[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE102022128049A1 - Verfahren und Vorrichtung zur additiven Herstellung von elektrochemischen Einrichtungen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur additiven Herstellung von elektrochemischen Einrichtungen Download PDF

Info

Publication number
DE102022128049A1
DE102022128049A1 DE102022128049.7A DE102022128049A DE102022128049A1 DE 102022128049 A1 DE102022128049 A1 DE 102022128049A1 DE 102022128049 A DE102022128049 A DE 102022128049A DE 102022128049 A1 DE102022128049 A1 DE 102022128049A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
building material
manufacturing
unit
layer
polymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022128049.7A
Other languages
English (en)
Inventor
Ulrich Kleinhans
Jochen Philippi
Wolfgang Untergehrer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EOS GmbH
Original Assignee
EOS GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EOS GmbH filed Critical EOS GmbH
Priority to DE102022128049.7A priority Critical patent/DE102022128049A1/de
Priority to PCT/EP2023/079584 priority patent/WO2024089010A1/de
Publication of DE102022128049A1 publication Critical patent/DE102022128049A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/10—Formation of a green body
    • B22F10/16—Formation of a green body by embedding the binder within the powder bed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/30—Process control
    • B22F10/37—Process control of powder bed aspects, e.g. density
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/30—Process control
    • B22F10/38—Process control to achieve specific product aspects, e.g. surface smoothness, density, porosity or hollow structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/80—Data acquisition or data processing
    • B22F10/85—Data acquisition or data processing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/10—Auxiliary heating means
    • B22F12/17—Auxiliary heating means to heat the build chamber or platform
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/20—Cooling means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/30—Platforms or substrates
    • B22F12/33—Platforms or substrates translatory in the deposition plane
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/40—Radiation means
    • B22F12/41—Radiation means characterised by the type, e.g. laser or electron beam
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/40—Radiation means
    • B22F12/44—Radiation means characterised by the configuration of the radiation means
    • B22F12/45—Two or more
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/50—Means for feeding of material, e.g. heads
    • B22F12/53—Nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/60—Planarisation devices; Compression devices
    • B22F12/63—Rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/80—Plants, production lines or modules
    • B22F12/82—Combination of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/86—Serial processing with multiple devices grouped
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/90—Means for process control, e.g. cameras or sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/002—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of porous nature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/008—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression characterised by the composition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/02—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers
    • B22F7/04—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers with one or more layers not made from powder, e.g. made from solid metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0416—Methods of deposition of the material involving impregnation with a solution, dispersion, paste or dry powder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0471—Processes of manufacture in general involving thermal treatment, e.g. firing, sintering, backing particulate active material, thermal decomposition, pyrolysis
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/40—Radiation means
    • B22F12/46—Radiation means with translatory movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/50—Means for feeding of material, e.g. heads
    • B22F12/55—Two or more means for feeding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/50—Means for feeding of material, e.g. heads
    • B22F12/57—Metering means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/60—Planarisation devices; Compression devices
    • B22F12/67—Blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/02—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers
    • B22F7/04—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers with one or more layers not made from powder, e.g. made from solid metal
    • B22F2007/042—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite layers with one or more layers not made from powder, e.g. made from solid metal characterised by the layer forming method
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)

Abstract

Herstellverfahren zur additiven Fertigung mindestens einer Komponente einer elektrochemischen Einrichtung, vorzugsweise eines elektrochemischen Energiespeichers, insbesondere eines Akkumulators, vorzugsweise eines Li-Ionen-Akkumulators, und/oder einer Elektrolysezelle, zumindest teilweise durch schichtweises Aufbringen und nachfolgendes, insbesondere selektives, Verfestigen eines, vorzugsweise pulverförmigen, Aufbaumaterials, umfassend die Schritte:- Aufbringen mindestens einer Schicht des Aufbaumaterials auf eine Trägereinrichtung,- zumindest teilweises Verfestigen, insbesondere selektives Verfestigen, des Aufbaumaterials auf der Trägereinrichtung mittels mindestens einer ersten Bestrahlungseinheit (10), wobei die erste Bestrahlungseinheit (10) eine Vielzahl von einzelnen, vorzugsweise in mindestens einer Zeile und/oder mindestens einer Spalte angeordneten, Strahlungsaustrittsabschnitten aufweist, insbesondere eine Vielzahl von Laserdioden und/oder Strahlungsleitungs-Enden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Herstellverfahren sowie eine Herstellvorrichtung zur additiven Fertigung mindestens einer Komponente einer elektrochemischen Einrichtung, vorzugsweise eines elektrochemischen Energiespeichers, insbesondere eines Akkumulators, vorzugsweise eines Li-Ionen-Akkumulators, und/oder einer Elektrolysezelle.
  • Herstellvorrichtungen und entsprechende Verfahren zur (additiven) Fertigung von Bauteilen durch schichtweises Aufbringen und örtlich selektives Verfestigen eines Aufbaumaterials sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Zum schichtweisen Aufbringen ist üblicherweise mindestens eine entsprechende Beschichtungseinheit vorgesehen. Für das örtlich selektive Verfestigen wird üblicherweise mindestens eine entsprechende Bestrahlungseinheit (z. B. umfassend mindestens einen Laser) bereitgestellt. Diese Merkmale können teilweise oder vollständig auch bei der Erfindung realisiert sein.
  • Grundsätzlich wird auch schon vorgeschlagen, ein solches Verfahren zur additiven Fertigung bei der Herstellung von Batterien einzusetzen. Beispielsweise US 2020/0411838 A1 beschreibt ein Herstellverfahren für eine Komponente eines elektrischen Speichersystems, wobei ein Substrat mit einem partikulären Aufbaumaterial beschichtet wird, wobei das Aufbaumaterial nach dem Beschichten durch eine Lasereinheit verfestigt wird. In üblicher Weise werden dann noch weitere Schichten aufgebracht und jeweils verfestigt. Diese - sich an der üblichen Vorgehensweise im Bereich von Lasersinter-Verfahren und ähnlichen orientierende - Vorgehensweise wird im Hinblick auf eine Herstellung von großen Stückzahlen, insbesondere für Batteriekomponenten, als vergleichsweise aufwändig und teilweise auch einschränkend (insbesondere als vergleichsweise langsam und kostenaufwendig) empfunden.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Herstellverfahren sowie eine entsprechende Herstellvorrichtung vorzuschlagen, wobei eine herzustellende elektrochemische Einrichtung, vorzugsweise ein elektrochemischer Energiespeicher, insbesondere Akkumulator, vorzugsweise Li-Ionen-Akkumulator, und/oder Elektrolysezelle, auf vergleichsweise einfache und dennoch präzise Art und Weise (insbesondere auch in großen Stückzahlen und/oder mit einem hohen Durchsatz, beispielsweise gemessen als gefertigte Fläche pro Minute) herstellbar ist.
  • Diese Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Insbesondere wird die Aufgabe gemäß einem ersten Aspekt gelöst durch ein Herstellverfahren zur additiven Fertigung mindestens einer Komponente einer elektrochemischen Einrichtung (Einrichtung für eine elektrochemische Anwendung), insbesondere elektrochemischen Zelle, vorzugsweise (mindestens einer Komponente) eines elektrochemischen Energiespeichers, insbesondere eines Akkumulators, vorzugsweise eines Li-Ionen-Akkumulators, (beispielsweise einer Akkumulatorzellenstruktur und/oder einer Elektrodenstruktur eines Akkumulators bzw. einer Akkumulatorzelle, insbesondere eines Lithium-Ionen-Akkumulators), und/oder einer Elektrolysezelle, zumindest teilweise durch schichtweises Aufbringen und nachfolgendes, insbesondere selektives, Verfestigen eines, vorzugsweise pulverförmigen, Aufbaumaterials, vorzugsweise durch (insbesondere selektive) Bestrahlung, vorzugsweise durch mindestens einen Laser, umfassend die Schritte:
    • - Bereitstellen einer (vorzugsweise zumindest abschnittsweise flexiblen) Trägereinrichtung in Form eines (vorzugsweise zumindest abschnittsweise flexiblen) Trägerbandes (oder ein solches umfassend), insbesondere umfassend oder gebildet durch eine, vorzugsweise metallene (insbesondere zu mindestens 30 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 50 Gew.-%, weiter vorzugsweise mindestens 80 Gew.-% Metall aufweisende), Trägerfolie,
    • - Aufbringen mindestens einer (insbesondere trockenen) Schicht des Aufbaumaterials auf das Trägerband,
    • - (sukzessives, vorzugsweise kontinuierliches) Zuführen des Aufbaumaterials in einen Bestrahlungsbereich mindestens einer ersten, vorzugsweise stationären, Bestrahlungseinheit und zumindest teilweises Verfestigen, insbesondere selektives Verfestigen, des Aufbaumaterials auf dem Trägerband mittels der mindestens einen ersten Bestrahlungseinheit.
  • Ein Gedanke des ersten Aspektes liegt darin, für das (additive) Herstellungsverfahren eine (vorzugsweise flexible) Trägereinrichtung, vorzugsweise in Form eines Trägerbandes - oder ein solches umfassend - einzusetzen, die (sukzessive) in einen Bestrahlungsbereich der Bestrahlungseinheit eingeführt wird. Dadurch können auf einfache Art und Weise insbesondere vergleichsweise flache elektrochemische Bauteile oder Bauteilkomponenten (insbesondere Akkumulatorkomponenten) hergestellt werden. Weiterhin kann vergleichsweise schnell bewegt bzw. bestrahlt werden. Insbesondere können eine oder mehrere Schicht/en mit besonderer Struktur (z. B. gerichteter Porosität und/oder besonderer chemischer Zusammensetzung) erzeugt werden. Beispielsweise kann nach dem Verfestigen der (jeweiligen) Schicht ein (z. B. durch die Trägereinrichtung bzw. die Trägerfolie gebildetes) Trägermaterial weiterbewegt werden, so dass ein mit verfestigtem Aufbaumaterial belegter Bereich des Trägermaterials aus dem Bestrahlungsbereich herausgeführt wird, wobei vorzugsweise gleichzeitig ein weiterer Abschnitt des Trägermaterials (auf dem noch kein verfestigtes Aufbaumaterial befindlich ist) in den Bestrahlungsbereich hineinbewegt wird. So kann (sukzessive, vorzugsweise kontinuierlich) eine große Fläche des Trägermaterials mit verfestigtem Aufbaumaterial versehen werden (insbesondere bedruckt werden).
  • Insgesamt können auf einfache und schnelle Art und Weise große Flächen mit einer Struktur versehen werden bzw. (z. B. durch Abtrennen bzw. Auftrennen einzelner Abschnitte von verfestigtem Aufbaumaterial und/oder von verfestigtes Aufbaumaterial tragendem Trägermaterial) große Stückzahlen für ein bestimmtes herzustellendes Bauteil erzielt werden.
  • Insbesondere wird die Aufgabe gemäß einem zweiten (im Allgemeinen unabhängigen, vorzugsweise aber mit dem ersten Aspekt zu kombinierenden) Aspekt gelöst durch ein Herstellverfahren zur additiven Fertigung mindestens einer Komponente einer elektrochemischen Einrichtung, vorzugsweise (mindestens einer Komponente) eines elektrochemischen Energiespeichers, insbesondere eines Akkumulators, vorzugsweise eines Li-Ionen-Akkumulators, und/oder einer Elektrolysezelle, zumindest teilweise durch schichtweises Aufbringen und nachfolgendes, insbesondere selektives, Verfestigen eines, vorzugsweise pulverförmigen, Aufbaumaterials, umfassend die Schritte:
    • - Aufbringen mindestens einer Schicht des Aufbaumaterials auf eine Trägereinrichtung,
    • - zumindest teilweises Verfestigen, insbesondere selektives Verfestigen, des Aufbaumaterials auf der Trägereinrichtung mittels mindestens einer ersten Bestrahlungseinheit, wobei die erste Bestrahlungseinheit eine Vielzahl von einzelnen, vorzugsweise in mindestens einer Zeile und/oder (besonders bevorzugt: und) mindestens einer Spalte angeordneten, Strahlungsaustrittsabschnitten aufweist, insbesondere eine Vielzahl von Laserdioden und/oder Strahlungsleitungs-Enden. Insoweit hier und weiter unten eine Anordnung in Zeilen bzw. Spalten erläutert wird, liegen vorzugsweise mindestens 5 oder mindestens 10 oder mindestens 50 Zeilen vor und/oder mindestens 5 oder mindestens 10 oder mindestens 50 Spalten.
  • Ein Gedanke des zweiten Aspektes liegt darin, für das (additive) Herstellungsverfahren eine Verfestigung mittels einer (ersten) Bestrahlungseinheit durchzuführen, die eine Vielzahl von Strahlungsaustrittsabschnitten aufweist (beispielsweise mindestens 5 oder mindestens 10 oder mindestens 50 Strahlungsaustrittsabschnitte). Unter einem Strahlungsaustrittsabschnitt ist vorzugsweise ein Abschnitt der jeweiligen (beispielsweise ersten) Bestrahlungseinheit zu verstehen, an dem der Strahl (z. B. Lichtstrahl, insbesondere eines Lasers) die Bestrahlungseinheit (endgültig) verlässt, wobei unter einem endgültigen Verlassen vorzugsweise zu verstehen ist, dass der Strahl (Lichtstrahl) bis zu einem Auftreffen auf zu verfestigendes Aufbaumaterial nicht mehr in Kontakt (bzw. Wechselwirkung) mit einem Festkörper kommt (wobei eine transparente Zwischenstruktur die den Strahlengang zumindest nicht wesentlich prägt, vorzugsweise unberücksichtigt bleiben soll). Weiter oben und nachfolgend kann es sich bei der jeweiligen Strahlung vorzugsweise um elektromagnetische Strahlung, insbesondere sichtbares und/oder infrarotes Licht, vorzugsweise eines Lasers und/oder einer Laserdiode, handeln.
  • Grundsätzlich kann eine Vielzahl von Strahlungsaustrittsabschnitten durch eine Vielzahl von Strahlungsquellen (z. B. Laserdioden) und/oder eine Aufspaltung eines Strahls einer (gemeinsamen) Strahlungsquelle erfolgen.
  • Unter einem Strahlungsleitungs-Ende ist vorzugsweise das Ende einer (physischen) Strahlungsleitung, beispielsweise eines Lichtleiters zu verstehen. Eine Vielzahl von Strahlungsaustrittsabschnitten kann auch mit Hilfe von mindestens einem Prisma und/oder mindestens einer Linse, insbesondere Mikrolinse, und/oder mindestens einem Spiegel, insbesondere Mikrospiegel, erfolgen.
