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Title:
ELECTRODE PRODUCTION METHOD BY BINDER FIBRILLATION USING A PARTICULATE FIBRILLATION AUXILIARY AGENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/025337
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing an electrode (E) for an electrochemical cell, in particular for a lithium cell. In order to produce a homogeneous mixture allowing the time-saving, cost-effective production, for example by dry coating, of an electrode (E) with improved properties and/or with a layer thickness significantly greater than 100 μm, for example for vehicle batteries, in particular for electric and/or hybrid vehicles, in said method at least one binder (B) and at least one particulate fibrillation auxiliary agent (F) are mixed in a mixing process with a high shear load, the at least one binder (B) being fibrillated (fB), and at least one electrode component (E1) is then added to the at least one fibrillated binder (B) in a mixing process with a low shear load. The invention also relates to an electrode (E) produced in this manner and to an electrochemical cell equipped with an electrode (E) of this type.

Inventors:
REINSCH, Bernd (Schaeferstr. 22, Ludwigsburg, 71642, DE)
GLANZ, Leonore (Weimar Strasse 5, Asperg, 71679, DE)
WURM, Calin Iulius (St.-Wolfgang-Strasse 19, Meitingen, 86405, DE)
BAUER, Harald (Kinzigweg 5, Ehningen, 71139, DE)
WEYDANZ, Wolfgang (Am Alten Weiher 8, Buckenhof, 91054, DE)
Application Number:
EP2018/070539
Publication Date:
February 07, 2019
Filing Date:
July 30, 2018
Export Citation:
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Assignee:
ROBERT BOSCH GMBH (Postfach 30 02 20, Stuttgart, 70442, DE)
LITHIUM ENERGY AND POWER GMBH & CO. KG (Heilbronner Str. 358-360, Stuttgart, 70469, DE)
International Classes:
H01M4/04; H01M4/13; H01M10/0525
Domestic Patent References:
WO2005008807A22005-01-27
WO2005049700A12005-06-02
Foreign References:
US4556618A1985-12-03
EP2459491A12012-06-06
DE69520426T22001-10-18
US20150303481A12015-10-22
EP1644136A22006-04-12
US4556618A1985-12-03
US4379772A1983-04-12
US4354958A1982-10-19
US3898099A1975-08-05
US6335857B12002-01-01
Attorney, Agent or Firm:
ISARPATENT - PATENT- UND RECHTSANWÄLTE BEHNISCH BARTH CHARLES HASSA PECKMANN & PARTNER MBB (Friedrichstrasse 31, München, 80801, DE)
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Claims:
Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Elektrode (E) für eine elektrochemische Zelle, insbesondere für eine Batteriezelle, beispielsweise für eine Lithium- Zelle, in dem

- mindestens ein Binder (B) und mindestens ein partikuläres Fibnilierungshilfsmittel (F) durch einen Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung vermischt werden, wobei der mindestens eine Binder (B) fibrilliert (fB) wird, und

- zu dem mindestens einen fibrillierten Binder (fB) mindestens eine Elektrodenkomponente (E1 ) durch einen Mischprozess mit einer geringen Scherbelastung zugemischt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Mischprozess mit einer hohen

Scherbelastung durch eine Strahlmühle durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das mindestens eine partikuläre Fibnilierungshilfsmittel (F) nach dem Fibrillieren des mindestens einen Binders (fB) zumindest größtenteils, insbesondere zu mehr als 50 %, wieder entfernt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der mindestens eine Binder (B) und das mindestens eine partikuläre Fibnilierungshilfsmittel (F) und/oder die Prozessbedingungen, insbesondere die Prozesstemperatur, des Mischprozesses mit einer hohen Scherbelastung derart ausgewählt werden, dass die Haftung zwischen dem mindestens einen fibrillierten Binder (B) und dem mindestens einen Fibnilierungshilfsmittel (F) möglichst gering ist.

5. Verfahren einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das mindestens eine

partikuläre Fibnilierungshilfsmittel (F) vor dem Zumischen der mindestens einen Elektrodenkomponente (E1 ) wieder entfernt wird. Verfahren nach Anspruch 5,

wobei nach der Fibrillierung des mindestens einen Binders (B) die den mindestens einen fibrillierten Binder (fB) und das mindestens eine

Fibrillierungshilfsmittel (F) enthaltende Mischung (fB+F) einem

Zerkleinerungsprozess, insbesondere Schneidprozess, unterworfen wird, in dem die Fibrillen des mindestens einen fibrillierten Binders (fB) in kürzere Fibrillenstücke (S(fB)) zerteilt werden, und

wobei die Fibrillenstücke (S(fB)) des mindestens einen fibrillierten Binders (fB) und das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel (F) einem Trennprozess, insbesondere einer Gasstrahl-Trennung und/oder einem Siebprozess, unterworfen werden, in dem die Fibrillenstücke (S(fB)) des mindestens einen fibrillierten Binders (fB) und das mindestens eine

Fibrillierungshilfsmittel (F) voneinander getrennt werden,

insbesondere wobei zu den Fibrillenstücken (S(fB)) des mindestens einen fibrillierten Binders (fB) die mindestens eine Elektrodenkomponente (E1 ) durch den Mischprozess mit einer geringen Scherbelastung zugemischt wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel (F) nach oder vor dem Zumischen der mindestens einen Elektrodenkomponente (E1 ), insbesondere nach dem Zumischen der mindestens einen Elektrodenkomponente (E1 ), wieder entfernt wird.

Verfahren nach Anspruch 7, wobei das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel (F), insbesondere nach dem Zumischen der mindestens einen Elektrodenkomponente (E1 ), thermisch und/oder mittels Verdampfung und/oder mittels Zersetzung und/oder mittels Vergasung und/oder mittels Verbrennung und/oder mittels Lösungsmittelextraktion wieder entfernt wird.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel (F) nach dem Zumischen der mindestens einen Elektrodenkomponente (E1 ) in der den mindestens einen fibrillierten Binder (fB) und die mindestens eine Elektrodenkomponente (E1 ) enthaltenden Mischung (fB+E1 ) verbleibt.

Verfahren nach Anspruch 9, wobei das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel (F) mindestens einen, insbesondere an der elektrochemischen Reaktion der Zelle unbeteiligten, Elektrodenzusatzstoff, insbesondere zum Abfangen von Nebenreaktionen und/oder

Nebenreaktionsprodukten und/oder zur Verbesserung der mechanischen Stabilität und/oder Prozessierbarkeit der Elektrode, und/oder mindestens eine, insbesondere an der elektrochemischen Reaktion der Zelle beteiligte, weitere Elektrodenkomponente umfasst oder daraus ausgebildet ist.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel (F) mindestens ein anorganisches Material, insbesondere mindestens ein keramisches und/oder glasartiges Material und/oder mindestens ein Metall und/oder mindestens eine

Metalllegierung, und/oder mindestens ein Polymer und/oder Copolymer und/oder mindestens einen Porenbildner und/oder mindestens ein

Lösungsmittel, insbesondere mindestens ein Elektrolytlösungsmittel, insbesondere in Festform, umfasst oder daraus ausgebildet ist.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei der mindestens eine Binder (B) mindestens ein, insbesondere lithiumionenleitfähiges oder lithiumionenleitendes, Polymer, insbesondere mindestens ein

Polyalkylenoxid, beispielsweise Polyethylenoxid, und/oder mindestens einen Polyester und/oder mindestens ein Polyacrylat und/oder mindestens ein Polymethacrylat, beispielsweise Polymethylmethacrylat, und/oder mindestens ein Polyacrylnitril, und/oder ein Copolymer davon und/oder mindestens ein, insbesondere nicht-lithiumionenleitfähiges oder nicht- lithiumionenleitendes, Polymer, insbesondere mindestens ein fluoriertes und/oder unfluoriertes Polyolefin, beispielsweise Polyvinylidendifluorid und/oder Polytetrafluorethylen und/oder Polyethylen und/oder

Polypropylen, und/oder Polystyrol, und/oder ein Copolymer davon, beispielsweise Polyethylenoxid-Polystyrol-Copolymer und/oder Acrylnitril- Butadien-Styrol-Copolymer, umfasst oder daraus ausgebildet ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12,

- wobei der mindestens eine Binder (B) mindestens ein, insbesondere nicht-lithiumionenleitfähiges oder nicht-lithiumionenleitendes, Polymer und/oder Copolymer, insbesondere mindestens ein fluoriertes oder unfluoriertes Polyolefin, beispielsweise Polyvinylidendifluorid, und/oder Copolymer davon, umfasst oder daraus ausgebildet ist und

- wobei das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel (F)

mindestens ein, insbesondere lithiumionenleitfähiges oder

lithiumionenleitendes, Polymer und/oder ein Copolymer davon, insbesondere mindestens ein Polyalkylenoxid, beispielsweise

Polyethylenoxid, und/oder ein Copolymer davon, umfasst oder daraus ausgebildet ist, oder

- wobei der mindestens eine Binder (B) mindestens ein, insbesondere lithiumionenleitfähiges oder lithiumionenleitendes, Polymer und/oder ein Copolymer davon, insbesondere mindestens ein Polyalkylenoxid, beispielsweise Polyethylenoxid, und/oder ein Copolymer davon, umfasst oder daraus ausgebildet ist, und

- wobei das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel (F)

mindestens ein, insbesondere nicht-lithiumionenleitfähiges oder nicht- lithiumionenleitendes, Polymer und/oder Copolymer, insbesondere mindestens ein fluoriertes oder unfluoriertes Polyolefin, beispielsweise Polyvinylidendifluorid, und/oder Copolymer davon, umfasst oder daraus ausgebildet ist.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die mindestens eine Elektrodenkomponente (E1 ) oberflächenbeschichtete Partikel und/oder Gradientenmaterialpartikel und/oder mindestens ein

Elektrodenaktivmaterial, insbesondere Interkalationsmaterial und/oder Insertionsmaterial und/oder Rekombinationsmaterial, und/oder mindestens einen Leitzusatz umfasst.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei in einem dem

Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung vorgeschalteten

Vormischprozess mit einer geringen Scherbelastung der mindestens ein Binder (B) und das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel (F) zu einer Vormischung (B+F) vermischt werden, welche (B+F) dann in dem Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung derart gemischt werden, dass der mindestens eine Binder (B) fibrilliert (fB) wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Mischprozess mit einer geringen Scherbelastung und/oder der Vormischprozess mit einer geringen Scherbelastung durch einen Freifall-Mischer und/oder durch einen auf dem Prinzip von Turbulenzen basierenden Mischer und/oder durch einen Kneter und/oder durch einen Extruder und/oder durch einen

Pflugschar- und/oder Schaufelmischer und/oder durch einen

Trommelmischer durchgeführt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei aus der Mischung (fB+E1 +E2), welche den mindestens einen fibrillierten Binder (fB) und die mindestens eine Elektrodenkomponente (E1 ) enthält, insbesondere durch einen trockenen Herstellungsprozess und/oder durch Beschichten, beispielsweise durch Trockenbeschichten, eine Elektrode (E) ausgebildet wird.

18. Elektrode, insbesondere Anode oder Kathode, hergestellt durch ein

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17.

19. Elektrochemische Zelle, insbesondere Batteriezell, beispielsweise Lithium- Zelle, umfassend mindestens eine Elektrode nach Anspruch 18.

