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Title:
METHOD FOR PRODUCING ELECTRODES FOR PASSIVE COMPONENTS AND BATTERIES, AND DEVICE FOR PRODUCING ELECTRODES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/119717
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a device (1) for producing electrodes (50). According to the inventive method, a coating material (10A) is produced from a solvent and fine-particle solids in a first step (A), and the solvent is largely removed by heating, e.g. by means of a heating device (6) in step (B), producing a paste (10B). The paste (10B) is then applied to a flat current collector (20) in step (C), for example by means of an auxiliary carrier (5A, 5B), thus producing an electrode layer (10c).

Inventors:
HELLER ROLAND (DE)
SAAR NATALIE (DE)
WEBER CHRISTOPH J (DE)
Application Number:
PCT/DE2005/000995
Publication Date:
December 15, 2005
Filing Date:
June 02, 2005
Export Citation:
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Assignee:
EPCOS AG (DE)
HELLER ROLAND (DE)
SAAR NATALIE (DE)
WEBER CHRISTOPH J (DE)
International Classes:
H01G11/28; H01G11/38; H01G11/86; H01G13/00; H01M4/04; (IPC1-7): H01G13/00; H01M4/04
Domestic Patent References:
WO1995029509A11995-11-02
Foreign References:
EP1143543A22001-10-10
EP1160896A22001-12-05
US20040090736A12004-05-13
EP1241720A22002-09-18
Attorney, Agent or Firm:
Epping, Hermann Fischer Patentanwaltsgesellschaft Mbh (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Elektroden (50) mit den Verfahrensschritten: A) aus Lösungsmittel und feinteiligen Feststoffen wird eine Beschichtungsmasse (10A) erzeugt, B) anschließend wird größtenteils das Lösungsmittel mittels Erhitzens entfernt, wobei eine Paste (10B) erzeugt wird, C) danach wird die Paste (10B) auf einem flächigen Stromkol¬ lektor (20) aufgebracht und eine Elektrodenschicht (10C) auf dem Stromkollektor erzeugt.
2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei in einem vor dem Verfahrensschritt B) stattfindenden Verfahrensschritt Bl) die Beschichtungsmasse (10A) auf ei¬ nem Hilfsträger (5A) schichtförmig aufgebracht wird und im Verfahrensschritt C) die Paste (10B) vom Hilfsträger (5A) auf den Stromkollektor (20) übertragen wird.
3. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei in Bl) Teilbereiche der auf dem Hilfsträger befind¬ lichen Paste (10B) entfernt werden.
4. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei in Bl) ein Schaber verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei im Verfahrensschritt Bl) der Hilfsträger (5A) ausge¬ wählt ist aus: einem Transportband und einer Walze.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Anspruch, wobei in Bl) die Beschichtungsmasse (10A) mittels einer Messerakel oder einer Spiralrakel auf den Hilfsträger (5A) aufgebracht wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis S1 bei dem im Verfahrensschritt Bl) der Hilfsträger (5A) be¬ heizt wird.
8. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Oberfläche des Hilfsträgers zur Temperaturkon¬ trolle gekühlt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem im Verfahrensschritt B) die Beschichtungsmasse auf Temperaturen zwischen 400C und 1300C erhitzt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Wobei im Verfahrensschritt B) das Lösungsmittel bis auf etwa weniger als 10 Gew% entfernt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem im Verfahrenschritt A) das Lösungsmittel ausge¬ wählt ist aus: Wasser, organischen Lösungsmitteln Bei dem im Verfahrensschritt A) die feinteiligen Feststof¬ fe ausgewählt sind aus: Aktivkohle, Ruß, Binder.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Zusätzlich die Elektrodenschicht (10C) auf dem Stromkol¬ lektor (20) verdichtet wird.
13. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem nach dem Verfahrensschritt C) in einem Verfahrens schritt D) eine WalzVorrichtung (15A) zur Verdichtung der Elektrodenschicht (10C) verwendet wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, bei dem im Verfahrensschritt C) der Hilfsträger zur Ver¬ dichtung der Elektrodenschicht gegen den Stromkollektor gedrückt wird.
15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei im Verfahrenschritt C) auf beiden Hauptoberflächen des Stromkollektors Elektrodenschichten erzeugt werden.
16. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem in C) die Paste (10B) von zwei beheizten Walzen (5A, 5B) und/oder Transportbändern als Hilfsträgern auf beide Hauptoberflächen des Stromkollektors (20) übertragen wird.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16, 14 oder 2 bis 8, bei dem nach dem Verfahrensschritt C) Reste der Paste vom Hilfsträger entfernt werden.
18. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Reste der Paste mittels eines Schabers (60) ent¬ fernt werden.
19. Vorrichtung (1) zur Herstellung von Elektroden (55) aus einer Beschichtungsmasse (10A) enthaltend Lösungsmittel und feinteilige Feststoffe und einem Stromkollektor (20) mit: einer Heizeinrichtung (6) zur weitgehenden Entfernung des Lösungsmittels aus der Beschichtungsmasse (10A) und Erzeu¬ gung einer Paste (10B) , einem Hilfsträger (5A) zur Übertragung der Paste (10B) auf den Stromkollektor (20) , wobei die Heizeinrichtung (6) dem Hilfsträger (5A) bei der Herstellung der Elektroden vorgeschaltet ist oder die Heizeinrichtung mit dem Hilfsträger zusammengeschaltet ist.
20. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der die Heizeinrichtung (6) und der Hilfsträger (5A) in einem beheizbaren Hilfsträger (6, 5A) zusammengefasst sind. 2I.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 oder 20, bei der Hilfsträger (5A) ausgewählt ist aus: zumindest einer Walze und einem Transportband.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, wobei der Hilfsträger (5A) eine Oberfläche mit geringem Adhäsionsvermögen aufweist.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, aufwei¬ send zumindest eine Rakel (15A) zur Übertragung der Beschich¬ tungsmasse (10A) auf den Hilfsträger (5A) .
24. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Rakel (15A) eine Spiralrakel oder eine Messerra¬ kel ist.
25. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der der Hilfsträger (5A) beheizbar ist, und die Rakel (15A) im thermischen Kontakt mit dem beheiz¬ baren Hilfsträger (5A) steht.
26. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Spiralrakel zur Kontrolle ihrer Temperatur eine erste Kühleinrichtung (7) aufweist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 oder 26, wobei eine zweite Kühleinrichtung (70) zur Kühlung der O berflache des Hilfsträgers (5A) vorhanden ist.
28. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der die zweite Kühleinrichtung (70) Sprühdüsen um fasst .
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 28, mit einer Reinigungseinrichtung (60) zur Entfernung von an dem Hilfsträger (5A) nach dem Auftragen auf dem Stromkol¬ lektor anhaftender Paste (10B) .
30. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der die Reinigungseinrichtung (60) einen Schaber um fasst.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 30, mit Mitteln (55) zum Entfernen von Bereichen der auf dem Hilfsträger (5A) befindlichen Paste (10B) . 32.Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Mittel (55) einen Schaber umfassen der im Kon¬ takt mit dem Hilfsträger (5A) steht.
32. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 19 bis 32, bei der zusätzlich eine Führungseinrichtung (25) zur Posi¬ tionierung und zum Transport des Stromkollektors (20) durch die Vorrichtung (1) vorhanden ist.
33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 33, bei der zusätzlich eine Walzvorrichtung (15A, 15B) zur Verdichtung der Elektrodenschicht (10C) auf dem Stromkol¬ lektor (20) vorhanden ist.
34. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei eine Walze als Hilfsträger vorhanden ist, die gleichzeitig als Walzvorrichtung dient.
Description:
Beschreibung

