▶ フオルクスヴアーゲン アクチエンゲゼルシヤフトの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024144391
(43)【公開日】2024-10-11
(54)【発明の名称】被覆装置、方法および電極
(51)【国際特許分類】
H01M 4/04 20060101AFI20241003BHJP
H01M 4/02 20060101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
H01M4/04 Z
H01M4/02 Z
【審査請求】有
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024055820
(22)【出願日】2024-03-29
(31)【優先権主張番号】10 2023 202 931.6
(32)【優先日】2023-03-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(71)【出願人】
【識別番号】596107062
【氏名又は名称】フォルクスヴァーゲン アクチエンゲゼルシャフト
【氏名又は名称原語表記】ＶＯＬＫＳＷＡＧＥＮ ＡＫＴＩＥＮＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ
【住所又は居所原語表記】Ｂｅｒｌｉｎｅｒ Ｒｉｎｇ ２， ３８４４０ Ｗｏｌｆｓｂｕｒｇ， Ｇｅｒｍａｎｙ
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【弁理士】
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100098501
【弁理士】
【氏名又は名称】森田 拓
(74)【代理人】
【識別番号】100116403
【弁理士】
【氏名又は名称】前川 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100134315
【弁理士】
【氏名又は名称】永島 秀郎
(74)【代理人】
【識別番号】100162880
【弁理士】
【氏名又は名称】上島 類
(72)【発明者】
【氏名】ルートガー ブースヴィンケル
(72)【発明者】
【氏名】スヴェン ショップフ
(72)【発明者】
【氏名】ゼバスティアン ロイバー
(72)【発明者】
【氏名】ローラント シュミット－ローバッハ
【テーマコード（参考）】
5H050
【Ｆターム（参考）】
5H050AA19
5H050FA02
5H050FA17
5H050GA02
5H050GA03
5H050GA07
5H050GA22
5H050GA23
5H050GA29
5H050HA00
5H050HA04
5H050HA12
5H050HA14
5H050HA20
(57)【要約】 （修正有）
【課題】電極を製造するための被覆装置及び方法を提供する。
【解決手段】二層構造の粉末層１２を有する電極１１を基材１５上に製造する被覆装置１０に関し、圧着間隙１８内に基材１５を供給する供給ユニット１７と、第１及び第２粉末２０，２１を収容し、第１調量間隙２２を第１及び第２粉末で並行して充填する第１調量ユニット１９とロール設備２３を有し、ロール設備は第１被着ロール２４、第１圧着ロールユニット２５、第２圧着ロールユニット２６を有し、第１調量間隙は第１被着ロールと第１圧着ロールユニット間に設けられ、圧着間隙は第１圧着ロールユニットと第２圧着ロールユニット間に設けられ、第１調量間隙は、第１及び第２粉末を二層構造の層２７として第１圧着ロールユニットに第１被着力によって被着させるために設けられ、圧着間隙は、二層構造の層を第１圧着ロールユニットから基材の第１の側２８に圧着力によって引き渡すために設けられる。
【選択図】図１
【解決手段】二層構造の粉末層１２を有する電極１１を基材１５上に製造する被覆装置１０に関し、圧着間隙１８内に基材１５を供給する供給ユニット１７と、第１及び第２粉末２０，２１を収容し、第１調量間隙２２を第１及び第２粉末で並行して充填する第１調量ユニット１９とロール設備２３を有し、ロール設備は第１被着ロール２４、第１圧着ロールユニット２５、第２圧着ロールユニット２６を有し、第１調量間隙は第１被着ロールと第１圧着ロールユニット間に設けられ、圧着間隙は第１圧着ロールユニットと第２圧着ロールユニット間に設けられ、第１調量間隙は、第１及び第２粉末を二層構造の層２７として第１圧着ロールユニットに第１被着力によって被着させるために設けられ、圧着間隙は、二層構造の層を第１圧着ロールユニットから基材の第１の側２８に圧着力によって引き渡すために設けられる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも１つの二層構造の粉末層（１２）、特に、二層構造のカソード層（１３）および／または二層構造のアノード層（１４）を有する電極（１１）を基材（１５）、特に集電体（１６）上に製造するための被覆装置（１０）であって、
前記被覆装置（１０）は、
圧着間隙（１８）内に基材（１５）を供給する（１１０）供給ユニット（１７）と、
第１の粉末（２０）および第２の粉末（２１）を収容し、第１の調量間隙（２２）を前記第１の粉末（２０）および前記第２の粉末（２１）で並行して充填する（１２０）第１の調量ユニット（１９）と、
ロール設備（２３）と、
を有しており、
前記ロール設備（２３）は、第１の被着ロール（２４）、第１の圧着ロールユニット（２５）および第２の圧着ロールユニット（２６）を有しており、
前記第１の調量間隙（２２）は、前記第１の被着ロール（２４）と前記第１の圧着ロールユニット（２５）との間に設けられており、前記圧着間隙（１８）は、前記第１の圧着ロールユニット（２５）と前記第２の圧着ロールユニット（２６）との間に設けられており、
前記第１の調量間隙（２２）は、前記第１の粉末（２０）および前記第２の粉末（２１）を、第１の少なくとも二層構造の層（２７）として、前記第１の圧着ロールユニット（２５）に第１の被着力（ＦＡ１）によって被着させる（１３０）ために設けられており、
前記圧着間隙（１８）は、前記第１の少なくとも二層構造の層（２７）を、前記第１の圧着ロールユニット（２５）から、供給された前記基材（１５）の第１の側（２８）に、圧着力（ＦＰ）によって引き渡す（１４０）ために設けられている、
被覆装置（１０）。
前記被覆装置（１０）は、
圧着間隙（１８）内に基材（１５）を供給する（１１０）供給ユニット（１７）と、
第１の粉末（２０）および第２の粉末（２１）を収容し、第１の調量間隙（２２）を前記第１の粉末（２０）および前記第２の粉末（２１）で並行して充填する（１２０）第１の調量ユニット（１９）と、
ロール設備（２３）と、
を有しており、
前記ロール設備（２３）は、第１の被着ロール（２４）、第１の圧着ロールユニット（２５）および第２の圧着ロールユニット（２６）を有しており、
前記第１の調量間隙（２２）は、前記第１の被着ロール（２４）と前記第１の圧着ロールユニット（２５）との間に設けられており、前記圧着間隙（１８）は、前記第１の圧着ロールユニット（２５）と前記第２の圧着ロールユニット（２６）との間に設けられており、
前記第１の調量間隙（２２）は、前記第１の粉末（２０）および前記第２の粉末（２１）を、第１の少なくとも二層構造の層（２７）として、前記第１の圧着ロールユニット（２５）に第１の被着力（ＦＡ１）によって被着させる（１３０）ために設けられており、
前記圧着間隙（１８）は、前記第１の少なくとも二層構造の層（２７）を、前記第１の圧着ロールユニット（２５）から、供給された前記基材（１５）の第１の側（２８）に、圧着力（ＦＰ）によって引き渡す（１４０）ために設けられている、
被覆装置（１０）。
【請求項2】
第３の粉末（３１）および第４の粉末（３２）を収容し、第２の調量間隙（３０）を前記第３の粉末（３１）および前記第４の粉末（３２）で並行して充填する（１２０）第２の調量ユニット（２９）が設けられており、
前記ロール設備（２３）は少なくとも１つの第２の被着ロール（３３）を有しており、
第２の調量間隙（３０）が、前記第２の被着ロール（３３）と前記第２の圧着ロールユニット（２６）との間に設けられており、
前記第２の調量間隙（３０）は、前記第３の粉末（３１）および前記第４の粉末（３２）を、第２の少なくとも二層構造の層（３４）として、前記第２の圧着ロールユニット（２６）に第２の被着力（ＦＡ２）によって被着させる（１３０）ために設けられており、
