DE102011114613A1

DE102011114613A1 - Anordnung für eine elektrochemische Zelle, Verfahren zu ihrer Herstellung, elektrochemische Zelle und Batterie

Info

Publication number: DE102011114613A1
Application number: DE102011114613A
Authority: DE
Inventors: Dr. Bauer Werner; Andreas Gutsch; Wilhelm Schabel; Philip Scharfer; Marcel Schmitt; Michael Baunach; Stefan Jaiser
Original assignee: Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Current assignee: Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2011-09-30
Publication date: 2013-04-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (10) für eine elektrochemische Zelle, die eine poröse, elektrisch isolierende Separator-Membran (11) umfasst, die auf einer ihrer beiden Seiten mindestens eine erste Schicht (21, 22) aus einem positiven Aktivmaterial, aus dem während des Betriebs der elektrochemische Zelle Lithium-Ionen entfernbar ist, und/oder auf der anderen ihrer beiden Seiten mindestens eine zweite Schicht (31, 32) aus einem negativen Aktivmaterial, in das während des Betriebs der elektrochemischen Zelle Lithium-Ionen ein- oder anlagerbar sind, aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Anordnung, eine elektrochemische Zelle, in die mindestens eine derartige Anordnung eingebracht ist und die mit mindestens einem elektrischen Ableiter verbunden ist, sowie eine Batterie, die mindestens eine derartige elektrochemische Zelle umfasst. Die Zusammensetzung des Aktivmaterials und ggf. der Inertkomponenten Binder und Leitruß, die Porosität, die Größe und die Vorbehandlung der Partikel der Aktivmaterialien führt in Kombination mit der Separator-Membran (11) zu einer Erhöhung der Leistungs- und Energiedichte sowie der Langzeitstabilität einer mit der erfindungsgemäßen Anordnung (10) ausgestatteten elektrochemischen Zelle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für eine elektrochemische Zelle, ein Verfahren zu ihrer Herstellung, eine elektrochemische Zelle, in die mindestens eine derartige Anordnung eingebracht und die mit mindestens einem elektrischen Ableiter verbunden ist, sowie eine Batterie mit mindestens einer derartigen elektrochemischen Zelle.
Die Elektroden in einer elektrochemischen Zelle weisen jeweils ein Aktivmaterial auf, aus dem während des Betriebs der elektrochemischen Zelle Lithium-Ionen entfernt oder in das Lithium-Ionen der elektrochemischen Zelle eingelagert werden. In der negativen Elektrode (Kathode) werden als Aktivmaterial im Allgemeinen oxidische Verbindungen mit Lithium und weiteren Metallen, bevorzugt LiCoO₂, LiFePO₄, LiNi1/₃Co₁/₃Mn₁/₃O₂ (NCM) oder LiNi_0,8Co_0,15Al_0,05O₂ (NCA), und in der positiven Elektrode (Anode) Graphit eingesetzt. Das Aktivmaterial wird in partikulärer Form zusammen mit einem polymeren Binder, insbesondere mit Polyvinylidenfluorid, der zur Bereitstellung der mechanischen Festigkeit dient, und mit Leitruß, der zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit eingesetzt wird, versehen.
Die Aktivmaterialien werden bisher üblicherweise in Form von Pasten unter Einsatz von Lösungsmitteln auf metallische, passive Ableitermaterialien aufgebracht. Dieser Beschichtungsvorgang findet in aller Regel kontinuierlich in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren statt, wobei das Schlitzgießen das dominierende Beschichtungsverfahren für die Herstellung von hochpräzisen Schichten ist. Im Anschluss an die Beschichtung wird das in den Pasten enthaltene Lösungsmittel durch einen aktiven oder passiven Trocknungsvorgang entfernt, womit sich die Elektrode verfestigt. während der Verfestigung bildet sich eine Elektrodenstruktur mit einer erwünschten Porosität aus.
Die Additive Binder und Leitruß sowie die Porosität erfüllen hierbei unterschiedliche Aufgaben. Die poröse Struktur und der eingebrachte Elektrolyt ermöglichen den Transport der Lithium-Ionen zu den Partikeln im jeweiligen Aktivmaterial; durch den zugesetzten Leitruß sowie das Aktivmaterial, sofern es selbst elektrisch leitfähig ist, wird die Elektronenleitfähigkeit gewährleistet, während der Binder die Haftung zwischen den Feststoffpartikeln, sowie mit dem Ableitermaterial sicherstellt.
