[发明专利]用于制造蓄电池的电极的方法和装置

说明书

本发明涉及一种制造蓄电池的电极的方法，其中借助挤出法将电极糊施覆到载体上，特别是施覆在金属箔上。在挤出法的过程中借助输送装置输送所述电极糊通过挤出喷嘴。在混合装置中对电极糊进行混合并将其从混合装置输出至输送装置，其中对从混合装置输出至输送装置的电极糊的流量的波动进行补偿。

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的前序部分的用于制造蓄电池的电极的方法和装置。

背景技术

所论及的类型的方法的共同之处在于，为了制造电极，首先将电极糊施覆到载体上。通过此电极糊的施覆，具体视进一步的工艺而定，借助后续的方法步骤，特别是干燥步骤、提取步骤和/或用于借助合适的电解质进行渗透的步骤，将其进一步加工成电极。此电极糊可以由多种组分构成。在此情况下，将电极糊施覆到载体上是较为重要且与产生的蓄电池的品质有关的步骤。此载体特别是为金属箔，就制成的蓄电池而言，通常将这个载体收卷或折叠和/或堆叠成多层。因此，必须高度均匀地施覆电极糊的薄层。

在工业规模上，上述方案主要是通过所谓的“湿式工艺”而实现的。在此情况下，对在相对较低的温度下已非常稀薄的糊料进行搅拌。然后通常通过缝式喷嘴在室温下将其施覆到载体上。

此种工艺的缺点在于，借助溶剂实现待施覆的糊料所需的粘度。溶剂例如可以是N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。如此实现的糊料“浆料”就施覆到载体上而言具有良好的特性，但随后必须从电极糊中去除这个溶剂。溶剂的使用会引起非期望的环境和健康风险。因此，特别是在环境法规日益严格的背景下，期望找到一种方法，以便无需使用这类有害溶剂或者至少减少这类有害溶剂的使用。

因此，DE 10 2004 012 476A1中例如揭示了一种方法，其中在使用助流剂的情况下在有所升高的温度下制造电极糊，同时尽可能不使用溶剂，并将此电极糊施覆到载体上。这是通过使用所谓的双螺杆挤出机而实现的。双螺杆挤出机可加热。这些双螺杆挤出机具有非常高的剪切速率。借此，这些双螺杆挤出机甚至可以对相对较粘稠的材料进行充分混合。因此，在将电极糊的成分馈送至这类双螺杆挤出机时，其能够首先将电极糊加工成足够均匀的混合物，然后输送该混合物通过同样可加热的挤出喷嘴，借助该挤出喷嘴可以将此糊料施覆到载体上。

然而，实践表明，双螺杆挤出机所输出的电极糊的流量随时间而波动。其原因在于这种双螺杆挤出机的结构，在此过程中，双螺杆挤出机用作混合和输送装置。迄今为止，在将电极糊施覆到载体上时因波动而引起的不一致性阻碍了此方法的工业应用。

EP 2 744 019A1也揭示了一种制造电极的方法，其中至少尽可能避免使用有害溶剂。然而，在该方法中，首先制造形式为挤出粒料的模塑材料。在另一方法步骤中，在稍后的时间点将这些粒料熔化并通过挤出施加到载体上。此过程管理效率较为低下。一方面，电极糊的反复熔化导致能耗增加。另一方面，对粒料的制造(在此期间对电极糊进行混合)与随后将电极糊施覆到载体上进行分隔需要额外的费用，涉及到在两个方法步骤之间对粒料的处理。

发明内容

因此，本发明的目的是提供用于制造蓄电池的电极的方法和装置，其能够在尽可能不使用有害溶剂的情况下，将电极糊均匀地施覆到载体上，此外，所述方法和所述装置较为有效。

本发明用以达成上述目的的解决方案在于具有独立权利要求的特征的方法和装置。从属权利要求的特征涉及有利的实施方式。

所述制造蓄电池的电极的方法在于，首先在混合装置中对电极糊进行混合并将其从混合装置输出至输送装置。在此情况下，特别是持续对混合装置和/或输送装置进行操作。特别是持续将电极糊流量从混合装置输出至输送装置。其中，对从混合装置输出至输送装置的电极糊的流量的波动进行补偿。将电极糊流量从混合装置输出至输送装置能够实现不间断的过程管理。相对于现有技术中所描述的以分批工艺非连续地制造“浆料”的“湿式工艺”以及首先制造中间产品(例如开篇所述及的粒料)的过程管理，该过程管理特别是具有以下优点：一方面，由于省去了储存或减少了处理耗费，所述方法的效率变得更加有效，另一方面，可以更好地确保恒定的特性，特别是恒定的品质。