前記圧着間隙（１８）は、前記第２の少なくとも二層構造の層（３４）を、前記第２の圧着ロールユニット（２６）から、供給された前記基材（１５）の第２の側（３５）に、圧着力（ＦＰ）によって引き渡す（１４０）ために設けられている、
請求項１記載の被覆装置（１０）。
前記ロール設備（２３）は少なくとも１つの第２の被着ロール（３３）を有しており、
第２の調量間隙（３０）が、前記第２の被着ロール（３３）と前記第２の圧着ロールユニット（２６）との間に設けられており、
前記第２の調量間隙（３０）は、前記第３の粉末（３１）および前記第４の粉末（３２）を、第２の少なくとも二層構造の層（３４）として、前記第２の圧着ロールユニット（２６）に第２の被着力（ＦＡ２）によって被着させる（１３０）ために設けられており、
前記圧着間隙（１８）は、前記第２の少なくとも二層構造の層（３４）を、前記第２の圧着ロールユニット（２６）から、供給された前記基材（１５）の第２の側（３５）に、圧着力（ＦＰ）によって引き渡す（１４０）ために設けられている、
請求項１記載の被覆装置（１０）。
【請求項3】
前記第１の圧着ロールユニット（２５）は、少なくとも１つの第１の圧着ロール（３６）と、少なくとも１つの第２の圧着ロール（３７）とを有しており、前記少なくとも１つの第１の圧着ロール（３６）と前記少なくとも１つの第２の圧着ロール（３７）との間に、少なくとも１つの第１のプレス間隙（３８）が設けられている、かつ／または
前記第２の圧着ロールユニット（２６）は、少なくとも１つの第３の圧着ロール（３９）と、少なくとも１つの第４の圧着ロール（４０）とを有しており、前記少なくとも１つの第３の圧着ロール（３９）と前記少なくとも１つの第４の圧着ロール（４０）との間に、少なくとも１つの第２のプレス間隙（４１）が設けられている、
請求項１または２記載の被覆装置（１０）。
前記第２の圧着ロールユニット（２６）は、少なくとも１つの第３の圧着ロール（３９）と、少なくとも１つの第４の圧着ロール（４０）とを有しており、前記少なくとも１つの第３の圧着ロール（３９）と前記少なくとも１つの第４の圧着ロール（４０）との間に、少なくとも１つの第２のプレス間隙（４１）が設けられている、
請求項１または２記載の被覆装置（１０）。
【請求項4】
前記第１の調量ユニット（１９）は、前記第１の調量間隙（２２）の領域において、前記第１の粉末（２０）と前記第２の粉末（２１）とを分離するための第１の分離薄板（４２）を有しており、かつ／または
前記第２の調量ユニット（２９）は、前記第２の調量間隙（３０）の領域において、前記第３の粉末（３１）と前記第４の粉末（３２）とを分離するための第２の分離薄板（４３）を有している、
請求項１から３までのいずれか１項記載の被覆装置（１０）。
前記第２の調量ユニット（２９）は、前記第２の調量間隙（３０）の領域において、前記第３の粉末（３１）と前記第４の粉末（３２）とを分離するための第２の分離薄板（４３）を有している、
請求項１から３までのいずれか１項記載の被覆装置（１０）。
【請求項5】
前記第１の調量間隙（２２）の領域において、第１の遮蔽薄板（４４）が前記第１の被着ロール（２４）の領域に設けられており、かつ／もしくは第２の遮蔽薄板（４５）が前記第１の圧着ロールユニット（２５）の領域に設けられており、ならびに／または
前記第２の調量間隙（３０）の領域において、第３の遮蔽薄板（４６）が前記第２の被着ロール（３３）の領域に設けられており、かつ／もしくは第４の遮蔽薄板（４７）が前記第２の圧着ロールユニット（２６）の領域に設けられている、
請求項１から４までのいずれか１項記載の被覆装置（１０）。
前記第２の調量間隙（３０）の領域において、第３の遮蔽薄板（４６）が前記第２の被着ロール（３３）の領域に設けられており、かつ／もしくは第４の遮蔽薄板（４７）が前記第２の圧着ロールユニット（２６）の領域に設けられている、
請求項１から４までのいずれか１項記載の被覆装置（１０）。
【請求項6】
基材（１５）、特に集電体（１６）上に、少なくとも１つの二層構造の粉末層（１２）、特に、二層構造のカソード層（１３）および／または二層構造のアノード層（１４）を有する電極（１１）を、請求項１から５までのいずれか１項記載の被覆装置（１０）において製造するための方法（１００）であって、前記方法（１００）は、
供給ユニット（１７）によって基材（１５）を圧着間隙（１８）内に供給するステップ（１１０）と、
第１の調量ユニット（１９）によって第１の調量間隙（２２）を第１の粉末（２０）および第２の粉末（２１）で並行して充填するステップ（１２０）と、
前記第１の調量間隙（２２）において、第１の圧着ロールユニット（２５）に、前記第１の粉末（２０）および前記第２の粉末（２１）を、第１の少なくとも二層構造の層（２７）として、第１の被着力（ＦＡ１）によって被着させるステップ（１３０）と、
前記第１の少なくとも二層構造の層（２７）を、第１の前記圧着間隙（１８）において、前記基材（１５）の第１の側（２８）に、圧着力（ＦＰ）によって引き渡すステップ（１４０）と、
を有している、方法（１００）。
供給ユニット（１７）によって基材（１５）を圧着間隙（１８）内に供給するステップ（１１０）と、
第１の調量ユニット（１９）によって第１の調量間隙（２２）を第１の粉末（２０）および第２の粉末（２１）で並行して充填するステップ（１２０）と、
前記第１の調量間隙（２２）において、第１の圧着ロールユニット（２５）に、前記第１の粉末（２０）および前記第２の粉末（２１）を、第１の少なくとも二層構造の層（２７）として、第１の被着力（ＦＡ１）によって被着させるステップ（１３０）と、
前記第１の少なくとも二層構造の層（２７）を、第１の前記圧着間隙（１８）において、前記基材（１５）の第１の側（２８）に、圧着力（ＦＰ）によって引き渡すステップ（１４０）と、
を有している、方法（１００）。
【請求項7】
第２の調量ユニット（２９）は、第２の調量間隙（３０）を第３の粉末（３１）および第４の粉末（３２）で並行して充填し（１２０）、前記第３の粉末（３１）および前記第４の粉末（３２）は、第２の少なくとも二層構造の層（３４）として、前記第２の調量間隙（３０）において、第２の被着力（ＦＡ２）によって第２の圧着ロールユニット（２６）に被着させられ（１３０）、
前記第２の少なくとも二層構造の層（３４）は、前記圧着間隙（１８）において前記圧着力（ＦＰ）によって前記基材（１５）の第２の側（３５）に引き渡される（１４０）、
請求項６記載の方法。
前記第２の少なくとも二層構造の層（３４）は、前記圧着間隙（１８）において前記圧着力（ＦＰ）によって前記基材（１５）の第２の側（３５）に引き渡される（１４０）、
請求項６記載の方法。
【請求項8】
前記第１の調量ユニット（１９）は前記第１の調量間隙（２２）を連続的に充填する（１２０）、かつ／または前記第２の調量ユニット（２９）は前記第２の調量間隙（３０）を連続的に充填する（１２０）、請求項６または７記載の方法（１００）。
【請求項9】
前記第１の調量ユニット（１９）は前記第１の粉末（２０）および前記第２の粉末（２１）を、前記第１の少なくとも二層構造の層（２７）の場合に前記圧着間隙（１８）において、４０～１５０μｍの第１の層厚（ＳＤ１）が調節されるように調量し、前記第１の粉末（２０）から成る第１の層（４８）は１０～７０μｍの層厚（ＳＰ１）を有しており、かつ／または
前記第２の調量ユニット（２９）は前記第３の粉末（３１）および前記第４の粉末（３２）を、前記第２の少なくとも二層構造の層（３４）の場合に前記圧着間隙（１８）において、４０～１５０μｍの第２の層厚（ＳＤ２）が調節されるように調量し、前記第３の粉末（３１）から成る第１の層（４９）は１０～７０μｍの層厚（ＳＰ３）を有している、
請求項６から８までのいずれか１項記載の方法（１００）。
前記第２の調量ユニット（２９）は前記第３の粉末（３１）および前記第４の粉末（３２）を、前記第２の少なくとも二層構造の層（３４）の場合に前記圧着間隙（１８）において、４０～１５０μｍの第２の層厚（ＳＤ２）が調節されるように調量し、前記第３の粉末（３１）から成る第１の層（４９）は１０～７０μｍの層厚（ＳＰ３）を有している、
請求項６から８までのいずれか１項記載の方法（１００）。
【請求項10】
前記第１の少なくとも二層構造の層（２７）を、前記第１の圧着ロールユニット（２５）の少なくとも１つの第１のプレス間隙（３８）においてプレスする（１５０）、かつ／または
前記第２の少なくとも二層構造の層（３４）を、前記第２の圧着ロールユニット（２６）の少なくとも１つの第２のプレス間隙（４１）においてプレスする（１５０）、
請求項６から９までのいずれか１項記載の方法（１００）。
前記第２の少なくとも二層構造の層（３４）を、前記第２の圧着ロールユニット（２６）の少なくとも１つの第２のプレス間隙（４１）においてプレスする（１５０）、