Der Separator dient durch eine vollständige elektronische Trennung der beiden Elektroden der Verhinderung von internen Kurzschlüssen; er muss jedoch gleichzeitig über eine gute Ionenleitfähigkeit verfügen. Als Separator dienen, wie in der EP 1 535 357 B1 offenbart, poröse, elektrisch isolierende organische Filme oder Vliese, die auch anorganische, insbesondere keramische Bestandteile enthalten können.
Bei der herkömmlichen Fertigung von Lithium-Ionen-Batterien wird der Separator in einem von den betreffenden Elektroden unabhängigen Herstellungsverfahren gefertigt. In der Regel wird der Separator hierzu nach dem Kalandrierschritt beim Zusammenbau der Lithium-Ionen-Batterie zwischen die beiden üblicherweise eingesetzten Elektroden eingelegt.
Die WO 2004/021475 A1 und die WO 2006/045339 A2 offenbaren jeweils eine Elektroden-Separator-Einheit, die eine poröse Elektrode aus einem Aktivmaterial, das fest mit einem Ableiter verbunden ist, und eine hierauf aufgebrachte Separatorschicht aufweist, wobei die Separatorschicht mindestens zwei Fraktionen von Metallpartikeln besitzt, die sich in ihrer mittleren Partikelgröße und/oder dem für die Partikel eingesetzten Metall unterscheiden. Die Herstellung der dort beschriebenen Elektroden-Separator-Einheit erfolgt durch eine nassprozessierte Auftragung des Separators auf die zugehörige Elektrode.
Aus W. Schabel, Trocknung von Polymerfilmen – Messung von Konzentrationsprofilen mit der Inversen-Mikro-Raman-Spektroskopie, Dissertation, Aachen, 2004, ist es bekannt, dass sich Trocknungszeiten z. B. bei einer Halbierung der Schichtdicke deutlich mehr – als erwartet – nur halbieren. Durch ein beidseitiges Trocknen und Verdunsten eines Lösungsmittels durch Aufbringen auf eine poröse Membran lassen sich die Trocknungsraten deutlich steigern.
Die Herstellung einer in einem einfachen Vorgang aufgetragenen herkömmlichen Elektrode führt zu relativ langen Trocknungszeiten und zu einem hohen Fertigungsaufwand, da mit zunehmender Schichtdicke die Gefahr von Trockenrissbildung sowie die Entstehung von inhomogener Kinderverteilung zunehmen, was zu Einschränkungen bei der Kalandrierbarkeit führt.
Ein weiterer Nachteil der herkömmlichen Fertigung ist die auf eine Seite beschränkte Trocknung. Die metallischen Ableiterfolien lassen ein Ausdampfen des Lösungsmittels aus der aufgetragenen Pastenschicht nur über die Filmoberseite zu, wodurch ein erhebliches Trocknungspotential verloren geht.
Das Einstellen bestimmter Morphologien, z. B. der Porosität, in einer an sich homogenen Schicht bewirkt auch deren homogene Streuung. Ein Gradient und somit eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit sind bisher nur bedingt möglich.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demnach darin, die aufgeführten Nachteile und Einschränkungen des Stands der Technik zu überwinden.
In einem Aspekt der Erfindung soll eine Anordnung für eine elektrochemische Zelle bereitgestellt werden, mit der insbesondere durch eine Vergrößerung der Gesamtdicke der Schichten aus dem Aktivmaterial höhere Kapazitäten zur Verfügung stehen.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung soll ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Anordnung für eine elektrochemische Zelle bereitgestellt werden, das zu einer Verkürzung der Trockenzeit der Elektrodenpasten und zu einem Wegfall von einschränkenden nachfolgenden Verfahrensschritten führt.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung soll eine elektrochemische Zelle angegeben werden, in die sich auf möglichst einfache Weise eine oder mehrere derartige Anordnungen einbringen lassen.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung soll schließlich eine Batterie bereitgestellt werden, die mindestens eine derartige elektrochemische Zelle umfasst.