  • Insgesamt können durch die besondere Konfiguration der Bestrahlungseinheit gemäß dem zweiten Aspekt auf vergleichsweise einfache Art und Weise (insbesondere auch wenn es sich bei dem Aufbaumaterial um mindestens ein Metall handelt) auf einfache und schnelle Art und Weise große Flächen mit einer Struktur versehen werden bzw. (durch Abtrennen bzw. Auftrennen einzelner Abschnitte von verfestigtem Aufbaumaterial und/oder von verfestigtes Aufbaumaterial tragendem Trägermaterial) große Stückzahlen für ein bestimmtes herzustellendes Bauteil erzielt werden (ähnlich wie bei dem ersten Aspekt). Insbesondere durch eine Kombination des ersten und zweiten Aspektes kann daher auf synergistische Art und Weise eine verbesserte Herstellung in dieser Hinsicht ermöglicht werden. Dabei kann besonders vorteilhaft mit der Vielzahl von Strahlungsaustrittsabschnitten sowie durch die Verwendung eines sich fortbewegenden Trägerbandes eine vergleichsweise große Fläche (gleichzeitig) bestrahlt und (selektiv) verfestigt werden, wobei durch die Verwendung des Trägerbandes auf einfache Weise zu verfestigendes Aufbaumaterial nachgeführt werden kann.
  • Die nachfolgenden Erläuterungen beziehen sich (insoweit sich aus dem jeweiligen Zusammenhang nichts anderes ergibt) auf den ersten und zweiten Aspekt (als jeweilige optionale Weiterbildungen des ersten oder zweiten Aspektes oder als Weiterbildung einer Kombination der beiden Aspekte).
  • Eine weitere (zweite) Bestrahlungseinheit kann, muss aber nicht, vorgesehen sein.
  • Die (jeweilige) Trägereinrichtung umfasst vorzugsweise ein Trägermaterial, das beispielsweise durch das Trägerband, insbesondere die Trägerfolie gebildet werden kann. Die Trägereinrichtung kann zumindest abschnittsweise durch eine Unterlage gestützt werden. Die Unterlage kann ein Band (z. B. Fließband) und/oder einen Bearbeitungs- und/oder Trägertisch und/oder mindestens eine Rolle und/oder mindestens eine Tragelamelle, vorzugsweise eine Vielzahl - von z. B. mindestens 5 oder mindestens 10 oder mindestens 20 - Tragelamellen aufweisen. Unter der (jeweiligen) Trägereinrichtung ist insbesondere eine Einrichtung zu verstehen, auf die das Aufbaumaterial (unmittelbar) aufgebracht wird. Die (jeweilige) Trägereinrichtung kann einschichtig oder mehrschichtig aufgebaut sein. Die (jeweilige) Trägereinrichtung kann einstückig, ggf. monolithisch, aufbaut sein, oder mehrstückig. Alternativ oder zusätzlich zu einem Trägerband kann auch eine (ggf. nicht-flexible bzw. konventionelle) Bauplattform als Trägereinrichtung verwendet werden. Eine solche Bauplattform kann beispielsweise weniger als 10-mal oder weniger als 2-mal so lang sein wie breit, wobei unter einer Länge (hier und nachfolgend) vorzugsweise in Draufsicht (senkrechter Blickwinkel von oben, isometrisch) die längste Ausdehnung entlang einer Symmetrieachse oder (wenn keine Symmetrieachse gebildet wird) der Abstand desjenigen Punktepaares zu verstehen ist, das den größten Abstand aller Punktepaare zueinander aufweist, und wobei unter der Breite die (maximale) Ausdehnung senkrecht zu der Länge zu verstehen ist.
  • Die (jeweilige) Trägereinrichtung, vorzugsweise Trägerfolie kann teilweise oder vollständig additiv hergestellt werden, beispielsweise um poröse Strukturen zu erzielen, um ggf. Gewicht zu reduzieren
  • Grundsätzlich ist es möglich, dass nur eine Schicht des Aufbaumaterials auf die Trägereinrichtung (insbesondere das Trägermaterial) aufgebracht und nachfolgend (dort) verfestigt wird. Die Schritte des Aufbringens einer Schicht des Aufbaumaterials und ein darauffolgendes (zumindest teilweises) Verfestigen, insbesondere selektives Verfestigen, kann jedoch mindestens 1-mal, ggf. mindestens 2-mal oder mindestens 5-mal wiederholt werden (wobei die Trägereinrichtung bzw. das Trägermaterial dazu weiterbewegt werden kann/können oder sich am selben Ort befinden kann/können, an dem auch eine jeweils darunterliegende Schicht verfestigt worden ist, was weiter unten noch näher ausgeführt wird).
  • Bei dem Prozess der Verfestigung handelt es sich vorzugsweise um ein (selektives) Lasersinter- oder Laserschmelzverfahren.
  • Bei einem flexiblen Trägermaterial handelt es sich vorzugsweise um ein forminstabiles Material, beispielsweise derart, dass das Material (bei 20 °C) um einen geraden Kreiszylinder mit einem Durchmesser von 20 cm gelegt werden kann, ohne zu reißen, vorzugsweise ohne dass es sich (nach einer solchen Anordnung) durch elastische Rückstellkräfte von dem geraden Kreiszylinder entfernt. Ein flexibles Trägermaterial kann alternativ oder zusätzlich ein Material sein, bei dem sich ein quadratischer Ausschnitt desselben mit 10 cm Kantenlänge aufgrund seines Eigengewichts um mindestens 1 mm oder mindestens 1 cm durchbiegt, wenn der quadratische Ausschnitt an zwei Auflagelinien abgestützt wird, die sich entlang von zwei gegenüberliegenden Kanten des Quadrates erstrecken. Sollte eine sich daraus ergebende Flexibilität nicht einheitlich über das Trägermaterial sein, soll diese Bedingung insbesondere für zumindest einen quadratischen Ausschnitt (Kantenlänge 10 cm) gelten, vorzugsweise für entsprechende quadratische Ausschnitte, die insgesamt mindestens 50 % der Fläche des Trägermaterials bedecken (ggf. für das gesamte Trägermaterial bzw. sämtliche entsprechende Ausschnitte). Das (flexible) Trägermaterial kann eine Dicke von vorzugsweise unter 2,0 mm, weiter vorzugsweise unter 1,00 mm, noch weiter vorzugsweise unter 0,50 mm, ggf. unter 0,050 mm oder unter 0,015 mm oder unter 0,008 mm oder sogar unter 0,004 mm, aufweisen. Alternativ oder zusätzlich (soweit nicht durch die voran gehenden oberen Grenzwerte logisch ausgeschlossen) kann eine Dicke von mindestens 0,001 mm, vorzugsweise mindestens 0,005 mm, ggf. mindestens 0,010 mm vorliegen. Jeder der oberen und jeder der unteren Grenzwerte können zu einem entsprechenden Bereich verknüpft werden (soweit nicht logisch ausgeschlossen).
  • Bei dem Trägermaterial handelt es sich insbesondere um eine (metallene) Folie (Trägerfolie). Das Trägermaterial (insbesondere die Trägerfolie) umfasst vorzugsweise Aluminium (insbesondere zu mindestens 50 Gew.-% oder mindestens 80 Gew.-%), vorzugsweise zu Erzeugung einer Kathode, und/oder Kupfer (insbesondere zu mindestens 50 Gew.-% oder mindestens 80 Gew.-%), vorzugsweise zur Erzeugung einer Anode.
  • Bei der additiv gefertigten Komponente kann es sich beispielsweise um eine (funktionale) Schicht der elektrochemischen Einrichtung und/oder beispielsweise um eine Anode und/oder Kathode und/oder einen Separator eines Akkumulators handeln.
  • In Ausführungsformen können beispielsweise mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 30 Gew.-%, ggf. mindestens 60 Gew.-% der elektrochemischen Einrichtung (z. B. des Akkumulators) durch das erfindungsgemäße Herstellverfahren hergestellt werden bzw. hergestellt sein.
  • Bei der elektrochemischen Einrichtung (Englisch: electrochemical device) kann es sich um eine elektrochemische Vorrichtung, ein elektrochemische Bauelement und/oder ein elektrochemisches Bauteil handeln, insbesondere eine elektrochemische Zelle, vorzugsweise Batteriezelle, Brennstoffzelle und/oder Elektrolysezelle.
  • Das Trägermaterial (bzw. die Trägerfolie) kann grundsätzlich (teilweise oder vollständig) ein Bestandteil der additiv gefertigten Komponente sein (bzw. in/an der Komponente bzw. einem entsprechenden Bauteil verbleiben), beispielsweise ein Bestandteil einer Elektrode (Kathode oder Anode) eines Akkumulators sein, oder zu einem späteren Zeitpunkt (zumindest teilweise) entfernt werden (also insbesondere nur - oder zumindest teilweise nur - als Transportunterlage bzw. Transportfolie verwendet werden).
  • Vorzugsweise findet ein selektives Verfestigen statt (so dass nicht die gesamte jeweilige Schicht verfestigt wird). Alternativ kann jedoch beim Verfestigen die gesamte Schicht des Aufbaumaterials durch die Bestrahlungseinheit verfestigt werden. Gegebenenfalls nicht verfestigte Anteile des Aufbaumaterials können in einem nachfolgenden Schritt von den verfestigten Bestandteilen (z. B. durch eine Absaugung, insbesondere mittels mindesten einer Absaugdüse) entfernt werden.
  • In dem Bereich (des ggf. selektiven) Verfestigens kann das gesamte Material (in der jeweiligen Schicht) aufgeschmolzen werden oder nur ein Teil des Materials. Wenn eine Materialmischung vorliegt, kann beispielsweise nur ein Bestandteil der Materialmischung aufgeschmolzen werden, beispielsweise ein Binder, (insbesondere Polymerbinder), beispielsweise zum Verbinden von (per se nicht, jedenfalls nicht vollständig) aufgeschmolzenen Metallpartikeln (insbesondere Partikeln mit mindestens 50 Gew.-% oder mindestens 80 Gew.-% Metall).
  • Ein, insbesondere der vorgenannte, Binder (insbesondere Polymerbinder) ist vorzugsweise so konfiguriert, das er beim Aufschmelzen an der Trägereinrichtung, insbesondere der Trägerfolie anhaftet und sich mit dieser dadurch verbindet.
  • Im Allgemeinen kann nicht-verfestigtes Aufbaumaterial wieder in einen Kreislauf rückgeführt werden, vorzugsweise zur Herstellung einer neuen Schicht bzw. einer neuen Zelle, vorzugsweise einer Pouch-Zelle und/oder einer zylindrischen Zelle. Eine Rückführung unverbauten Pulvers (Aufbaumaterials) kann z. B. eine pneumatische Förderung und ggf. ein Beimengen von frischem Pulver umfassen.
  • Der Schritt des Verfestigens kann auch einen Schritt des Anbindens des Aufbaumaterials auf das Trägermaterial umfassen, was insbesondere dann vorteilhaft ist, wenn das Trägermaterial Bestandteil der Komponente der elektrochemischen Einrichtung (bzw. des entsprechenden elektrochemischen Bauteiles) sein soll. Auch wenn das Trägermaterial jedoch in einem darauffolgenden Herstellungsschritt von dem Aufbaumaterial entfernt wird, kann ein (zumindest vergleichsweise loses) Anbinden vorteilhaft sein, beispielsweise für den Weitertransport. Gegebenenfalls kann in einem solchen Fall (oder auch im allgemeinen) eine Zwischenschicht zwischen Trägermaterial und Aufbaumaterial vorgesehen werden, die es erleichtert, das Aufbaumaterial vom Trägermaterial nachfolgend zu lösen.
  • Vorzugsweise erfolgt eine Relativbewegung zwischen Trägereinrichtung und Beschichtungseinheit (während des Beschichtens) und/oder zwischen Trägermaterial und Bestrahlungseinheit (während des Bestrahlens). Dazu kann die Trägereinrichtung fortbewegt werden und die Beschichtungseinheit bzw. die Bestrahlungseinheit stationär bleiben, oder umgekehrt. Alternativ können sich auch sowohl Beschichtungseinheit bzw. Bestrahlungseinheit als auch die Trägereinrichtung fortbewegen. Wenn hier und im Folgenden, ohne explizite anderslautende Angabe, von einer Bewegung (Fortbewegung) die Rede ist, soll vorzugsweise (solange sich aus dem Zusammenhang nichts anderes ergibt) eine Bewegung senkrecht zu einer Aufbaurichtung (z-Richtung) gemeint sein.
  • Unter einer stationären Bestrahlungseinheit ist insbesondere eine Bestrahlungseinheit zu verstehen, die beim Verfestigen des Aufbaumaterials nicht (ggf. insgesamt nicht) bewegt wird (absolut gesehen, insbesondere in Bezug auf einen Bezugspunkt, der im Gebrauch Teil des Untergrundes ist, auf dem die Herstellvorrichtung angeordnet ist). Die verfestigende Strahlung (z. B. der jeweilige Laserstrahl) kann sich (auch absolut gesehen) bewegen, oder stationär bleiben (wobei in beiden Fällen eine (ggf. zusätzliche) Relativbewegung gegenüber dem Aufbaumaterial durch Fortbewegung desselben realisiert werden kann).
  • Optional kann ein (jeweiliger) Strahlungsaustrittsabschnitt (ggf. mehrere Strahlungsaustrittsabschnitte) der Bestrahlungseinheit stets denselben (Unter-) Bereich eines Bestrahlungsbereiches bestrahlen. Dies muss nicht zwingend für die Bestrahlungseinheit insgesamt gelten, wenn beispielsweise einzelne Strahlungsaustrittsabschnitte zugeschaltet und einzelne Strahlungsaustrittsabschnitte (ggf. mehrere Strahlungsaustrittsabschnitte) ausgeschaltet werden.
  • In jedem Fall kann sich die Bestrahlung selbst (optional) örtlich fortbewegen, beispielsweise indem ein Laserstrahl bewegt, insbesondere (beispielsweise rasternd) abgelenkt wird. Ein Laserstrahl kann beispielsweise durch MEMs bewegt werden (MEM = micro-electromechanical-mirror).
  • Bei dem Herstellverfahren handelt es sich vorzugsweise um ein Endlosverfahren, insbesondere Fließbandverfahren. Dazu kann ein entsprechender Endlosträger vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich (im Sinne eines Hybrid-Verfahrens) kann das Herstellverfahren auch diskontinuierlich ablaufen, so dass beispielsweise Aufbaumaterial auf einer (einzelnen) Trägereinrichtung aufgebaut wird (bzw. dort verfestigt wird), daraufhin (gemeinsam mit der Trägereinrichtung oder zumindest Teilen davon) aus den Bereich der Verfestigung entfernt wird und dann eine weitere (neue) Trägereinrichtung in einen Bestrahlungsbereich gebracht wird und dort wiederum mit Aufbaumaterial (das dort verfestigt wird) versehen wird.
  • Das Trägermaterial (bzw. das Trägerband bzw. die Trägerfolie) ist ausführungsgemäß in einem Ausgangszustand vorzugsweise mindestens 2-mal, vorzugsweise mindestens 5-mal, noch weiter vorzugsweise mindestens 10-mal und/oder höchstens 100.000-mal so lang wie breit.
  • Vorzugsweise wird das Trägermaterial bandartig (in Form eines Bandes, vorzugsweise Folienbandes) bereitgestellt.