請求項６から９までのいずれか１項記載の方法（１００）。
【請求項11】
前記第１の被着ロール（２４）および／または前記第２の被着ロール（３３）および／または前記第１の圧着ロールユニット（２５）および／または前記第２の圧着ロールユニット（２６）を、８０℃～１５０℃の温度に温度調整する（１６０）、請求項６から１０までのいずれか１項記載の方法（１００）。
【請求項12】
前記第１の圧着ロールユニット（２５）と前記第２の圧着ロールユニット（２６）とが、互いに向き合って同じ第１の回転速度（ｖ１）で回転し、前記第１の圧着ロールユニット（２５）の前記第１の回転速度（ｖ１）と前記第１の被着ロール（２４）の第２の回転速度（ｖ２）との比は、１０：１～１０：４、好適には１０：１．５～１０：３、さらに好適には１０：２～１０：３であり、ならびに／または前記第２の圧着ロールユニット（２６）の前記第１の回転速度（ｖ１）と前記第２の被着ロール（３３）の第３の回転速度（ｖ３）との比は、１０：１～１０：４、好適には１０：１．５～１０：３、さらに好適には１０：２～１０：３である、請求項６から１１までのいずれか１項記載の方法（１００）。
【請求項13】
請求項１から５までのいずれか１項記載の被覆装置（１０）および／または請求項６から１２までのいずれか１項記載の方法（１００）によって製造された、二層構造の粉末層（１２）を有する電極（１１）であって、
基材（１５）は、第１の側（２８）と第２の側（３５）とを有する集電体（１６）であり、
第１の少なくとも二層構造の層（２７）は第１の粉末（２０）と第２の粉末（２１）とから成る、
電極（１１）。
基材（１５）は、第１の側（２８）と第２の側（３５）とを有する集電体（１６）であり、
第１の少なくとも二層構造の層（２７）は第１の粉末（２０）と第２の粉末（２１）とから成る、
電極（１１）。
【請求項14】
第２の少なくとも二層構造の層（３４）は第３の粉末（３１）と第４の粉末（３２）とから成る、請求項１３記載の電極（１１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、独立請求項１に記載の特徴を有する、基材上に少なくとも１つの二層構造の粉末層を有する電極を製造するための被覆装置、独立請求項６に記載の特徴を有する、少なくとも１つの二層構造の粉末層を有する電極を製造するための方法、ならびに独立請求項１３に記載の特徴を有する、二層構造の粉末層を有する電極に関する。
【0002】
溶剤を用いないもしくは乾燥型の電極製造のための試みにおいて、従来、一層構造の被覆を有する電極が製造されていた。電池セルの性能を改善するために、従来の電極製造において、多層構造の被覆（個々の層の種々異なる組成）を有する電極を製造するアプローチが追求されている。なぜなら、このような電極は、高められたエネルギ密度および導電性を有するからである。
【0003】
現在、溶剤を用いずに製造された、多層構造の被覆を有する電極は、しばしば自立型フィルムとして作製される。この際に２つの粉末は、カレンダ間隙内で集電体に押し付けられる。
【0004】
しかし、依然として、電極が湿式加工され、したがって溶剤を含有しているのが標準的である。
【0005】
別の様式は、基材の、そのために設けられた側への個々の層の順次の被着である。このために、たとえば順次配置された２つのカレンダ間隙において、それぞれ個々の層の自立型フィルムとしての被着および圧着が行われ得る。
【0006】
しかし、この場合には、しばしば、接着促進剤または粉末のある程度の湿分が必要になる。なぜなら、そうでないと各層の付着を保証することができないからである。これによって、被覆が完全ではない基材もしくは集電体が生じてしまうことがある。同様に、これによって、このように製造された電極の不良品の増加または電力の低下が生じる。
【0007】
したがって、本発明の課題は、上述した欠点のうちの少なくとも１つを、少なくとも部分的に克服することである。特に、本発明の課題は、乾燥型の電極製造を可能にし、これによって電極の導電性もしくはエネルギ密度が高められる被覆装置を提供することである。さらに、本発明の課題は、乾燥型の電極製造のための方法およびこのように製造された電極を提供することである。
【0008】
上述の課題は、独立請求項１に記載の特徴を有する被覆装置、独立請求項６に記載の特徴を有する方法、ならびに独立請求項１３に記載の特徴を有する電極によって解決される。本発明のさらなる特徴および詳細は、従属請求項、明細書および図面から明らかになる。本明細書では、本発明による被覆装置に関連して説明した特徴および詳細は、当然、本発明による方法に関連して、かつ／または本発明による電極に関連しても有効であり、さらにそれぞれその逆も有効であるので、本発明の個々の態様に対する開示について、常に相互に関連づけが行われる、もしくは関連づけが行われ得る。
【0009】
本発明によれば、本発明の第１の態様では、少なくとも１つの二層構造の粉末層、特に、二層構造のカソード層および／または二層構造のアノード層を有する電極を基材、特に集電体上に製造するための被覆装置が想定されている。被覆装置は、圧着間隙内に基材を供給する供給ユニットと、第１の粉末および第２の粉末を収容し、第１の調量間隙を第１の粉末および第２の粉末で並行して充填する第１の調量ユニットと、ロール設備とを有しており、ロール設備は、第１の被着ロール、第１の圧着ロールユニットおよび第２の圧着ロールユニットを有している。ここで、第１の調量間隙は、第１の被着ロールと第１の圧着ロールユニットとの間に設けられており、圧着間隙は、第１の圧着ロールユニットと第２の圧着ロールユニットとの間に設けられている。第１の調量間隙は、第１の粉末および第２の粉末を、第１の少なくとも二層構造の層として、第１の圧着ロールユニットに第１の被着力によって被着させるために設けられている。圧着間隙は、第１の少なくとも二層構造の層を、第１の圧着ロールユニットから、供給された基材の第１の側に、圧着力によって引き渡すために設けられている。
【0010】
被覆装置は、ロールによって運ばれる被覆に基づいており、ここでは、まず、少なくとも二層構造の層がロールに被着させられ、次いでロールから基材に引き渡されるもしくは圧着される。このことは、溶剤が含まれていない、乾燥した粉末材料による基材の被覆のために特に有利であり、したがって被覆装置は、乾燥型の電極製造に極めて適している。
【0011】
この第１の圧着ロールユニットおよび第２の圧着ロールユニットは、それぞれ１つの圧着ロールを有していてよい。少なくとも二層構造の層を引き渡すための圧着力を加えるために、圧着間隙を形成する、第１の圧着ロールユニットおよび第２の圧着ロールユニットの圧着ロールは、互いに向き合って同じ回転速度で回転し、これによって、最適な被覆結果を提供することができる。第１の被着ロールは、第１の被着ロールと共に調量間隙を形成する、第１の圧着ロールユニットの圧着ロールよりも低い回転速度を有していてよく、これによって、第１の粉末および第２の粉末が第１の層として、第１の圧着ユニットに付着し続けて、第１の圧着ユニットによって運ばれることが保証される。
【0012】
第１の調量ユニットは、第１の粉末も第２の粉末も同時に調量するので、所望の二層構造の層の、圧着プロセスにおける、すなわち圧着間隙の通過における被着が可能になる。この際、第１の粉末と第２の粉末とが相並んで充填され、境界領域においてのみ混ざることに留意されたい。第１の粉末と第２の粉末との混合を減らすために、第１の調量ユニットが第１の粉末のための第１のチャンバと第２の粉末のための第２のチャンバとを有していることが考えられる。
【0013】
第１の層における第１の粉末と第２の粉末との量の割合は、種々異なる層厚を生成するために可変であってよい。このために、各粉末の量の割合を開ループ制御および／または閉ループ制御するコントロールユニットが設けられることが考えられる。
【0014】
さらに、並行した、同時の調量もしくは調量間隙の充填によって被覆装置の効率が高まる。なぜなら、二層構造の粉末層を基材上に設けるために１つのロール設備しか必要とされないからである。二層構造の粉末層を同時に設けることによって、２つの粉末層間の境界層の形成が低減もしく阻止され、これによって付着および電気的な接続が改善される。
【0015】