Diese Aufgabe wird im Hinblick auf die Anordnung für eine elektrochemische Zelle durch die Merkmale des Anspruchs 1, im Hinblick auf das Verfahren zu ihrer Herstellung durch die Schritte des Anspruchs 7, im Hinblick auf die elektrochemische Zelle durch den Anspruch 9 und im Hinblick auf die Batterie durch den Anspruch 10 gelöst. Die Unteransprüche beschreiben jeweils vorteilhafte Ausgestaltungen.
Eine erfindungsgemäße Anordnung für eine elektrochemische Zelle weist zunächst einen porösen, elektrisch isolierenden Separator, bevorzugt in Form einer 10 μm bis 100 μm, besonders bevorzugt 20 μm bis 30 μm dünnen Separator-Membran (Substrat), auf, der vorzugsweise aus einer Polymer-Membran besteht. In einer besonderen Ausgestaltung ist die Polymer-Membran hierbei teilweise mit Keramikpartikeln, insbesondere mit aus Partikeln aus Siliziumdioxid, SiO₂, Aluminiumoxid, Al₂O₃, oder Zirkoniumdioxid, ZrO₂, versetzt.
Der Separator ist erfindungsgemäß auf einer seiner beiden Seiten mit einer ersten Schicht aus einem positiven Aktivmaterial, d. h. einem Material, aus dem sich während des Betriebs der elektrochemische Zelle Lithium-Ionen entfernen lässt, und/oder auf der anderen seiner beiden Seiten mit mindestens einer zweiten Schicht aus einem negativen Aktivmaterial, d. h. einem Material, in das sich während des Betriebs der elektrochemischen Zelle Lithium-Ionen einlagern lässt, versehen.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind hierbei zwei, drei oder mehr Schichten aus einem positiven Aktivmaterial auf derselben Seite des Separators aufgebracht, die sich voneinander in ihrer materialmäßigen Zusammensetzung oder im Grad ihrer Porosität unterscheiden.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind hierbei zwei, drei oder mehr aus einem negativen Aktivmaterial auf derselben Seite des Separators aufgebracht, die sich voneinander in ihrer materialmäßigen Zusammensetzung oder im Grad ihrer Porosität unterscheiden.
Die vorliegende Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass eine erfindungsgemäße Anordnung aus einem Separator, der eine direkte, einseitige oder beidseitige Beschichtung mit dafür optimierten Schichten, bestehend aus insbesondere partikulären Aktivmaterial und bevorzugten Inertkomponenten, insbesondere Binder oder Leitruß, aufweist, bereitgestellt wird. Auf diese Weise lassen sich unterschiedliche Eigenschaften dieser Anordnung, angefangen bei Porosität, Binder- und Leitruß-Anteil, als auch der Größe und der jeweiligen Vorbehandlung der Partikel im Aktivmaterial einstellen.
In einer besonderen Ausgestaltung werden Anordnungen bereitgestellt, die eine hohe Dicke der eingesetzten Schichten aufweisen. Auf diese Weise lassen sich Gradienten der inerten Materialien und/oder der Porosität einstellen, die sich günstig auf die Energie- und Leistungsdichte auswirken, insbesondere wenn die Zusammensetzung über die Schichtdicke variiert.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung für eine elektrochemische Zelle. Hierzu werden mindestens eine erste Schicht aus einem positiven Aktivmaterial und/oder mindestens eine zweite Schicht aus einem negativen Aktivmaterial jeweils auf eine Seite eines Separators, der vorzugsweise in Form einer Membran (Substrat) bereitgestellt wird, aufgetragen. Die Auftragung erfolgt mittels ausgewählten Elektrodenpasten aus unterschiedlichen Materialien und mit verschiedener Zusammensetzung, die bevorzugt entweder mittels Einzeldüsen einzeln nacheinander oder über Mehrschichtdüsen oder in einer Mehrschichtkaskade aus Einzeldüsen zur Herstellung einer Multilayerbeschichtung gleichzeitig aufgebracht werden.
Bei der Formulierung der Elektrodenpasten lassen sich die Zusammensetzung hinsichtlich Anteil und Art der einzelnen Komponenten (Binder, Leitruß) und des Lösungsmittels variieren. Während der Verfestigung der das Aktivmaterial enthaltenden Pasten durch thermischen Entzug des in der betreffenden Paste enthaltenen Lösungsmittels, das sich durch geeignete Trocknungseinrichtungen fördern lässt, bilden sich in jeder Schicht unterschiedliche Verteilungen der Komponenten, der Morphologie und/oder der Porosität aus.
