammen slik at det fremkommer et laminert elektrodelegeme. Dette lagdelte elektrodelegemet valses i lengderetningen slik at det tilveiebringes et valset elektrodelegeme 5.

Til slutt blir det valsede elektrodelegemet 5 pakket i en ytre film 6 av et isolerende materiale, slik at den positive elektrodeterminal 7 og den negative elektrodeterminal 8 rager ut gjennom de forseglede partier. Nå er gelelektrolyttcellen 1 ferdig.

Nedenfor skal nå tildanningen av gelelektrolyttfilmen på det positive og negative elektrodebånd beskrives nærmere. Det skal nevnes at forklaringen som gis gjelder tildanningen av en gelelektrolyttfilm på det positive elektrodebånd, men dette er bare ment som et eksempel, i det tilsvarende fremgangsmåte kan benyttes for tildanning av gelelektrolyttfilmen på det negative elektrodebånd.

Som vist i figur 6 og 7, blir først en flat plate 10, en bærer 11, og et positivelektrodebånd 12 plassert på hverandre, i denne rekkefølge. Den flate plate 10, bæreren 11, og positivelektrodebåndet 12 plasseres slik at senterlinjene, vist som linjen A-B i figur 6, i platens 10, bærerens 11, og båndets 12 lengderetning, stemmer overens.

Den flate plate 10 har en bredde t3 som er større enn bredden ti til positivelektrode-båndet 12, og større enn bredden til den gelelektrolyttfilm som dannes på positivelektrodebåndet 12.

Det flate plate 10 kan være av et hvilket som helst materiale hvis adhesjon relativt gelelektrolyttfilmen er større enn adhesjonen mellom bæreren 11 og gelelektrolyttfilmen. Den flate plate 10 kan eksempelvis være av metall eller glass.

Bæreren 11 har en bredde t2 som omtrent er lik bredden til en gelelektrolyttfilm 13a utformet på positivelektrodebåndet 12. Det vil si at bredden t2 til bæreren 11 er større enn bredden ti til positivelektrodebåndet 12 og mindre enn bredden t3 til den flate plate 10. Dessuten har den flate plate 11 en tykkelse som er så liten som mulig i forhold til en ønsket styrke.

Materialet i bæreren 11 er ikke begrenset til et spesielt materiale så lenge bare adhesjonen relativt gelelektrolyttfilmen er mindre enn adhesjonen mellom positivelektrodebåndet 12 og gelelektrolyttfilmen. Bæreren 11 kan fortrinnsvis være av et materiale så som metall eller syntetisk harpiks.

Som vist i figur 8 og 9 blir den flytende elektrolyttløsning 13 påført til laglagte elementer, nemlig den flate plate 10, bæreren 11 og positivelektrodebåndet 12. Elektro-lyttløsningen 13 påføres slik at det oppnås en beleggbredde t4 som er større enn bredden t2 til bæreren 11 og mindre enn bredden t3 til den flate plate 10.

Deretter blir, som vist i figur 10 og 11, med elektrolyttløsningen 13 påført til laglagte elementer, nemlig den flate plate 10, bæreren 11 og positivelektrodebåndet 12 revet løs fra den flate plate 10.

Da som nevnt foran adhesjonen mellom gelelektrolyttfilmen og den flate plate 10 er større enn adhesjonen mellom gelelektrolyttfilmen og bæreren 11 vil en del av elektrolyttløsningen 13 forbli på den flate plate 10 utenfor bæreren 11, det vil si at elektrolyttløsning 13 som strekker seg ut over bæreren 11 vil feste seg til den flate plate 10 og forbli der. Som følge herav vil det på den løsrevne bærer 11 ligge en elektrolytt-løsning 13 med i hovedsaken samme bredde som bæreren 11.

Nå blir den på bæreren 11 og båndet 12 påførte flytende elektrolyttløsning 13 gelert for dannelsen av en gelelektrolyttfilm 13 a.