Verfahren zur Herstellung von Elektroden für passive Bauele¬ mente und Batterien und Vorrichtung zur Herstellung von E- lektroden

Aus der Druckschrift US 6,134,760 A ist ein Verfahren zur Herstellung von Elektroden für elektrochemische Doppel- schichtkondensatoren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung dieser Elektroden bekannt . Die Elektroden bestehen dabei aus einer Kollektorschicht, beispielsweise einer Aluminiumfolie, auf die auf beide Seiten eine polarisierbare Elektroden¬ schicht auflaminiert ist. Die polarisierbare Elektroden¬ schicht kann dabei aus einer Mischung von Aktivkohlenstoff- pulver und carbon black mit Polytetrafluorethylen, Ethanol, Öl oder anderen Mischungen hergestellt werden. Derartige E- lektroden können dadurch hergestellt werden, dass auf der Kollektorfolie eine Klebeschicht aufgebracht und anschließend eine Folie bestehend aus der bereits oben genannten polari¬ sierbaren Elektrodenschicht auf die Kollektorfolie auflami¬ niert wird. Ein derartiges Herstellungsverfahren ist sehr zeitaufwendig, kompliziert und enthält viele Verfahrens¬ schritte.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Herstel¬ lungsverfahren für Elektroden für passive Bauelemente und Batterien und eine Vorrichtung zur Herstellung der Elektroden zur Verfügung zu stellen, die bezüglich der oben genannten Nachteile verbessert sind.