  • Ausführungsgemäß wird das Trägermaterial (bzw. das Trägerband und/oder dessen Trägerfolie) vorzugsweise in zumindest teilweise (ggf. im Ausgangszustand vollständig) aufgerolltem Zustand bereitgestellt. Alternativ oder zusätzlich kann das Trägermaterial (bzw. das Trägerband und/oder dessen Trägerfolie) in einem gefalteten Zustand (beispielsweise mindestens 2-mal oder mindestens 5-mal oder mindestens 10-mal gefaltet) bereitgestellt werden, oder auch teilweise in aufgerolltem und teilweise in gefaltetem Zustand. Dadurch kann das Trägermaterial auf platzsparende Art und Weise bereitgestellt werden.
  • Das Trägermaterial (bzw. das Trägerband und/oder dessen Trägerfolie) kann (nach der Verfestigung des Aufbaumaterials) zumindest teilweise aufgerollt und/oder gefaltet werden, ggf. gemeinsam mit dem Aufbaumaterial (oder zumindest Teilen des Aufbaumaterials) oder ohne das Aufbaumaterial.
  • Ein gemeinsames Aufrollen bzw. Falten mit dem Aufbaumaterial ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Trägermaterial Bestandteil der elektrochemischen Einrichtung sein soll. Jedoch auch dann, wenn das Trägermaterial (bzw. das Trägerband und/oder dessen Trägerfolie) nicht Bestandteil des Aufbaumaterials ist, kann zunächst ein gemeinsames Aufrollen bzw. Auffalten erfolgen (beispielsweise zu Transport- und/oder Aufbewahrungszwecken).
  • In Ausführungsformen kann das Aufbaumaterial nach dem Verfestigen von einem, vorzugsweise durch die Trägerfolie gebildeten, Trägermaterial des Trägerbandes - nachfolgend auch als erstes Trägermaterial bezeichnet - auf ein weiteres, ggf. flexibles, zweites Trägermaterial transferiert werden, vorzugsweise in einem Rolle-zu-Rolle-Prozess, oder auf dem ersten Trägermaterial verbleiben. Alternativ kann das Aufbaumaterial auch an/auf dem (ersten) Trägermaterial verbleiben (und Bestandteil der herzustellenden elektrochemischen Einrichtung werden). Das zweite Trägermaterial kann optional beschaffen sein, wie es im Zusammenhang mit dem ersten Trägermaterial beschrieben ist (weiter oben und/oder nachfolgend).
  • Alternativ oder zusätzlich kann ein Schichtaufbau (Sandwich), umfassend insbesondere ein Trägermaterial (Trägerfolie) des Trägerbandes bzw. das Trägerband selbst und das (verfestigte) Aufbaumaterial in mindestens zwei (kleinere) Streifen geschnitten werden oder in einzelne (z. B. rechteckige) Platten (insbesondere für Pouch-Zellen) geteilt werden.
  • Vorzugsweise wird eine Rückseite des Trägerbandes und/oder von dessen Trägerfolie ebenfalls mit einer (insbesondere selektiv) verfestigten Schicht eines Aufbaumaterials versehen. Um die Rückseite mittels der Bestrahlungseinheit bestrahlen zu können, kann beispielsweise eine Umlenkrolle vorgesehen sein. Dabei kann auf besonders effektive Art und Weise beispielsweise ein Akkumulator (Batterie) gefertigt werden.
  • In Ausführungsformen kann das Aufbringen mittels einer stationären Beschichtungseinheit erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die Verfestigung mittels einer stationären Bestrahlungseinheit (insbesondere wie oben definiert) erfolgen.
  • Unter einer stationären Beschichtungseinheit ist insbesondere eine Einheit zu verstehen, die sich während des Beschichtungsvorgangs nicht (selbst) bewegt, so dass beispielsweise eine Beschichtung dadurch erfolgt, dass das Trägermaterial (bzw. Trägerband oder zumindest dessen Trägerfolie) unter der Beschichtungseinheit fortbewegt wird. Alternativ kann die Beschichtungseinheit auch (zumindest teilweise) bewegt werden, insbesondere ein Beschichterarm derselben.
  • Die Bestrahlungseinheit kann eine Vielzahl von einzelnen (vorzugsweise in mindestens einer Zeile und/oder in mindestens einer Spalte angeordneten, Strahlungsaustrittsabschnitten aufweisen, insbesondere eine Vielzahl von Laserdioden und/oder Strahlungsleitungs-Enden.
  • Konkret kann die Bestrahlungseinheit eine Matrix aus Strahlungsaustrittsabschnitten aufweisen. Wenn eine Vielzahl von Strahlungsaustrittsabschnitten vorgesehen ist, kann eine Matrix aus Auftreffpunkten, wobei jeder Auftreffpunkt insbesondere einem entsprechenden Strahlungsaustrittsabschnitt zugeordnet ist, ermöglicht werden (wobei es sich bei dem Auftreffpunkt um einen Bereich des Aufbaumaterials bzw. Baufeldes handelt, der von dem jeweiligen Strahlungsaustrittsabschnitt bestrahlt wird).
  • Wenn mehrere Auftreffpunkte in einer Längsrichtung (bzw. Fortbewegungsrichtung des Aufbaumaterials) hintereinander angeordnet sind, können diese (in Längsrichtung; mit mindestens einem nächsten Nachbarn) fluchten. Vorteilhafterweise kann in einem solchen Fall jedoch auch ein Versatz zu mindestens einem nächsten Nachbarn in Breitenrichtung vorliegen (insbesondere derart, dass mindestens zwei in Längsrichtung aufeinanderfolgende Auftreffpunkte nicht in Längsrichtung miteinander fluchten). Entsprechendes kann auch für die Strahlungsaustrittsabschnitte gelten, wobei hier kein zwingender Zusammenhang vorliegen muss (beispielsweise, wenn Winkel von entsprechenden Strahlungsaustrittsabschnitten zugeordneten Strahlen voneinander abweichen, so dass zwar in Bezug auf die Strahlungsaustrittsabschnitte kein Versatz in Breitenrichtung vorliegt, in Bezug auf die Auftreffpunkte jedoch schon). Insgesamt kann für mindestens 30 % oder mindestens 50 % aller Auftreffpunkte und/oder Strahlungsaustrittsabschnitte gelten, dass diese gegenüber mindestens einem in Bezug auf die Längsrichtung nächsten (in Längsrichtung vorangehenden und/oder nachfolgenden) Nachbarn versetzt angeordnet sind.
  • Bei einem derartigen Versatz können auf einfache und somit vorteilhafte Art und Weise Abstufungen (Abtreppungen) reduziert oder vermieden werden, die insbesondere dann entstehen können, wenn eine Vielzahl von Strahlungsaustrittsabschnitten dieselbe Linie (in Längsrichtung) bestrahlt.
  • Der jeweilige Strahlungsaustrittsabschnitt kann vorzugsweise für eine konstante (stationäre) Bestrahlung konfiguriert sein.
  • Vorzugsweise bewegt sich das Trägermaterial (bzw. das Trägerband) während der Bestrahlung durch die Bestrahlungseinheit fort. In diesem Fall wird die Fortbewegung des Trägerbandes bzw. Trägermaterials auf synergistische Art und Weise doppelt genutzt, nämlich einerseits um das Trägermaterial weiter zu befördern und andererseits, um (selektiv) Strukturen in das Aufbaumaterial einbringen zu können. Alternativ kann das Trägermaterial während der Bestrahlung auch (gegenüber der Bestrahlungseinheit bzw. Belichtungseinheit) in Ruhe sein. Entsprechende (selektive) Strukturen können beispielsweise durch Zu- bzw. Abschalten von einzelnen Strahlungsaustrittsabschnitten (z. B. Laserdioden) und/oder (auf konventionelle Art und Weise) durch ein Abtasten mittels eines oder mehrerer Laserstrahlen erzielt werden (wie auch im Falle eines sich fortbewegenden Trägermaterials).
  • Die Bestrahlungseinheit umfasst vorzugsweise mindestens einen Laser. Weiter vorzugsweise umfasst die Bestrahlungseinheit mindestens einen VCSEL (=Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser) und/oder VECSEL (Vertical-External-Cavity Surface-Emitting-Laser). Weiter vorzugsweise umfasst die Bestrahlungseinheit eine VCSEL-und/oder-VECSEL-Anordnung, umfassend vorzugsweise eine Vielzahl von VCSEL- und/oder-VECSEL-Dioden, insbesondere in einer Matrix-Anordnung mit einer Vielzahl von Zeilen und Spalten. Eine Wellenlänge der jeweiligen Laserdiode beträgt 405-1400 nm, vorzugsweise 900-1000 nm, besonders vorzugsweise 940-980 nm. Weiter vorzugsweise kann die Wellenlänge einer Absorptionsbande eines Aufbaumaterials angepasst werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Bestrahlungseinheit auch einen oder mehrere Laser umfassen, der/die beispielsweise mittels einer Anzahl von (Polygon-) Scannern über das Baufeld bzw. den Bestrahlungsbereich (rasternd) bewegt wird/werden.
  • Vorzugsweise kommt zusätzlich zu einer ersten Bestrahlungseinheit mit einer Vielzahl von einzelnen (vorzugsweise in mindestens einer Zeile und/oder mindestens einer Spalte angeordneten) Strahlungsaustrittsabschnitten, eine Hilfsbestrahlungseinheit (vorzugsweise mindestens eine, insbesondere scannende, Hilfslasereinheit), wie beispielsweise ein CO-, CO2-, Faser- und/oder Nd:YAG-Laser, zum Einsatz. Das Scannen kann insbesondere mittels eines Galvanometer-Scanners und/oder Polygon-Scanners und/oder eines Mikrospiegel-Arrays erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Strahl mittels eines ein- oder mehrachsigen Linearantriebs über das Baufeld bzw. den Bestrahlungsbereich bewegt werden. Im Allgemeinen kann ein Mikro-elektro-mechanisches System (MEM) Verwendung finden.
  • Für bestimmte Anwendungen (Bauteilstrukturen) kann es vorteilhaft sein, nicht nur rasternd zu bestrahlen/verfestigen (mit konstanter oder variabler Rastergröße), wie es z. B. ein Matrix-Belichter oder ein Polygonscanner ermöglichen, sondern auch kurvierte Verfestigungsbahnen zu bilden, z. B. mittels eines Galvanometerspiegels. Alternativ oder zusätzlich kann ein Lichtleiter (ggf. eine Lichtleiterzeile oder ein Lichtleiterarray) vorgesehen sein, der ggf. z. B. per Zwei-Achsen-Linearantrieb relativ zum Baufeld in x-/y-Richtung bewegt werden kann (was z. B. durch alleinige Bewegung oder durch Zusammenwirken mit einer Bewegung der Trägereinrichtung bewirkt werden kann).
  • Weiterhin kann ein Strukturieren (z. B. Einbringen von lokalen Löchern) interessant sein. Konkret kann der Laserstrahl von Position zu Position bewegt werden und für eine kurze definierte Zeit an einem Ort verweilen.
  • Die obige Hilfsbestrahlungseinheit (bzw. komplementäre Bestrahlungseinheit, insbesondere Komplementärlaser) kann z. B. ein CO2- oder Nd:YAG-Laser (z. B. mit scannerbasierter Steuerung) sein, insbesondere zum Aufschmelzen von Metallen und/oder Polymeren, die mit der Wellenlänge und/oder Leistung eines VCSEL und/oder VECSEL oder eines anderen Diodenlasers nicht aufschmelzbar sind, beispielsweise wegen mangelnder Absorption von eingetragener Energie. Insbesondere eignen sich die Emissionswellenlägen eines CO-Lasers (im mittel infraroten Bereich 4,8-8,3 µm) und/oder eines CO2-Laser (im mittelinfraroten Bereich insbesondere 9,4 und 10,6 µm) für die Verarbeitung (Verfestigung) von metallenthaltenden, insbesondere lithiumenthaltenden, Keramiken und Oxiden. Auch wenn beispielsweise Leitruß als Absorber beigefügt wird, können möglicherweise (ohne eine solche Maßnahme) nicht alle denkbaren Aufbaumaterialien zufriedenstellend aufgeschmolzen werden.
  • Vorzugsweise erfolgt (insbesondere beim zweiten Aspekt, ggf. auch beim ersten Aspekt) das Aufbringen mittels einer verfahrbaren Beschichtungseinheit. Alternativ oder zusätzlich erfolgt (insbesondere beim zweiten Aspekt, ggf. auch beim ersten Aspekt) die Verfestigung mittels einer verfahrbaren Bestrahlungseinheit. Unter einer verfahrbaren Beschichtungseinheit ist vorzugsweise zu verstehen, dass die Beschichtungseinheit (insgesamt), also beispielsweise nicht nur ein Beschichtungsarm, derart verfahren werden kann, dass sie über verschiedenen Bereichen (beispielsweise verschiedenen Einzel-Baufeldern) angeordnet werden kann, beispielsweise um mehrere Komponenten (gleicher oder verschiedener Form) in einer Ebene aufzubringen. Das Verfahren erfolgt vorzugsweise translatorisch in einer Richtung, besonders bevorzugt alternierend zwischen zwei Endpositionen, die an bzw. nahe bei Enden des Baufelds liegen.
  • Gegebenenfalls ist die Beschichtungseinheit derart verfahrbar, dass verschiedene (beispielsweise auf gleicher Höhe angeordnete) Schichten aufgebracht werden können. Insbesondere beschränkt sich die Verfahrbarkeit nicht (alleine) darauf, dass ein Verfahren zum Zwecke des Schichtauftrags erfolgt. Im Allgemeinen kann es sich jedoch bei der Beschichtungseinheit um eine solche handeln, die (ggf. ausschließlich) zum Zwecke des Schichtauftrags verfahren wird. Die (verfahrbare) Bestrahlungseinheit ist vorzugsweise so konfiguriert, dass sie (insgesamt) bewegt werden kann, beispielsweise um die zuvor genannten nebeneinander liegenden Schichten, die durch die Beschichtungseinheit aufgebracht wurden, (selektiv) zu verfestigen. Durch eine derartige verfahrbare Beschichtungseinheit und/oder eine derartige verfahrbare Bestrahlungseinheit können vergleichsweise große Flächen eines Trägermaterials mit einem (selektiv) verfestigten Aufbaumaterial ausgestattet werden. Eine Vereinzelung kann dann beispielsweise durch Auftrennen des Trägermaterials (einschließlich Aufbaumaterial) oder Auftrennen des Aufbaumaterials erfolgen.
  • Ein Baufeld zur Verfestigung ist vorzugsweise rechteckförmig, kreisförmig, kreissegmentförmig, kreissektorförmig, ringförmig oder ringsegmentförmig.
  • In Ausführungsformen erfolgt eine rotatorische (kontinuierliche) Beschichtung. Beispielsweise kann dazu eine rotierende Beschichtungseinrichtung ausgebildet werden. Daraus kann eine schraubenförmige Verfestigung resultieren.