被覆装置の発明の枠内で、第３の粉末および第４の粉末を収容し、第２の調量間隙を第３の粉末および第４の粉末で並行して充填する第２の調量ユニットが設けられており、ロール設備が少なくとも１つの第２の被着ロールを有しており、第２の調量間隙が、第２の被着ロールと第２の圧着ロールユニットとの間に設けられていることが有利であり得る。ここで、第２の調量間隙は、第３の粉末および第４の粉末を、第２の少なくとも二層構造の層として、第２の圧着ロールユニットに第２の被着力によって被着させるために設けられている。第１の圧着ロールユニットと第２の圧着ロールユニットとの間の圧着間隙は、第２の少なくとも二層構造の層を、第２の圧着ロールユニットから、供給された基材の第２の側に、圧着力によって引き渡すために設けられている。
【0016】
第２の被着ロールは、第２の被着ロールと共に調量間隙を形成する、第２の圧着ロールユニットの圧着ロールよりも低い回転速度を有していてよく、これによって、第３の粉末および第４の粉末が第２の層として、第２の圧着ユニットに付着し続けて、第２の圧着ユニットによって運ばれることが保証される。
【0017】
第２の調量ユニットは、第３の粉末も第４の粉末も同時に調量するので、所望の二層構造の層の、圧着プロセスにおける、すなわち圧着間隙の通過における被着が可能になる。この際、第３の粉末と第４の粉末とが相並んで充填され、境界領域においてのみ混ざることに注意されたい。第３の粉末と第４の粉末との混合を減らすために、第２の調量ユニットが第３の粉末のための第３のチャンバと第４の粉末のための第４のチャンバとを有していることが考えられる。
【0018】
第２の層における第３の粉末と第４の粉末との量の割合は、種々異なる層厚を生成するために可変であってよい。このために、コントロールユニットが各粉末の量の割合を開ループ制御および／または閉ループ制御することが考えられる。
【0019】
さらに、第１の粉末と第３の粉末とが同じ組成を有していること、および／または第２の粉末と第４の粉末とが同じ組成を有していることが考えられる。
【0020】
本発明の枠内で、第１の圧着ロールユニットが、少なくとも１つの第１の圧着ロールと、少なくとも１つの第２の圧着ロールとを有しており、少なくとも１つの第１の圧着ロールと少なくとも１つの第２の圧着ロールとの間に、少なくとも１つの第１のプレス間隙が設けられていることが考えられる。付加的にまたは代替的に、第２の圧着ロールユニットは、少なくとも１つの第３の圧着ロールと、少なくとも１つの第４の圧着ロールとを有しており、少なくとも１つの第３の圧着ロールと少なくとも１つの第４の圧着ロールとの間に、少なくとも１つの第２のプレス間隙が設けられている。
【0021】
第１のプレス間隙および／または第２のプレス間隙は、第１の層もしくは第２の層をプレスし、その後に、第１の層もしくは第２の層が基材に引き渡される。これによって、第１の層および第２の層のより密なパッキングを生成することができ、これによって、導電性をさらに改善することができる。さらに、調量間隙と圧着間隙との両方において、被着もしくは引き渡しのために作用する力がより少なくて済むので、これらの間隙において作用する剪断力を減らすことができるという付加的な効果をプレス間隙は有している。このことは、均一な被着および引き渡しを生じさせ、被着もしくは引き渡し時の欠陥箇所を減らす。
【0022】
ここでは、第１の圧着ロールユニットおよび／または第２の圧着ロールユニットが、別の圧着ロールと、これに伴って生じる別のプレス間隙とを有していることも考えられる。
【0023】
本発明の枠内で、第１の調量ユニットが、第１の調量間隙の領域において、第１の粉末と第２の粉末とを分離するための第１の分離薄板を有していることが想定されていてよい。付加的にまたは代替的に、第２の調量ユニットは、第２の調量間隙の領域において、第３の粉末と第４の粉末とを分離するための第２の分離薄板を有している。
【0024】
この場合、第１の分離薄板もしくは第２の分離薄板は、各調量間隙を閉鎖することなく、第１の調量間隙もしくは第２の調量間隙の領域内にのみ突入している。分離薄板は、第１の層または第２の層としての粉末の被着の直前まで、個々の粉末を分離するために用いられる。分離薄板は、第１の層または第２の層の境界領域における混合を減らし、このことは、第１の層もしくは第２の層のエネルギ密度にとって特に有利である。
【0025】
ここで、第１の分離薄板および／または第２の分離薄板が構造体を有していることが考えられる。この構造体は、場合によって生じ得る塊を解くため、かつ／または調量間隙へのより良好な搬送をもたらすために、各粉末を櫛でかき分けることができる。分離薄板を電気式かつ／またはニューマチック式の励起によって振動させることも考えられ、これによって搬送がさらに改善され得る。
【0026】
第１の調量間隙の領域において、第１の遮蔽薄板が第１の被着ロールの領域に設けられており、かつ／もしくは第２の遮蔽薄板が第１の圧着ロールユニットの領域に設けられており、ならびに／または第２の調量間隙の領域において、第３の遮蔽薄板が第２の被着ロールの領域に設けられており、かつ／もしくは第４の遮蔽薄板が第２の圧着ロールユニットの領域に設けられていることがさらに考えられる。
【0027】
遮蔽薄板は、粉末が、調量間隙の前にすでに、第１の圧着ロールユニットおよび／もしくは第２の圧着ロールユニットに当接しないようにするために、または第１の被着ロールおよび／もしくは第２の被着ロールに付着したりしないようにするために用いられる。同時に、このような遮蔽薄板によって、第１の調量間隙および／または第２の調量間隙内への粉末の引込みが容易に制御され得る。同時に、第１の被着ロールおよび／または第２の被着ロールおよび／または第１の圧着ロールユニットおよび／または第２の圧着ロールユニットをクリーニングするため、もしくは付着している材料を除去するために、これらが構造体を有していることが考えられる。これによって、新規の第１の層もしくは第２の層のできるだけクリーンな被着、または基材上への第１の層および／もしくは第２の層のクリーンな引き渡しが可能になる。
【0028】
さらに被覆装置の場合、第１の被着ロールおよび／または第２の被着ロールおよび／または第１の圧着ロールユニットおよび／または第２の圧着ロールユニットが、温度調整可能であることが考えられる。
【0029】
上述の課題は、さらに、本発明の第２の態様では、基材、特に集電体上に、少なくとも１つの二層構造の粉末層、特に、二層構造のカソード層および／または二層構造のアノード層を有する電極を、上述した被覆装置において製造するための、本発明による方法によって解決され、この方法は、
・供給ユニットによって基材を圧着間隙内に供給するステップ、
・第１の調量ユニットによって第１の調量間隙を第１の粉末および第２の粉末で並行して充填するステップ、
・第１の調量間隙において、第１の圧着ロールユニットに、第１の粉末および第２の粉末を、第１の少なくとも二層構造の層として、第１の被着力によって被着させるステップ、
・第１の少なくとも二層構造の層を、第１の圧着間隙において、基材の第１の側に、圧着力によって引き渡すステップ、
を有している。
・供給ユニットによって基材を圧着間隙内に供給するステップ、
・第１の調量ユニットによって第１の調量間隙を第１の粉末および第２の粉末で並行して充填するステップ、
・第１の調量間隙において、第１の圧着ロールユニットに、第１の粉末および第２の粉末を、第１の少なくとも二層構造の層として、第１の被着力によって被着させるステップ、
・第１の少なくとも二層構造の層を、第１の圧着間隙において、基材の第１の側に、圧着力によって引き渡すステップ、
を有している。
【0030】
第１の粉末と第２の粉末とを第１の層として基材に同時に被着させることによって、層の個々の粉末にそれぞれ加えられる力を減らすこと、もしくは均一に分散させることができる。
【0031】
第２の調量ユニットが、第２の調量間隙を第３の粉末および第４の粉末で並行して充填し、第３の粉末および第４の粉末が、第２の少なくとも二層構造の層として、第２の調量間隙において、第２の被着力によって第２の圧着ロールユニットに被着させられること、ならびに第２の少なくとも二層構造の層が、圧着間隙において圧着力によって基材の第２の側に引き渡されることも考えられる。
【0032】
第２の調量ユニットおよび第２の調量間隙によって、基材の第２の側にも少なくとも二層構造の粉末層が設けられ得る。これによって、電極製造のケースでは、１つのステップにおいて、アノード層もカソード層も、基材もしくは集電体に被着させられる。
【0033】
本発明の枠内で、任意選択的に、第１の調量ユニットが第１の調量間隙を連続的に充填すること、および／または第２の調量ユニットが第２の調量間隙を連続的に充填することが可能である。
【0034】
このことは、基材の各側に少なくとも二層構造の層を生成する際に特に均一な結果をもたらす。
【0035】