Deretter blir, som vist i figur 12 og 13, positivelektrodebåndet 12 og gelelektrolyttfilmen 13a revet løs fra bæreren 11. Fordi, som allerede nevnt, adhesjonen mellom gelelektrolyttfilmen 13a og positivelektrodebåndet 12 er større enn adhesjonen mellom gelelektrolyttfilmen 13a og bæreren 11, vil den del av gelelektrolyttfilmen 13a på bæreren 11 som rager ut over bredden til positivelektrodebåndet 12, rives av fra bæreren 11 sammen med båndet 12, nettopp som følge av forskjellen i adhesjon.

Gelelektrolyttfilmen 13a på positivelektrodebåndet 12 vil altså ha en bredde som er større enn bredden til båndet 12.

Ved hjelp av den forannevnte fremgangsmåte, hvor adhesjonsforskjellene mellom den flate plate 10, bæreren 11, og gelelektrolyttfilmen 13 utnyttes, er det således mulig å tildanne en gelelektrolyttfilm 13a på positivelektrodebåndet 12 med en høy nøyaktighet, uten fare for avriving av gelelektrolyttfilmen 13a fra positivelektrodebåndet 12. Det foreligger således ingen fare for uønsket fjerning av gelelektrolyttfilm 13a eller fare for at bortskårede deler av gelelektrolyttfilmen 13a blander seg med produktet.

Med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tilveiebringes det en gelelektrolyttfilm 13a som har en bredde tilnærmet lik bærerens 11 bredde. Ved justering av bærerens 11 bredde kan man således oppnå en ønsket gelelektrolyttfilmbredde uten vanskeligheter. Det skal nevnes at selv om man her har forklart en utførelsesform av en celle med en stnmmelformet positiv og negativ elektrode som er laglagt via en gelelektrolyttfilm og valset i lengderetningen for tilveiebringelse av et valset elektrodelegmet, er andre løsninger mulige. Oppfinnelsen kan også utnyttes i et tilfellet hvor de strimmelformede positive og negative elektroder laglegges via geleletrolyttfilmen i det de foldes eller brettes isteden for å valses, for tilveiebringelse av et elektrodelegemet, eller i et tilfelle hvor en rektangulær positiv elektrode og en rektangulær negativ elektrode laglegges via en gelelektrolyttfilm for tilveiebringelse av et laglagt elektrodelegeme.

Gelelektrolyttcellen 1 ifølge oppfinnelsen er ikke begrenset til en spesiell form, så som en sirkulær form, vinkelform og lignende. Oppfinnelsen kan anvendes både i forbind-else med primærceller så vel som sekundærceller.

Eksempel

For å bekrefte virkningen av oppfinnelsen ble en gelelektrolyttfilm utformet på et elektrodebånd i samsvar med den foran beskrevne fremgangsmåte.

Et elektrodebånd ble plassert på en bærer på en slik måte at deres senterlinjer, med hensyn på bredden, var i samsvar, og båndet og bæreren ble valset for tilveiebringelse av et valset elektrodelegeme.

Den benyttede bærer var polypropylenfilm med en lengde på 200 meter, en bredde på 62 mm, og en tykkelse på 0,05 mm. Elektrodebåndet hadde en lengde på 150 meter, en bredde på 60 mm og en tykkelse på 0,15 mm.

Det lagdelte legemet bestående av bæreren og elektrodebåndet ble ført over en overflate på en beleggingstrommel som hadde en bredde på 100 mm, og en elektrolyttløsning ble påført bæreren og elektrodebåndet med en tykkelse på 20 um under utnyttelse av en avstrykerkniv. Avstrykerkniven hadde en åpningsbredde på 70 mm.

Det vil si at elektrolyttløsningen ble påført bæreren og elektrodebåndet på en slik måte at løsningen hadde en bredde som var mindre enn bredden til beleggingstrommelen og større enn bærerens bredde.

Etter ferdig elektrolyttbelegging ble elektroden fjernet fra beleggingstrommelen ved at bæreren og elektrodebåndet ble revet av fra trommelen. Den del av elektrolyttløsningen som strakte seg ut over bærerens bredde ble igjen på trommelens overflate, og dette restbelegg ble fjernet ved hjelp av en skraper i kontakt med beleggingsvalsen.

Elektrolyttløsningen ble så gelert for dannelse av en gelelektrolyttfilm, og elektrodebåndet ble revet løs fra bæreren. Det fremkom på denne måten en gelelektrolyttfilm på elektrodebåndet, hvilken film strakte seg 1,0 mm ut over båndbredden på hver side.