  • Eine Beschichtungseinheit zum Aufbringen des Aufbaumaterials umfasst vorzugsweise mindestens eine Rolle (ggf. genau zwei oder genau drei oder mehr Rollen), wobei vorzugsweise mindestens einer der ggf. mehreren Rollen eine Antriebseinheit zugeordnet ist. Weiter vorzugsweise kann eine Umfangsgeschwindigkeit der (jeweiligen) Rolle im Verhältnis zu einer (relativen) Verfahrgeschwindigkeit des Substratmaterials gegenüber der jeweiligen Rolle einstellbar sein. Bspw. kann die Umfangsgeschwindigkeit der Rolle gleich wie die Verfahrgeschwindigkeit des Substratmaterials gegenüber der jeweiligen Rolle sein. Alternativ kann die Umfangsgeschwindigkeit der Rolle unterschiedlich zur (niedriger oder höher als die) Verfahrgeschwindigkeit des Substratmaterials gegenüber der jeweiligen Rolle sein. Die Bewegung des Umfangs der (jeweiligen) Rolle in einem Abschnitt, der dem Substratmaterial zugewandt ist, ist vorzugsweise einstellbar. Bspw. kann in die gleiche oder in die umgekehrte Richtung relativ zur Bewegung des Substratmaterials verlaufen.
  • Die (jeweilige) Rolle der Beschichtungseinheit kann einen Durchmesser von 10 mm - 200 mm aufweisen. nennen sowie die Drehrichtung und Drehzahl erwähnen.
  • Es können zwei Rollen auf unterschiedlichen z-Höhen-Niveaus angeordnet sein. Eine auftragende Rolle kann aus dosiertem Pulver eine ebene Schicht mit einer ersten Höhe bilden. Eine nachlaufende verdichtende Rolle kann die eingeebnete Schicht komprimieren, da sie tiefergelegt ist. In einem Wechselbetrieb (alternierender Auftrag) können die Rollen ihre Höhenposition schichtweise tauschen.
  • Die (jeweilige) Rolle kann als Walze (insbesondere zum Verdichten einer aufgetragenen Schicht) ausgebildet sein.
  • Die (jeweilige) Rolle (Walze) kann ein Haftreduzierungsmittel zur Reduzierung einer Anhaftung von Aufbaumaterial an der Rollenoberfläche aufweisen.
  • Zumindest eine Rolle kann sich zumindest im Wesentlichen über die gesamte Breite des Trägermaterials erstrecken, insbesondere über mindestens 70 % oder mindestens 90 % oder mindestens 99 % der Breite.
  • Die (jeweilige) Rolle kann (während des Beschichtens) vibrieren oder zumindest in Vibration versetzbar sein.
  • Der (jeweiligen) Rolle kann ein Abstreifer zugeordnet werden, um an der Rolle anhaftendes Aufbaumaterial abzustreifen.
  • Weiterhin kann die (jeweilige) Rolle eine Fluidisiereinrichtung aufweisen, die beispielsweise Kanäle zum Zuführen eines (ggf. unter Druck stehenden) Gases umfasst. Dadurch können beispielsweise Pulverbrücken gelöst werden und/oder ein Nachfließen des Aufbaumaterials (Pulvers) ermöglicht werden.
  • Ein Abstand zwischen mindestens einer Rolle und einem Trägermaterial (bzw. der Trägerfolie) kann einstellbar sein, beispielsweise in einem Bereich von 5-500 µm, vorzugsweise 10-100 µm, besonders bevorzugt 50-70 µm. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine Schichtstärke eingestellt werden.
  • Die Beschichtungseinheit kann als Mehrkammerbeschichter ausgebildet sein (z. B. zur lokal gezielten Dosierung und zum Auftrag von mindestens zwei Aufbaumaterialien). Die Beschichtungseinheit kann mindestens eine Dosiereinheit aufweisen, die vorzugsweise mindestens einen Kammerdosierer und/oder einen oder mehrere steuerbare Auslässe umfasst. Die Dosiereinheit kann sich zumindest im Wesentlichen (d. h. insbesondere zu mindestens 70 % oder mindestens 90 % oder mindestens 99 % der Breite) über die gesamte Breite des Trägermaterials erstrecken. Die Dosiereinheit kann (zumindest abschnittsweise) während des Beschichtens vibrieren oder zumindest in Vibration versetzbar sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Dosiereinheit eine Fluidisiereinrichtung aufweisen, die beispielsweise eine Vielzahl von Kanälen umfasst, über die (insbesondere unter Druck stehendes) Gas zuführbar ist.
  • Wenn die Dosiereinheit mehrere steuerbare Auslässe umfasst, können diese vorzugsweise (selektiv) geöffnet (bzw. selektiv - teilweise oder ganz - verschlossen) werden, so dass eine Dosierung über die Breite des Trägermaterials variiert wird bzw. werden kann.
  • Das Verfestigen kann in einer Prozesskammer erfolgen. Eine Prozessgasatmosphäre (insbesondere eine Prozessgasatmosphäre in der Prozesskammer) kann im Wesentlichen sauerstofffrei sein (z. B. einen Sauerstoffgehalt von weniger als 10000 ppm, bevorzugt kleiner 1000 ppm, weiter bevorzugt kleiner 500 ppm, besonders bevorzugt kleiner 200 ppm, aufweisen). Alternativ oder zusätzlich kann die Prozessgasatmosphäre zu mindestens 50 Vol.%, vorzugsweise zu mindestens 90 Vol.-%, weiter vorzugsweise zu mindestens 99 Vol.-% mindestens ein Inertgas, wie beispielsweise Stickstoff und/oder mindestens eine Edelgas, wie beispielsweise Ar oder He, umfassen.
  • Eine Prozessgasströmung (insbesondere Schutzgasströmung) über der jeweils aufgebrachten Schicht des Aufbaumaterials kann vorzugsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Förderrichtung des Aufbaumaterials und/oder einer Beschichtungsrichtung des Aufbaumaterials erfolgen.
  • Es kann eine Monitoring-Einheit ausgebildet sein, die beispielsweise Defekte und/oder Auffälligkeiten bzw. Abweichungen, beispielsweise eine Delamination erkennen kann.
  • Eine solche Monitoring-Einheit kann vorzugsweise auf optischer Tomographie, d. h. einer ortsaufgelösten Messung von Wärmestrahlung basieren, die ausgehend vom Baufeld emittiert wird. Die Monitoring-Einheit kann beispielsweise gleichermaßen für die selektive Verfestigung von (in Gewichtsprozent überwiegend) metallischem und (in Gewichtsprozent überwiegend) polymerischem Aufbaumaterial ausgelegt sein, wozu beispielsweise eine entsprechend hohe Sensitivität, insbesondere auch in einem unteren Temperaturbereich gewährleistet werden kann. Denkbar wäre auch mit zwei separaten Monitoring-Einheiten zu arbeiten oder eine Monitoring-Einheit mit gemeinsamer Optik auszubilden, die über zwei signalverarbeitende Stränge angeschlossen werden können (die beispielsweise in einem Fall auf einen vergleichsweise hohen und in einem anderen Fall auf einen vergleichsweise niedrigen Temperaturbereich optimiert sind und/oder unterschiedliche Bandpassfilter aufweisen).
  • Alternativ oder zusätzlich kann eine aktive Tomographie zum Einsatz kommen, insbesondere um eine Anhaftung an einer Trägerfolie zu prüfen. Hierbei kann Energie (z.B. Blitzlicht) auf die Trägerfolie aufgebracht und die Schicht mit einer Thermokamera aufgenommen werden. Überall dort, wo sich die Schicht nicht sauber verbunden hat, wird sie wärmer, da sie die Energie nicht an das Substrat/Folie abgeben kann.
  • Das Trägermaterial bzw. Trägerband kann vollständig oder teilweise innerhalb der Prozesskammer bzw. Prozessgasatmosphäre verlaufen. Beispielsweise kann das Trägermaterial bzw. Trägerband an einer Seite der Prozesskammer in diese eingeführt werden und auf der anderen Seite wieder herausgeführt werden.
  • Die Bestrahlungseinheit kann mindestens eine Strahlungsquelle, insbesondere mindestens eine Lasereinrichtung, umfassen, die zum Emittieren gebündelter, lokalisiert auf das Aufbaumaterial auftreffender Strahlung ausgebildet ist. Darunter ist insbesondere eine Bestrahlung zu verstehen, bei der keine Maske verwendet wird, um eine breitgestreute Bestrahlung nur selektiv auf das Aufbaumaterial auftreffen zu lassen.
  • Zumindest eine Verfestigungszone, in der das Aufbaumaterial verfestigt wird, kann vorzugsweise (mittelbar oder unmittelbar) beheizt oder gekühlt werden, weiter vorzugsweise durch Aufheizen bzw. Kühlen der Trägereinrichtung und/oder durch Aufheizen bzw. Kühlen einer Unterlage (z. B. eines Trägertisches) für die Trägereinrichtung und/oder durch Aufheizen bzw. Kühlen des Aufbaumaterials, beispielsweise mittels Strahlung, ggf. mittels der Bestrahlungseinheit zur Verfestigung und/oder einer weiteren Bestrahlungseinheit, z. B. einer Infrarot-Strahlungsquelle oder einer Anzahl von VCSEL-Strahlern. Eine Heizung kann auch alternativ oder zusätzlich mittels mindestens einer Widerstandsheizeinrichtung, beispielsweise zur Aufheizung der Unterlage, erfolgen.
  • Durch eine Heizung (Erwärmung) und/oder Kühlung können auf einfache Art und Weise, insbesondere bei der Verwendung verschiedener Materialien (z. B. in verschiedenen Schichten) entsprechende Unterschiede, beispielsweise im Hinblick auf eine Schmelztemperatur, ausgeglichen werden, insbesondere wenn dieselbe Bestrahlungseinheit verwendet wird. Beispielsweise kann bei einem Aufschmelzen von einer ersten Schicht, eine zusätzliche Wärmebestrahlung zur Erwärmung (Temperierung) erfolgen und beim Aufschmelzen einer zweiten Schicht eine solche Bestrahlung unterbleiben oder nur reduziert ausgeführt werden, und/oder eine Kühlung erfolgen. Die erste Schicht kann (zu mindestens 30 Gew.-% oder zu mindestens 50 Gew.-% oder mindestens 70 Gew.-% oder mindestens 90 Gew.-%) Metall umfassen und die zweite Schicht kann (zu mindestens 30 Gew.-% oder mindestens 50 Gew.-% oder mindestens 70 Gew.-% oder mindestens 90 Gew.-%) Polymer umfassen; oder umgekehrt. Unter einer Aufheizung (Erwärmung) bzw. Kühlung ist vorzugsweise eine aktive Aufheizung bzw. Kühlung zu verstehen. Eine (aktive) Aufheizung kann beispielsweise mittels mindestens einer Widerstandsheizung und/oder einer Strahlungsheizung erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann eine (aktive) Aufheizung und/oder Kühlung beispielsweise mittels mindestens einer Wärmepumpe und/oder mittels mindestens eines Peltier-Elements erfolgen.
  • Beispielsweise kann das jeweilige Aufbaumaterial auf eine Temperatur knapp unterhalb der Schmelztemperatur aufgeheizt werden (z. B. auf eine Temperatur, die maximal 10 % unter der Schmelztemperatur liegt, wenn diese in °C ausgedrückt wird). Hier (weiter oben und nachfolgend) soll unter einer Schmelztemperatur insbesondere eine Temperatur verstanden werden, bei der das jeweilige Aufbaumaterial eine Viskosität aufweist, die unterhalb von 25.000 mPas, ggf. unterhalb von 5.000 mPas liegt (vorzugsweise gemessen gemäß EN ISO 3219, wie zum Prioritäts- bzw. Anmeldezeitpunkt gültig).
  • Insbesondere bei einer Bestrahlungseinheit, die eine Vielzahl von (insbesondere einzeln steuerbaren) Strahlungsaustrittsabschnitten (z. B. einzelnen Laserdioden) aufweist, kann eine Leistung Einzelner der Strahlungsaustrittsabschnitte (Laserdioden) so gesteuert werden, dass nur eine Erwärmung des Aufbaumaterials erfolgt, wobei andere wiederum insbesondere so gesteuert werden, dass (jedenfalls in Zusammenwirken mit weiteren Strahlungsaustrittsabschnitten bzw. Laserdioden) ein Aufschmelzen erfolgt.
  • Das Aufbaumaterial kann nach einem (initialen) Aufbringen und (ggf. selektiven) Verfestigen des Aufbaumaterials und optional vor einem (ggf. selektiven) Aufbringen eines weiteren Aufbaumaterials selektiv, insbesondere durch Absaugen, entfernt werden, weiter vorzugsweise mittels mindestens einer Absaugeinheit, vorzugsweise Absaugdüsenanordnung, wobei die Absaugdüsenanordnung vorzugsweise eine Vielzahl von Absaugdüsen, vorzugsweise in Zeilen und/oder Spalten angeordnet, umfasst, und/oder wobei die Absaugeinheit vorzugsweise an der Beschichtungseinheit angeordnet ist.
  • Konkret kann eine Absaugdüsenzeile und/oder Matrix zu einem gezieltem (lokalem) Absaugen unverfestigten Aufbaumaterials vorgesehen sein. Besonders bevorzugt kann in denjenigen Bereichen, in denen Aufbaumaterial (lokal) abgesaugt worden ist, ein weiteres (insbesondere anderes) Aufbaumaterial aufgebracht werden, so dass ggf. in derselben Ebene (bzw. Schicht) verschiedene Aufbaumaterialien (selektiv) verfestigt werden können.
  • Eine Absaug-Auflösung der Absaugeinrichtung in Längsrichtung und/oder Breitenrichtung und/oder vertikaler Richtung ist vorzugsweise maximal 100-mal, weiter vorzugsweise maximal 20-mal, weiter vorzugsweise maximal 5-mal, weiter vorzugsweise maximal 2-mal, noch weiter vorzugsweise maximal 1-mal so groß wie eine Auflösung der Bestrahlungseinheit.
  • Das Aufbaumaterial kann in einem trockenen Zustand aufgebracht bzw. geschichtet (beschichtet) werden. Das Aufbaumaterial kann Partikel umfassen bzw. aus einem, insbesondere zumindest im Wesentlichen trockenen, Pulver gebildet werden. Die Partikel des Aufbaumaterials können eine (mittlere) Partikelgröße von mindestens 1 nm, vorzugsweise mindestens 100 nm, weiter vorzugsweise mindestens 1 µm und/oder von höchstens 200 µm, vorzugsweise höchstens 10 µm aufweisen, weiter vorzugsweise höchstens 5 µm, aufweisen.
  • Die Korngröße bzw. Partikelgröße kann ggf. mit Laser-Beugungsverfahren (insbesondere mittels Laser-Beugungsmessung nach ISO 13320 oder ASTM B822) bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich können die Partikelgrößen durch Ausmessen (beispielsweise mittels Mikroskop) und/oder mit dynamischer Bildanalyse (vorzugsweise nach ISO 13322-2, ggf. mittels des CAMSIZER @ XT der Retsch Technology GmbH) bestimmt werden. Wenn die Partikelgröße aus einer 2-dimensionalen Abbildung (z. B. eines Mikroskops, insbesondere Elektronenmikroskops, ggf. Rasterelektronenmikroskops) bestimmt wird, wird vorzugsweise der jeweilige Durchmesser (maximaler Durchmesser bzw. Äquivalenz-Durchmesser) herangezogen, der sich aus der 2-dimensionalen Abbildung ergibt.