Description:
Beschreibung Titel

Elektrodenherstellungsverfahren mittels Binderfibrillierung mit partikulärem Fibrillierungshilfsmittel

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine elektrochemische Zelle, insbesondere für eine Batteriezelle, eine dadurch hergestellte Elektrode und eine mit einer derartigen Elektrode ausgestattete elektrochemische Zelle.

Stand der Technik Batterien, beispielsweise auf der Basis von Lithium-Zellen oder Natrium-Zellen, wie Lithium-Ionen-Zellen oder Natrium-Ionen Zellen, bieten für mobile und stationäre Anwendungen ein sehr hohes Potential zur Energieeinsparung und lokalen Vermeidung von Emissionen.

Herkömmlicherweise werden die Elektroden von Lithium-Zellen durch

Nassbeschichtungsverfahren hergestellt. Dabei werden in der Regel die

Elektrodenkomponenten mit mindestens einem Lösungsmittel zu einem (zäh-) flüssigen Schlicker beziehungsweise Slurry vermischt, aus welchem dann, beispielsweise mittels einer Schlitzdüse, eines Rakel oder eines Walzenauftrags, eine Schicht beziehungsweise Beschichtung ausgebildet wird.

Um das mindestens eine Lösungsmittel wieder zu entfernen, müssen die Schichten beziehungsweise Beschichtungen in langen Trockentunneln langsam und kontrolliert getrocknet werden. Dies führt jedoch zu einer lange

Herstellungsdauer und hohen Herstellungskosten, beispielsweise in Form von Energiekosten für die Trocknung sowie Bereitstellung, Rückgewinnung und/oder katalytische Verbrennung des mindestens einen Lösungsmittels.

Zudem können durch Nassbeschichtungsverfahren lediglich Elektroden mit einer begrenzten Schichtdicke, beispielsweise von bis zu 100 μηη, hergestellt werden. Für große Batterien, wie sie in Elektrofahrzeugen benötigt werden, wären jedoch dickere Elektroden wünschenswert.

Die Druckschriften US 2015/0303481 AI, WO 2005/008807 A2 (EP 1 644 136 A2), WO 2005/049700 AI, US 4,556,618, US 4,379,772, US 4,354,958,

US 3,898,099 und US 6,335,857 Bl, betreffen Verfahren zur Herstellung von

Elektroden.

Offenbarung der Erfindung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrode, beispielsweise einer Anode und/oder einer Kathode, für eine elektrochemische Zelle. Dabei kann das Verfahren insbesondere zur Herstellung einer Elektrode, beispielsweise einer Anode und/oder einer Kathode, für eine Batteriezelle, insbesondere für eine Lithium-Zelle oder für eine Natrium-Zelle oder für eine Metall-Luft-Zelle, zum Beispiel für eine Lithium-Ionen-Zelle und/oder Lithium-Metall-Zelle oder für eine Natrium-Ionen-Zelle, ausgelegt sein.

Insbesondere kann das Verfahren zur Herstellung einer Elektrode,

beispielsweise einer Anode und/oder einer Kathode, für eine Lithium-Zelle, beispielsweise für eine Lithium-Ionen-Zelle und/oder Lithium-Metall-Zelle, ausgelegt sein.

In dem Verfahren wird, insbesondere in einem Verfahrensschritt a), mindestens ein, insbesondere polymerer, Binder und mindestens ein partikuläres

Fibrillierungshilfsmittel durch einen Mischprozess mit einer hohen

Scherbelastung vermischt, wobei der mindestens eine Binder fibrilliert wird.

In dem Verfahren wird (dann), insbesondere in einem Verfahrensschritt b), zu dem mindestens einen fibrillierten Binder, insbesondere aus Verfahrensschritt a), mindestens eine Elektrodenkomponente durch einen Mischprozess mit einer geringen Scherbelastung zugemischt. Durch den Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung kann insbesondere eine Scherbelastung realisiert werden, welche höher als die durch den

Mischprozess mit einer geringen Scherbelastung realisierte Scherbelastung ist und durch welche eine Fibrillierung des mindestens einen Binders erzielt werden kann. Daher kann der Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung

insbesondere auch als Mischprozess mit einer höheren Scherbelastung bezeichnet werden.

Durch den Mischprozess mit einer geringen Scherbelastung kann insbesondere eine Scherbelastung realisiert werden, welche geringer als die durch den Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung realisierte Scherbelastung ist. Daher kann der Mischprozess mit einer geringen Scherbelastung insbesondere auch als Mischprozess mit einer geringeren Scherbelastung bezeichnet werden.

Unter einem Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung kann insbesondere ein Mischprozess verstanden werden, in welchem Partikel - insbesondere ohne Schmiermittel, wie Flüssigkeit - relativ zueinander bewegt werden, insbesondere wobei hohe Scherbelastungen bei großen Geschwindigkeitsgradienten von Partikeln zueinander und/oder von Partikeln zu einer Wand des Mischers auftreten. Dabei können die Partikel unter hohen Scherbelastungen

insbesondere durchbrechen, zum Beispiel gerade durchbrechen. Zum Beispiel kann ein Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung durch ein

Strahlverfahren, insbesondere mit einer Strahlmühle, und/oder durch einen Drei- Walzen-Stuhl und/oder einen Zwei-Schnecken-Extruder durchgeführt werden.

Unter einem Mischprozess mit einer geringen Scherbelastung kann

insbesondere ein Mischprozess verstanden werden, in welchem Stoffströme miteinander verschränkt werden, insbesondere wobei zwischen den Partikeln zueinander und/oder von Partikeln zu einer Wand des Mischer lediglich geringe

Geschwindigkeitsgradienten und damit geringe Scherbelastungen auftreten. Dabei können die Partikel unter geringen Scherbelastungen insbesondere ihre Form erhalten und/oder lediglich abgerieben werden. Zum Beispiel kann ein Mischprozess mit einer geringen Scherbelastung durch einen Schaufelmischer, auch Paddelmischer genannt, und/oder durch einen statischen Mischer, beispielsweise auf der Basis von Dehnströmungen, zum Beispiel durch eine - zi -

Abfolge von Erweiterungen und Verengungen in einem Kanalsystem, und/oder durch einen Freifallmischer durchgeführt werden.

Unter einem partikulären Fibrillierungshilfsmittel kann insbesondere ein Mittel in Form von, insbesondere festen, Partikeln verstanden werden, durch welches der mindestens eine Binder fibrilliert werden kann und welches, insbesondere in dem Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung beziehungsweise unter den Bedingungen des Mischprozesses mit einer hohen Scherbelastung, mechanisch stabiler als die mindestens eine Elektrodenkomponente ist.

Insbesondere kann das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel, insbesondere in dem Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung

beziehungsweise unter den Bedingungen des Mischprozesses mit einer hohen Scherbelastung, im Wesentlichen mechanisch stabil sein. Dabei kann unter im Wesentlichen mechanisch stabil insbesondere verstanden werden, dass das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel durch den Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung nicht oder kaum zerkleinert beziehungsweise gemahlen wird, zum Beispiel wobei, beispielsweise im Fall von sphärischen Partikeln, dessen durchschnittliche Partikelgröße und/oder, beispielsweise im Fall von faserförmigen und/oder röhrenförmigen Partikeln, dessen

durchschnittliche Partikellänge, beispielsweise dessen durchschnittliche

Faserlänge und/oder Röhrenlänge, und/oder, beispielsweise im Fall von plättchenförmigen Partikeln, dessen durchschnittlicher

Partikelebenendurchmesser durch den Mischprozess mit einer hohen

Scherbelastung um weniger als 10 %, zum Beispiel um weniger als 5 %, verringert wird.

Eine Ermittlung beziehungsweise Abstufung der mechanischen Stabilität des mindestens einen partikulären Fibrillierungshilfsmittels und/oder der mindestens einen Elektrodenkomponente kann zum Beispiel anhand von Versuchsreihen mit den jeweilig einzusetzenden Mischertypen mit einer hohen Scherbelastung, zum Beispiel einer Strahlmühle oder einen anderen Mischer mit einer hohen

Scherbelastung, und durch Untersuchung von unter vergleichbaren

Mischbedingungen hergestellten Mischungen, beispielsweise mittels

Rasterelektronenmikroskopie (REM), ermittelt werden. Bei dem Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung, beispielsweise durch eine Strahlmühle (Englisch: Jet Mill), kann der mindestens eine Binder, beispielsweise durch Relativbewegung und/oder Aufprall/Aufschießen auf Partikel des mindestens einen partikulären Fibrillierungshilfsmittels, fibrilliert werden. Dabei kann der mindestens eine Binder insbesondere zu langen Fibrillen (Binderfäden) ausgeformt werden. Dabei kann die Oberfläche der Partikel des mindestens einen partikulären Fibrillierungshilfsmittels zunächst teilweise oder gegebenenfalls, insbesondere insofern das mindestens eine partikuläre

Fibrillierungshilfsmittel nicht als Elektrodenaktivmaterial dient und damit keine reaktive Oberfläche darstellt, auch vollständig mit Fibrillen des mindestens einen fibrillierten Binders beschichtet werden. Die Fibrillen des mindestens einen fibrillierten Binders können dann später auf der zugemischten mindestens einen Elektrodenkomponente verteilt angebunden werden.

So kann eine homogene Mischung erzeugt werden, beispielsweise in welcher der mindestens eine fibrillierte Binder an, beispielsweise alle, Partikel der mindestens einen Elektrodenkomponente gleichermaßen anbindet. Aus der resultierenden Mischung kann dann vorteilhafterweise eine Elektrode durch einen trockenen Herstellungsprozess, also einen Herstellungsprozess, beispielsweise ein Beschichtungsverfahren, welcher/s ohne Lösungsmittel auskommt, zum Beispiel durch Trockenbeschichten, ausgebildet werden.

Dadurch können Elektroden mit einer Schichtdicke von deutlich mehr als 100 μηη, zum Beispiel für Fahrzeugbatterien, beispielsweise für Elektrofahrzeuge und/oder Hybridfahrzeuge und/oder Plug-In-Hybridfahrzeuge, und/oder für stationäre Speicherbatterien, auf zeitsparende und kostengünstige Weise - und

insbesondere ohne die Verwendung von brennbaren, toxischen und/oder krebserregenden Lösungsmitteln - hergestellt werden.

Dadurch, dass in dem Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung,

beispielsweise durch eine Strahlmühle (Englisch: Jet Mill), das mindestens eine Fibrillierungshilfsmittel zur Fibrillierung des mindestens einen Binders eingesetzt wird und die mindestens eine Elektrodenkomponente erst danach in dem

Mischprozess mit einer geringen Scherbelastung eingesetzt wird, kann die mindestens eine Elektrodenkomponente vorteilhafterweise vor in dem

Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung auftretenden, starken

mechanischen Belastungen beziehungsweise Zerkleinerungseffekten geschützt und damit einhergehende Materialveränderungen vermieden werden. Dies ermöglicht es vorteilhafterweise auch empfindliche beziehungsweise mechanisch weniger stabile, beispielsweise weiche, spröde, brüchige und beschichtete Elektrodenkomponenten, wie als Anodenaktivmaterial dienender, relativ weicher, lagiger Interkalationsgraphit und/oder als Anodenaktivmaterial dienende, spröde und/oder brüchige Speicherlegierungen, wie Silizium- und/oder Zinn- Legierungen, und/oder als Anodenaktivmaterial oder Kathodenaktivmaterial dienende beschichtete Elektrodenkomponenten, zum Beispiel in Form von Partikeln mit einem Partikelkern und einer den Partikelkern umgebenden

Partikelschale (Core-Shell-Partikel), und/oder in Form von

Gradientenmaterialpartikeln als die mindestens eine Elektrodenkomponente möglichst materialschonend zu verarbeiten und diese dabei vor

Materialveränderungen zu schützen.