In einer besonderen Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens liegt eine Stapelung von in ihrer Zusammensetzung ggf. stark unterschiedlichen, Aktivmaterial enthaltenden Pasten vor.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine elektrochemische Zelle, die mindestens eine erfindungsgemäße Anordnung sowie mindestens einen damit verbundenen elektrischen Ableiter aufweist. Zu ihrer Herstellung wird die Anordnung bevorzugt durch Stapeln oder Wickeln mit den Ableitern versehen. In einer besonderen Ausgestaltung werden hierzu herkömmlich elektrodenbeschichtete Ableiter eingesetzt.
Die vorliegende Erfindung betrifft schließlich eine Batterie, in die mindestens eine erfindungsgemäße elektrochemische Zelle eingebracht ist.
Die vorliegende Erfindung weist insbesondere die folgenden Vorteile auf.
Die Zusammensetzung des Aktivmaterials und ggf. der Inertkomponenten, die Porosität, die Größe und die Vorbehandlung der Partikel des Aktivmaterials führt bei geeigneter Kombination mit dem Separator zu einer Erhöhung der Leistungs- und Energiedichte sowie der Langzeitstabilität einer mit der erfindungsgemäßen Anordnung ausgestatteten elektrochemischen Zelle.
Die Aktivmaterialien enthaltenden Pasten werden im Gegensatz zu den rissempfindlichen Ableiter-Folien erfindungsgemäß auf die wesentlich flexibleren Separator-Substrate aufgebracht, womit Einschränkungen bei der Herstellung der vorliegenden Anordnung entfallen. Separator-Membranen, die aus einer Polymer-Membran bestehen, die je nach Ausführung teilweise mit anorganischen Keramikpartikeln versetzt ist, weisen im Vergleich zu Kupfer- oder Aluminium-Ableitern ein geringeres Elastizitätsmodul, wodurch sich in der Produktion der erfindungsgemäßen Anordnung Beschichtungsgeschwindigkeiten von 200–300 m/min realisieren lassen, was eine Verzehnfachung des üblichen Beschichtungsdurchsatzes von 15–30 m/min bedeutet.
Wird eine Aktivmaterial enthaltende Paste auf eine poröse Separator-Membran aufgetragen, wird das Lösungsmittel der Paste von der porösen Separator-Membran aufgenommen und kann dann nicht nur über die Oberseite, sondern zusätzlich auch über die Rückseite der Separator-Membran ausdampfen (so genannter Löschpapiereffekt). Eine im Vergleich erforderliche Trocknerstrecke oder Trocknungszeit einer Paste auf einer undurchlässigen Ableiterfolie, z. B. aus Aluminium oder Kupfer, lässt sich bei gleichbleibender Beschichtungsgeschwindigkeit im Idealfall halbieren.
Wegen der vorteilhaften Porenstruktur lässt sich bei einer Beschichtung der Separator-Membran mit zwei oder mehr Schichten aus einem positiven oder negativen Aktivmaterial auf einen der ansonsten erforderlichen Kalandrierschritte verzichten. Damit wird der Vorteil erzielt, dass sich in derartigen Mehrschichtsystemen, die verpresst (kalandriert) oder nicht verpresst vorliegen, ein Gradient der Porosität einstellen lässt.
Alternativ ermöglichen die im Vergleich zum einschichtigen Beschichtungsschritt in der Regel dünneren Einzelschichten eine durchgehende, d. h. nicht intermittierende, kontinuierliche Beschichtung auch für den Verfahrensschritt des Kalandrierens. Dies erfolgt insbesondere im Gegensatz zu den vollständig beschichteten dicken Schichten auf Ableitern, die Spannungen innerhalb der Bahn ausbilden, so dass die Auftragung der Beschichtung regelmäßig unterbrochen werden muss, so dass hier nur eine intermittierende Auftragung möglich ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
1 Schematische Darstellung des Aufbaus

a) einer erfindungsgemäßen Anordnung und
b) einer elektrochemischen Zelle;

2–6 Verschiedene Ausgestaltungen des Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung;