Diese Aufgabe wird mit einem Herstellungsverfahren nach An¬ spruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Herstel- lungsverfahrens sowie eine Vorrichtung zur Herstellung der Elektroden sind Gegenstand weiterer Ansprüche.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in einem Verfahrens- schritt A) aus Lösungsmittel und feinteiligen Feststoffen ei¬ ne Beschichtungsmasse erzeugt . Anschließend wird im Verfah¬ rensschritt B) größtenteils das Lösungsmittel mittels Erhit- zens entfernt, wobei eine annähernd feste Paste erzeugt wird. Danach wird im Verfahrensschritt C) die Paste auf einen flä¬ chigen Stromkollektor aufgebracht und damit eine Elektroden¬ schicht auf dem Stromkollektor erzeugt.

Dadurch, dass im Verfahrensschritt B) das Lösungsmittel grö߬ tenteils mittels Erhitzens aus der Beschichtungsmasse ent¬ fernt wird und die Paste erzeugt wird, wird die Verarbei¬ tungsfähigkeit deutlich erhöht, da eine Paste aufgrund des reduzierten Lösungsmittelanteils weniger fließfähig ist als eine Beschichtungsmasse. Somit lässt sich die Paste besser verarbeiten als eine entsprechende Beschichtungsmasse mit hö¬ herem Lösungsmittelanteil . Aufgrund dieser besseren Verar- beitbarkeit ist es anschließend im Verfahrensschritt C) be¬ sonders einfach möglich, die Paste auf einem flächigen Strom¬ kollektor aufzubringen und damit eine Elektrodenschicht zu erzeugen.

Die Beschichtungsmasse kann einen Feststoffgehalt von weniger als etwa 40 Gew%, typischerweise etwa 20 bis 30 Gew% aufwei¬ sen. Die feinteiligen Feststoffe können dabei ausgewählt sein aus Aktivkohle, Ruß und Binder. Eine typische Beschichtungs¬ masse kann beispielsweise an feinteiligen Feststoffen etwa 80 Gew% Aktivkohle, etwa 10 Gew% Ruß und etwa 10 Gew% Binder, der z.B. ausgewählt ist aus Fluoropolymeren, Thermoplasten und Cellulosederivaten, enthalten. Diese feinteiligen Fest- Stoffe können dabei in einem Lösungsmittel beispielsweise Wasser aufgeschlämmt werden. Als Lösungsmittel kommen weiter¬ hin auch organische Lösungsmittel, z.B. niedrigsiedende iner¬ te organische Lösungsmittel, beispielsweise Alkohole und N- Methylpyrrolidone sowie Mischungen zwischen Wasser und orga¬ nischen Lösungsmitteln in Betracht .

Im Verfahrensschritt B) wird vorteilhafterweise das Lösungs¬ mittel bis auf etwa weniger als 10 Gew-%, bevorzugt 5 Gew-% Lösungsmittel entfernt. Derartige im Verfahrensschritt B) er¬ zeugte Pasten sind besonders gut verarbeitbar. Im Verfahrens¬ schritt B) wird vorteilhafterweise die Beschichtungsmasse auf Temperaturen zwischen 40° C und 130° C erhitzt. Bevorzugt ist ein Temperaturbereich zwischen 80 bis 90° C, vor allem wenn das Lösungsmittel hauptsächlich Wasser enthält. Bei derarti¬ gen Temperaturen knapp unterhalb des Siedepunkts vom Wasser kann besonders einfach sichergestellt werden, dass ein Gro߬ teil des Wassers besonders schnell entfernt wird, ohne dass es zu einem vollständigen Erstarren der Paste aufgrund eines kompletten Entfernens des Lösungsmittels kommt.

Günstigerweise wird in einem vor dem Verfahrensschritt B) stattfindenden Verfahrensschritt Bl) die Beschichtungsmasse auf einen Hilfsträger schichtförmig aufgebracht und im Ver¬ fahrensschritt C) dann die Paste vom Hilfsträger auf dem Stromkollektor übertragen.