さらに、本発明の枠内で、第１の調量ユニットが第１の粉末および第２の粉末を、第１の少なくとも二層構造の層の場合に圧着間隙において、４０～１５０μｍの第１の層厚が調節されるように調量し、ここで第１の粉末から成る第１の層が１０～７０μｍの層厚を有することが想定されてよい。付加的にまたは代替的に、第２の調量ユニットは第３の粉末および第４の粉末を、第２の少なくとも二層構造の層の場合に圧着間隙において、４０～１５０μｍの第２の層厚が調節されるように調量し、ここで第３の粉末から成る第１の層は１０～７０μｍの層厚を有する。
【0036】
この層厚もしくは所要の材料量は、第１の調量ユニットもしくは第２の調量ユニットによって設定され、第１の調量間隙における第１の被着力もしくは第２の調量間隙における第２の被着力によって、また圧着間隙における圧着力によって生成される。これは、コントロールユニットによって開ループ制御および／または閉ループ制御可能である。
【0037】
本発明に関して、第１の少なくとも二層構造の層を、第１の圧着ロールユニットの少なくとも１つの第１のプレス間隙においてプレスすること、および／または第２の少なくとも二層構造の層を、第２の圧着ロールユニットの少なくとも１つの第２のプレス間隙においてプレスすることが考えられる。
【0038】
各プレス間隙内でのプレスは、第１の層および／または第２の層の圧縮を引き起こし、これによって、基材の第１の側および／または第２の側でそれぞれの少なくとも二層構造の粉末層のより密なパッキングが生成される。このことが、第１の被着力および／または第２の被着力および／または圧着力の低減を可能にする。
【0039】
さらに、第１の被着ロールおよび／または第２の被着ロールおよび／または第１の圧着ロールユニットおよび／または第２の圧着ロールユニットを、８０℃～１５０℃、特に１００℃～１２０℃の温度に温度調整することが考えられる。
【0040】
このことは、第１の圧着ロールユニットへの第１の層としての第１の粉末および第２の粉末の改善された被着を可能にし、かつ／または第２の圧着ロールユニットへの第２の層としての第３の粉末および第４の粉末の改善された被着を可能にする。さらに、個々のロールの温度調整によって、基材の第１の側への第１の層の引き渡しおよび／または基材の第２の側への第２の層の引き渡しを改善することができる。なぜなら、各層の個々の粉末の結合が、熱によって高められるからである。
【0041】
この際、引き渡しのために、すなわち基材の第１の側への第１の層の圧着および／または基材の第２の側への第２の層の圧着のために基材を予め温めるために、供給ユニットを温度調整することも考えられる。
【0042】
本発明の枠内で、有利には、第１の圧着ロールユニットと第２の圧着ロールユニットとが、互いに向き合って同じ第１の回転速度で回転し、第１の圧着ロールユニットの第１の回転速度と第１の被着ロールの第２の回転速度との比は、１０：１～１０：４、好適には１０：１．５～１０：３、さらに好適には１０：２～１０：３であり、ならびに／または第２の圧着ロールユニットの第１の回転速度と第２の被着ロールの第３の回転速度との比は、１０：１～１０：４、好適には１０：１．５～１０：３、さらに好適には１０：２～１０：３である。
【0043】
第１の圧着ロールユニットが第１の圧着ロールおよび第２の圧着ロールを有しており、かつ／または第２の圧着ロールユニットが第３の圧着ロールおよび第４の圧着ロールを有している場合、第１の回転速度は、第１の圧着ロールユニットの第１の圧着ロールおよび第２の圧着ロールユニットの第３の圧着ロールの回転速度として有効である。なぜなら、これらは圧着間隙を形成しているからである。この際、第２の圧着ロールおよび第４の圧着ロールは、それぞれ、第１の回転速度とは異なる回転速度を有していてよい。
【0044】
ここで、回転速度の比が、電極の集電体上の第１の層もしくは第１の少なくとも二層構造の粉末層、および／または電極の集電体上の第２の層もしくは第２の少なくとも二層構造の粉末層の安定性の向上をもたらすことが有利であることが判明している。
【0045】
上述の課題は、さらに、本発明の第３の態様では、上述の被覆装置および／または上述の方法によって製造された、二層構造の粉末層を有する、本発明による電極によって解決され、基材は、第１の側と第２の側とを有する集電体であり、第１の少なくとも二層構造の層は第１の粉末と第２の粉末とから成る。
【0046】
本発明の枠内で、第２の少なくとも二層構造の層が第３の粉末と第４の粉末とから成ることが考えられる。
【0047】
ここで、電極は、アノードとしてもカソードとしても使用可能である。この場合、カソードの二層構造の粉末層が、アノードの二層構造の粉末層とは異なっていることが考えられる。アノードの集電体とカソードの集電体とが異なっていることも考えられる。
【0048】
そのような電極は、最適に圧縮された第１の少なくとも二層構造の層および／または第２の少なくとも二層構造の層を有しており、第１の少なくとも二層構造の層および／または第２の少なくとも二層構造の層は、溶剤を含んでいない。同時に、このように製造された電極は、高い導電性およびエネルギ密度を有している。
【0049】
電極、またはアノードもしくはカソードの第１の少なくとも二層構造の層および／または第２の少なくとも二層構造の層に対する、第１の粉末、第２の粉末、第３の粉末および第４の粉末の材料使用の、既存の導電性に対する特に良好な比率は、第１の少なくとも二層構造の層および第２の少なくとも二層構造の層が４０～１５０μｍの層厚を有する場合に得られ、ここでは第１の層の第１の粉末および第３の層の第３の粉末は１０～７０μｍの層厚を有している。これによって、材料使用のコスト効率もよくすることができる。
【0050】
本発明の第１の態様の被覆装置に関して説明した利点は、本発明の第２の態様の方法ならびに本発明の第３の態様の電極にも当てはまる。
【0051】
本発明のさらなる利点、特徴および詳細は、以降の説明から明らかになる。以降の説明では、図面を参照しながら本発明の複数の実施例を詳細に説明する。本願では、特許請求の範囲および明細書に記載されている特徴は、それぞれ個々に、または任意の組み合わせで本発明の本質を形成することができる。本発明は以降の図面に示されている。
【図面の簡単な説明】
【0052】
【図1】第１の層の被着および引き渡しのための被覆装置を概略的に示す図である。
【図2】第１の層および第２の層の被着および引き渡しのための被覆装置を概略的に示す図である。
【図6】電極を概略的に示す図である。
【0053】
図１および図２には、基材１５、特に集電体１６上に少なくとも１つの二層構造の粉末層１２、特に、二層構造のカソード層１３および／または二層構造のアノード層１４を有する電極１１を製造するためのそれぞれ１つの被覆装置１０が示されている。ここで、図１は、少なくとも１つの第１の二層構造の粉末層１２の被着１３０および引き渡し１４０による、基材１５の片側での被覆のための被覆装置１０を示しており、図２は、少なくとも１つの第１の二層構造の粉末層１２、すなわち第１の二層構造の層２７、および少なくとも１つの第２の二層構造の粉末層１２、すなわち第２の二層構造の層３４の被着１３０および引き渡し１４０による、基材１５の両側での被覆のための被覆装置１０を示している。
【0054】
図１の被覆装置１０も図２の被覆装置１０も、圧着間隙１８内に基材１５を供給１１０する供給ユニット１７、第１の粉末２０および第２の粉末２１を収容し、第１の粉末２０および第２の粉末２１で第１の調量間隙２２を並行して充填する第１の調量ユニット１９、およびロール設備２３を有しており、ロール設備２３は、第１の被着ロール２４、第１の圧着ロールユニット２５および第２の圧着ロールユニット２６を有している。
【0055】
ここで、第１の調量間隙２２は、第１の被着ロール２４と第１の圧着ロールユニット２５との間に設けられており、圧着間隙１８は、第１の圧着ロールユニット２５と第２の圧着ロールユニット２６との間に設けられている。
【0056】
第１の調量間隙２２は、第１の粉末２０および第２の粉末２１を、第１の少なくとも二層構造の層２７として、第１の圧着ロールユニット２５に第１の被着力ＦＡ１によって被着させる１３０ために設けられている。圧着間隙１８は、第１の少なくとも二層構造の層２７を、第１の圧着ロールユニット２５から、供給された基材１５の第１の側２８に、圧着力ＦＰによって引き渡す１４０ために設けられている。
【0057】