Unter Gradientenmaterialpartikeln können insbesondere Partikel verstanden werden, welche innerhalb des Partikels und/oder von der Oberfläche

beziehungsweise vom Rand des Partikels zum Kern des Partikels variierende Eigenschaften und/oder einen Materialgradienten aufweisen.

Zum Beispiel können dadurch, dass das mindestens eine Fibrillierungshilfsmittel in dem Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung zur Fibrillierung des mindestens einen Binders verwendet und die mindestens eine

Elektrodenkomponente erst in dem Mischprozess mit einer geringen

Scherbelastung zugemischt wird, weiche, spröde und/oder brüchige

Elektrodenkomponenten vor einer Zerkleinerung und/oder Zermahlung und damit vor einer Reduzierung von deren durchschnittlicher Partikelgröße und/oder deren durchschnittlicher Partikellänge, beispielsweise Faserlänge und/oder

Röhrenlänge, und/oder deren durchschnittlichem Partikelebenendurchmesser und/oder gegebenenfalls auch vor einer Veränderung von deren Partikelform geschützt werden.

So kann zum Einen, beispielsweise im Fall von Interkalationsgraphit und/oder Speicherlegierungen, eine Verringerung von deren reversibler Speicherkapazität und/oder eine Erhöhung von irreversiblen Verlusten durch, insbesondere verstärkte, Deckschichtbildungen, beispielsweise durch Bindung von Lithium an deren Oberfläche, bei der ersten Inbetriebnahme der Zelle, vermieden werden. Zum Anderen kann so eine Schaffung von kleinteiligen Partikeln und/oder eine Änderung der Partikelform, zum Beispiel in dem kugelige Graphitpartikel durch Scherung entlang der Graphitgleitebenen in plättchenförmige Graphitpartikel umgewandelt werden, was zu einer Verschlechterung von Eigenschaften, wie der

Morphologie der Elektrode, zum Beispiel von deren Porosität, und damit unter anderem beispielsweise deren Benetzungsverhalten, Stromtragfähigkeit und/oder Kapazität sowie deren Oberflächenstruktur und -reaktivität, führen kann, vermieden werden.

Darüber hinaus können dadurch, dass das mindestens eine

Fibrillierungshilfsmittel in dem Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung zur Fibrillierung des mindestens einen Binders verwendet und die mindestens eine Elektrodenkomponente erst in dem Mischprozess mit einer geringen

Scherbelastung zugemischt wird, Partikel- Deckschichten von beschichteten

Elektrodenkomponenten, beispielsweise in Form von Partikeln mit einem

Partikelkern und einer den Partikelkern umgebenden Partikelschale (Core-Shell- Partikel), und/oder Gradientenmaterialpartikel vor einer Beschädigung und/oder Zerstörung geschützt werden, was ansonsten ebenfalls zu einer Verringerung von deren reversibler Speicherkapazität und/oder zu einer Erhöhung von irreversiblen Verlusten durch, insbesondere verstärkte, Deckschichtbildungen, beispielsweise durch Bindung von Lithium an deren Oberfläche, bei der ersten Inbetriebnahme der Zelle führen und einen negativen Einfluss auf die

Langzeitstabilität haben könnte.

So kann eine homogene Mischung erzeugt werden, beispielsweise in welcher der mindestens eine fibrillierte Binder an, beispielsweise alle, Partikel der mindestens einen Elektrodenkomponente gleichermaßen anbindet, aus welcher, beispielsweise durch einen trockenen Herstellungsprozess und/oder durch Beschichten, zum Beispiel durch Trockenbeschichten, beispielsweise eines

Stromableiters oder eines Trägersubstrats, eine Elektrode, zum Beispiel eine Anode oder eine Kathode, mit verbesserten Eigenschaften und/oder (auch) mit einer Schichtdicke von deutlich mehr als 100 μηη, zum Beispiel für

Fahrzeugbatterien, beispielsweise für Elektrofahrzeuge und/oder

Hybridfahrzeuge und/oder Plug-In-Hybridfahrzeuge, und/oder für stationäre Speicherbatterien, auf zeitsparende und kostengünstige Weise hergestellt werden kann.

Der Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung, insbesondere in

Verfahrensschritt a), kann insbesondere durch eine Strahlmühle (Englisch: Jet

Mill) und/oder durch einen Drei-Walzen-Stuhl und/oder durch einen Zwei- Schnecken-Extruder und/oder durch eine Fließbettgegenstrahlmühle und/oder eine Kugelmühle und/oder eine Mörsermühle und/oder ein Walzwerk

(sogenanntes Ausrollen) und/oder eine Tablettenpresse erfolgen

beziehungsweise durchgeführt werden. Die hohen Scherkräfte können dabei beispielsweise durch eine Relativbewegung der mindestens einen

Elektrodenkomponente gegen den mindestens einen Fibrillen bildenden, insbesondere polymeren, Binder ausgebildet werden. Besonders einfach kann die Relativbewegung der Materialien zueinander dabei durch ein Walzwerk und/oder eine Tablettenpresse realisiert werden.

Bei dem Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung, insbesondere in Verfahrensschritt a), kann die Verwendung einer geeigneten

Partikelgrößenverteilung des mindestens einen Binders und des mindestens einen partikulären Fibrillierungshilfsmittels von Vorteil sein. Insbesondere kann das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel eine größere

durchschnittliche Partikelgröße und/oder eine größere durchschnittliche

Partikellänge, beispielsweise durchschnittliche Faserlänge und/oder

Röhrenlänge, und/oder einen größeren durchschnittlichen

Partikelebenendurchmesser als der mindestens eine Binder aufweisen.

Der Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung kann insbesondere bei einer Temperatur und/oder einem Druck durchgeführt werden, bei der das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel fest ist beziehungsweise in Festform vorliegt.

Im Rahmen einer Ausführungsform erfolgt der Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung, insbesondere in Verfahrensschritt a), durch eine Strahlmühle (Englisch: Jet Mill) beziehungsweise wird dadurch durchgeführt. Durch eine Strahlmühle kann vorteilhafterweise eine homogene Verteilung des mindestens einen Binders auf des mindestens einen partikulären Fibrillierungshilfsmittels auf besonders einfache und zeitsparende Weise erzielt werden. Bei einer

Strahlmühle wird insbesondere ein Gas, beispielsweise Luft, mit einer sehr hohen Geschwindigkeit, welche bis hin zur Schallgeschwindigkeit reichen kann, zum Mischen von Komponenten verwendet. Der eigentliche Mischprozess kann dabei vorteilhafterweise lediglich etwa 1-2 Sekunden dauern und sehr hohe

Scherkräfte und damit eine sehr hohe Scherbelastung zur Folge haben. Dadurch kann vorteilhafterweise eine sehr gute und schnelle Fibrillierung des mindestens einen Binders erzielt werden. Aufgrund von mit den sehr hohen Scherbelastung einhergehenden sehr hohen mechanischen Belastungen und beispielsweise Zerstörungseffekten, sind bei einem Einsatz einer Strahlmühle für den

Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung, die vor- und nachstehend erläuterten Ausführungsformen im Hinblick auf den Einsatz von mindestens einem partikulären Fibrillierungshilfsmittel im Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung und von mindestens einer Elektrodenkomponente,

beispielsweise mit einer größeren Empfindlichkeit beziehungsweise mit einer geringeren mechanischen Stabilität, im Mischprozess mit einer geringen

Scherbelastung von besonderem Interesse.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel mindestens ein anorganisches Material, beispielsweise mindestens ein keramisches und/oder glasartiges Material, zum Beispiel Sand und/oder Siliciumoxid, beispielsweise Siliciumdioxid (S1O2), und/oder Aluminiumoxid und/oder andere ein anderes Metalloxid, und/oder mindestens ein, insbesondere mechanisch stabiles, Metall, zum Beispiel Silicium und/oder Zinn, und/oder mindestens eine, insbesondere mechanisch stabile,

Metalllegierung, zum Beispiel Silicium- und/oder Zinn-Legierung, und/oder mindestens ein Polymer und/oder Copolymer, beispielsweise mindestens ein, insbesondere lithiumionenleitfähiges oder lithiumionenleitendes, Polymer und/oder ein Copolymer davon, zum Beispiel mindestens ein Polyalkylenoxid, beispielsweise Polyethylenoxid (PEO), und/oder mindestens einen Polyester und/oder mindestens ein Polyacrylat und/oder mindestens ein Polymethacrylat, beispielsweise Polymethylmethacrylat (PMMA), und/oder mindestens ein

Polyacrylnitril, und/oder ein Copolymer davon, und/oder mindestens ein, gegebenenfalls nicht-lithiumionenleitfähiges und/oder nicht-lithiumionenleitendes, Polymer, beispielsweise mindestens ein fluoriertes und/oder unfluoriertes

Polyolefin, zum Beispiel Polyvinylidendifluorid (PvdF) und/oder Polytetrafluorethylen (PTFE, Teflon) und/oder Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP), und/oder Polystyrol (PS) und/oder mindestens ein

Phenolharz, wie Bakelit, und/oder ein Copolymer davon, zum Beispiel

Polyethylenoxid-Polystyrol-Copolymer (PEO-PS-Copolymer) und/oder Acrylnitril- Butadien-Styrol-Copolymer (ABS), und/oder mindestens einen Porenbildner und/oder mindestens ein Lösungsmittel, beispielsweise mindestens ein

Elektrolytlösungsmittel, insbesondere in Festform, beispielsweise mit einem hohen Schmelzpunkt, beispielsweise in einem Bereich von > 0 °C bis < 25 °C oder < 30 °C oder < 40 °C, und/oder mit einer geringen Siedetemperatur, beispielsweise in einem Bereich von > 25 °C oder > 30 °C oder > 40 °C bis < 100 °C oder < 120 °C, und/oder mit einem hohen Dampfdruck, zum Beispiel Dimethylcarbonat (DMC), und/oder mit einer geringen Zersetzungstemperatur, beispielsweise in einem Bereich von > 25 °C oder > 30 °C oder > 40 °C bis < 100 °C oder < 120 °C, oder ist daraus ausgebildet.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst der mindestens eine, insbesondere polymere, Binder mindestens ein, insbesondere

lithiumionenleitfähiges oder lithiumionenleitendes, Polymer, beispielsweise mindestens ein Polyalkylenoxid, zum Beispiel Polyethylenoxid (PEO), und/oder mindestens einen Polyester und/oder mindestens ein Polyacrylat und/oder mindestens ein Polymethacrylat, beispielsweise Polymethylmethacrylat (PMMA), und/oder mindestens ein Polyacrylnitril, und/oder ein Copolymer davon und/oder mindestens ein, gegebenenfalls nicht-lithiumionenleitfähiges oder nicht- lithiumionenleitendes, Polymer, beispielsweise mindestens ein fluoriertes und/oder unfluoriertes Polyolefin, zum Beispiel Polyvinylidendifluorid (PvdF) und/oder Polytetrafluorethylen (PTFE, Teflon) und/oder Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP), und/oder Polystyrol (PS), und/oder ein Copolymer davon, beispielsweise Polyethylenoxid-Polystyrol-Copolymer (PEO-PS- Copolymer) und/oder Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS), oder ist daraus ausgebildet.