Der Vorteil einer derartigen Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass vor dem weitgehenden Entfernen des Lösungsmittels und der Bildung der Paste die Beschich¬ tungsmasse in Form einer Schicht auf einem Hilfsträger beson¬ ders einfach ausgebildet werden und anschließend im Verfah¬ rensschritt B) daraus eine schichtförmige Paste erzeugt wer- den kann. Somit kann im Verfahrensschritt Bl) aufgrund der niedrigen Viskosität der Beschichtungsmasse besonders einfach eine Schicht "vorstrukturiert" werden, die dann später eben¬ falls schichtförmig auf den Stromkollektor im Verfahrens¬ schritt C) aufgebracht wird.

Der Hilfsträger kann dabei ausgewählt sein aus einem Trans¬ portband und einer Walze. Sowohl das Transportband als auch die Walze können nach dem Verfahrensschritt A) die Beschich¬ tungsmasse übernehmen und diese zum Stromkollektor transpor¬ tieren, wobei dazwischen größtenteils das Lösungsmittel ent¬ fernt und aus der Beschichtungsmasse die Paste gebildet wird. Derartige Hilfsträger wie Transportbänder und Walzen sind da¬ bei besonders gut geeignet, ein kontinuierliches Herstel¬ lungsverfahren zu gewährleisten, bei dem ohne Unterbrechung aus der Beschichtungsmasse eine auf einem Stromkollektor auf¬ gebrachte Elektrodenschicht erzeugt werden kann.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Verfahrensschritt Bl) der Hilfsträger beheizt wird. Dabei es möglich, dass die Hilfsträger mittels interner Heizvorrichtungen beheizt wer¬ den. Beispielsweise ist es möglich, eine Widerstandsheizung in einem Transportband oder einer Walze zu integrieren (siehe beispielsweise Figur 1) . Bei einer derartigen Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist es besonders einfach möglich, die Verfahrensschritte Bl) bis C) kontinuierlich auszuführen. Ein intern beheizter Hilfsträger hat weiterhin den Vorteil, dass ein direkter Kontakt zwischen der Heizvor¬ richtung und der Beschichtungsmasse zustande kommt. Ein di¬ rekter Kontakt erlaubt besonders einfach, das Lösungsmittel innerhalb relativ kurzer Zeit größtenteils aus der Beschich¬ tungsmasse zu entfernen. Der direkte Kontakt sorgt dafür, dass über die gesamte Oberfläche der Beschichtungsmasse, die bereits flächenfδrmig auf dem Hilfsträger ausgeformt ist, das Lösungsmittel ausgetrieben werden kann. Weiterhin können auch externe Heizvorrichtungen vorhanden sein, die die auf dem Hilfsträger befindliche Beschichtungsmasse erhitzen und die interne Heizvorrichtung zusätzlich bei der weitgehenden Ent¬ fernung des Lösungsmittels unterstützen. Beispielsweise wäre es möglich, externe Wärmequellen, wie beispielsweise Heiz¬ strahler und Gebläse, einzusetzen.

Wenn der Hilfsträger vor allem intern beheizt wird ist es be¬ sonders vorteilhaft zur Temperaturkontrolle des Hilfsträgers dessen Oberfläche zu kühlen. Bei einer derartigen zweigeteil¬ ten Temperaturkontrolle, die zum einen aus einer den Hilfs¬ träger aufheizenden , z.B. internen Heizvorrichtung und zum anderen aus einer Kühlvorrichtung für die Oberfläche des Hilfsträgers besteht, ist eine Temperaturkontrolle besonders effektiv möglich. Dadurch kann besonders effektiv ein schnel¬ les Verflüchtigen des Lösungsmittels durch plötzliches Sieden bzw. Kochen vermindert werden. Dabei kann je nach den Anfor¬ derungen an die Beschichtungsmasse (Anteil des Lösungsmit¬ tels, dessen Eigenschaften wie z.B. Siedepunkt und Beschaf¬ fenheit der zu erzeugenden Paste) die Temperatur des Hilfs¬ trägers innerhalb kürzester Zeit zwischen verschiedenen Tem¬ peraturbereichen besonders einfach eingestellt werden. Im Falle von Wasser als Lösungsmittelkomponente kann beispiels¬ weise eine Temperaturkontrolle der Oberfläche des Hilfsträ¬ gers gewährleisten, dass nicht das gesamte Wasser in der Be¬ schichtungsmasse beim Aufbringen auf den Hilfsträger siedet und damit sofort unerwünschterweise komplett entfernt wird. Eine derartige Temperaturkontrolle der Oberfläche des Hilfs¬ trägers kann beispielsweise durch Sprühdüsen gewährleistet werden, wie sie in Figur 1 dargestellt sind. Besonders vor¬ teilhaft wird als Kühlmittel zur Kühlung der Oberfläche des Hilfsträgers das Lösungsmittel verwendet, das zur Erzeugung der Beschichtungsmasse im Verfahrensschritt A) verwendet wur¬ de. Generell soll durch die Temperaturkontrolle ein Sieden des Lösungsmittel verhindert werden, was evtl . zu einer Bla¬ senbildung bei der Beschichtungsmasse bzw. der Paste führen könnte.