二層構造の粉末層１２を両側で基材１５に被着させる１３０ことができるようにするために、図２の被覆装置１０は、第３の粉末３１および第４の粉末３２を収容し、第３の粉末３１および第４の粉末３２で第２の調量間隙３０を並行して充填１２０する第２の調量ユニット２９を有している。ロール設備２３は付加的に、少なくとも１つの第２の被着ロール３３を有している。第２の調量間隙３０は、第２の被着ロール３３と第２の圧着ロールユニット２６との間に設けられており、第２の調量間隙３０は、第３の粉末３１および第４の粉末３２を第２の少なくとも二層構造の層３４として第２の圧着ロールユニット２６に第２の被着力ＦＡ２によって被着させる１３０ために設けられている。このケースにおいて、圧着間隙１８は、第２の少なくとも二層構造の層３４を、第２の圧着ロールユニット２６から、供給された基材１５の第２の側３５に、圧着力ＦＰによって引き渡す１４０ためにも設けられている。
【0058】
たとえば図２に示されているように、第１の圧着ロールユニット２５は、少なくとも１つの第１の圧着ロール３６と、少なくとも１つの第２の圧着ロール３７とを有しており、少なくとも１つの第１の圧着ロール３６と少なくとも１つの第２の圧着ロール３７との間に、少なくとも１つの第１のプレス間隙３８が設けられている。付加的に第２の圧着ロールユニット２６は、少なくとも１つの第３の圧着ロール３９と、少なくとも１つの第４の圧着ロール４０とを有しており、少なくとも１つの第３の圧着ロール３９と少なくとも１つの第４の圧着ロール４０との間に、少なくとも１つの第２のプレス間隙４１が設けられている。
【0059】
図３には、第１の調量ユニット１９を有する第１の調量間隙２２の拡大された一部分が示されている。ここでは第１の調量ユニット１９は、第１の調量間隙２２の領域において第１の粉末２０と第２の粉末２１とを分離するための第１の分離薄板４２を有している。別の分離薄板が、第２の調量ユニット２９および第２の調量間隙３０の場合にも同様に設けられていてよい。
【0060】
さらに、図３に示された一部分は、第１の調量間隙２２の領域において、第１の遮蔽薄板４４が第１の被着ロール２４の領域に設けられており、かつ／または第２の遮蔽薄板４５が第１の圧着ロールユニット２５の領域に設けられていることを示している。これと同様に、第２の調量ユニット２９もしくは第２の調量間隙３０の領域において、第３の遮蔽薄板４６が第２の被着ロール３３の領域に設けられていてよく、かつ／または第４の遮蔽薄板４７が第２の圧着ロールユニット２６の領域に設けられていてよい。
【0061】
図４および図５は、それぞれ、基材１５、特に集電体１６上に、少なくとも１つの二層構造の粉末層１２、特に、二層構造のカソード層１３および／または二層構造のアノード層１４を有する電極１１を、図１または図２に示された被覆装置１０において製造するための方法１００を概略的に示している：
・供給ユニット１７によって基材１５を圧着間隙１８内に供給すること１１０；
・第１の調量ユニット１９によって第１の調量間隙２２を第１の粉末２０および第２の粉末２１で並行して充填すること１２０；
・第１の調量間隙２２において、第１の圧着ロールユニット２５に、第１の粉末２０および第２の粉末２１を、第１の少なくとも二層構造の層２７として、第１の被着力ＦＡ１によって被着させること１３０；
・第１の少なくとも二層構造の層２７を、第１の圧着間隙１８において、基材１５の第１の側２８に、圧着力ＦＰによって引き渡すこと１４０。
・供給ユニット１７によって基材１５を圧着間隙１８内に供給すること１１０；
・第１の調量ユニット１９によって第１の調量間隙２２を第１の粉末２０および第２の粉末２１で並行して充填すること１２０；
・第１の調量間隙２２において、第１の圧着ロールユニット２５に、第１の粉末２０および第２の粉末２１を、第１の少なくとも二層構造の層２７として、第１の被着力ＦＡ１によって被着させること１３０；
・第１の少なくとも二層構造の層２７を、第１の圧着間隙１８において、基材１５の第１の側２８に、圧着力ＦＰによって引き渡すこと１４０。
【0062】
図２に示された被覆装置１０において実施される、図５に示された方法１００では、第２の調量ユニット２９は、第２の調量間隙３０を第３の粉末３１および第４の粉末３２で並行して充填する１２０。ここで、第３の粉末３１および第４の粉末３２が、第２の少なくとも二層構造の層３４として、第２の調量間隙３０において、第２の被着力ＦＡ２によって第２の圧着ロールユニット２６に被着させられ１３０、次いで第２の少なくとも二層構造の層３４が、圧着間隙１８において、圧着力ＦＰによって基材１５の第２の側３５に引き渡される１４０。
【0063】
ここで、被覆装置１０もしくは方法１００の両実施形態に対して、図１および図２もしくは図４および図５の第１の調量ユニット１９が第１の調量間隙２２を連続的に充填すること１２０、図２もしくは図５の第２の調量ユニット２９が第２の調量間隙３０を連続的に充填すること１２０が当てはまる。
【0064】
ここで、第１の調量ユニット１９は第１の粉末２０および第２の粉末２１を、第１の少なくとも二層構造の層２７の場合に圧着間隙１８において、４０～１５０μｍの第１の層厚ＳＤ１が調節されるように調量し、ここで第１の粉末２０から成る第１の層４８は１０～７０μｍの層厚ＳＰ１を有する。同じことが、第２の調量ユニット２９についても当てはまり、第２の調量ユニット２９も、第３の粉末３１および第４の粉末３２を、第２の少なくとも二層構造の層３４の場合に圧着間隙１８において、４０～１５０μｍの第２の層厚ＳＤ２が調節されるように調量し、ここで第３の粉末３１から成る第３の層４９は１０～７０μｍの層厚ＳＰ３を有する。
【0065】
図２に示された被覆装置１０は、すでに上述したように、第１の圧着ロールユニット２５内に第１の圧着ロール３６と第２の圧着ロール３７とを有しており、第２の圧着ロールユニット２６内に第３の圧着ロール３９と第４の圧着ロール４０とを有している。
【0066】
したがって、ここでは第１の少なくとも二層構造の層２７が、第１の圧着ロールユニット２５の少なくとも１つの第１のプレス間隙３８においてプレスされ１５０、第２の少なくとも二層構造の層３４が、第２の圧着ロールユニット２６の少なくとも１つの第２のプレス間隙４１においてプレスされる１５０。
【0067】
最適な被着および引き渡しのために、図２に示された被覆装置１０において、図５に示された方法１００において、第１の被着ロール２４および第２の被着ロール３３および第１の圧着ロールユニット２５および第２の圧着ロールユニット２６が、８０℃～１５０℃の温度に温度調整される１６０。この場合、各ロールを固有の温度に温度調整する１６０ことができる。
【0068】
図４および図５に示された方法１００では、第１の圧着ロールユニット２５と第２の圧着ロールユニット２６とが、互いに向き合って同じ第１の回転速度ｖ１で回転する。この場合、第１の圧着ロールユニット２５の第１の回転速度ｖ１と、第１の被着ロール２４の第２の回転速度ｖ２との比は、１０：１～１０：４である。図５に示された方法１００では、第２の被着ロール３３が設けられており、ここでは、第２の圧着ロールユニット２６の第１の回転速度ｖ１と、第２の被着ロール３３の第３の回転速度ｖ３との比は、１０：１～１０：４である。
【0069】
しかし、図５に示された方法１００において、第１の被着ロール２４の第２の回転速度ｖ２が、第２の被着ロール３３の第３の回転速度ｖ３に対応していなくてもよい。図２に示された被覆装置１０による、図５に示された方法１００では、第１の回転速度ｖ１は、第１の圧着ロールユニット２５の第１の圧着ロール３６および第２の圧着ロールユニット２６の第３の圧着ロール３９の回転速度である。なぜなら、これらは圧着間隙１８を形成するからである。この際、第２の圧着ロール３７および第４の圧着ロール４０は、第１の回転速度ｖ１とは異なる回転速度を有していてよい。
【0070】
図６には、図２に示された被覆装置１０および図５に示された方法１００において製造されるような電極１１が示されており、この電極１１は、基材１５上に第１の二層構造の粉末層１２および第２の二層構造の粉末層１２を有している。ここで基材１５は、第１の側２８と第２の側３５とを有する集電体１６であり、第１の少なくとも二層構造の層２７、すなわち第１の二層構造の粉末層１２は、第１の粉末２０と第２の粉末２１とから成っている。さらに、第２の少なくとも二層構造の層３４、すなわち第２の二層構造の粉末層１２は、第３の粉末３１と第４の粉末３２とから成っている。ここで、アノード層１４は第１の層厚ＳＤ１を有し、またカソード層１３は、４０～１５０μｍの第２の層厚ＳＤ２を有し、第１の層４８の第１の粉末２０は、１０～７０μｍの第１の層厚ＳＰ１を有し、第３の層４９の第３の粉末３１は、１０～７０μｍの第３の層厚ＳＰ３を有する。これによって、材料使用のコスト効率もよくすることができる。