  • Die (mittlere) Korngröße bzw. Partikelgröße der einzelnen Partikel des Aufbaumaterials ist vorzugsweise eine d50-Partikelgröße. Bei der mittleren Partikelgröße steht die Angabe d (Zahlenwert) für die Anzahl der Partikel (in Massen- und/oder Volumen-Prozent), die kleiner oder gleich groß sind, wie die angegebene Korngröße bzw. Partikelgröße (d. h. bei einem d50 von 50 µm haben 50 % der Partikel eine Größe von ≤ 50 µm). Die Korngröße wird vorzugsweise über den Durchmesser eines einzelnen Partikels bestimmt, bei dem es sich wiederum ggf. um den jeweiligen maximalen Durchmesser (= Supremum aller Abstände je zweier Punkte des Partikels) oder um einen Siebdurchmesser oder um einen (insbesondere volumenbezogenen) Äquivalenz-Kugel-Durchmesser handeln kann. Wenn die Partikel zumindest teilweise agglomeriert sind, soll als jeweilige Partikelgröße (Korngröße) insbesondere die Größe des einzelnen Partikels im jeweiligen Agglomerat herangezogen werden (Primärpartikelgröße).
  • Die einzelnen Partikel des Aufbaumaterials können (zumindest annähernd) gleich groß sein oder es kann eine Partikelgrößenverteilung vorliegen.
  • Konkret kann das Aufbaumaterial ein Pulver und/oder eine Partikel-Suspension (Nanopartikel-Suspension) umfassen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Aufbaumaterial (zumindest teilweise) flüssig, z. B. aus einem Kunstharz in seinem Ausgangszustand, vorliegen oder pastös sein.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Aufbaumaterial mindestens einen zusammenhängenden (ggf., z. B. durch einen Druck bei der Beschichtung, vorverfestigten) Körper umfassen.
  • Das Aufbaumaterial kann in verschiedenen Varianten (kumulativ oder jeweils für sich) bereitgestellt und eingesetzt werden.
  • Das Aufbaumaterial kann ein metallenthaltendes Aufbaumaterial sein und zumindest ein reines Metall, und/oder zumindest eine mindestens ein metallisches Element enthaltende Verbindung umfassen. Vorzugsweise umfasst ein metallenthaltendes Aufbaumaterial Lithium, bspw. in Form von reinem Lithium und/oder von LFP (Lithium-Eisen-Phosphat), LCO (Lithium-Kobalt-Oxid), und/oder NMC (Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt Oxide) und/oder NCA (Lithium-Nickel-Kobalt-Aluminium-Oxide) und/oder LAGP (Lithium-Aluminium-Germanium-Phosphate) und/oder LATP (Lithium-Aluminium-Titanium-Phosphate) und/oder LLTO (Lithium-Lanthanium-Titan-Oxid) und/oder LLZO (Lithium-Lanthanium-Zirkonium-Oxide), alle diese Materialien optional in Form von metallenthaltenden Festeletrolytkeramik. Ein metallenthaltendes Aufbaumaterial kann außerdem Aluminium, bspw. in Form von reinem Aluminium, und/oder Kobalt, bspw. in Form von reinem Kobalt und/oder Nickel, bspw. in Form von reinem Nickel, und/oder Kupfer, bspw. in Form von reinem Kupfer. Ein derartiges metallenthaltendes Aufbaumaterial kann mindestens ein Metall und/oder eine zumindest ein metallisches Element enthaltende Verbindung zu mindestens 30 Gew.-% oder 50 Gew.-% oder 70 Gew.-% oder 90 Gew.-% oder zu zumindest annähernd 100 Gew.-% umfassen.
  • Das Aufbaumaterial kann ein polymerenthaltendes Aufbaumaterial sein und zumindest ein Polymer umfassen, vorzugsweise PVDF (Polyvinylidenedifluoride) und/oder und/oder PVDF-HFP (Polyvinyldenedifluoride-Co-Hexafluorpropylene) und/oder PEO (Polyethilenoxide) und/oder Nafion, optional in Form von Festelektrolytpolymere. Insbesondere kann zumindest ein Polymer im polymerenthaltenden Aufbaumaterial ein Binder sein, bspw. PVDF. Ein derartiges polymerenthaltendes Aufbaumaterial kann mindestens ein Polymer zu mindestens 50 Gew.-% oder mindestens 70 Gew.-% oder mindestens 90 Gew.-% oder zu zumindest annähernd 100 Gew.-% umfassen.
  • Das Aufbaumaterial kann ein metall- und polymerarmes Aufbaumaterial sein und kann nicht-metallische Elemente und/oder Halbleiter(-elemente) und/oder Keramik und oder Oxide umfassen (abgesehen von Oxiden, die metallischen Elemente enthalten). Vorzugsweise kann ein metall- und polymerarmes Aufbaumaterial Kohlenstoff, bspw. in Form von Leitruß und/oder Graphit, und /oder Silicium, bspw. in Form von reinem (elementarem) Silicium und/oder in Form von Siliciumoxid, und/oder umfassen. Ein derartiges metall- und polymerarmes Aufbaumaterial kann zumindest im Wesentlichen nicht-metallisch sein und zumindest im Wesentlichen kein Polymer umfassen (vorzugsweise zu zumindest 50 Gew.-% oder mindestens 70 Gew.-% oder mindestens 90 Gew.-% oder zu zumindest annähernd 100 Gew.-% aus nicht-metallischen und nichtpolymeren Stoffen, z. B. Keramik und/oder Oxide und/oder Kohlenstoff und/oder Silicium, bestehen). Besonders bevorzugt umfasst das metall- und polymerarme Aufbaumaterial einen Kohlenstoff (zu zumindest 50 Gew.-% oder mindestens 70 Gew.-% oder mindestens 90 Gew.-% oder zu zumindest annähernd 100 Gew.-%). Im Zusammenhang mit dem metall- und polymerarmem Aufbaumaterial soll „Kohlenstoff“ denjenigen Kohlenstoff meinen, der in Reinform vorliegt (z. B. als Graphit und/oder als Leitruß, also nicht molekular gebunden, beispielsweise in einem Polymer, ist).
  • Weiter kann das Aufbaumaterial ein metallenthaltendes und/oder ein polymerenthaltendes und/oder ein metall- und polymerarmes Aufbaumaterial umfassen. Wenn ein Aufbaumaterial Aufbaumaterialien mit jeweils unterschiedlichen Kompositionen umfasst, werden diese Aufbaumaterialien mit jeweils unterschiedlichen Kompositionen im Folgenden auch Aufbaumaterialkomponente genannt. Das bedeutet, dass ein Aufbaumaterial eine metallenthaltende und/oder eine polymerenthaltende und/oder eine metall- und polymerarme Komponente umfassen kann, wobei eine metallenthaltende, eine polymerenthaltende und eine metall- und polymerenthaltende Aufbaumaterialkomponente entsprechend jeweils einem metallenthaltenden, ein polymerenthaltenden und ein metall- und polymerarmen Aufbaumaterial gebildet ist. Im Folgenden, insbesondere in Bezug auf die Komponente einer elektrochemischen Einrichtung, werden auch Aktivmaterialien beschrieben. Ein Aktivmaterial ist eine Komponente einer elektrochemischen Einrichtung, die aus der Verarbeitung (bspw. aus der Verfestigung durch Bestrahlung) eines Aufbaumaterials und/oder einer Aufbaumaterialkomponente resultiert. Bspw. resultiert ein metallenthaltendes Aktivmaterial aus der Verarbeitung eines metallenthaltendes Aufbaumaterials bzw. einer metallenthaltenden Aufbaumaterialkomponente (gleiches gilt für die anderen oben genannten Aufbaumaterialien bzw. Aufbaumaterialkomponente und die entsprechenden Aktivmaterialien).
  • Das Aufbaumaterial kann Additive umfassen (z. B. eine Rieselhilfe und/oder einen Absorber), die in Form separater Partikel und/oder Fasern vorliegen können oder als Teil von Komposit-Partikeln. Insbesondere kann das Aufbaumaterial ein Binder umfassen, welche optional Teil eines polymerenthaltenden Aufbaumaterials ist.
  • Das Aufbaumaterial kann Partikel umfassen, die zumindest teilweise einen Metall- und einen Polymeranteil und/oder einen Keramik- und einen Polymeranteil oder einen Metall- und einen Keramikanteil aufweisen (z. B. mit einem Polymer-Binder beschichtete Metallpartikel). Bspw. können Metallpartikel und Polymerpartikeln (Granulaten) und metall- und polymerfreie Partikel vorzugsweise in den oben angegebenen Gewichtsverhältnissen zusammengemischt werden. Anstatt von oder in Kombination mit Partikeln können Fasern, z.B. Carbon- und/oder Keramik- und/oder Oxidfasern, zur Anwendung kommen.
  • Ein metallenthaltendes Aufbaumaterial (bzw. eine metallenthaltende Aufbaumaterialkomponente) kann zumindest teilweise aus reinem Metall (bspw. Lithium, Kupfer, Aluminium, Kobalt, Nickel) bestehende Partikeln und/oder zumindest teilweise aus einer zumindest ein metallisches Element enthaltenden Verbindung (bspw. LFP, NMC, NCA, LCO, LAGP, LATP, LLTO, LLZO) bestehende Partikeln und aus nicht-metallischen und/oder polymeren Materialien bestehende Partikeln umfassen, welche Partikel miteinander nach den oben angegebenen Gewichtverhältnissen gemischt werden können. Alternativ oder ergänzend kann ein metallenthaltendes Aufbaumaterial zumindest teilweise aus reinem Metall (bspw. Lithium, Kupfer, Aluminium, Kobalt) bestehende Partikel und/oder zumindest teilweise aus einer zumindest ein metallisches Element enthaltenden Verbindung (bspw. LFP NMC, NCA, LCO, LAGP, LATP, LLTO, LLZO) bestehende Partikel umfassen, welche Partikel zusätzlich nicht-metallische und/oder polymere Materialien umfassen können. Beispielweise kann ein metallenthaltender Partikelkern mit einem nicht-metallischen und/oder mit einem polymeren Material beschichtet sein. Umgekehrt kann ein nicht-metallischer und/oder polymerer Partikelkern mit einem metallenthaltenden Material beschichtet sein. Der metallenthaltende Anteil (metallenthaltender Partikelkern oder metallenthaltende Beschichtung) und der nicht-metallische und/oder polymere Anteil (nicht-metallische und/oder polymere Partikelkern oder nicht-metallische und/oder polymere Beschichtung) stehen vorzugsweise nach den oben angegebenen Gewichtverhältnissen zueinander.
  • Ein polymerenthaltendes Aufbaumaterial (bzw. eine polymerenthaltende Aufbaumaterialkomponente) kann zumindest teilweise aus einem Polymermaterial (bspw. PVDF, PEO, Nafion) bestehende Partikel und aus nicht-metallischen und/oder aus metallenthaltenden Materialien bestehende Partikel umfassen, welche Partikel miteinander nach den oben angegebenen Gewichtverhältnissen gemischt werden können. Alternativ oder ergänzend kann ein polymerenthaltendes Aufbaumaterial zumindest teilweise aus einem Polymer (bspw. PVDF, PEO, Nation) bestehende Partikel umfassen, welche Partikel zusätzlich nicht-metallische und/oder metallenthaltende Materialien umfassen können. Beispielweise kann ein polymerer Partikelkern mit einem nicht-metallischen und/oder mit einem metallenthaltenden Material beschichtet sein. Umgekehrt kann ein nicht-metallischer und/oder metallenthaltender Partikelkern mit einem polymeren Material beschichtet sein. Der polymerenthaltende Anteil (polymerer Partikelkern oder polymere Beschichtung) und der nicht-metallische und/oder metallenthaltende Anteil (nicht-metallischer und/oder metallenthaltender Partikelkern oder nicht-metallische und/oder metallenthaltende Beschichtung) stehen nach den oben angegebenen prozentualen Gewichtverhältnissen zueinander.
  • Ein metall- und polymerarmes Aufbaumaterial (bzw. eine metall- und polymerarme Aufbaumaterialkomponente) kann zumindest teilweise aus einem metall- und polymerarmen Material (bspw. Keramik, Oxide, abgesehen von metallische Elemente enthaltende Oxiden, Kohlenstoff, insbesondere Leitruß und/oder Graphit, Silicium) bestehenden Partikeln und aus polymeren und/oder aus metallenthaltenden Materialien bestehende Partikeln umfassen, welche Partikel miteinander nach den oben angegebenen Gewichtverhältnissen gemischt werden können. Alternativ oder ergänzend kann ein metall- und polymerarmes Aufbaumaterial zumindest teilweise aus einem metall- und polymerarmen Material (bspw. Keramik, Oxide, abgesehen von metallischen Elementen enthaltende Oxiden, Kohlenstoff, insbesondere Leitruß und/oder Graphit, Silicium) bestehende Partikel umfassen, welche Partikeln zusätzlich polymere und/oder metallenthaltende Materialien umfassen können. Beispielweise kann ein metall- und polymerfreier Partikelkern mit einem polymeren und/oder mit einem metallenthaltenden Material beschichtet sein. Umgekehrt kann ein polymerer und/oder metallenthaltender Partikelkern mit einem metall- und polymerarmen Material beschichtet sein. Der metall- und polymerfreie Anteil (metall- und polymerfreier Partikelkern oder metall- und polymerfreie Beschichtung) und der polymere und/oder metallenthaltende Anteil (polymere und/oder metallenthaltender Partikelkern oder polymere und/oder metallenthaltende Beschichtung) stehen nach den oben angegebenen prozentualen Gewichtverhältnissen zueinander.
  • Alternativ oder ergänzend kann das Aufbaumaterial mindestens ein für die Komponente/den Teil der elektrochemischen Einrichtung spezifisches Aktivmaterial, umfassen, insbesondere:
    • ein Kathoden-Aktivmaterial (z.B. LFP, NMC, NCA und/oder LCO), optional einen Binder (z.B. PVDF, insbesondere 2-15 wt.-%, bevorzugt 3-5 wt.-%) und Leitruß (insbesondere 0,1-10 wt.-%, vorzugsweise 0,1-5 wt.-%) und/oder
    • ein Anoden-Aktivmaterial (typischerweise Graphit, ggf. mit Anteilen von z. B. 1-60 wt.-%, ggf. 10-15 wt.-% Silizium, und/oder, ggf. zumindest im Wesentlichen reines, Silizium), Binder (z.B. PVDF, insbesondere 5-15 wt.-%) und Leitruß (insbesondere 0,1-10 wt.-%, vorzugsweise 0,1-5 wt.-%) und/oder
    • ein Feststoffzellenanoden-Aktivmaterial (z. B. Lithium, insbesondere Lithiumpulver, vorzugsweise ohne Binder) und/oder
    • ein Feststoffelektrolytmaterial (z. B. ein polymerenthaltender Feststoffelektrolyt, umfassend PVDF-HFP, PEO und/oder Nafion, und/oder ein Feststoffelektrolyt, umfassend LAGP, LATP, LLTO und/oder LLZO).