Günstigerweise wird der Stromkollektor vor dem Aufbringen der Paste erwärmt. Dies kann dazu dienen, diejenigen Bereiche der Elektrodenschicht, die nach dem Aufbringen der Paste dem Stromkollektor am nächsten sind weiter zu trocknen und zu verfestigen, so dass eine gute Verzahnung zwischen der Elekt¬ rodenschicht und der evtl. rauhen Oberfläche des Stromkollek¬ tors resultiert. Dadurch kann auch ein Ablösen der Paste vom Hilfsträger während der Übertragung auf den Stromkollektor im Verfahrensschritt C) erleichtert werden. Wird zusätzlich zum Stromkollektor auch der Hilfsträger beheizt, so werden vor¬ teilhafterweise die Reste des Lösungsmittels in den mittleren Berechen der auf dem Stromkollektor befindlichen Elektroden¬ schicht anzutreffen sein. Diese Lösungsmittelreste können dann ein Verdichten der Elektrodenschicht in einem WaIz- schritt erleichtern.

Günstigerweise ist es möglich, im Verfahrensschritt Bl) Teil¬ bereiche der auf dem Hilfsträger befindlichen Paste zu ent¬ fernen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass zu¬ mindest ein Schaber im Kontakt mit dem Hilfsträger gebracht wird und sich Hilfsträger und Schaber relativ zueinander be¬ wegen. Dadurch ist es möglich, beispielsweise selektiv Berei¬ che etwa in der Mitte der Paste zu entfernen und somit gleichzeitig im Verfahrensschritt C) zwei voneinander ge¬ trennte Teilbereiche gleichzeitig auf den Stromkollektor auf¬ zubringen. Dies ermöglicht es beispielsweise, gleichzeitig zwei voneinander getrennte Elektrodenschichten auf einem Stromkollektor zu erzeugen und anschließend beide Elektroden¬ schichten entlang des Bereichs, auf dem keine Elektroden¬ schicht vorhanden ist, zu vereinzeln. Somit ist es möglich, gleichzeitig zwei Elektrodenfolien in einem Verfahren herzu¬ stellen. Eine derartige Variante eines erfindungsgemäßen Ver¬ fahrens erlaubt es weiterhin, verschieden strukturierte E- lektrodenschichten auf Stromkollektoren zu erzeugen.

Günstigerweise wird im Verfahrensschritt Bl) die Beschich- tungsmasse mittels einer Messerakel oder einer Spiralrakel auf den Hilfsträger aufgebracht.

Eine Spiralrakel, die einen Metallstab um den z. B. ein Draht mit definierten konstanten Durchmesser gewickelt wurde, um- fasst, ist besonders gut dann geeignet, wenn als Hilfsträger eine rotierende Walze eingesetzt wird. In diesem Fall steht die Spiralrakel in Kontakt mit der sich rotierenden Walze und räkelt dabei eine definierte Menge der Beschichtungsmasse auf die Walze, so dass es besonders einfach ist, im Verfahrens¬ schritt Bl) die Beschichtungsmasse auf der Walze schichtför- mig auszuformen. Durch die Vertiefungen an der Oberfläche des mit dem Draht umwickelten Stabes der Spiralrakel können in Abhängigkeit von der Größe der Vertiefung in der Rakel und deren Umdrehungsgeschwindigkeit bestimmte Materialmengen der Beschichtungsmasse aus einem Vorratsbehälter auf die Walze aufgebracht werden. Dabei steht die Spiralrakel häufig auch in direktem thermischen Kontakt mit der rotierenden Walze, die vorteilhafterweise intern beheizt wird. In diesem Fall ist es besonders vorteilhaft, die Spiralrakel zu kühlen, um zu verhindern, dass diese sich aufgrund des Kontakts mit der beheizten Walze allzu stark aufheizt und damit zu früh ein Großteil des Lösungsmittels aus der Beschichtungsmasse ausge- trieben wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die in der Spiralrakel antransportierte Beschichtungs- masse gekühlt wird, oder dass die Spiralrakel über eine in¬ terne Kühlung verfügt .