【符号の説明】
【0071】
１０ 被覆装置
１１ 電極
１２ 二層構造の粉末層
１３ カソード層
１４ アノード層
１５ 基材
１６ 集電体
１７ 供給ユニット
１８ 圧着間隙
１９ 第１の調量ユニット
２０ 第１の粉末
２１ 第２の粉末
２２ 第１の調量間隙
２３ ロール設備
２４ 第１の被着ロール
２５ 第１の圧着ロールユニット
２６ 第２の圧着ロールユニット
２７ 第１の二層構造の層
２８ 第１の側
２９ 第２の調量ユニット
３０ 第２の調量間隙
３１ 第３の粉末
３２ 第４の粉末
３３ 第２の被着ロール
３４ 第２の二層構造の層
３５ 第２の側
３６ 第１の圧着ロール
３７ 第２の圧着ロール
３８ 第１のプレス間隙
３９ 第３の圧着ロール
４０ 第４の圧着ロール
４１ 第２のプレス間隙
４２ 第１の分離薄板
４３ 第２の分離薄板
４４ 第１の遮蔽薄板
４５ 第２の遮蔽薄板
４６ 第３の遮蔽薄板
４７ 第４の遮蔽薄板
４８ 第１の層
４９ 第３の層
１００ 方法
１１０ 供給
１２０ 並行した充填
１３０ 被着
１４０ 引き渡し
１５０ プレス
１６０ 温度調整
ＦＡ１ 第１の被着力
ＦＰ 圧着力
ＦＡ２ 第２の被着力
ＳＤ１ 第１の層厚
ＳＤ２ 第２の層厚
ＳＰ１ 第１の層の層厚
ＳＰ３ 第３の層の層厚
ｖ１ 第１の回転速度
ｖ２ 第２の回転速度
ｖ３ 第３の回転速度
１１ 電極
１２ 二層構造の粉末層
１３ カソード層
１４ アノード層
１５ 基材
１６ 集電体
１７ 供給ユニット
１８ 圧着間隙
１９ 第１の調量ユニット
２０ 第１の粉末
２１ 第２の粉末
２２ 第１の調量間隙
２３ ロール設備
２４ 第１の被着ロール
２５ 第１の圧着ロールユニット
２６ 第２の圧着ロールユニット
２７ 第１の二層構造の層
２８ 第１の側
２９ 第２の調量ユニット
３０ 第２の調量間隙
３１ 第３の粉末
３２ 第４の粉末
３３ 第２の被着ロール
３４ 第２の二層構造の層
３５ 第２の側
３６ 第１の圧着ロール
３７ 第２の圧着ロール
３８ 第１のプレス間隙
３９ 第３の圧着ロール
４０ 第４の圧着ロール
４１ 第２のプレス間隙
４２ 第１の分離薄板
４３ 第２の分離薄板
４４ 第１の遮蔽薄板
４５ 第２の遮蔽薄板
４６ 第３の遮蔽薄板
４７ 第４の遮蔽薄板
４８ 第１の層
４９ 第３の層
１００ 方法
１１０ 供給
１２０ 並行した充填
１３０ 被着
１４０ 引き渡し
１５０ プレス
１６０ 温度調整
ＦＡ１ 第１の被着力
ＦＰ 圧着力
ＦＡ２ 第２の被着力
ＳＤ１ 第１の層厚
ＳＤ２ 第２の層厚
ＳＰ１ 第１の層の層厚
ＳＰ３ 第３の層の層厚
ｖ１ 第１の回転速度
ｖ２ 第２の回転速度
ｖ３ 第３の回転速度
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【手続補正書】
【提出日】2024-04-23
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも１つの二層構造の粉末層（１２）、特に、二層構造のカソード層（１３）および／または二層構造のアノード層（１４）を有する電極（１１）を基材（１５）、特に集電体（１６）上に製造するための被覆装置（１０）であって、
前記被覆装置（１０）は、
圧着間隙（１８）内に基材（１５）を供給する（１１０）供給ユニット（１７）と、
第１の粉末（２０）および第２の粉末（２１）を収容し、第１の調量間隙（２２）を前記第１の粉末（２０）および前記第２の粉末（２１）で並行して充填する（１２０）第１の調量ユニット（１９）と、
ロール設備（２３）と、
を有しており、
前記ロール設備（２３）は、第１の被着ロール（２４）、第１の圧着ロールユニット（２５）および第２の圧着ロールユニット（２６）を有しており、
前記第１の調量間隙（２２）は、前記第１の被着ロール（２４）と前記第１の圧着ロールユニット（２５）との間に設けられており、前記圧着間隙（１８）は、前記第１の圧着ロールユニット（２５）と前記第２の圧着ロールユニット（２６）との間に設けられており、
前記第１の調量間隙（２２）は、前記第１の粉末（２０）および前記第２の粉末（２１）を、第１の少なくとも二層構造の層（２７）として、前記第１の圧着ロールユニット（２５）に第１の被着力（ＦＡ１）によって被着させる（１３０）ために設けられており、
前記圧着間隙（１８）は、前記第１の少なくとも二層構造の層（２７）を、前記第１の圧着ロールユニット（２５）から、供給された前記基材（１５）の第１の側（２８）に、圧着力（ＦＰ）によって引き渡す（１４０）ために設けられている、
被覆装置（１０）。
前記被覆装置（１０）は、
圧着間隙（１８）内に基材（１５）を供給する（１１０）供給ユニット（１７）と、
第１の粉末（２０）および第２の粉末（２１）を収容し、第１の調量間隙（２２）を前記第１の粉末（２０）および前記第２の粉末（２１）で並行して充填する（１２０）第１の調量ユニット（１９）と、
ロール設備（２３）と、
を有しており、
前記ロール設備（２３）は、第１の被着ロール（２４）、第１の圧着ロールユニット（２５）および第２の圧着ロールユニット（２６）を有しており、
前記第１の調量間隙（２２）は、前記第１の被着ロール（２４）と前記第１の圧着ロールユニット（２５）との間に設けられており、前記圧着間隙（１８）は、前記第１の圧着ロールユニット（２５）と前記第２の圧着ロールユニット（２６）との間に設けられており、
前記第１の調量間隙（２２）は、前記第１の粉末（２０）および前記第２の粉末（２１）を、第１の少なくとも二層構造の層（２７）として、前記第１の圧着ロールユニット（２５）に第１の被着力（ＦＡ１）によって被着させる（１３０）ために設けられており、
前記圧着間隙（１８）は、前記第１の少なくとも二層構造の層（２７）を、前記第１の圧着ロールユニット（２５）から、供給された前記基材（１５）の第１の側（２８）に、圧着力（ＦＰ）によって引き渡す（１４０）ために設けられている、
被覆装置（１０）。
【請求項2】
第３の粉末（３１）および第４の粉末（３２）を収容し、第２の調量間隙（３０）を前記第３の粉末（３１）および前記第４の粉末（３２）で並行して充填する（１２０）第２の調量ユニット（２９）が設けられており、
前記ロール設備（２３）は少なくとも１つの第２の被着ロール（３３）を有しており、
第２の調量間隙（３０）が、前記第２の被着ロール（３３）と前記第２の圧着ロールユニット（２６）との間に設けられており、
前記第２の調量間隙（３０）は、前記第３の粉末（３１）および前記第４の粉末（３２）を、第２の少なくとも二層構造の層（３４）として、前記第２の圧着ロールユニット（２６）に第２の被着力（ＦＡ２）によって被着させる（１３０）ために設けられており、
前記圧着間隙（１８）は、前記第２の少なくとも二層構造の層（３４）を、前記第２の圧着ロールユニット（２６）から、供給された前記基材（１５）の第２の側（３５）に、圧着力（ＦＰ）によって引き渡す（１４０）ために設けられている、
請求項１記載の被覆装置（１０）。
前記ロール設備（２３）は少なくとも１つの第２の被着ロール（３３）を有しており、
第２の調量間隙（３０）が、前記第２の被着ロール（３３）と前記第２の圧着ロールユニット（２６）との間に設けられており、
前記第２の調量間隙（３０）は、前記第３の粉末（３１）および前記第４の粉末（３２）を、第２の少なくとも二層構造の層（３４）として、前記第２の圧着ロールユニット（２６）に第２の被着力（ＦＡ２）によって被着させる（１３０）ために設けられており、
前記圧着間隙（１８）は、前記第２の少なくとも二層構造の層（３４）を、前記第２の圧着ロールユニット（２６）から、供給された前記基材（１５）の第２の側（３５）に、圧着力（ＦＰ）によって引き渡す（１４０）ために設けられている、
請求項１記載の被覆装置（１０）。
【請求項3】
前記第１の圧着ロールユニット（２５）は、少なくとも１つの第１の圧着ロール（３６）と、少なくとも１つの第２の圧着ロール（３７）とを有しており、前記少なくとも１つの第１の圧着ロール（３６）と前記少なくとも１つの第２の圧着ロール（３７）との間に、少なくとも１つの第１のプレス間隙（３８）が設けられている、かつ／または
前記第２の圧着ロールユニット（２６）は、少なくとも１つの第３の圧着ロール（３９）と、少なくとも１つの第４の圧着ロール（４０）とを有しており、前記少なくとも１つの第３の圧着ロール（３９）と前記少なくとも１つの第４の圧着ロール（４０）との間に、少なくとも１つの第２のプレス間隙（４１）が設けられている、
請求項１記載の被覆装置（１０）。