Im Rahmen einer Ausgestaltung dieser Ausführungsformen umfasst sowohl der mindestens eine Binder als auch das mindestens eine partikuläre

Fibrillierungshilfsmittel mindestens ein Polymer und/oder Copolymer. Im Rahmen einer speziellen Ausgestaltung hiervon umfasst der mindestens eine Binder mindestens ein, gegebenenfalls nicht-lithiumionenleitfähiges oder nicht- lithiumionenleitendes, Polymer und/oder Copolymer, beispielsweise mindestens ein fluoriertes und/oder unfluoriertes Polyolefin, zum Beispiel

Polyvinylidendifluorid (PvdF) und/oder Polytetrafluorethylen (PTFE, Teflon) und/oder Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP), und/oder Polystyrol (PS) und/oder ein Copolymer davon, oder ist daraus ausgebildet, wobei das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel mindestens ein, insbesondere lithiumionenleitfähiges oder lithiumionenleitendes, Polymer und/oder ein

Copolymer davon, beispielsweise mindestens ein Polyalkylenoxid, zum Beispiel Polyethylenoxid (PEO), und/oder mindestens einen Polyester und/oder mindestens ein Polyacrylat und/oder mindestens ein Polymethacrylat, beispielsweise Polymethylmethacrylat (PMMA), und/oder mindestens ein

Polyacrylnitril, und/oder ein Copolymer davon, umfasst oder daraus ausgebildet ist. Zum Beispiel kann Polyvinylidendifluorid (PvdF) als Binder durch

Polyethylenoxid als partikuläres Fibrillierungshilfsmittel durch einen Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung, beispielsweise durch eine Strahlmühle, fibrilliert werden.

Im Rahmen einer anderen speziellen Ausgestaltung hiervon umfasst der mindestens eine Binder mindestens ein, insbesondere lithiumionenleitfähiges oder lithiumionenleitendes, Polymer und/oder ein Copolymer davon,

beispielsweise mindestens ein Polyalkylenoxid, zum Beispiel Polyethylenoxid (PEO), und/oder mindestens einen Polyester und/oder mindestens ein

Polyacrylat und/oder mindestens ein Polymethacrylat, beispielsweise

Polymethylmethacrylat (PMMA), und/oder mindestens ein Polyacrylnitril, und/oder ein Copolymer davon, oder ist daraus ausgebildet, wobei das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel mindestens ein,

gegebenenfalls nicht-lithiumionenleitfähiges oder nicht-lithiumionenleitendes, Polymer und/oder Copolymer, beispielsweise mindestens ein fluoriertes und/oder unfluoriertes Polyolefin, zum Beispiel Polyvinylidendifluorid (PvdF) und/oder Polytetrafluorethylen (PTFE, Teflon) und/oder Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP), und/oder Polystyrol (PS) und/oder ein Copolymer davon, umfasst oder daraus ausgebildet ist. Dadurch, dass der mindestens eine, insbesondere polymere, Binder mindestens ein lithiumionenleitfähiges oder lithiumionenleitendes Polymer und/oder ein Copolymer davon, beispielsweise mindestens ein Polyalkylenoxid, zum Beispiel Polyethylenoxid, und/oder ein Copolymer davon umfasst, kann durch den mindestens einen Binder vorteilhafterweise zusätzlich zu bindenden

Eigenschaften eine Lithiumionenleitfähigkeit innerhalb der Elektrode bereitgestellt werden.

Dadurch, dass das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel, insbesondere insofern dies wie später erläutert in der den mindestens einen fibrillierten Binder enthaltenden Mischung verbleibt, mindestens ein

lithiumionenleitfähiges oder lithiumionenleitendes Polymer und/oder ein

Copolymer davon, beispielsweise mindestens ein Polyalkylenoxid, zum Beispiel Polyethylenoxid, und/oder ein Copolymer davon umfasst, kann durch das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel vorteilhafterweise zusätzlich zur Fibrillierung des mindestens einen Binders eine Lithiumionenleitfähigkeit innerhalb der Elektrode bereitgestellt werden.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst die mindestens eine Elektrodenkomponente oberflächenbeschichtete Partikel und/oder

Gradientenmaterialpartikel und/oder mindestens ein Elektrodenaktivmaterial, insbesondere zur Energiespeicherung, beispielsweise zur Speicherung von Lithium, und/oder mindestens einen Leitzusatz, insbesondere zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit, oder ist daraus ausgebildet.

Beispielsweise kann die mindestens eine Elektrodenkomponente

oberflächenbeschichtete Partikel, beispielsweise Partikel mit einem Partikelkern und einer den Partikelkern umgebenden Partikelschale, so genannte Core-Shell- Partikel, und/oder Gradientenmaterialpartikel und/oder mindestens ein

Anodenaktivmaterial und/oder mindestens ein Kathodenaktivmaterial, beispielsweise mindestens ein Interkalationsmaterial und/oder Insertionsmaterial und/oder Rekombinationsmaterial, insbesondere mindestens ein Lithium- oder Natrium-Interkalations- und/oder -Insertions- und/oder -Rekombinationsmaterial, zum Beispiel Interkalationsgraphit und/oder mindestens einen insertions- und/oder interkalationsfähigen, amorphen Kohlenstoff, beispielsweise Hard

Carbons und/oder Soft Carbons, und/oder mindestens eine Speicherlegierung, beispielsweise mindestens eine Lithium-Speicherlegierung, zum Beispiel eine Silicium- und/oder Zinn-Legierung, insbesondere als Anodenaktivmaterial, und/oder mindestens ein Metalloxid und/oder -Phosphat, zum Beispiel mindestens ein Metalloxid, beispielsweise mindestens ein Schichtoxid und/oder mindestens ein Spinell, beispielsweise mindestens ein Nickel- und/oder -Cobalt- und/oder -Mangan-Oxid, zum Beispiel Lithium-Nickel- und/oder -Cobalt- und/oder Mangan-Oxid, und/oder mindestens ein Metallphosphat, beispielsweise mindestens ein Eisen- und/oder -Mangan- und/oder -Cobalt-Phosphat, zum Beispiel mindestens ein Lithium-Eisen- und/oder -Mangan- und/oder -Cobalt- Phosphat, beispielsweise basierend auf der Formel: L1MPO4 mit M = Fe, Mn und/oder Co, insbesondere als Kathodenaktivmaterial, und/oder mindestens einen Leitzusatz- Elektrodenaktivmaterial-Komposit, beispielsweise mindestens einen Leitzusatz- Anodenaktivmaterial- Komposit oder Leitzusatz - Kathodenaktivmaterial-Komposit, zum Beispiel mindestens einen Kohlenstoff- Elektrodenaktivmaterial- Komposit, beispielsweise mindestens einen Kohlenstoff- Anodenaktivmaterial- Komposit oder mindestens einen Kohlenstoff- Kathodenaktivmaterial- Komposit, zum Beispiel mindestens einen Kohlenstoff- Metallphosphat- Komposit, beispielsweise in Form von leitzusatzbeschichteten, zum Beispiel kohlenstoffbeschichteten, Elektrodenaktivmaterialpartikeln, insbesondere Anodenaktivmaterialpartikeln oder Kathodenaktivmaterialpartikeln, zum Beispiel in Form von kohlenstoffbeschichteten Metallphosphatpartikeln, und/oder mindestens einen Leitkohlenstoff, zum Beispiel Leitgraphit und/oder mindestens einen amorphen Leitkohlenstoff, insbesondere in Form von unporösen Kohlenstoffpartikeln, wie Leitruß, und/oder Kohlenstofffasern

(Englisch: Carbon Fibres) und/oder Kohlenstoffnanoröhren (Englisch: Carbon Nano Tubes, CNT) und/oder Graphen und/oder expandierten Graphit, und/oder mindestens ein Leitmetall, zum Beispiel Silicium und/oder Zinn und/oder ein anderes Metall und/oder eine Legierung, beispielsweise in Form eines metallischen Pulvers, umfassen oder daraus ausgebildet sein.

Unter expandiertem Graphit kann insbesondere ein Material verstanden werden, welches durch Expansion von Graphit hergestellt wird und zur Bereitstellung von Graphen dient und/oder Graphen umfasst. Unter einem Rekombinationsmaterial kann insbesondere ein Aktivmaterial verstanden werden, dessen Wirkungsweise auf einer Rekombinations- und/oder Phasenumwandlungsreaktion, wie zum Beispiel Li + AI— > LiAl, basiert. Unter Hard Carbons können insbesondere insertions- und/oder

interkalationsfähige, insbesondere stabilere, amorphe Kohlenstoffe verstanden werden, insbesondere welche nicht-graphitierbar sind und als

Anodenaktivmaterial eingesetzt werden können. Unter Soft Carbons können insbesondere insertions- und/oder

interkalationsfähige, insbesondere stabilere, amorphe Kohlenstoffe verstanden werden, insbesondere welche graphitierbar sind und als Anodenaktivmaterial eingesetzt werden können. Im Rahmen einer Ausgestaltung dieser Ausführungsform umfasst die mindestens eine Elektrodenkomponente Partikel mit einem Partikelkern und einer den Partikelkern umgebenden Partikelschale, so genannte Core-Shell-Partikel, und/oder Gradientenmaterialpartikel. Im Rahmen einer weiteren, alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltung dieser

Ausführungsform umfasst die mindestens eine Elektrodenkomponente mindestens einen Leitkohlenstoff, beispielsweise Leitgraphit und/oder amorphen Leitkohlenstoff, insbesondere in Form von unporösen Kohlenstoffpartikeln, zum Beispiel Leitruß und/oder Kohlenstofffasern, beispielsweise mit einem

durchschnittlichen Durchmesser von << 1 μηη, üblicherweise von < 200 nm und/oder mit einer durchschnittlichen Partikellänge, beispielsweise mit einer durchschnittlichen Faserlänge und/oder Röhrenlänge, in einem Bereich von

> 2 μηη bis < 200 μηη, zum Beispiel von > 2 μηη bis < 20 μηη, und/oder

Kohlenstoffnanoröhren, beispielsweise mit einem durchschnittlichen

Durchmesser von < 50 nm, beispielsweise in einem Bereich von > 0,3 nm bis

< 50 nm, und/oder mit einer durchschnittlichen Partikellänge, beispielsweise mit einer durchschnittlichen Faserlänge und/oder Röhrenlänge, in einem Bereich von

> 10 nm bis < 50 cm, zum Beispiel von > 10 nm bis < 20 μηη, und/oder Graphen und/oder expandierten Graphit, und/oder mindestens ein Leitmetall, zum Beispiel Silicium und/oder Zinn und/oder ein anderes Metall und/oder eine Legierung, beispielsweise in Form eines metallischen Pulvers, und/oder mindestens einen Leitzusatz- Elektrodenaktivmaterial- Komposit, beispielsweise mindestens einen Leitzusatz- Anodenaktivmaterial- Komposit oder Leitzusatz- Kathodenaktivmaterial- Komposit, zum Beispiel mindestens einen Kohlenstoff- Elektrodenaktivmaterial- Komposit, beispielsweise mindestens einen Kohlenstoff-Anodenaktivmaterial- Komposit oder mindestens einen Kohlenstoff- Kathodenaktivmaterial- Komposit, zum Beispiel mindestens einen Kohlenstoff- Metallphosphat- Komposit, beispielsweise in Form von leitzusatzbeschichteten, zum Beispiel

kohlenstoffbeschichteten, Elektrodenaktivmaterialpartikeln, insbesondere

Anodenaktivmaterialpartikeln oder Kathodenaktivmaterialpartikeln, zum Beispiel in Form von kohlenstoffbeschichteten Metallphosphatpartikeln, beispielsweise mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von < 10 μηη oder < 8 μηη oder < 6 μηη, zum Beispiel von < 4 μηη oder < 2 μηη oder < 1 μηη, oder ist daraus ausgebildet.