Als Alternative zur Spiralrakel kann auch ein Vorratsbehält¬ nis verwendet werden, das oberhalb des durchlaufenden Strom¬ kollektors angeordnet und einen einstellbaren Bodenschlitz aufweist, die eine Messerakel utnfasst . Mittels der Messerakel ist es möglich, die Beschichtungsmasse aus dem Vorratsbehält¬ nis in definierter Dicke schichtförmig auf dem Hilfsträger aufzubringen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn zusätzlich die auf dem Stromkollektor aufgebrachte Elektrodenschicht verdichtet wird. Durch das Verdichten der Elektrodenschicht kann beson¬ ders vorteilhaft eine höhere volumenbezogene Kapazität von Kondensatoren erreicht werden, die die mittels des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens hergestellten Elektroden enthalten. Die höhere volumenbezogene Kapazität ist zum einen auf eine höhere Anzahl von feinteiligen Feststoffpartikeln, beispiels¬ weise Aktivkohlenstoffpartikeln pro Volumen zurückzuführen und zum anderen auf eine niederohmigere Anbindung der Fest- stoffpartikel aneinander, so dass bei einer bestimmten Mess¬ frequenz bei einem Kondensator mit diesen Elektroden mehr Ak- tivkohlenstoffpartikel am Lade-/Entladevorgang eingebunden sind. Gleichzeitig wird durch diese Verdichtung der elektri¬ sche Widerstand der Elektrodenschicht erniedrigt und ein nie- derohmiger Kontakt zwischen der Elektrodenschicht und dem Stromkollektor erzeugt. Im Falle von Aluminiumfolien als Stromkollektoren wird beispielsweise durch das Verdichten das oberflächliche Aluminiumoxid aufgebrochen und ein direkter Kontakt zur Elektrodenschicht, beispielsweise einer Aktivkoh¬ lenschicht erzeugt .

Als Stromkollektoren bei dem erfindungsgemäßen Verfahren las¬ sen sich beliebige Metallfolien, beispielsweise Aluminiumfo¬ lien einsetzen, die gegebenenfalls auch noch eine Grundie- rungsschicht aufweisen, die vorteilhafterweise ausgewählt ist aus Kohlenstoff, Metallnitriden, Metallcarbiden und Metall- carbonitriden. Als Metall-Komponente kommen bei diesen oben genannten Verbindungen vor allem Aluminium und Titan in Be¬ tracht.

Das Verdichten kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass nach dem Verfahrensschritt C) in einem separaten Verfahrens¬ schritt D) eine Walzvorrichtung zur Verdichtung der Elektro¬ denschicht verwendet wird (siehe beispielsweise Figur 1) . Die Walzvorrichtung kann eine oder mehrere rotierende Walzen um¬ fassen, die gegen die, auf dem Stromkollektor aufgebrachte Elektrodenschicht gedrückt werden. Wird die Elektrodenschicht gleichzeitig auf beiden Hauptoberflächen des Stromkollektors aufgebracht, kann die Walzvorrichtung beispielsweise wie in Figur 1 gezeigt, zwei gegenläufig rotierende Walzen umfassen, die gegeneinander gepresst werden, wobei die mit den Elektro¬ denschichten beschichtete Stromkollektor-Folie zwischen bei¬ den Walzen durchgeführt wird.