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Aufbaumaterial umfassen: Einen Separator, insbesondere für eine (klassische) Batterie. Dieser kann als (dünne) Polymerfolie ausgebildet werden. Das Polymer kann umfassen (ggf. zu mindestens 50 Gew.-% oder 80 Gew.-%) Polyolefin, z. B. Polyethylen und/oder Polypropylen, und/oder Polyamid, z. B. PA 6 und/oder PA 12 und/oder PA 6.6, und/oder Polyester.
  • Beim Einsatz von Feststoffelektrolytpolymeren kann eine vergleichsweise gute Ionenleitfähigkeit, eine gute Verarbeitbarkeit, sowie eine hohe Flexibilität erwartet werden, wenn sich beispielsweise Lithium-Metall-Anoden ausdehnen. Wenn sich z. B. die Anode ausdehnt, ist es bevorzugt, wenn der Separator (z.B. aus einem oder mehreren Feststoffelektrolytpolymeren) Kräfte aufnehmen kann und flexibel nachgibt.
  • Eine Feststoffelektrolytkeramik bzw. ein entsprechendes Oxid hat den Vorteil einer hohen Stabilität über die Zeit und einer vergleichsweise guten Performance. Andererseits ist ein vergleichsweise hoher Energieeintrag nötig, um im Rahmen der (selektiven) Verfestigung ein (zumindest teilweises) Aufschmelzen zu ermöglichen. Durch die oben und nachfolgend vorgeschlagenen Maßnahmen (beispielsweise eine Aufheizung eines Pulverbetts und/oder eine Hilfsbestrahlungseinheit, z. B. ein Hilfslaser und/oder ein Binder) kann einem solchen, grundsätzlich vorhandenen Nachteil, entgegengewirkt werden.
  • Generell ist es bevorzugt, einen Binder einzusetzen, der eine vergleichsweise hohe Lithium-Ionen-Leitfähigkeit aufweist.
  • Bei dem Trägermaterial (insbesondere zur Herstellung einer Kathodenstruktur) kann es sich um eine Aluminiumfolie (beispielsweise mit einer Dicke von 5-50 µm, insbesondere 10-15 µm, ggf. auch unter 8 µm oder sogar unter 5 µm) handeln. Alternativ kann es sich bei dem Trägermaterial um eine Kupferfolie mit einer Dicke von 5-20 µm, insbesondere 10-15 µm, beispielsweise ungefähr zumindest 10 µm, ggf. auch unter 8 µm oder sogar unter 5 µm, handeln.
  • Auf die (zumindest teilweise) verfestigte (erste) Schicht kann noch mindestens eine weitere Schicht aus einem Aufbaumaterial aufgebracht werden, die ebenfalls (vollständig oder selektiv) verfestigt wird. Dies kann mindestens einmal (bzw. beliebig oft) wiederholt werden.
  • Das Aufbaumaterial einer jeweiligen (weiteren) Schicht kann sich von dem Aufbaumaterial der ersten Schicht (oder einer vorher oder nachher aufgebrachten Schicht), insbesondere im Hinblick auf eine chemische Zusammensetzung und/oder eine Struktur, unterscheiden oder identisch zu diesem Aufbaumaterial ausgebildet sein. Die weitere Schicht kann mittels einer weiteren und/oder derselben Beschichtungseinheit aufgebracht werden (mit der auch die erste Schicht aufgebracht worden ist). Die weitere Schicht kann mittels einer weiteren oder derselben Bestrahlungseinheit verfestigt werden (mit der auch die erste oder eine sonstige Schicht verfestigt worden ist). Dadurch kann die jeweilige Schicht beispielsweise in ihren Eigenschaften und/oder ihrer Struktur beeinflusst werden. Z. B. kann/können eine gerichtete Porosität und/oder eine sich über die Schicht ändernde Porosität erzeugt werden.
  • Durch eine Wiederholung von Beschichtung und Bestrahlung (Belichtung) können auf einfache Weise beispielsweise stärkere bzw. dickere Schichten aus dem gleichen Material und/oder verschiedenartige Schichten aufgebracht werden. Alternativ können stärkere bzw. dickere Schichten durch ein Auftragen einer dickeren bzw. höheren Schicht Aufbaumaterial und eine Verfestigung dieser Schicht mit entsprechend angepassten Energieeintragsparameterwerten der Bestrahlungseinheit erzeugt werden.
  • Beim (additiven) Herstellungsprozess kann nicht-verfestigtes Aufbaumaterial in das Herstellverfahren rückgeführt werden und in einem weiteren Verfestigungsvorgang zum Einsatz kommen. Bevor das Aufbaumaterial in einem weiteren Verfestigungsvorgang zum Einsatz kommt, kann es ggf. behandelt werden und/oder mit frischem Pulver vermengt werden.
  • Vorzugsweise erfolgt die Verfestigung eines Aufbaumaterial, insbesondere eines polymerenthaltenden Aufbaumaterials und/oder eines eine polymerenthaltende Aufbaumaterialkomponente umfassenden Aufbaumaterials, durch das (selektive) Aufschmelzen zumindest eines polymeren Materials. Besonders bevorzugt erfolgt die Verfestigung eines Aufbaumaterials durch das (selektive) Aufschmelzen eines Binders. Durch das Aufschmelzen und das sukzessive Erstarren eines Binders bzw. eines Polymermaterials können andere (per se nicht, jedenfalls nicht vollständig) aufgeschmolzene (insbesondere metallenthaltende und/oder nicht-metallische und/oder metall- und polymerarme) Materialkomponenten mit dem Binder bzw. Polymermaterial und/oder miteinander verbunden werden.
  • Die Verfestigung eines Aufbaumaterials durch das Aufschmelzen eines polymeren Materials bzw. eines Binders kann besonders vorteilhaft sein, weil chemische und/oder physikalische Eigenschaften (bspw. elektrische Leitungsfähigkeit, Elektronen- und/oder Ionentransportfähigkeit, Kristall- und/oder Gitterstruktur) anderer Aufbaumaterialien, insbesondere eines metallenthalten Aufbaumaterials und/oder eines metall- und polymerarmen Aufbaumaterials, unverändert bleiben. Eine Veränderung (Verschlechterung) ihrer chemischen und/oder physikalischen Eigenschaften könnte durch das (teilweise) Aufschmelzen (Phasenänderung) von, insbesondere metallenthaltenden und/oder metall- und polymerarmen, Aufbaumaterialien erfolgen.
  • In Ausführungsformen erfolgt eine Schichtaufbringung mindestens eines metallenthaltenden Aufbaumaterialsund mindestens eines polymerenthaltenden Aufbaumaterials und mindestens eines metall- und polymerarmen Aufbaumaterials zumindest teilweise mittels derselben Beschichtungseinheit.
  • Alternativ oder zusätzlich erfolgt eine Verfestigung mindestens eines metallenthaltenden Aufbaumaterials, und mindestens eines polymerenthaltenden Aufbaumaterials, und mindestens eines metall- und polymerfreien Aufbaumaterials zumindest teilweise mittels derselben Bestrahlungseinheit, vorzugsweise Lasereinheit, und/oder mit Strahlung derselben Wellenlänge.
  • Besonders bevorzugt werden Beschichtungseinheit bzw. Bestrahlungseinheit so konfiguriert, dass mindestens zwei von einem metallenthaltenden Aufbaumaterial, einem polymerenthaltenden Aufbaumaterial und einem metall- und polymerarmen Aufbaumaterial mittels derselben jeweiligen Einheit verarbeitet werden können. Gegebenenfalls können dazu zusätzliche Maßnahmen durchgeführt werden, wie beispielsweise der Einsatz einer Hilfsbestrahlungseinheit, eine Aufheizung (Erwärmung) oder Abkühlung des Aufbaumaterials und/oder der Einsatz eines Binders. Dies ist eine Abkehr von der üblichen Vorgehensweise, bei der für verschiedene Materialien (z. B. Metall und Polymer) deutlich unterschiedliche Konfigurationen zur additiven Fertigung verwendet werden.
  • Vorzugsweise entspricht eine Beschichtungsrichtung einer Bestrahlungsrichtung (oder ist entgegengesetzt dazu). Unter einer Beschichtungsrichtung ist insbesondere eine Richtung zu verstehen, die der Bewegungsrichtung einer Beschichtungseinheit relativ zum Aufbaumaterial, entspricht (was nicht bedeutet, dass sich die Beschichtungseinheit - absolut gesehen - bewegen muss, beispielsweise wenn sich das Aufbaumaterial selbst bewegt). Unter einer Bestrahlungsrichtung ist insbesondere eine Richtung der Fortbewegung eines Strahlungs-Auftreffbereiches gegenüber dem Aufbaumaterial zu verstehen (wiederum relativ gesehen). Der Begriff Bestrahlungsrichtung kann sich auf eine gemittelte Richtung beziehen, in der ein Bereich eines zu verfestigenden Bauteilquerschnitts mit dem Strahl abgetastet wird. Er bezieht sich also nicht zwingend auf die Richtung eines einzelnen Verfestigungspfads bzw. Scanvektors, die unter Umständen quer, z. B. senkrecht, zur Beschichtungsrichtung angeordnet sein kann, insbesondere wenn die Bestrahlungseinheit mit einem entsprechenden Scanner/Strahlablenkeinheit oder einem anderen Antrieb gekoppelt ist. Wenn Belichtungsrichtung (Bestrahlungsrichtung) und Beschichtungsrichtung gleich sind, kann eine besonders präzise (selektive) Verfestigung erfolgen.
  • Vorzugsweise erfolgt eine Adhäsion von additiv gefertigten Schichten, die aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind, ggf. unterstützt durch eine prozessbedingte Verzahnung der Oberflächen.
  • Die Komponente (der elektrochemischen Einrichtung) wird vorzugsweise aus mindestens einem metallenthaltenden Aufbaumaterial und/oder mindestens einem polymerenthaltenden Aufbaumaterial und/oder mindestens einem metall- und polymerarmen Aufbaumaterial gefertigt, wobei vorzugsweise verschiedene Schichtstärken für mindestens eine raus einem polymerenthaltenden Aufbaumaterial aufgebaute Schicht und/oder für mindestens eine aus einer metallenthaltenden aufgebauten Schicht und/oder für mindestens eine aus einem metall- und polymerarmen Aufbaumaterial aufgebaute Schicht eingestellt werden können.
  • Durch das Verfestigen kann gezielt eine Porosität in die Komponente eingebracht werden. Eine Porosität kann (zumindest lokal) gezielt eingestellt werden. Die Porosität kann einen Gradienten aufweisen. Konkret kann eine Zahl (bzw. Dichte, also Anzahl von Poren pro Volumen) und/oder Größe (beispielsweise Gesamtvolumen oder mittlere Porengröße) eingestellt, insbesondere (örtlich) variiert werden.
  • Alternativ kann jedoch (bewusst) keine Porosität (abgesehen von einer üblichen geringfügigen Porosität im Rahmen eines additiven Herstellungsverfahrens) eingebracht werden, beispielsweise bei elektrochemischen Einrichtungen, bei denen Lithium-Ionen in einem festen Elektrolyten geleitet werden.
  • Ein Gradient der gezielt eingebrachten Porosität verläuft vorzugsweise in z-Richtung (also entlang einer Flächennormalen zur Ebene der Oberfläche der Trägereinrichtung bzw. des Trägermaterials; Aufbaurichtung).
  • Eine Porosität kann (in einer gewünschten Verteilung) beispielsweise durch eine Variation von Prozessparameterwerten, z. B. einer Scangeschwindigkeit, einer Strahlleistung bzw. Laserleistung, eines Scanvektoren-Abstands und/oder einer Strahlformung, eingebracht werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Porosität mittels eines Lasers nachträglich (z. B. mittels Polygonscanner) eingebracht werden. Der Laser kann eine Vielzahl kleiner Poren in die Schicht zur Erhöhung der Tortuosität und somit zu einem besseren Li-Ionen-Transport erzeugen.
  • Vorzugsweise wird die Komponente aus einem ersten Aufbaumaterial und mindestens einem zweiten Aufbaumaterial gefertigt, wobei das höher schmelzende Material (also das Material, das eine höhere Schmelztemperatur aufweist) vorzugsweise vor dem niedriger schmelzenden Material aufgebracht und bestrahlt wird. Dadurch kann auf einfache Art und Weise ein Risiko reduziert werden, dass beim Aufschmelzen des höher schmelzenden Aufbaumaterials eine darunterliegende Schicht des niedriger schmelzenden Aufbaumaterials nochmals (ungewollt) aufgeschmolzen wird.
  • Beispielsweise kann ein (vorzugsweise in Gewichtsprozent überwiegend) Polymer umfassender Separator nach einer (vorzugsweise in Gewichtsprozent überwiegend) ein metallenthaltendes und/oder ein metall- und polymerarmes und/oder ein polymerenthaltendes Aufbaumaterial umfassenden Elektrode für einen Akkumulator gedruckt werden. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine Beschädigung der Separator-Struktur aufgrund ggf. höherer Laserintensitäten für das Schmelzen von Metall verhindert werden (insbesondere, wenn der Separator eine Porosität aufweist, die hinsichtlich ihrer Struktur bzw. Verteilung erhalten bleiben soll). Vorzugsweise wird in diesem Fall das Separator-Material erst nach dem Verfestigen der Elektrode (Kathode bzw. Anode) geschichtet. Wenn beispielsweise ein Separator aus Keramik (bzw. zu zumindest 50 Gew.-% aus Keramik) zum Einsatz kommt, kann es auch umgekehrt vorteilhaft sein.
  • Vorzugsweise wird eine Fortschrittsgeschwindigkeit des Trägermaterial abhängig von einer Belichtungszeit (Bestrahlungszeit) und/oder Leistung der Bestrahlungseinheit gesteuert (und/oder umgekehrt). Dadurch kann die Fortschrittsgeschwindigkeit des Aufbaumaterials an eine Bestrahlungszeit (Belichtungszeit) bzw. Leistung angepasst werden.
  • Alternativ oder zusätzlich kann eine Schaltgeschwindigkeit von Laservorrichtung/en (Laserdioden) bei der Fortschrittsgeschwindigkeit berücksichtigt werden bzw. die Fortschrittsgeschwindigkeit des Aufbaumaterials an die (maximale) Schaltgeschwindigkeit angepasst werden und/oder in Abhängigkeit von dieser gesteuert werden.