前記第２の圧着ロールユニット（２６）は、少なくとも１つの第３の圧着ロール（３９）と、少なくとも１つの第４の圧着ロール（４０）とを有しており、前記少なくとも１つの第３の圧着ロール（３９）と前記少なくとも１つの第４の圧着ロール（４０）との間に、少なくとも１つの第２のプレス間隙（４１）が設けられている、
請求項１記載の被覆装置（１０）。
【請求項4】
前記第１の調量ユニット（１９）は、前記第１の調量間隙（２２）の領域において、前記第１の粉末（２０）と前記第２の粉末（２１）とを分離するための第１の分離薄板（４２）を有しており、かつ／または
前記第２の調量ユニット（２９）は、前記第２の調量間隙（３０）の領域において、前記第３の粉末（３１）と前記第４の粉末（３２）とを分離するための第２の分離薄板（４３）を有している、
請求項１記載の被覆装置（１０）。
前記第２の調量ユニット（２９）は、前記第２の調量間隙（３０）の領域において、前記第３の粉末（３１）と前記第４の粉末（３２）とを分離するための第２の分離薄板（４３）を有している、
請求項１記載の被覆装置（１０）。
【請求項5】
前記第１の調量間隙（２２）の領域において、第１の遮蔽薄板（４４）が前記第１の被着ロール（２４）の領域に設けられており、かつ／もしくは第２の遮蔽薄板（４５）が前記第１の圧着ロールユニット（２５）の領域に設けられており、ならびに／または
前記第２の調量間隙（３０）の領域において、第３の遮蔽薄板（４６）が前記第２の被着ロール（３３）の領域に設けられており、かつ／もしくは第４の遮蔽薄板（４７）が前記第２の圧着ロールユニット（２６）の領域に設けられている、
請求項１記載の被覆装置（１０）。
前記第２の調量間隙（３０）の領域において、第３の遮蔽薄板（４６）が前記第２の被着ロール（３３）の領域に設けられており、かつ／もしくは第４の遮蔽薄板（４７）が前記第２の圧着ロールユニット（２６）の領域に設けられている、
請求項１記載の被覆装置（１０）。
【請求項6】
基材（１５）、特に集電体（１６）上に、少なくとも１つの二層構造の粉末層（１２）、特に、二層構造のカソード層（１３）および／または二層構造のアノード層（１４）を有する電極（１１）を、請求項１記載の被覆装置（１０）において製造するための方法（１００）であって、前記方法（１００）は、
供給ユニット（１７）によって基材（１５）を圧着間隙（１８）内に供給するステップ（１１０）と、
第１の調量ユニット（１９）によって第１の調量間隙（２２）を第１の粉末（２０）および第２の粉末（２１）で並行して充填するステップ（１２０）と、
前記第１の調量間隙（２２）において、第１の圧着ロールユニット（２５）に、前記第１の粉末（２０）および前記第２の粉末（２１）を、第１の少なくとも二層構造の層（２７）として、第１の被着力（ＦＡ１）によって被着させるステップ（１３０）と、
前記第１の少なくとも二層構造の層（２７）を、第１の前記圧着間隙（１８）において、前記基材（１５）の第１の側（２８）に、圧着力（ＦＰ）によって引き渡すステップ（１４０）と、
を有している、方法（１００）。
供給ユニット（１７）によって基材（１５）を圧着間隙（１８）内に供給するステップ（１１０）と、
第１の調量ユニット（１９）によって第１の調量間隙（２２）を第１の粉末（２０）および第２の粉末（２１）で並行して充填するステップ（１２０）と、
前記第１の調量間隙（２２）において、第１の圧着ロールユニット（２５）に、前記第１の粉末（２０）および前記第２の粉末（２１）を、第１の少なくとも二層構造の層（２７）として、第１の被着力（ＦＡ１）によって被着させるステップ（１３０）と、
前記第１の少なくとも二層構造の層（２７）を、第１の前記圧着間隙（１８）において、前記基材（１５）の第１の側（２８）に、圧着力（ＦＰ）によって引き渡すステップ（１４０）と、
を有している、方法（１００）。
【請求項7】
第２の調量ユニット（２９）は、第２の調量間隙（３０）を第３の粉末（３１）および第４の粉末（３２）で並行して充填し（１２０）、前記第３の粉末（３１）および前記第４の粉末（３２）は、第２の少なくとも二層構造の層（３４）として、前記第２の調量間隙（３０）において、第２の被着力（ＦＡ２）によって第２の圧着ロールユニット（２６）に被着させられ（１３０）、
前記第２の少なくとも二層構造の層（３４）は、前記圧着間隙（１８）において前記圧着力（ＦＰ）によって前記基材（１５）の第２の側（３５）に引き渡される（１４０）、
請求項６記載の方法。
前記第２の少なくとも二層構造の層（３４）は、前記圧着間隙（１８）において前記圧着力（ＦＰ）によって前記基材（１５）の第２の側（３５）に引き渡される（１４０）、
請求項６記載の方法。
【請求項8】
前記第１の調量ユニット（１９）は前記第１の調量間隙（２２）を連続的に充填する（１２０）、かつ／または前記第２の調量ユニット（２９）は前記第２の調量間隙（３０）を連続的に充填する（１２０）、請求項６記載の方法（１００）。
【請求項9】
前記第１の調量ユニット（１９）は前記第１の粉末（２０）および前記第２の粉末（２１）を、前記第１の少なくとも二層構造の層（２７）の場合に前記圧着間隙（１８）において、４０～１５０μｍの第１の層厚（ＳＤ１）が調節されるように調量し、前記第１の粉末（２０）から成る第１の層（４８）は１０～７０μｍの層厚（ＳＰ１）を有しており、かつ／または
前記第２の調量ユニット（２９）は前記第３の粉末（３１）および前記第４の粉末（３２）を、前記第２の少なくとも二層構造の層（３４）の場合に前記圧着間隙（１８）において、４０～１５０μｍの第２の層厚（ＳＤ２）が調節されるように調量し、前記第３の粉末（３１）から成る第１の層（４９）は１０～７０μｍの層厚（ＳＰ３）を有している、
請求項６記載の方法（１００）。
前記第２の調量ユニット（２９）は前記第３の粉末（３１）および前記第４の粉末（３２）を、前記第２の少なくとも二層構造の層（３４）の場合に前記圧着間隙（１８）において、４０～１５０μｍの第２の層厚（ＳＤ２）が調節されるように調量し、前記第３の粉末（３１）から成る第１の層（４９）は１０～７０μｍの層厚（ＳＰ３）を有している、
請求項６記載の方法（１００）。
【請求項10】
前記第１の少なくとも二層構造の層（２７）を、前記第１の圧着ロールユニット（２５）の少なくとも１つの第１のプレス間隙（３８）においてプレスする（１５０）、かつ／または
前記第２の少なくとも二層構造の層（３４）を、前記第２の圧着ロールユニット（２６）の少なくとも１つの第２のプレス間隙（４１）においてプレスする（１５０）、
請求項６記載の方法（１００）。
前記第２の少なくとも二層構造の層（３４）を、前記第２の圧着ロールユニット（２６）の少なくとも１つの第２のプレス間隙（４１）においてプレスする（１５０）、
請求項６記載の方法（１００）。
【請求項11】
前記第１の被着ロール（２４）および／または前記第２の被着ロール（３３）および／または前記第１の圧着ロールユニット（２５）および／または前記第２の圧着ロールユニット（２６）を、８０℃～１５０℃の温度に温度調整する（１６０）、請求項６記載の方法（１００）。
【請求項12】
前記第１の圧着ロールユニット（２５）と前記第２の圧着ロールユニット（２６）とが、互いに向き合って同じ第１の回転速度（ｖ１）で回転し、前記第１の圧着ロールユニット（２５）の前記第１の回転速度（ｖ１）と前記第１の被着ロール（２４）の第２の回転速度（ｖ２）との比は、１０：１～１０：４、好適には１０：１．５～１０：３、さらに好適には１０：２～１０：３であり、ならびに／または前記第２の圧着ロールユニット（２６）の前記第１の回転速度（ｖ１）と前記第２の被着ロール（３３）の第３の回転速度（ｖ３）との比は、１０：１～１０：４、好適には１０：１．５～１０：３、さらに好適には１０：２～１０：３である、請求項６記載の方法（１００）。
【請求項13】
請求項１から５までのいずれか１項記載の被覆装置（１０）および／または請求項６から１２までのいずれか１項記載の方法（１００）によって製造された、二層構造の粉末層（１２）を有する電極（１１）であって、
基材（１５）は、第１の側（２８）と第２の側（３５）とを有する集電体（１６）であり、
第１の少なくとも二層構造の層（２７）は第１の粉末（２０）と第２の粉末（２１）とから成る、
電極（１１）。
基材（１５）は、第１の側（２８）と第２の側（３５）とを有する集電体（１６）であり、
第１の少なくとも二層構造の層（２７）は第１の粉末（２０）と第２の粉末（２１）とから成る、
電極（１１）。
【請求項14】
第２の少なくとも二層構造の層（３４）は第３の粉末（３１）と第４の粉末（３２）とから成る、請求項１３記載の電極（１１）。
【外国語明細書】