Weiterhin ist es möglich, dass im Verfahrensschritt C) der Hilfsträger zur Verdichtung der Elektrodenschicht gegen den Stromkollektor gedrückt wird. Eine Variante eines derartigen Verfahrens ist beispielsweise in Figur 2 gezeigt. Ein derar¬ tiges Verfahren hat den Vorteil, dass im Verfahrensschritt C) gleichzeitig die Übertragung der Paste auf den Stromkollektor und eine Verdichtung der dabei gebildeten Elektrodenschicht auf dem Stromkollektor erreicht wird. Weiterhin ist in diesem Fall ein Abstimmen der Geschwindigkeit des rotierenden Hilfs- trägers und der Geschwindigkeit der WalzVorrichtung zur Ver¬ dichtung der Elektrodenschicht nicht notwendig.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Verfahrensschritt C) auf beiden Hauptoberflächen des Stromkollektors Elektroden¬ schichten erzeugt werden. Dies kann beispielsweise dadurch gewährleistet werden, dass im Verfahrensschritt C) die Paste von zwei rotierenden einander gegenüber angeordneten Walzen oder Transportbändern als Hilfsträger auf beide Hauptoberflä¬ chen des Stromkollektors übertragen wird. Die beiden Walzen oder Transportbänder sind dabei vorteilhafterweise beheizt, so dass die auf beiden Hauptoberflächen aufgebrachten Elekt¬ rodenschichten besonders einfach mittels weitgehender Entfer¬ nung des Lösungsmittels zu Pasten umgewandelt werden können. Der Vorteil eines derartigen Verfahrens besteht zum einen darin, dass besonders schnell auf beiden Hauptoberflächen E- lektrodenschichten aufgebracht werden können, wobei eine ge¬ meinsame Trocknung stattfindet. Somit entfällt eine separate Erzeugung und Trocknung der beiden Elektrodenschichten. Der flächig ausgeformte Stromkollektor wird dabei zwischen beiden Walzen oder Transportbändern angeordnet und beispielsweise mittels einer Führungsvorrichtung, die Führungsrollen, Füh¬ rungskeile und -backen umfassen kann, fixiert und durch den Spalt zwischen beiden Walzen hindurchgeführt.

Weiterhin ist es möglich nach dem Verfahrensschritt C) Reste der Paste vom Hilfsträger, beispielsweise der rotierenden Walze zu entfernen. Dies kann beispielsweise dadurch gesche¬ hen, dass ein Schaber, der besonders günstig die gesamte Breite der Walze überstreicht, Reste der Paste entfernt (sie¬ he beispielsweise Figur 1) . Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Vorrichtung zur Herstellung von Elektroden aus einer Beschichtungsmasse ent¬ haltend Lösungsmittel und feinteilige Feststoffe und einem Stromkollektor mit einer Heizeinrichtung zur weitgehenden Entfernung des Lö¬ sungsmittels aus der Beschichtungsmasse und Erzeugung ei¬ ner Paste, einem Hilfsträger zur Übertragung der Paste auf dem Strom¬ kollektor, wobei die Heizeinrichtung dem Hilfsträger bei der Herstel¬ lung der Elektroden vorgeschaltet ist oder die Heizein¬ richtung mit dem Hilfsträger zusammengeschaltet ist.

Eine Vorschaltung der Heizeinrichtung vor dem Hilfsträger hat zur Folge, dass vor der Übertragung der Beschichtungsmasse auf den Stromkollektor diese zu einer Paste umgewandelt wird und erst anschließend mittels des Hilfsträgers auf den Strom¬ kollektor übertragen wird. Eine Zusammenschaltung der Heiz¬ einrichtung mit dem Hilfsträger ist beispielsweise mittels beheizbarer Walzen oder beheizbarer Transportbänder möglich, wie in den Figuren 1 und 2 exemplarisch gezeigt.

Der Hilfsträger weist vorteilhafterweise eine Oberfläche mit geringem Adhäsionsvermögen auf. Dies kann beispielsweise da¬ durch gewährleistet werden, dass die Oberfläche der Walze o- der des Transportbandes poliert ist oder mit einer Beschich- tung versehen ist, auf der die Paste nur geringfügig haftet, z.B. einer dünnen Teflon- oder Graphitbeschichtung. Aufgrund des geringem Adhäsionsvermögens der Oberfläche ist es beson¬ ders einfach möglich, von dem Hilfsträger die Paste auf den Stromkollektor zu übertragen. Eine Haftung der Elektroden¬ schicht auf dem Stromkollektor kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Stromkollektorfolie eine hohe Ober¬ flächenrauhigkeit aufweist und so ein Verzahnen der Elektro- denbeSchichtung mit der Stromkollektorfolie resultiert.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung Trocknungseinrichtungen zur weiteren Trocknung der auf dem Stromkollektor aufgebrachten Elektrodenschicht aufweist. Diese Trocknungsvorrichtungen können beispielsweise Heißluftgebläse oder Strahler umfassen, die direkt die Elekt¬ rodenschicht auf dem Stromkollektor trocknen und so noch das restliche, nach dem Verfahrenschritt C) noch vorhandene Lö¬ sungsmittel entfernen.

Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Figuren und Aus¬ führungsbeispielen noch näher erläutert werden.

Die Figuren 1 und 2 zeigen verschiedene Varianten von erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtungen zur Herstellung von E- lektroden.