7 Verfahrensschritt in der Herstellung einer elektrochemischen Zelle.
In 1a) ist eine erfindungsgemäße Anordnung 10 für eine elektrochemische Zelle dargestellt. Zwei Schichten 21, 31 aus einem Aktivmaterial sind hier auf dem Separator 11 beidseitig aufgebracht. Die eigenständige, beidseitig beschichtete Anordnung 10 aus 1a) wird zur Herstellung einer elektrochemischen Zelle gemäß 1b) anschließend, bevorzugt durch Stapeln oder Wickeln, beidseitig mit Ableitern 41, 51 verbunden, die hier ihrerseits jeweils eine Elektrodenschicht 22, 32 aufweisen. Die beiden Schichten 21, 22 aus einem positiven Aktivmaterial und die beiden Schichten 31, 32 aus einem negativen Aktivmaterial lassen sich bereits bei geringen Temperaturen und Drücken zusammenfügen. In einer hier nicht dargestellten Ausgestaltung sind die insgesamt vier Schichten 21, 22, 31, 32 aus Aktivmaterial in sich weiter unterteilt und weisen somit eine Multilagenbeschichtung auf.
Gemäß 2 werden in einer ersten Ausgestaltung des Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Anordnung 10 Aktivmaterial enthaltende Pasten jeweils mittels eines Beschichtungswerkzeuges 71, 72, bevorzugt einem Schlitzgießer oder einem Vorhangbeschichter, jeweils einfach auf eine Seite des in Form einer Membran vorliegenden Separators 11 aufgetragen und anschließend jeweils mittels eines Trockners 81, 82 getrocknet, wodurch die Anordnung 10, die einen Separator 11, beschichtete mit einer ersten Schicht 21 aus einem positiven Aktivmaterial und mit einer zweiten Schicht 31 aus einem negativen Aktivmaterial, aufweist, erhalten wird. Der Transport der Separator-Membran 11 erfolgt mittels (Kalandier-)Walzen 61, 62.
Gemäß 3 werden in einer zweiten Ausgestaltung des Verfahrens Aktivmaterial enthaltende Pasten nacheinander mit Einzeldüsen 71, 71'; 72, 72' auf die Separator-Membran 11 aufgetragen. Die Trocknung erfolgt anschließend jeweils mittels eines gemeinsamen Trockners 81, 82, wodurch die Anordnung 10', die einen Separator 11 mit zwei ersten Schichten 21, 22 aus einem positiven Aktivmaterial und zwei zweiten Schichten 31, 32 aus einem negativen Aktivmaterial, aufweist, erhalten wird. Die Walzen 61, 62 sorgen für den Transport des Separators 11.
Gemäß 4 werden in einer dritten Ausgestaltung des Verfahrens Aktivmaterial enthaltende Pasten nacheinander mit separat angeordneten Paaren von Einzeldüsen 71, 71'; 72, 72' auf die Separator-Membran 11 aufgetragen. Die Trocknung der hierbei erhaltenen Einzelschichten 21, 22; 31, 32 auf dem Separator 11 erfolgt dabei unmittelbar auf jeden Beschichtungsschritt unter Zuhilfenahme von jeweils zwei Trocknern 81, 83; 82, 84. Der Transport des Separators 11 erfolgt mittels der Walzen 61, 62.
Gemäß 5 werden in einer vierten Ausgestaltung des Verfahrens die Aktivmaterial enthaltende Pasten jeweils gemeinsam für das positive Aktivmaterial bzw. das negative Aktivmaterial durch eine Multilagendüse 73, 74 auf den Separator 11 aufgetragen. Die Trocknung der erhaltenen Anordnung aus dem Separator 11 und den Einzelschichten 21, 22; 31, 32 erfolgt anschließend mittels eines gemeinsamen Trockners 81, 82. Die Walzen 61, 62 sorgen für den Transport des Separators 11.
Gemäß 6 wird in einer fünften Ausgestaltung des Verfahrens die Separator-Membran 11 in der sogenannten Tensioned-Web-over-Slot-Die Fahrweise mittels einer Kalandrierwalze 61 über eine Schlitzdüsenanordnung 73, 74 umgelenkt. Dabei lassen sich Einzel- oder Mehrschichtdüsen einsetzen. Die Trocknung erfolgt hier in einem Schritt jeweils mittels eines gemeinsamen Trockners 81, 82. Alternativ erfolgt die Trocknung, wie in 4 dargestellt, für jede Schicht einzeln.