Im Rahmen einer weiteren, alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltung dieser Ausführungsform umfasst die mindestens eine Elektrodenkomponente mindestens ein Elektrodenaktivmaterial, insbesondere zur Energiespeicherung, beispielsweise zur Speicherung von Lithium. Beispielsweise kann die mindestens eine Elektrodenkomponente mindestens ein Anodenaktivmaterial und/oder Kathodenaktivmaterial, zum Beispiel mindestens ein Interkalationsmaterial und/oder Insertionsmaterial und/oder Rekombinationsmaterial, beispielsweise mindestens ein Lithium- oder Natrium-Interkalations- und/oder -Insertions- und/oder -Rekombinationsmaterial, umfassen oder daraus ausgebildet sein.

Zum Beispiel kann die mindestens eine Elektrodenkomponente

Interkalationsgraphit und/oder insertions- und/oder interkalationsfähigen, amorphen Kohlenstoff, beispielsweise Hard Carbons und/oder Soft Carbons, insbesondere als Anodenaktivmaterial, umfassen oder daraus ausgebildet sein. Dadurch, dass der relativ weiche, lagige Interkalationsgraphit in dem

Mischprozess mit einer geringen Scherbelastung - und insbesondere nicht in dem Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung - zugemischt wird, kann vorteilhafterweise verhindert werden, dass in dem Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung, zum Beispiel durch eine Strahlmühle, die Partikelgröße des Interkalationsgraphits stark verkleinert und/oder der Interkalationsgraphit, zum Beispiel durch ein Auseinandergleiten von dessen Lagen, stark geschädigt wird. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die mindestens eine Elektrodenkomponente zum Beispiel eine Speicherlegierung, insbesondere eine Lithium- Speicherlegierung, beispielsweise eine Silicium- und/oder Zinn-Legierung, umfassen oder daraus ausgebildet sein.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann die mindestens eine Elektrodenkomponente zum Beispiel mindestens ein Metalloxid und/oder -Phosphat umfassen oder daraus ausgebildet sein. Beispielsweise kann die mindestens eine

Elektrodenkomponente mindestens ein Metalloxid, insbesondere mindestens ein Schichtoxid und/oder mindestens ein Spinell, beispielsweise mindestens ein Nickel- und/oder -Cobalt- und/oder -Mangan-Oxid, zum Beispiel Lithium-Nickel- und/oder -Cobalt- und/oder Mangan-Oxid, und/oder mindestens ein

Metallphosphat, beispielsweise mindestens ein Eisen- und/oder -Mangan- und/oder -Cobalt-Phosphat, zum Beispiel mindestens ein Lithium-Eisen- und/oder -Mangan- und/oder -Cobalt-Phosphat, beispielsweise basierend auf der Formel: L1MPO4 mit M = Fe, Mn und/oder Co, insbesondere als

Kathodenaktivmaterial, umfassen oder daraus ausgebildet sein.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform wird das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel zumindest größtenteils, insbesondere zu mehr als 50 %, gegebenenfalls zu mehr als 90 %, nach dem Fibrillieren des mindestens einen Binders wieder entfernt. Dies kann sich vorteilhaft auf die spezifische Energiedichte der Elektrode auswirken.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform werden der mindestens eine Binder und das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel und/oder die

Prozessbedingungen, beispielsweise die Prozesstemperatur, des

Mischprozesses mit einer hohen Scherbelastung derart ausgewählt, dass die Haftung zwischen dem mindestens einen, insbesondere fibrillierten, Binder und dem mindestens einen partikulären Fibrillierungshilfsmittel möglichst gering ist. So kann vorteilhafterweise eine, insbesondere mechanische Trennung, des mindestens einen fibrillierten Binders und des mindestens einen partikulären Fibrillierungshilfsmittels vereinfacht werden. Im Rahmen einer speziellen Ausführungsform wird das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel vor dem Zumischen der mindestens einen Elektrodenkomponente, insbesondere vor Verfahrensschritt b), wieder entfernt. So kann vorteilhafterweise aus dem mindestens einen fibrillierten Binder auch eine kompakte beziehungsweise unporöse Elektrode hergestellt werden. Der mindestens eine Binder kann dabei zum Beispiel mindestens ein

lithiumionenleitfähiges oder lithiumionenleitendes Polymer umfassen und die Zelle mit einer ionischen Leitfähigkeit ausstatten. So kann die Zelle zudem gegebenenfalls als Feststoffzelle, beispielsweise mit einer erhöhten Sicherheit, ausgestaltet werden.

Im Rahmen einer Ausgestaltung dieser Ausführungsform wird nach der

Fibrillierung des mindestens einen Binders, insbesondere nach Verfahrensschritt a), beispielsweise in einem dem Verfahrensschritt a) nachgeschalteten

Verfahrensschritt a1 ), die den mindestens einen fibrillierten Binder und das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel enthaltende Mischung einem Zerkleinerungsprozess, insbesondere Schneidprozess, unterworfen, in dem die Fibrillen des mindestens einen fibrillierten Binders in kürzere Fibrillenstücke zerteilt werden. Beispielsweise in einem dem Verfahrensschritt a1 )

nachgeschalteten Verfahrensschritt a2), werden (dann) die Fibrillenstücke des mindestens einen fibrillierten Binders und das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel, beispielsweise die Fibrillenstücke des mindestens einen fibrillierten Binders und das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel enthaltende Mischung, einem Trennprozess, beispielsweise einer Gasstrahl- Trennung, zum Beispiel Luftstrahl-Trennung, und/oder einem Siebprozess, zum Beispiel mittels eines Mikrosiebes und/oder einer Siebkaskade, unterworfen, in dem die Fibrillenstücke des mindestens einen fibrillierten Binders und das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel voneinander getrennt werden. So kann das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel auf besonders einfache und effektive Weise von dem mindestens einen fibrillierten Binder abgetrennt werden. Zu den Fibrillenstücken des mindestens einen fibrillierten Binders kann (dann) zum Beispiel, insbesondere in einem/dem, dem

Verfahrensschritt a2) nachgeschalteten Verfahrensschritt b), die mindestens eine Elektrodenkomponente durch den Mischprozess mit einer geringen

Scherbelastung zugemischt werden. Im Rahmen einer weiteren Ausgestaltung dieser Ausführungsform ist das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel aus mindestens einem anorganischen, beispielsweise keramischen und/oder glasartigen, Material ausgebildet. Zum Beispiel kann das mindestens eine partikuläre

Fibnilierungshilfsmittel Sand sein. So kann vorteilhafterweise der mindestens eine Binder besonders effektiv fibri liiert werden. Zudem können derartige partikuläre Fibnilierungshilfsmittel besonders vorteilhaft durch die vorstehend beschriebene Vorgehensweise von dem mindestens einen fibrillierten Binder abgetrennt werden.

Das mindestens eine partikuläre Fibnilierungshilfsmittel kann beispielsweise nach oder vor dem Zumischen der mindestens einen Elektrodenkomponente, insbesondere nach Verfahrensschritt b), wieder entfernt werden.

Im Rahmen einer speziellen Ausgestaltung wird das mindestens eine partikuläre Fibnilierungshilfsmittel, beispielsweise in einem dem Verfahrensschritt b) nachgeschalteten Verfahrensschritt b1 ), nach dem Zumischen der mindestens einen Elektrodenkomponente, insbesondere nach Verfahrensschritt b), wieder entfernt. So kann vorteilhafterweise aus dem mindestens einen fibrillierten Binder eine poröse Elektrode hergestellt werden. Die Poren können dabei

beispielsweise mit mindestens einem Elektrolyten, zum Beispiel mit mindestens einem Flüssigelektrolyten und/oder Polymerelektrolyten, gefüllt und die Zelle auf diese Weise mit einer ionischen Leitfähigkeit ausgestattet werden.

Im Rahmen einer weiteren speziellen Ausführungsform wird das mindestens eine partikuläre Fibnilierungshilfsmittel, beispielsweise in Verfahrensschritt b1 ), beispielsweise nach oder vor, insbesondere nach, dem Zumischen der mindestens einen Elektrodenkomponente, insbesondere nach Verfahrensschritt b), thermisch und/oder mittels Verdampfung und/oder mittels Zersetzung und/oder mittels Vergasung und/oder mittels Verbrennung und/oder mittels Lösungsmittelextraktion wieder entfernt.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst das mindestens eine partikuläre Fibnilierungshilfsmittel mindestens einen Porenbildner und/oder mindestens ein Lösungsmittel, beispielsweise mindestens ein

Elektrolytlösungsmittel, insbesondere in Festform, beispielsweise mit einem hohen Schmelzpunkt, beispielsweise in einem Bereich von > 0 °C bis < 25 °C oder < 30 °C oder < 40 °C, und/oder mit einer geringen Siedetemperatur, beispielsweise in einem Bereich von > 25 °C oder > 30 °C oder > 40 °C bis < 100 °C oder < 120 °C, und/oder mit einem hohen Dampfdruck, zum Beispiel Dimethylcarbonat (DMC), und/oder mit einer geringen Zersetzungstemperatur, beispielsweise in einem Bereich von > 25 °C oder > 30 °C oder > 40 °C bis < 100 °C oder < 120 °C.

Der Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung kann dabei insbesondere bei einer Temperatur und/oder einem Druck durchgeführt werden, bei der das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel fest ist beziehungsweise in Festform vorliegt. Gegebenenfalls kann der Mischprozess mit einer hohen

Scherbelastung gekühlt durchgeführt werden.

Nach dem Fibrillieren - und beispielsweise nach oder vor dem Zumischen der mindestens einen Elektrodenkomponente - kann dann das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel zum Beispiel thermisch und/oder mittels

Verdampfung und/oder mittels Zersetzung und/oder mittels Vergasung und/oder mittels Verbrennung und/oder mittels Lösungsmittelextraktion wieder entfernt werden. Zum Beispiel kann das mindestens eine partikuläre

Fibrillierungshilfsmittel nach dem Fibrillieren - und beispielsweise nach oder vor dem Zumischen der mindestens einen Elektrodenkomponente - durch Erhitzen auf eine Temperatur und/oder Einstellen eines Drucks, beispielsweise

Unterdrucks, bei welcher und/oder bei welchem das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel gasförmig wird und/oder sich zersetzt, wieder entfernt werden. Beispielsweise kann das mindestens eine partikuläre

Fibrillierungshilfsmittel dadurch wieder entfernt werden, dass das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel auf eine Temperatur erhitzt wird, welche - insbesondere bei dem vorliegenden und/oder eingestellten Druck - oberhalb der Siedetemperatur und/oder oberhalb der Zersetzungstemperatur des mindestens einen partikulären Fibrillierungshilfsmittels liegt.

Gegebenenfalls kann das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel alternativ oder zusätzlich in dieser Ausführungsform mindestens ein,

beispielsweise nicht-lithiumionenleitfähiges und/oder nicht-lithiumionenleitendes, Polymer, zum Beispiel aus Polyethylen und/oder Polypropylen und/oder Polystyrol und/oder mindestens einem Phenolharz, wie Bakelit, umfassen oder daraus ausgebildet. Derartige Polymere können kostengünstig sein und gegebenenfalls mittels Lösungsmittelextraktion und/oder thermisch wieder entfernt werden.