In Figur 1 ist eine Variante einer erfindungsgemäßen Vorrich¬ tung 1 dargestellt, die die gleichzeitige Aufbringung von E- lektrodenschichten IOC auf beiden Hauptoberflächen eines Stromkollektors 20 erlaubt. Dabei sind Hilfsträger 5A, 5B in Form von im Gegensinn rotierenden Walzen vorhanden. Auf den Walzen befindet sich eine schichtförmig ausgeformte Paste 1OB, die mittels weitgehenden Entfernens des Lösungsmittels aus einer Beschichtungsmasse 10A erzeugt werden kann. Die Be- schichtungsmasse 10A wird dabei mittels Spiralrakeln 15A, 15B aus einem Vorratsbehältnis 3 auf die rotierenden Walzen 5A, 5B überführt. Zur weitgehenden Entfernung des Lösungsmittels aus der Beschichtungsmasse und zur Erzeugung der Paste ist dabei eine Heizeinrichtung 6 in beiden rotierenden Walzen vorhanden. Diese kann beispielsweise eine Widerstandsheizung umfassen. Die Aluminiumfolie 20 als Stromkollektor wird dabei zwischen beiden rotierenden Walzen 5A, 5B mittig hindurchge¬ führt und mittels einer Führungseinrichtung 25, beispielswei¬ se Führungs-Rollen, -Keile oder -Backen fixiert und durch die Vorrichtung 1 geführt. Zur Kühlung der Spiralrakeln 15A, 15B kann weiterhin eine Kühlvorrichtung 7 vorhanden sein. Diese Kühlung verhindert ein allzu großes Anhaften der Beschich- tungsmasse auf den Spiralrakeln aufgrund einer zu starken Verdunstung des Lösungsmittels. Nach dem Aufbringen der E- lektrodenschichten IOC auf dem Stromkollektor 20 werden beide Elektrodenschichten IOC mittels einer Walzvorrichtung 15A, 15B verdichtet, so dass eine erhöhte volumenspezifische Kapa¬ zität von Kondensatoren mit diesen Elektroden resultiert. Die Pfeile in Figur 1 geben dabei die Drehrichtung bzw. im Falle der Walzvorrichtung 15A, 15B die Richtung des Anpressdrucks der WalzVorrichtung an die Elektrode 50 an. Der mit 30 be¬ zeichnete Pfeil kennzeichnet dabei die Richtung, in der die Stromkollektorfolie 20 durch die Vorrichtung 1 geführt wird.

Weiterhin können auf einer oder auf beiden rotierenden Walzen 5A, 5B Schaber 55 vorhanden sein, die selektiv Bereiche der auf den Walzen befindlichen Paste 1OB entfernen und so ein strukturiertes Auftragen der Elektrodenschicht auf den Strom¬ kollektor 20 erlauben. Zur zusätzlichen Temperaturkontrolle der rotierenden Walzen 5A, 5B können z.B. Sprühdüsen 70 bei einer oder bei beiden Walzen vorgesehen sein, die ein Kühl¬ mittel, bevorzugt das Lösungsmittel der Beschichtungsmasse, auf die Oberfläche der rotierenden Walzen aufbringen und so eine besonders gute Kontrolle der Oberflächentemperatur der Walzen 5A, 5B erlauben. Außerdem können Mittel zur Entfernung von an den rotierenden Walzen 5A, 5B anhaftender Paste 1OB, beispielsweise Schaber 60 vorhanden sein, die besonders einfach diese anhaftenden Reste entfernen können, bevor diese wieder in Kontakt mit den Spiralrakeln 15A und 15B treten. Derartige Schaber 60 können dabei ebenfalls wieder bei einer oder bei beiden Walzen 5A, 5B vorhanden sein.

Figur 2 zeigt eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die Hilfsträger 5A, 5B, im Gegensinn ro¬ tierende Walzen zusätzlich gegen die aufgebrachten Elektro¬ denschichten IOC gedrückt werden, so dass bei dieser Variante der Übertrag der Paste auf dem Stromkollektor 20 und die Ver¬ dichtung der Elektrodenschicht IOC in einem Verfahrensschritt ausgeführt werden können. In diesem Fall ist eine zusätzliche Walzeinrichtung 15A, 15B wie in Fig. 1 gezeigt nicht mehr nö¬ tig. Darüberhinaus können bei einer derartigen Vorrichtung aber alle anderen in Fig. 1 gezeigten Einrichtungen, z.B. Sprühdüsen 70 vorhanden sein.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die hier dargestell¬ ten Ausführungsbeispiele. Weitere Variationen sind beispiels¬ weise möglich hinsichtlich der Ausgestaltung der Hilfsträger.