  • Die obengenannte Aufgabe wird weiterhin insbesondere gelöst durch eine Herstellvorrichtung, vorzugsweise konfiguriert zur Ausführung des obigen Herstellungsverfahrens, zur additiven Fertigung mindestens einer Komponente eines elektrochemischen Energiespeichers, insbesondere eines Akkumulators, vorzugsweise eines Li-Ionen-Akkumulators, zumindest teilweise durch schichtweises Aufbringen und nachfolgendes, insbesondere selektives, Verfestigen eines, vorzugsweise pulverförmigen, Aufbaumaterials, umfassend eine Aufnahmeeinheit zur Aufnahme einer Trägereinrichtung in Form eines Trägerbandes, insbesondere gebildet durch oder umfassend eine Trägerfolie, eine Beschichtungseinheit zum Aufbringen einer Schicht des Aufbaumaterials auf das Trägerband, eine Bestrahlungseinheit zum zumindest teilweisen Verfestigen, insbesondere selektiven Verfestigen, des Aufbaumaterials auf dem Trägerband sowie eine Fördereinheit zum Bewegen des Trägerbandes relativ zu mindestens einer ersten, vorzugsweise stationären, Bestrahlungseinheit.
  • Alternativ oder zusätzlich wird die obige Aufgabe insbesondere gelöst durch eine Herstellvorrichtung, insbesondere mit den Merkmalen des unmittelbar vorhergehenden Absatzes, vorzugsweise konfiguriert zur Ausführung des obigen Herstellverfahrens, zur additiven Fertigung mindestens einer Komponente eines elektrochemischen Energiespeichers, insbesondere eines Akkumulators, vorzugsweise eines Li-Ionen-Akkumulators, zumindest teilweise durch schichtweises Aufbringen und nachfolgendes, insbesondere selektives, Verfestigen eines, vorzugsweise pulverförmigen, Aufbaumaterials, umfassend eine Trägereinrichtung, eine Beschichtungseinheit zum Aufbringen einer Schicht des Aufbaumaterials auf die Trägereinrichtung, eine Bestrahlungseinheit zum zumindest teilweisen Verfestigen, insbesondere selektiven Verfestigen, des Aufbaumaterials auf der Trägereinrichtung, wobei die Bestrahlungseinheit eine Vielzahl von einzelnen, vorzugsweise in mindestens einer Zeile und/oder mindestens einer Spalte angeordneten, Strahlungsaustrittsabschnitten aufweist, insbesondere eine Vielzahl von Laserdioden und/oder Strahlungsleitungs-Enden.
  • Vorzugsweise umfasst die Beschichtungseinheit:
    • mindestens eine, insbesondere zwei oder mehr, Rolle/n, wobei vorzugsweise mindestens einer der ggf. mehreren Rollen eine Antriebseinheit zugeordnet ist, wobei weiter vorzugsweise eine Umfangsgeschwindigkeit und/oder Drehrichtung einstellbar oder eingestellt ist, die gleich oder höher oder niedriger liegt als eine relative Verfahrgeschwindigkeit des Substratmaterial gegenüber der jeweiligen Rolle und/oder wobei sich zumindest eine Rolle zumindest im Wesentlichen über die gesamte Breite des Trägermaterials erstreckt und/oder vibriert oder zumindest in Vibration versetzbar ist, und/oder
    • mindestens eine Dosiereinheit, die vorzugsweise einen Kammerdosierer und/oder einen oder mehrere steuerbare Auslässe umfasst und/oder die sich zumindest im Wesentlichen über die gesamte Breite des Trägermaterials erstreckt und/oder zumindest teilweise vibriert oder zumindest in Vibration versetzbar ist.
  • Die (jeweilige) Rolle und/oder die Dosiereinheit kann/können eine Fluidisiereinrichtung zur Fluidisierung von Aufbaumaterial, wie im Zusammenhang mit dem obigen Verfahren beschrieben, aufweisen.
  • Die Dosiereinheit kann weiterhin alternativ oder zusätzlich eine Zellradschleuse aufweisen.
  • Alternativ oder zusätzlich zu einer oder mehreren Rolle(n) kann mindestens ein Rakel und/oder mindestens eine Klinge und/oder mindestens eine Bürste und/oder mindestens ein Rechen vorgesehen sein.
  • Die Dosiereinheit kann weiterhin ein Rührwerk und/oder einen Abstreifer aufweisen, um anhaftendes Aufbaumaterial weiterbefördern zu können.
  • Die Bestrahlungseinheit kann eine Vielzahl von einzelnen, vorzugsweise in mindestens einer Zeile und/oder mindestens einer Spalte, angeordneten, Strahlungsaustrittsabschnitten (Lichtaustrittsabschnitten) aufweisen, insbesondere eine Vielzahl von Laserdioden und/oder Strahlungsleitungs-Enden.
  • Vorzugsweise ist zusätzlich zu der (ersten) Bestrahlungseinheit eine Vielzahl von einzelnen, vorzugsweise in mindestens einer Zeile und/oder mindestens einer Spalte angeordneten, Strahlungsaustrittsabschnitten, eine Hilfsbestrahlungseinheit, vorzugsweise mindestens eine, insbesondere scannende, Hilfslasereinheit, wie beispielsweise ein CO-, CO2-, Faser- und/oder Nd:YAG-Laser, vorgesehen.
  • Eine scannende Hilfslasereinheit kann, wie oben im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben, ausgebildet sein, insbesondere mit einem Galvanometer-Scanner und/oder Polygon-Scanner und/oder Mikrospiegel-Array gekoppelt sein.
  • Vorzugsweise weist die Herstellvorrichtung mindestens eine gemeinsame Beschichtungseinheit auf, die zur Schichtaufbringung mindestens eines metallenthaltenden Aufbaumaterials und/oder mindestens eines polymerenthaltenden Aufbaumaterialsund/oder mindestens eines metall- und polymerarmes Aufbaumaterial konfiguriert ist.
  • Alternativ oder zusätzlich weist die Herstellvorrichtung eine gemeinsame Bestrahlungseinheit, vorzugsweise Lasereinheit, auf, die zur Befestigung mindestens eines metallenthaltenden Aufbaumaterials und/oder mindestens eines polymerenthaltenden Aufbaumaterialsund/oder mindestens eines metall- und polymerarmes Aufbaumaterials konfiguriert ist.
  • Der (gemeinsamen) Bestrahlungseinheit kann z. B. eine Filtereinrichtung (zur Reduktion einer Leistung der Strahlung beim Auftreffen auf das Aufbaumaterial) oder ein Strahlteiler mit Strahlfalle zugeordnet werden, die vorzugsweise selektiv in einen Strahlengang gebracht werden kann, beispielsweise wenn ein vergleichsweise niedrig schmelzendes Material aufgeschmolzen werden soll.
  • Die Herstellvorrichtung kann mindestens eine (weitere) Beschichtungseinheit zum Aufbringen einer weiteren Schicht eines Aufbaumaterials und/oder mindestens eine weitere Bestrahlungseinheit zum Verfestigen einer/der weiteren Schicht aufweisen.
  • Es können beispielsweise zwei Beschichtungseinheiten vor und nach der (jeweiligen) Bestrahlungseinheit vorgesehen sein. Dadurch kann bei einer hin- und herfahrenden Bestrahlungseinheit bei jeder Überfahrt bestrahlt werden bzw. eine neue Schicht (selektiv) verfestigt werden.
  • Die Herstellvorrichtung umfasst vorzugsweise mindestens eine Steuerungs- und/oder Überwachungseinheit, die konfiguriert ist, mindestens einen Parameter, insbesondere eine Ebenheit und/oder eine Schüttdichte und/oder eine Temperatur bzw. Temperaturverteilung von auf die Trägereinrichtung aufgebrachtem Aufbaumaterial und/oder eine Ebenheit und/oder eine Dichte und/oder Porosität und/oder eine Temperatur bzw. Temperaturverteilung der Komponente während der Herstellung zu steuern und/oder zu überwachen, wobei das Aufbaumaterial vorzugsweise sowohl eine polymerenthaltende Aufbaumaterialkomponente und/oder mindestens eine metallenthaltende Aufbaumaterialkomponente und/oder zumindest eine metall- und polymerarme Aufbaumaterialkomponente umfasst.
  • Vorzugsweise umfasst die Herstellvorrichtung mindestens eine (aktive) Heiz- und/oder Kühleinheit, zur mittelbaren oder unmittelbaren Temperierung, insbesondere Heizung oder Kühlung, einer Verfestigungszone, in der das Aufbaumaterial verfestigt wird, vorzugsweise durch Aufheizen oder Kühlen der Trägereinrichtung und/oder durch Aufheizen oder Kühlung einer Unterlage für die Trägereinrichtung und/oder durch Aufheizen oder Kühlen des Aufbaumaterials, beispielsweise mittels Strahlung, wobei die Heiz- und/oder Kühleinheit optional zumindest teilweise durch die Bestrahlungseinheit zur Verfestigung und/oder eine zusätzlich zu der Bestrahlungseinheit vorgesehene Heizungseinheit, z. B. zusätzliche Bestrahlungseinheit, beispielsweise eine Infrarot-Strahlungsquelle, bereitgestellt ist.
  • Vorzugsweise erfolgt eine Temperierung auf beispielsweise eine konstante Temperatur (Plateau-Temperatur) oder auf eine Temperatur gemäß einer vordefinierten Kurve, insbesondere mit dem Ziel homogener Temperaturverhältnisse für alle zu fertigenden Komponenten (gleichen Materials). Durch eine Heiz- und/oder eine Kühleinheit können auf einfache Art und Weise, insbesondere bei der Verwendung verschiedener Materialien (z. B. in verschiedenen Schichten) entsprechende Unterschiede, beispielsweise im Hinblick auf eine Schmelztemperatur, ausgeglichen werden. Beispielsweise kann bei einem Aufschmelzen von einer Schicht, die aus einem metallenthaltenden Aufbaumaterial besteht, eine zusätzliche Wärmebestrahlung zur Erwärmung (Temperierung) erfolgen und beim Aufschmelzen einer Schicht, die aus einem polymerenthaltenden Aufbaumaterial besteht, eine solche Bestrahlung unterbleiben oder nur reduziert ausgeführt werden, oder eine Kühlung erfolgen. Alternativ kann auch bei einem Aufschmelzen von einer Schicht, die aus einem polymerenthaltenden Aufbaumaterial besteht, eine zusätzliche Wärmebestrahlung zur Erwärmung (Temperierung) erfolgen und beim Aufschmelzen einer Schicht, die aus einem metallenthaltenden Aufbaumaterial besteht, eine solche Bestrahlung unterbleiben oder nur reduziert ausgeführt werden, oder eine Kühlung erfolgen
  • Ein Gas (Prozessgas) wird vorzugsweise im Umwälzbetrieb gefahren (als geschlossenes System).
  • Ein Sauerstoffgehalt wird vorzugsweise überwacht. Alternativ oder zusätzlich kann Laserrauch filtriert werden. Dazu können vorzugsweise vorgesehen sein: entsprechende Rohrleitungen, eine Filterkammer mit Speicherfilter und/oder abreinigbaren Filtern (was bevorzugt ist), ein Gebläse für das Umwälzen, sowie ein Sauerstoff-, Temperatur-, Druck- und/oder Volumenstromsensor.
  • Die Herstellvorrichtung kann mindestens eine Absaugeinheit, vorzugsweise Absaugdüsenanordnung, aufweisen, umfassend eine Vielzahl von Absaugdüsen, vorzugsweise in Zeilen und/oder Spalten angeordnet.
  • Alternativ oder zusätzlich kann mindestens eine Absaugeinheit vorgesehen sein, die (absolut gesehen, insbesondere in Bezug auf einen Bezugspunkt, der im Gebrauch Teil des Untergrundes ist, auf dem die Herstellvorrichtung angeordnet ist) stationär ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Absaugeinheit relativ zu der Beschichtungseinheit und/oder Bestrahlungseinheit stationär ausgebildet sein. Innerhalb des obigen Verfahrens kann entsprechend eine Absaugeinheit stationär konfiguriert sein (absolut gesehen) bzw. während des Herstellverfahrens in diesem Sinne stationär bleiben. Alternativ oder zusätzlich kann beim obigen Herstellverfahren die Absaugeinheit relativ zur Beschichtungseinheit und/oder Bestrahlungseinheit (während des Herstellverfahrens) stationär bleiben.
  • Weitere Merkmale der Herstellvorrichtung ergeben sich aus der obigen Erläuterung des Verfahrens. Dort erläuterte Verfahrensschritte können durch entsprechende Einrichtungen realisiert werden, die zur Durchführung des jeweiligen Verfahrensschrittes konfiguriert sind. Weiterhin kann die Herstellvorrichtung das (obige und/oder nachfolgend beschriebene) Trägermaterial und/oder das (obige und/oder nachfolgend beschriebene) Aufbaumaterial umfassen.
  • Die obengenannte Aufgabe wird weiterhin insbesondere gelöst durch ein System, umfassend die obige Herstellvorrichtung sowie das Trägermaterial und/oder das Aufbaumaterial.
  • Die obengenannte Aufgabe wird weiterhin gelöst durch die Verwendung der obigen Herstellvorrichtung und/oder des obigen Systems zur additiven Fertigung mindestens einer Komponente einer elektrochemischen Einrichtung, vorzugsweise eines elektrochemischen Energiespeichers, insbesondere eines Akkumulators, vorzugsweise eines Li-Ionen-Akkumulators, und/oder einer Elektrolysezelle.
  • Vorzugsweise wird die jeweilige elektrochemische Einrichtung zu mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 30 Gew.-%, ggf. mindestens 50 Gew.-% oder mindestens 90 Gew.-% additiv gefertigt.
  • Weitere Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die anhand der Abbildungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen:
    • 1 eine erfindungsgemäße Herstellvorrichtung in einer schematischen Ansicht;
    • 2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines strukturierten, dreidimensionalen Schichtverbundes;
    • 3 eine schematische Darstellung einer additiven Herstellung (beispielsweise einer Feststoff-Akkumulatorzelle);
    • 4 ein Beispiel für die Fertigung einer elektrochemischen Einrichtung;
    • 5 ein weiteres Beispiel für die Fertigung einer elektrochemischen Einrichtung; und
    • 6 ein weiteres Beispiel für die Fertigung einer elektrochemischen Einrichtung.