Im Rahmen einer weiteren speziellen Ausführungsform verbleibt das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel nach dem Zumischen der mindestens einen Elektrodenkomponente, insbesondere nach Verfahrensschritt b), in der den mindestens einen fibrillierten Binder und die mindestens eine

Elektrodenkomponente enthaltenden Mischung. Das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel kann grundsätzlich an der (eigentlichen) elektrochemischen Reaktion der Zelle, insbesondere zur Energiespeicherung, beispielsweise unter Einlagerung und/oder Auslagerung von Lithium, sowohl unbeteiligt als auch beteiligt ausgestaltet sein. In einer Ausgestaltung ist das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel beispielsweise an der (eigentlichen) elektrochemischen Reaktion der Zelle, insbesondere zur Energiespeicherung, beispielsweise unter Einlagerung und/oder Auslagerung von Lithium, unbeteiligt ausgestaltet. In einer anderen Ausgestaltung ist das mindestens eine partikuläre

Fibrillierungshilfsmittel beispielsweise an der (eigentlichen) elektrochemischen Reaktion der Zelle, insbesondere zur Energiespeicherung, beispielsweise unter Einlagerung und/oder Auslagerung von Lithium, beteiligt ausgestaltet. Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel mindestens einen Elektrodenzusatzstoff und/oder mindestens eine weitere Elektrodenkomponente oder ist daraus ausgebildet. So kann vorteilhafterweise die Elektrode mit einer zusätzlichen Eigenschaft und/oder Funktion ausgestattet werden und/oder eine hohe spezifische Energiedichte erzielt.

Der mindestens eine Elektrodenzusatzstoff kann dabei insbesondere an der (eigentlichen) elektrochemischen Reaktion der Zelle, insbesondere zur

Energiespeicherung, beispielsweise unter Einlagerung und/oder Auslagerung von Lithium, unbeteiligt oder beteiligt, insbesondere unbeteiligt, sein.

Beispielsweise kann der mindestens eine Elektrodenzusatzstoff zum Abfangen von Nebenreaktionen und/oder Nebenreaktionsprodukten, zum Beispiel zum Abfangen von Verunreinigungen und/oder Fluorwasserstoff und/oder Wasser, und/oder zur Verbesserung der mechanischen Stabilität und/oder

Prozessierbarkeit der Elektrode ausgelegt sein.

Zum Beispiel kann der mindestens eine Elektrodenzusatzstoff mindestens ein Metalloxid, beispielsweise Siliciumoxid und/oder Aluminiumoxid, umfassen oder daraus ausgebildet sein. Durch Metalloxide, wie Siliciumoxid und/oder

Aluminiumoxid, können vorteilhafterweise Nebenreaktionen und/oder

Nebenreaktionsprodukten, zum Beispiel Verunreinigungen und/oder

Fluorwasserstoff und/oder Wasser, abgefangen werden. So kann

vorteilhafterweise die Elektrode mit einer zusätzlichen Funktion ausgestattet und/oder die Eigenschaften und/oder die Langlebigkeit der Elektrode und damit insbesondere auch der gesamten Zelle verbessert werden.

Oder der mindestens eine Elektrodenzusatzstoff kann zum Beispiel mindestens ein, gegebenenfalls nicht-lithiumionenleitfähiges oder nicht-lithiumionenleitendes, Polymer, beispielsweise mindestens ein fluoriertes und/oder unfluoriertes Polyolefin, zum Beispiel Polyvinylidendifluorid (PvdF) und/oder

Polytetrafluorethylen (PTFE, Teflon) und/oder Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP), und/oder Polystyrol und/oder ein Copolymer davon umfassen oder daraus ausgebildet sein. So kann vorteilhafterweise die mechanische Stabilität und/oder Prozessierbarkeit der Elektrode verbessert werden.

Die mindestens eine weitere Elektrodenkomponente kann dabei insbesondere an der (eigentlichen) elektrochemischen Reaktion der Zelle, insbesondere zur Energiespeicherung, beispielsweise unter Einlagerung und/oder Auslagerung von Lithium, beteiligt sein. Insbesondere kann die mindestens eine weitere Elektrodenkomponente dabei, insbesondere in dem Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung beziehungsweise unter den Bedingungen des

Mischprozesses mit einer hohen Scherbelastung, mechanisch stabiler als die mindestens eine Elektrodenkomponente sein.

Zum Beispiel kann die mindestens eine weitere Elektrodenkomponente dabei mindestens einen Leitzusatz, insbesondere zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit, beispielsweise mindestens ein Metall, zum Beispiel Silicium und/oder Zinn und/oder ein anderes Metall, und/oder mindestens eine

Metalllegierung, zum Beispiel eine Silicium- und/oder Zinn-Legierung, und/oder mindestens ein lithiumionenleitfähiges oder lithiumionenleitendes Polymer und/oder Copolymer davon, insbesondere zur Verbesserung der ionischen Leitfähigkeit, und/oder mindestens ein Elektrodenaktivmaterial, insbesondere zur

Energiespeicherung, beispielsweise unter Einlagerung und/oder Auslagerung von Lithium, umfassen oder daraus ausgebildet sein. So kann vorteilhafterweise eine hohe spezifische Energiedichte erzielt werden. Beispielsweise kann die mindestens eine weitere Elektrodenkomponente mindestens ein Metall, zum Beispiel Silicium und/oder Zinn und/oder ein anderes Metall und/oder eine Legierung, beispielsweise in Form eines metallischen Pulvers, und/oder mindestens einen Leitkohlenstoff, zum Beispiel Leitgraphit und/oder mindestens einen amorphen Leitkohlenstoff, insbesondere in Form von unporösen Kohlenstoffpartikeln, wie Leitruß, und/oder Kohlenstofffasern

(Englisch: Carbon Fibres) und/oder Kohlenstoffnanoröhren (Englisch: Carbon Nano Tubes, CNT) und/oder Graphen und/oder expandierten Graphit, und/oder mindestens einen Leitzusatz- Elektrodenaktivmaterial- Komposit, beispielsweise mindestens einen Leitzusatz-Anodenaktivmaterial- Komposit oder Leitzusatz- Kathodenaktivmaterial- Komposit, zum Beispiel mindestens einen Kohlenstoff-

Elektrodenaktivmaterial- Komposit, beispielsweise mindestens einen Kohlenstoff- Anodenaktivmaterial- Komposit oder mindestens einen Kohlenstoff- Kathodenaktivmaterial- Komposit, zum Beispiel mindestens einen Kohlenstoff- Metallphosphat- Komposit, beispielsweise in Form von leitzusatzbeschichteten, zum Beispiel kohlenstoffbeschichteten, Elektrodenaktivmaterialpartikeln, insbesondere Anodenaktivmaterialpartikeln oder Kathodenaktivmaterialpartikeln, zum Beispiel in Form von kohlenstoffbeschichteten Metallphosphatpartikeln, und/oder mindestens ein lithiumionenleitfähiges oder lithiumionenleitendes Polymer und/oder Copolymer davon, beispielsweise mindestens ein

Polyalkylenoxid, zum Beispiel Polyethylenoxid (PEO), und/oder mindestens einen Polyester und/oder mindestens ein Polyacrylat und/oder mindestens ein Polymethacrylat, beispielsweise Polymethylmethacrylat (PMMA), und/oder mindestens ein Polyacrylnitril, und/oder ein Copolymer davon, beispielsweise Polyethylenoxid-Polystyrol-Copolymer (PEO-PS-Copolymer) und/oder Acrylnitril- Butadien-Styrol-Copolymer (ABS), und/oder mindestens ein Anodenaktivmaterial und/oder mindestens ein Kathodenaktivmaterial, beispielsweise mindestens ein Interkalationsmaterial und/oder Insertionsmaterial und/oder

Rekombinationsmaterial, insbesondere mindestens ein Lithium- oder Natrium- Interkalations- und/oder -Insertions- und/oder -Rekombinationsmaterial, zum Beispiel Interkalationsgraphit und/oder mindestens einen insertions- und/oder interkalationsfähigen, amorphen Kohlenstoff, beispielsweise Hard Carbons und/oder Soft Carbons, und/oder mindestens eine Speicherlegierung, beispielsweise mindestens eine Lithium-Speicherlegierung, zum Beispiel eine Silicium- und/oder Zinn-Legierung, insbesondere als Anodenaktivmaterial, und/oder mindestens ein Metalloxid und/oder -Phosphat, zum Beispiel mindestens ein Metalloxid, beispielsweise mindestens ein Schichtoxid und/oder mindestens ein Spinell, beispielsweise mindestens ein Nickel- und/oder -Cobalt- und/oder -Mangan-Oxid, zum Beispiel Lithium-Nickel- und/oder -Cobalt- und/oder Mangan-Oxid, und/oder mindestens ein Metallphosphat, beispielsweise mindestens ein Eisen- und/oder -Mangan- und/oder -Cobalt-Phosphat, zum Beispiel mindestens ein Lithium-Eisen- und/oder -Mangan- und/oder -Cobalt-

Phosphat, beispielsweise basierend auf der Formel: LiMP0 4 mit M = Fe, Mn und/oder Co, insbesondere als Kathodenaktivmaterial, umfassen oder daraus ausgebildet sein. Die durchschnittliche Partikelgröße und/oder die durchschnittliche Partikellänge, beispielsweise die durchschnittliche Faserlänge und/oder Röhrenlänge, und/oder der durchschnittliche Partikelebenendurchmesser des mindestens einen partikularen Fibrillierungshilfsmittels kann insbesondere in der Größenordnung der Elektrodenkomponenten beziehungsweise -bestandteile, beispielsweise des Elektrodenaktivmaterials, liegen. So kann beispielsweise eine Benetzung der

Elektrode mit Elektrolyt, zum Beispiel in einem Elektrolyt-Befüllprozess, beispielsweise durch ein Netzwerk des mindestens einen partikulären

Fibrillierungshilfsmittels, verbessert werden. Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform weist das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel, beispielsweise im Fall von sphärischen Partikeln, eine durchschnittliche Partikelgröße, insbesondere

Primärpartikelgröße, von < 10 μηη, beispielsweise von < 8 μηη, zum Beispiel < 6 μηη, und/oder, beispielsweise im Fall von faserförmigen und/oder

röhrenförmigen Partikeln, eine durchschnittliche Partikellänge, beispielsweise durchschnittliche Faserlänge und/oder Röhrenlänge, von < 10 μηη, beispielsweise νοη < 8 μηι, zum Beispiel < 6 μm, und/oder, beispielsweise im Fall von plättchenförmigen Partikeln, einen durchschnittlichen

Partikelebenendurchmesser von < 10 μηη, beispielsweise von < 8 μηη, zum Beispiel < 6 μηη, auf beziehungsweise wird mit einer/einem solchen eingesetzt. Beispielsweise kann das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel eine durchschnittliche Partikelgröße, insbesondere Primärpartikelgröße, und/oder eine durchschnittliche Partikellänge, beispielsweise durchschnittliche Faserlänge und/oder Röhrenlänge, und/oder einen durchschnittlichen

Partikelebenendurchmesser in einem Bereich von > 0,01 μηη bis < 10 μηη, beispielsweise in einem Bereich von > 0,01 μηη bis < 6 μηη, zum Beispiel in einem

Bereich von > 4 μηη bis < 6 μηη, aufweisen beziehungsweise mit einer/einem solchen eingesetzt werden.