In 7 ist ein Verfahrensschritt in der Herstellung einer elektrochemischen Zelle, in die die erfindungsgemäße Anordnung eingebracht wird, schematisch dargestellt. Hierbei wird die Separator-Membran 11 zunächst nur von einer Seite mittels einer Düse 72 mit einer Paste beschichtet und anschließend mit einem weiteren Schichtverbund verbunden, der einen Ableiter 41 für die Kathode aufweist, der hier mittels der Düsen 71, 72 mit zwei weiteren Schichten 21', 22 aus einem positiven Aktivmaterial beschichtet und mittels der Walzen 65, 66 kalandriert wurde. Die gewünschte höhere Porosität der ersten Schicht 21 am Separator 11 bleibt dadurch erhalten, dass die Anordnung aus dem Separator 11 und der ersten Schicht 21 entweder nicht kalandiert wird oder später als gesamtes Paket aus allen genannten Schichten 11, 21, 21', 41, 22 mit einem reduzierten Anpressdruck mittels der Walzen 61, 62 laminiert wird. Nach der Verbindung der beiden Schichten 21, 21' aus dem positiven Aktivmaterial bildet sich hier ein Porositätsgradient aus. In 7 nicht dargestellt ist, dass in mindestens einem weiteren Verfahrensschritt auch die andere Seite des Separators 11 mit mindestens einer zweiten Schicht aus einem negativen Aktivmaterial und mindestens einem weiteren Ableiter für die Anode versehen wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1535357 B1 [0005]
WO 2004/021475 A1 [0007]
WO 2006/045339 A2 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

W. Schabel, Trocknung von Polymerfilmen – Messung von Konzentrationsprofilen mit der Inversen-Mikro-Raman-Spektroskopie, Dissertation, Aachen, 2004 [0008]

Claims

Anordnung (10) für eine elektrochemische Zelle, umfassend eine poröse, elektrisch isolierende Separator-Membran (11), die auf einer ihrer beiden Seiten mindestens eine erste Schicht (21, 22) aus einem positiven Aktivmaterial, aus dem während des Betriebs der elektrochemische Zelle Lithium-Ionen entfernbar sind, und/oder auf der anderen ihrer beiden Seiten mindestens eine zweite Schicht (31, 32) aus einem negativen Aktivmaterial, in das während des Betriebs der elektrochemischen Zelle Lithium-Ionen ein- oder anlagerbar sind, aufweist.
Anordnung (10) Anspruch 1, wobei mindestens zwei erste Schichten (21, 22) aus einem positiven Aktivmaterial vorgesehen sind, die sich in ihrer Zusammensetzung oder Porosität unterscheiden.
Anordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens zwei zweite Schichten (31, 32) aus einem negativen Aktivmaterial vorgesehen sind, die sich in ihrer Zusammensetzung oder Porosität unterscheiden.
Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die selbst nicht mit einem elektrischen Ableiter (41) verbunden ist.
Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Aktivmaterial in der mindestens einen ersten Schicht (21, 22) und/oder der mindestens einen zweiten Schicht (31, 32) mit einem Binder und/oder mit Leitruß versehen ist.
Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Separator-Membran (11) in Form einer Polymer-Membran, die nicht oder teilweise mit Keramikpartikeln versetzt oder beschichtet ist, vorliegt.
Verfahren zur Herstellung einer Anordnung (10) für eine elektrochemische Zelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei mindestens eine erste Schicht (21, 22) aus einem positiven Aktivmaterial und/oder mindestens eine zweite Schicht (31, 32) aus einem negativen Aktivmaterial gleichzeitig oder nacheinander auf eine oder beiden Seite einer Separator-Membran (11) aufgetragen und gleichzeitig oder nacheinander getrocknet werden.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Auftragen der mindestens einen ersten Schicht (21, 21', 22) aus einem positiven Aktivmaterial und/oder der mindestens einen zweiten Schicht (31, 32) aus einem negativen Aktivmaterial mittels Einzelschlitzdüsen (71, 71', 72, 72') oder mittels Mehrschichtschlitzdüsen (73, 74) oder mittels Einzelschlitzdüsen in einer Mehrschichtkaskade im Kontakt- oder Vorhangmodus erfolgt.
Elektrochemische Zelle, in die mindestens eine Anordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 eingebracht und mit mindestens einem elektrischen Ableiter (41) verbunden ist.
Batterie, die mindestens eine elektrochemische Zelle nach Anspruch 9 umfasst.