Ved tildanning av en gelelektrolyttfilm som beskrevet foran, er det mulig å tilveiebringe en ønsket gelelektrolyttfilm uten uønsket fjerning av en del av gelelektrolyttfilmen, eller uten fare for at bortskåret gelfilm blander seg med produktet og reduserer kapasiteten.

Fordi oppfinnelsen utnytter adhesjonsforskjellene mellom elektrodebæreren, den første bærer, den andre bærer og gelelektrolyttfilmen, foreligger det ingen fare for avriving av gelelektrolyttfilm fra elektrodebæreren, og det vil være mulig å tilforme en gelelektrolyttfilm på elektrodebæreren med en høy nøyaktighet. Ifølge oppfinnelsen foreligger det derfor ingen fare for uønsket fjerning av gelelektrolyttfilm eller en fare for at bortskåret gelelektrolyttfilm blander seg med produktet.

Oppfinnelsen muliggjør således fremstilling av en utmerket elektrode.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en elektrode som innbefatter en rektangulær elektrodebærer og en gelelektrolyttfilm utformet på elektrodebæreren med en bredde større enn bredden til elektrodebæreren, karakterisert ved et overleggingstrinn for sammenlegging av en første bærer som har en større bredde enn gelelektrolyttfilmen, en andre bærer som har en bredde tilnærmet lik bredden til gelelektrolyttfilmen, og elektrodebæreren, i denne rekkefølge, et beleggingstrinn for påføring av en elektrolyttsammensetning på i overleggingstrinnet på hverandre lagte første bærer, andre bærer, og elektrodebæreren, på en slik måte at den påførte elektrolyttsammensetning vil ha en bredde som er større enn bredden til den andre bærer og mindre enn bredden til den første bærer, et første avrivingstrinn for avriving av den andre bærer og elektrodebæreren, belagt med gelektrolyttsammensetningen i beleggingstrinnet, fra den første bærer, et geleringstrinn for omdanning av den på den andre bærer og elektrodebæreren, som er revet av fra den første bærer i det første avrivingstrinn, påført elektrolyttsammensetning til en gelelektrolyttfilm, og et andre avrivingstrinn for avriving av elektrodebæreren og den i geleringstrinnet gelerte gelelektrolyttfilm fra den andre bærer.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at elektrolyttsammensetningen i beleggingstrinnet er i en soltilstand.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at elektrolyttsammensetningen inneholder et elektrolyttsalt, en matrikspolymer, og et svellingsoppløsningsmiddel.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at elektrolyttsaltet velges fra gruppen som består av LiPF6, LiAsF6, UBF4, LiCIO,», LiCF3S03, Li(CF3S02)zN og LiC4F9S03.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at matrikspolymeren velges fra gruppen som består av polyakrylonitril, polyvinylidenfluorid, polytetrafluoretylen, polyheksafluorpropylen, polyetylenoksid, polypropylenoksid, polyfosfazener, polysiloksan, polyvinylacetat, polyvinylalkohol, polymetylmetakrylat, polyakrylsyre, polymetakrylsyre, styren-butadien-gummi, nitril-butadien-gummi, polystyren og polykarbonat.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at svellingsoppløsningsmidlet velges fra gruppen som består av etylenkarbonat, propylenkarbonat, butylenkarbonat, y-butyrolakton, y-valerolakton, dietoksyetan, tetrahydrofuran, 2-metyltetrahydrofuran, 1,3-dioksan, metylacetat, metylpropionat, dimetylkarbonat, dietylkarbonat og etylmetylkarbonat.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at i det første avrivingstrinn har den første bærer en adhesjon relativt elektrolyttsammensetningen som er større enn adhesjonen mellom den andre bærer og elektrolyttsammensetningen.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at i det andre avrivingstrinn har den andre bærer en adhesjon relativt gelelektrolyttfilmen som er lavere enn adhesjonen mellom elektrodebæreren og gelelektrolyttfilmen.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at den andre bærer består av en syntetisk harpiks.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at den syntetiske harpiks består av propylen.