Experimentelle Untersuchungen haben ergeben, dass Mischprozesse mit einer hohen Scherbelastung, beispielsweise durch eine Strahlmühle, zu einer kleinsten erzielbaren und damit stabilen durchschnittlichen Partikelgröße beziehungsweise Partikellänge, beispielsweise durchschnittliche Faserlänge und/oder

Röhrenlänge, beziehungsweise Partikelebenendurchmesser, insbesondere in einem Bereich von > 4 μηη bis < 6 μηη, führen und dass Partikel, deren

Partikelgröße beziehungsweise Partikellänge, beispielsweise Faserlänge und/oder Röhrenlänge, beziehungsweise Partikelebenendurchmesser in diesem Bereich liegen, dabei - insbesondere aus den physikalischen Randbedingungen des Mischers, beispielsweise der Mühle, und den Materialeigenschaften - nicht weiter zerkleinert werden. So kann der durch den Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung darauf einwirkende zerkleinernde Effekt minimiert werden.

Das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel kann grundsätzlich sphärische und/oder ashpärische, beispielsweise eckige oder runde/ovale und/oder auch anders geformte, Partikel aufweisen.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform umfasst das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel jedoch sphärische Partikel beziehungsweise ist daraus ausgebildet. Beispielsweise kann das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel stabile und/oder kompakte, sphärische Partikel umfassen beziehungsweise daraus ausgebildet sein. Sphärische Partikel können eine höhere mechanische Stabilität als asphärische Partikel, beispielsweise plättchenförmige Partikel, aufweisen.

Der mindestens eine Binder kann wird insbesondere in einer Menge eingesetzt werden, welche es gewährleistet, dass der mindestens eine Binder an allen

Partikel der mindestens einen Elektrodenkomponente gleichermaßen anbinden kann. Dabei kann insbesondere eine komplette Bedeckung der Oberfläche der Partikel der mindestens einen Elektrodenkomponente vermieden werden.

Vorzugsweise werden lediglich Punktkontakte zwischen dem mindestens einen Binder und Partikel der mindestens einen Elektrodenkomponente ausgebildet. So kann eine möglichst große für die eigentliche Speicherreaktion aktive Oberfläche erzielt werden.

Zum Beispiel können, bezogen auf das Gesamtgewicht der Elektrode,

> 0,1 Gew.-% bis < 10 Gew.-%, beispielsweise > 0,2 Gew.-% bis < 5 Gew.-%, von dem mindestens einen Binder eingesetzt werden. Dies hat sich zum Erzielen einer gleichmäßigen Anbindung des mindestens einen Binders alle Partikel der Elektrodenkomponenten in Form von Punktkontakten und damit zum Erzielen einer möglichst großen für die eigentliche Speicherreaktion aktiven Oberfläche als vorteilhaft erwiesen.

Bezogen auf das Gesamtgewicht der Elektrode können zum Beispiel,

> 0,1 Gew.-% bis < 98 Gew.-%, zum Beispiel > 0,1 Gew.-% oder > 20 Gew.-% oder > 30 Gew.-% oder > 50 Gew.-% bis < 98 Gew.-% oder < 90 Gew.-% oder < 80 Gew.-%, von der mindestens einen Elektrodenkomponente eingesetzt werden.

In dem Verfahren kann beispielsweise der mindestens eine Binder,

beispielsweise insofern zwei oder mehr verschiedene Binder eingesetzt werden sollen, in mehreren Stufen zugegeben werden. Zum Beispiel kann in dem

Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung, insbesondere in Verfahrensschritt a), zuerst ein erster Binder und dann ein oder mehr weitere Binder zugegeben und mit dem mindestens einen partikulären Fibrillierungshilfsmittel vermischt werden. lm Rahmen einer weiteren Ausführungsform werden jedoch, insbesondere in Verfahrensschritt a), durch einen ersten Mischprozess mit einer hohen

Scherbelastung mindestens ein erster Binder und (das) mindestens ein/e partikuläre Fibrillierungshilfsmittel vermischt, wobei der mindestens eine erste Binder fibrilliert wird, und werden durch zumindest einen zweiten Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung mindestens ein zweiter Binder und (das) mindestens ein/e partikuläre Fibrillierungshilfsmittel, welches gleich oder unterschiedlich zu dem im ersten Mischprozess verwendeten mindestens einen partikulären Fibrillierungshilfsmittel sein kann, vermischt, wobei der mindestens eine zweite Binder fibrilliert wird. Dies kann sich vorteilhaft auf die Binder-

Fibrillierung auswirken.

Zu dem mindestens einen ersten, fibrillierten Binder und dem mindestens einen zweiten, fibrillierten Binder kann dann, insbesondere in Verfahrensschritt b), die mindestens eine Elektrodenkomponente durch einen Mischprozess mit einer geringen Scherbelastung zugemischt werden.

Analog zu den bereits erläuterten Ausführungsformen kann dann das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel vor oder nach dem Zumischen der mindestens einen Elektrodenkomponente von dem mindestens einen ersten und/oder zweiten, fibrillierten Binder teilweise oder vollständig, beispielsweise größtenteils, wieder entfernt werden oder darin verbleiben.

Das Verfahren kann zum Beispiel zur Herstellung einer Anode ausgelegt sein. Dabei kann die mindestens eine Elektrodenkomponente insbesondere mindestens ein Anodenaktivmaterial, beispielsweise Interkalationsgraphit und/oder mindestens einen insertions- und/oder interkalationsfähigen, amorphen Kohlenstoff, beispielsweise Hard Carbons und/oder Soft Carbons, und/oder eine Speicherlegierung, zum Beispiel eine Lithium-Speicherlegierung, beispielsweise eine Silicium- und/oder -Zinn-Legierung, umfassen. Bezogen auf das

Gesamtgewicht der Elektrodenkomponenten der Anode, können beispielsweise > 80 Gew.-%, gegebenenfalls > 90 Gew.-%, von dem mindestens einen

Anodenaktivmaterial eingesetzt werden. Darüber hinaus kann die mindestens eine Elektrodenkomponente dabei mindestens einen Leitzusatz, beispielsweise mindestens einen Leitkohlenstoff, beispielsweise amorphen Leitkohlenstoff, insbesondere Leitruß, und/oder Leitgraphit und/oder Kohlenstofffasern und/oder Kohlenstoffnanoröhren und/oder Graphen und/oder expandierten Graphit, und/oder mindestens ein Leitmetall umfassen.

Das Verfahren kann jedoch auch zur Herstellung einer Kathode ausgelegt sein. Dabei kann die mindestens eine Elektrodenkomponente insbesondere mindestens ein Kathodenaktivmaterial, beispielsweise mindestens ein Metalloxid und/oder -Phosphat, zum Beispiel mindestens ein Metalloxid, insbesondere mindestens ein Schichtoxid und/oder mindestens ein Spinell, beispielsweise mindestens ein Nickel- und/oder -Cobalt- und/oder -Mangan-Oxid, zum Beispiel Lithium-Nickel- und/oder -Cobalt- und/oder Mangan-Oxid, und/oder mindestens ein Metallphosphat, beispielsweise mindestens ein Eisen- und/oder -Mangan- und/oder -Cobalt-Phosphat, zum Beispiel mindestens ein Lithium-Eisen- und/oder -Mangan- und/oder -Cobalt-Phosphat, beispielsweise basierend auf der Formel: LiMP0 4 mit M = Fe, Mn und/oder Co, umfassen oder daraus ausgebildet sein. Bezogen auf das Gesamtgewicht der Elektrodenkomponenten der Kathode, können beispielsweise > 80 Gew.-%, gegebenenfalls > 90 Gew.-%, von dem mindestens einen Kathodenaktivmaterial eingesetzt werden. Das mindestens eine Kathodenaktivmaterial, kann dabei beispielsweise eine durchschnittliche Partikelgröße, beispielsweise Primärpartikelgröße, in einem Bereich von

> 0,5 μηη bis < 20 μηη, zum Beispiel in einem Bereich von > 10 μηη bis < 20 μηη, aufweisen

Darüber hinaus kann die mindestens eine Elektrodenkomponente dabei beispielsweise mindestens einen Leitkohlenstoff, zum Beispiel Leitgraphit und/oder Leitruß, umfassen. Zum Beispiel können, bezogen auf das

Gesamtgewicht der Elektrodenkomponenten der Kathode, > 0,25 Gew.-% bis < 20 Gew.-%, beispielsweise > 0,25 Gew.-% bis < 10 Gew.-%, insbesondere > 0,5 Gew.-% bis < 5 Gew.-%, von dem mindestens einen Leitkohlenstoff, zum Beispiel Leitgraphit und/oder Leitruß, eingesetzt werden. Weiterhin kann die mindestens eine Elektrodenkomponente mindestens einen Leitzusatz-

Kathodenaktivmaterial-Komposit, beispielsweise mindestens einen Kohlenstoff- Kathodenaktivmaterial-Komposit, zum Beispiel mindestens einen Kohlenstoff- Metallphosphat- Komposit, beispielsweise in Form von leitzusatzbeschichteten, zum Beispiel kohlenstoffbeschichteten, Kathodenaktivmaterialpartikeln, zum Beispiel in Form von kohlenstoffbeschichteten Metallphosphatpartikeln, beispielsweise mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von < 10 μηη oder < 8 μηι oder < 6 μηι, zum Beispiel von < 4 μηη oder < 2 μηη oder < 1 μηη, umfassen.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform werden in einem, dem

Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung vorgeschalteten Vormischprozess mit einer geringen Scherbelastung der mindestens eine Binder und das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel zu einer Vormischung vermischt, welche dann in dem Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung, insbesondere in Verfahrensschritt a), derart gemischt wird, dass der mindestens eine Binder fibrilliert wird. Der Vormischprozess kann insbesondere in einem, dem Verfahrensschritt a) vorgeschalteten Verfahrensschritt aO) durchgeführt werden.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform erfolgt der Mischprozess mit einer geringen Scherbelastung und/oder der Vormischprozess mit einer geringen

Scherbelastung durch einen Freifall-Mischer und/oder durch einen auf dem Prinzip von, beispielsweise durch Dehnströmungen und/oder Rohrerweiterungen verursachten, Turbulenzen basierenden Mischer und/oder durch einen Kneter und/oder durch einen Extruder und/oder durch einen Pflugschar- und/oder Schaufelmischer (Paddel-Mischer) und/oder durch einen Trommelmischer beziehungsweise wird damit durchgeführt. Derartige Mischaggregate können vorteilhafterweise eine geringe Scherbelastung, beispielsweise eine geringere Scherbelastung als eine Strahlmühle und/oder ein Drei-Walzen-Stuhl und/oder durch ein Zwei-Schnecken-Extruder, insbesondere eine geringere

Scherbelastung als eine Strahlmühle, auf die Elektrodenkomponenten ausüben.

Speziell bei auf dem Prinzip von Turbulenzen basierenden Mischern kann vorteilhafterweise lediglich eine geringe Materialbelastung auftreten,

beispielsweise da keine Einbauten erforderlich sind und/oder keine

„Kontaktmischung" stattfindet.

Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform wird, beispielsweise in einem dem Verfahrensschritt b) nachgeschalteten Verfahrensschritt c), aus der Mischung, insbesondere aus Verfahrensschritt b), welche den mindestens einen fibrillierten Binder und die mindestens eine Elektrodenkomponente enthält, beispielsweise durch einen trockenen Herstellungsprozess und/oder durch Beschichten, zum

Beispiel durch Trockenbeschichten, beispielsweise eines Stromableiters oder eines Trägersubstrats, eine Elektrode, insbesondere eine Anode und/oder Kathode, ausgebildet. Aus dieser Mischung kann beispielsweise eine Elektrode, zum Beispiel in Form eines Films, beispielsweise mit definierter Porosität und/oder definierter Dicke, ausgebildet werden. Der Stromableiter kann beispielsweise eine metallische Ableiterfolie oder ein anders gearteter

Stromableiter, zum Beispiel ein Streckmetall, ein Netz, ein Metallgeflecht, ein metallisiertes Gewebe und/oder eine gelochte oder gestochene oder in anderer Weise geeignet vorbereitete Folie, sein. Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen

Verfahrens wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Elektrode, der erfindungsgemäßen Zelle sowie auf die Figuren und die Figurenbeschreibung verwiesen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Elektrode, beispielsweise eine Anode und/oder Kathode, welche durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt ist. Eine mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Elektrode, beispielsweise Anode und/oder Kathode, kann zum Beispiel mittels

Rasterelektronenmikroskopie (REM) untersucht und beispielsweise anhand einer Schädigung der einzelnen Komponenten nachgewiesen werden. Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen

Elektrode wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, der erfindungsgemäßen Zelle sowie auf die Figuren und die Figurenbeschreibung verwiesen.

Ferner betrifft die Erfindung eine elektrochemische Zelle, insbesondere eine Batteriezelle, beispielsweise eine Lithium-Zelle oder eine Natrium-Zelle oder eine Metall- Luft-Zelle, zum Beispiel eine Lithium-Ionen-Zelle und/oder Lithium-Metall- Zelle oder eine Natrium-Ionen-Zelle, insbesondere eine Lithium-Zelle, zum Beispiel eine Lithium-Ionen-Zelle und/oder Lithium-Metall-Zelle, welche mindestens eine erfindungsgemäße beziehungsweise erfindungsgemäß hergestellte Elektrode umfasst.

Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Zelle wird hiermit explizit auf die Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, der erfindungsgemäßen Elektrode sowie auf die Figuren und die Figurenbeschreibung verwiesen.

Zeichnungen

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen

Fig. 1 ein schematisches Flussdiagramm zur Veranschaulichung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens, in welcher das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel in der

Elektrode verbleibt;

Fig. 2 ein schematisches Flussdiagramm zur Veranschaulichung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens, in welcher das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel nach dem Zumischen der mindestens einen Elektrodenkomponente wieder entfernt wird; und

Fig. 3 ein schematisches Flussdiagramm zur Veranschaulichung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens, in welcher das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel vor dem Zumischen der mindestens einen Elektrodenkomponente wieder entfernt wird.

Die Figuren 1 bis 3 veranschaulichen unterschiedliche Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Elektrode, insbesondere einer Anode oder einer Kathode, für eine elektrochemische Zelle, insbesondere für eine Batteriezelle, beispielsweise für eine Lithium-Zelle. Die Figuren 1 bis 3 zeigen, dass gegebenenfalls zunächst in einem optionalen vorgeschalteten Verfahrensschritt aO) in einem Vormischprozess mit einer geringen Scherbelastung mindestens ein Binder B und mindestens ein partikuläres Fibrillierungshilfsmittel F vermischt werden.

Der mindestens eine Binder B kann beispielsweise mindestens ein, insbesondere lithiumionenleitfähiges oder lithiumionenleitendes, Polymer, beispielsweise mindestens ein Polyalkylenoxid, wie Polyethylenoxid (PEO), und/oder mindestens einen Polyester und/oder mindestens ein Polyacrylat und/oder mindestens ein Polymethacrylat, wie Polymethylmethacrylat (PMMA), und/oder mindestens ein Polyacrylnitril, und/oder mindestens ein, gegebenenfalls nicht- lithiumionenleitfähiges oder nicht-lithiumionenleitendes, Polymer, beispielsweise mindestens ein fluoriertes und/oder unfluoriertes Polyolefin, wie

Polyvinylidendifluorid (PvdF) und/oder Polytetrafluorethylen (PTFE, Teflon) und/oder Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP), und/oder Polystyrol (PS), und/oder ein Copolymer davon, beispielsweise Polyethylenoxid-Polystyrol- Copolymer (PEO-PS-Copolymer) und/oder Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS), umfassen oder daraus ausgebildet sein.

Das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel F kann dabei zum Beispiel eine durchschnittliche Partikelgröße von < 10 μηη, beispielsweise in einem Bereich von > 0,1 μηη bis < 10 μηη, aufweisen. Die Figuren 1 bis 3 zeigen weiterhin, dass in einem Verfahrensschritt a) der mindestens eine Binder B und das mindestens ein partikuläre

Fibrillierungshilfsmittel F, gegebenenfalls in Form der Vormischung aus dem optionalen vorgeschalteten Verfahrensschritt aO), in einem Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung vermischt werden, wobei der mindestens eine Binder B fibrilliert fB wird. Der Mischprozess mit einer hohen Scherbelastung kann beispielsweise durch eine Strahlmühle erfolgen.

Darüber hinaus zeigen die Figuren 1 bis 3, dass in einem Verfahrensschritt b) zu dem mindestens einen fibrillierten Binder fB mindestens eine

Elektrodenkomponente E1 durch einen Mischprozess mit einer geringen

Scherbelastung zugemischt wird. Die mindestens eine Elektrodenkomponente E1 kann dabei beispielsweise mindestens ein Elektrodenaktivmaterial, insbesondere Interkalations- und/oder Insertionsmaterial, und/oder

oberflächenbeschichtete Partikel und/oder Gradientenmaterialpartikel und/oder mindestens einen Leitzusatz umfassen.

Ferner zeigen die Figuren 1 bis 3, dass in einem Verfahrensschritt c) aus der Mischung fB+E1 aus Verfahrensschritt b), welche den mindestens einen fibnilierten Binder fB und die mindestens eine Elektrodenkomponente E1 enthält, beispielsweise durch einen trockenen Herstellungsprozess und/oder durch Beschichten, zum Beispiel durch Trockenbeschichten, eine Elektrode E ausgebildet wird.

Im Rahmen der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform verbleibt das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel F nach dem Zumischen der mindestens einen Elektrodenkomponente E1 in der den mindestens einen fibrillierten Binder fB und die mindestens eine Elektrodenkomponente E1 enthaltenden Mischung fB+F+E1 . Dabei kann das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel F beispielsweise mindestens einen, insbesondere an der elektrochemischen Reaktion der Zelle unbeteiligten, Elektrodenzusatzstoff und/oder mindestens eine, insbesondere an der elektrochemischen Reaktion der Zelle beteiligte, weitere Elektrodenkomponente umfassen oder daraus ausgebildet sein.

Der mindestens eine Elektrodenzusatzstoff kann dabei beispielsweise zum Abfangen von Nebenreaktionen und/oder Nebenreaktionsprodukten und/oder zur Verbesserung der mechanischen Stabilität und/oder Prozessierbarkeit der Elektrode ausgelegt sein. Zum Beispiel kann der mindestens eine

Elektrodenzusatzstoff mindestens ein Metalloxid, beispielsweise Siliciumoxid und/oder Aluminiumoxid, und/oder mindestens ein, gegebenenfalls nicht- lithiumionenleitfähiges oder nicht-lithiumionenleitendes, Polymer, beispielsweise mindestens ein fluoriertes und/oder unfluoriertes Polyolefin, zum Beispiel Polyvinylidendifluorid (PvdF) und/oder Polytetrafluorethylen (PTFE, Teflon) und/oder Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP), und/oder Polystyrol und/oder ein Copolymer davon umfassen oder daraus ausgebildet sein. Die mindestens eine weitere Elektrodenkomponente kann dabei beispielsweise mindestens einen Leitzusatz und/oder mindestens ein, insbesondere lithiumionenleitfähiges oder lithiumionenleitendes, Polymer und/oder Copolymer davon, beispielsweise mindestens ein Polyalkylenoxid, wie Polyethylenoxid (PEO), und/oder mindestens einen Polyester und/oder mindestens ein

Polyacrylat und/oder mindestens ein Polymethacrylat, wie Polymethylmethacrylat (PMMA), und/oder mindestens ein Polyacrylnitril und/oder ein Copolymer davon, und/oder mindestens ein Elektrodenaktivmaterial umfassen oder daraus ausgebildet sein.

Im Rahmen der in den Figuren 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen wird das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel F demgegenüber nach dem Fibrillieren des mindestens einen Binders fB zumindest größtenteils,

insbesondere zu mehr als 50 %, wieder entfernt.

Im Rahmen der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform wird in einem dem

Verfahrensschritt b) nachgeschalteten Verfahrensschritt b1 ) das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel F nach dem Zumischen der mindestens einen Elektrodenkomponente E1 wieder entfernt. Dabei kann das Entfernen

beispielsweise thermisch und/oder mittels Verdampfung und/oder mittels

Zersetzung und/oder mittels Vergasung und/oder mittels Verbrennung und/oder mittels Lösungsmittelextraktion erfolgen.

Im Rahmen der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform wird das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel F vor dem Zumischen der mindestens einen Elektrodenkomponente E1 in Verfahrensschritt b) wieder entfernt. Dabei werden der mindestens eine Binder B und das mindestens eine partikuläre

Fibrillierungshilfsmittel F und/oder die Prozessbedingungen, beispielsweise die Prozesstemperatur, des Mischprozesses mit einer hohen Scherbelastung vorzugsweise derart ausgewählt, dass die Haftung zwischen dem mindestens einen Binder B und dem mindestens einen Fibrillierungshilfsmittel F möglichst gering ist. Das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel F kann dabei insbesondere aus mindestens einem anorganischen, beispielsweise

keramischen und/oder glasartigen, Material, zum Beispiel aus Sand, ausgebildet sein. Dabei umfasst das Verfahren insbesondere weiterhin einen, dem

Verfahrensschritt a) nachgeschalteten Verfahrensschritt a1 ), in dem nach der Fibrillierung des mindestens einen Binders B die den mindestens einen fibnilierten Binder fB und das mindestens eine Fibrillierungshilfsmittel F enthaltende Mischung fB+F aus Verfahrensschritt a) einem

Zerkleinerungsprozess, insbesondere Schneidprozess, unterworfen wird, in dem die Fibrillen des mindestens einen fibrillierten Binders fB in kürzere

Fibrillenstücke S(fB) zerteilt werden.

Weiterhin umfasst das Verfahren dabei einen, dem Verfahrensschritt a1 ) nachgeschalteten Verfahrensschritt a2), in dem dann die Fibrillenstücke S(fB) des mindestens einen fibrillierten Binders fB und das mindestens eine partikuläre Fibrillierungshilfsmittel F enthaltende Mischung S(fB)+F einem Trennprozess, beispielsweise einer Gasstrahl-Trennung und/oder einem Siebprozess, unterworfen wird, in dem die Fibrillenstücke S(fB) des mindestens einen fibrillierten Binders fB und das mindestens eine Fibrillierungshilfsmittel F voneinander getrennt werden.

Zu den Fibrillenstücken S(fB) des mindestens einen fibrillierten Binders fB wird dann in dem Verfahrensschritt a2) nachgeschalteten Verfahrensschritt b) die mindestens eine Elektrodenkomponente E1 durch den Mischprozess mit einer geringen Scherbelastung zugemischt.