  • 1 zeigt eine Herstellvorrichtung zur Herstellung von Bauteilen in einer schematischen Seitenansicht. Die Herstellvorrichtung umfasst eine Bestrahlungseinheit 10 sowie eine Beschichtungseinheit 11. Die Beschichtungseinheit 11 umfasst einen Dosierer 12 sowie eine Beschichtungsrolle (Walze) 13 und eine Gegenrolle 14. Über den Dosierer 12 kann ein (z. B. pulverförmiges) Aufbaumaterial dosiert in Richtung Beschichtungsrolle 13 und Gegenrolle 14 abgegeben werden. Die Beschichtungsrolle 13 ist so angeordnet bzw. wird so bedient, dass sie eine Dicke der Materialauftragung des Aufbaumaterials 15 auf einem Trägermaterial 16 einstellt. Bei dem Trägermaterial 16 handelt es sich um ein Band (insbesondere Folienband), das von einer Rolle (Vorratsrolle) 17 abgerollt werden kann. Eine Umlenkung kann beispielsweise über eine (ggf. angetriebene) Umlenkrolle 18 erfolgen. Eine Umlenkfunktion ist nicht zwingend. Eine Dicke der Materialauftragung kann durch das Einstellen der Höhe der Beschichtungseinheit 11 bzw. des Abstands zwischen der Beschichtungsrolle 13 und dem Trägermaterial 16, bestimmt werden. Weiter kann die Dichte der Materialauftragung durch das Verhältnis zwischen einer Umfangsgeschwindigkeit der Beschichtungsrolle 13 und einer (bspw. durch eine Drehgeschwindigkeit der Rolle 20, siehe unten, einstellbaren) Verfahrgeschwindigkeit des Trägermaterials bestimmt werden. Vorzugsweise ist die Umfangsgeschwindigkeit des Beschichtungsrolle 13 größer als die Verfahrgeschwindigkeit des Trägermaterials 16. Dadurch kann vorteilhafterweise eine höhere Dichte erreicht werden. Alternativ oder ergänzend ist die Bewegung des Umfangs (Drehrichtung) der Beschichtungsrolle 13 einstellbar. In 1 ist die Bewegung des Umfangs der Beschichtungsrolle 13 die gleiche wie die Bewegung (Verfahrensrichtung) des Trägermaterial 16. Vorzugsweise wird der Umfang der Beschichtungsrolle 13 in die umgekehrte Richtung wie die Bewegung (Verfahrensrichtung) des Trägermaterial 16 bewegt (gedreht). Dadurch kann vorteilhafterweise eine höhere Dichte erreicht werden. In einem Bestrahlungsbereich 19 wird dann das Aufbaumaterial 15 auf dem Trägermaterial 16 bestrahlt und (selektiv) verfestigt. Das Trägermaterial 16 mit dem darauf (selektiv) verfestigten Aufbaumaterial 15 kann dann auf einer weiteren Rolle 20 aufgerollt werden. Zwischen der Umlenkrolle 18 und einer weiteren Rolle 21 befindet sich ein (optional beheizbarer) Bearbeitungstisch 22.
  • Die Belichtungseinheit (Bestrahlungseinheit) 10 ist vorzugsweise ein VCSEL-Belichter. Mit einem VCSEL-Belichter können vergleichsweise schnell Binder und/oder andere Materialien geschmolzen bzw. strukturiert werden. Es können auf einfache Art und Weise formgebundene Elektroden (für die Batterieherstellung) gedruckt werden. Dies ermöglicht neue Zellgeometrien, die beispielsweise an den Bauraum angepasst sein können und/oder eine integrierte Kühlung in der Zelle aufweisen können.
  • Die in 1 dargestellte Herstellungsvorrichtung kann vorzugsweise für die Herstellung einer elektrochemischen Zelle umfassend oder bestehend aus:
    • - Einer, vorzugsweise porösen, Kathode, bestehen aus einem metallenthaltenden Aktivmaterial, das aus der Verarbeitung (mittels Bestrahlung) eines metallenthaltenden Aufbaumaterial resultiert, das Aufbaumaterial umfassend überwiegend (insbesondere 75-97,9 wt.-%, vorzugsweise 90-96 wt.-%) zumindest ein metallenthaltendes Material (z.B. LFP, NMC, NCA und/oder LCO) und Leitruß (insbesondere 0,1-10 wt.%, vorzugsweise 1-5 wt.-%), optional weiter umfassend einen (polymeren) Binder (z.B. PVDF, insbesondere 2-15 wt.-%, bevorzugt 3-5 wt.-%).
    • - Einem Separator, insbesondere für eine (klassische) Batterie. Dieser kann als (dünne) Polymerfolie ausgebildet werden. Das Polymer kann umfassen (ggf. zu mindestens 50 Gew.-% oder 80 Gew.-%).Polyolefin, z. B. Polyethylen und/oder Polypropylen, und/oder Polyamid, z. B. PA 6 und/oder PA 12 und/oder PA 6.6, und/oder Polyester.
    • - Einer, vorzugsweise porösen, insbesondere mit einer Porosität von zumindest 20 vol.-%, ggf. von zumindest 40 vol.-%, Anode, bestehend aus einem metall- und polymerarmen Aktivmaterial, das aus der Verarbeitung (mittels Bestrahlung) eines metall- und polymerarmen Aufbaumaterial resultiert, wobei das metall- und polymerarme Aktivmaterial überwiegend Kohlenstoff, vorzugsweise in Form von Leitruß und/oder Graphit (besonders vorzugsweise in Form von Graphitpartikeln), und/oder einen Binder (z.B. PVDF, insbesondere 5-15 wt.-%) umfasst. Vorzugsweise enthält das Aktivmaterial im Kohlenstoff/--Anteil 0,1-10 wt.-%, besonders vorzugsweise 1-5 wt.-%, Leitruß. Weiter vorzugsweise enthält das Aktivmaterial im Kohlenstoff--Anteil einen Anteil (0,1-60 wt.-%, besonders vorzugsweise 10-15 wt.-%), Silizium in Form von zumindest im Wesentlichen reinem (elementarem) Silicium und/oder Silicium Oxide, bspw. in Form von Si- und/oder SiO2-Partikeln. Optional kann der Kohlenstoff-Anteil zumindest im Wesentlichen durch einen Si- und/oder einen SiO2-Anteil ersetzt werden, sodass das metall- und polymerarme Aktivmaterial überwiegend Silicium und/oder Silicium Oxide, vorzugsweise zumindest 60 wt.-%, besonders vorzugsweise zumindest 90 wt.-% und/oder einen Binder (z.B. PVDF, insbesondere 5-20 wt.-%) und/oder Leitruß (insbesondere 5-20 wt.-%) umfasst.
  • Vorzugsweise kann gemäß 1 eine (klassische) elektrochemische Li-Ionen-Zelle bzw. Komponenten davon hergestellt werden. Eine solche Zelle kann eine oder mehrere poröse Schichte/n und/oder einen flüssigen Elektrolyten aufweisen.
  • Eine derartige elektrochemische Zelle kann ausgehend von einem Folienband hergestellt werden, das eine Aluminium-Schicht (als ersten Kollektor) umfasst. Die Kathode, und sukzessive der Separator und die Anode, können auf dieser Aluminium-Schicht (Kollektor) gebaut (insbesondere Kathode und Anoden) und/oder aufgetragen werden (insbesondere Separator) werden. Nachfolgend kann eine Kupfer-Schicht (als zweiter Kollektor) auf die so gebaute elektrochemische Zelle aufgetragen werden, Alternativ können die Aluminium-Schicht und/oder die Kupfer-Schicht (Kollektoren), bspw. aus einem metallenthaltenden Aufbaumaterial, insbesondere enthaltend entsprechend zumindest im Wesentlichen reines Aluminium oder Kupfer, additiv mittels der Bestrahlungseinheit (10) hergestellt werden. Die Herstellung einer im Wesentlichen aus reinem Metall (Aluminium oder Kupfer) bestehenden Schicht (Kollektor) kann, insbesondere für die Erreichung einer bestimmten Materialdichte und/oder Krystallstruktur und/oder Porosität, mittels eines Wärmeleitschweißverfahren, eines Tiefschweißverfahrens und/oder einer Kombination davon erfolgen.
  • Als Wärmeleitungsschweißen wird hier ein Vorgang angesehen, bei dem die durch die Strahlung in das Aufbaumaterial eingetragene Strahlungsleistung pro Flächeneinheit zu niedrig ist, um eine Verdampfung des Aufbaumaterials zu bewirken. Die Energie breitet sich über Wärmeleitung in das Aufbaumaterial aus, was zu einer geringeren Ausdehnung des durch die Strahlung erzeugten Schmelzbades in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche führt. Im Gegensatz dazu wird in einem Tiefschweißprozess eine ausreichend hohe Strahlungsleistung pro Flächeneinheit erreicht, damit ein Materialtransport auch in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche stattfindet. Das bedeutet, dass Aufbaumaterial verdampft wird und dass gleichzeitig in den vorherigen Belichtungsvorgängen verarbeitetes (verfestigtes) Material (wieder) aufgeschmolzen wird (was zur Bildung eines sogenannten „Keyhole“ führt). Insbesondere kann das Aufbaumaterial vorteilhafterweise in einem Wärmeleitschweißprozess verarbeitet werden, wenn eine hohe Oberflächenqualität (-homogenität) und/oder eine homogene Krystallstruktur erreicht werden muss, während eine Verarbeitung des Aufbaumaterials in einem Tiefschweißprozess vorteilhaft sein kann, wenn eine starke Anbindung der Schichte der elektrochemischen Zelle (miteinander und/oder an einem Substrat) erreicht werden muss. Eine solche starke Anbindung ist vom gleichzeitigen Aufschmelzen von verschiedenen Schichten/Aufbaumaterialien gegeben.
  • 2 zeigt auf schematische Art und Weise ein Verfahren zur Herstellung eines strukturierten, dreidimensionalen Schichtverbundes, der eine elektrochemische Einrichtung ausbildet (z. B. einen Pouch-Akkumulator oder auch einen Akkumulator in Zylinder-Bauweise) in einem kontinuierlichen Prozess. Zunächst wird ein (z. B. bandförmiges) Trägermaterial 16 (Substrat) in eine (nicht dargestellte) Prozesskammer gebracht. Dazu kann beispielsweise ein beweglicher Tisch oder ein (Fließ-) Band verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Trägermaterial 16 selbst (z. B. in der Prozesskammer) additiv aufgebaut werden. Ein Pfeil 23 zeigt die Bewegungsrichtung (Transportrichtung) des Trägermaterials 16 (und damit auch der sukzessive darauf aufgebauten weiteren Schichten) an. Links in 2 wird zunächst ein erstes Aufbaumaterial 15a auf das Trägermaterial 16 aufgebracht und mittels einer ersten Glätteinrichtung (z. B. Rechen) 24a geglättet (wobei gleichzeitig eine Schichtdicke eingestellt werden kann).
  • Die aufgebrachte Schicht des ersten Aufbaumaterials 15a wird mittels einer ersten Bestrahlungseinheit 10a selektiv verfestigt (wobei nicht-verfestigtes Aufbaumaterial beispielsweise abgesaugt, insbesondere selektiv abgesaugt, werden kann, was nicht in 2 gezeigt ist). Auf das Trägermaterial 16 sowie das erste Aufbaumaterial 15a wird dann ein zweites Aufbaumaterial 15b aufgebracht, mittels einer zweiten Glätteinrichtung 24b geglättet (bzw. entsprechend eine Schichtstärke eingestellt) und mittels einer zweiten Bestrahlungseinheit 10b selektiv verfestigt. Diese Schritte werden sukzessive für ein drittes Aufbaumaterial 15c sowie ein viertes Aufbaumaterial 15d mittels einer dritten sowie vierten Glätteinrichtung 24c und 24d sowie einer dritten und vierten Bestrahlungseinrichtung 10c und 10d wiederholt. Dabei kann das nachfolgende Aufbaumaterial jeweils oberhalb und/oder neben einem vorher aufgebrachten Aufbaumaterial aufgebracht und selektiv verfestigt werden (wenn z. B. eine Absaugung, beispielsweise eine selektive Absaugung, erfolgt). Am Ende des Prozesses kann ein strukturierter, dreidimensionaler Körper vorliegen, bei dem beispielsweise fünf verschiedene Materialien (jeweils für sich) insbesondere selektiv verfestigt worden sind.
  • Bei der (jeweiligen) Bestrahlungseinheit 10a-10d kann es sich beispielsweise um eine Bestrahlungseinheit handeln, die mehrere Laserstrahlen nebeneinander (in Y- und/oder X-Richtung) appliziert. Bei der X-Richtung handelt es sich vorzugsweise um die Bewegungsrichtung des Aufbaumaterials (gegenüber der jeweiligen Bestrahlungseinheit). Bei der Z-Richtung handelt es sich um die Aufbaurichtung. Bei der Y-Richtung handelt es sich um eine Richtung senkrecht zu X- sowie Z-Richtung.
  • Abweichend von dem gezeigten 4-stufigen Aufbau können auch weniger (z. B. zwei oder drei) oder mehr (z. B. 5 oder mehr) Stufen (mit entsprechenden Glätteinrichtungen bzw. Beschichtungseinrichtungen und Bestrahlungseinheiten) vorgesehen werden. Es können auch mit einer jeweiligen Bestrahlungseinheit (z. B. der ersten Bestrahlungseinheit 10a) verschiedene Schichten bzw. in separaten Vorgängen weiteres Aufbaumaterial verfestigt werden, beispielsweise wenn ein entsprechender Abschnitt des Trägermaterials 16 mehrmals in einen Bestrahlungsbereich der jeweiligen Bestrahlungseinheit kommt (was beispielsweise durch Zurückführen des Trägermaterials 16 oder ein umlaufendes Trägermaterial 16 erreicht werden kann).
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung einer additiven Herstellung (beispielsweise einer Feststoff-Akkumulatorzelle). Innerhalb einer Prozesskammer 30 können eine Beschichtungseinheit 11 sowie eine Bestrahlungseinheit 10 verschoben werden. Eine jeweilige Verschieberichtung ist mittels der Pfeile 31 dargestellt. Vorzugsweise können die Beschichtungseinheit 11 und die Bestrahlungseinheit 10 entlang einer entsprechenden Führung (insbesondere Linearführung) 32 verschoben werden.
  • Die Prozesskammer kann über eine Inertgaszufuhr 42 mit Inertgas (z. B. Argon) geflutet werden. Das in der Prozesskammer befindliche Gas kann über einen Gasauslass 33 die Prozesskammer verlassen. Optional können Sensoren, beispielsweise ein Drucksensor 34, ein Sauerstoffdetektionssensor 35 sowie ein Temperatursensor 36 vorgesehen sein, um verschiedene Parameter innerhalb der Prozesskammer (beispielsweise einen Druck, einen Sauerstoffgehalt und/oder eine Temperatur des in der Prozesskammer befindlichen Gases) zu messen. Optional ist eine Monitoring-Einheit 39 ausgebildet, die beispielsweise Defekte und/oder Auffälligkeiten bzw. Abweichungen, beispielsweise eine Delamination erkennen kann.
  • Die Beschichtungseinheit 11 umfasst hier (beispielhaft) drei Dosiereinheiten 12a, 12b und 12c, so dass verschiedene Aufbaumaterialien 15a-15c aufgebracht werden können. Sukzessive wird ein Schichtverbund auf eine Bauplattform 37 (die der Höhe nach verstellbar ist) aufgebracht (und zwar durch ein sich an den jeweiligen Beschichtungsvorgang anschließendes Bestrahlen mittels der Bestrahlungseinheit 10). Die Bestrahlungseinheit 10 kann eine Vielzahl von Strahlungsaustrittsabschnitten 38 aufweisen. An den Seiten der Beschichtungseinheit 11 ist optional eine jeweilige Absaugvorrichtung 43a, 43b vorgesehen. Diese ermöglichen es Pulver wieder zu entfernen, das nicht aufgeschmolzen wurde.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei Beschichtungseinheiten vorgesehen (nicht in 3 gezeigt), wobei sich die Bestrahlungseinheit 10 zwischen den beiden Beschichtungseinheiten 11 befinden kann, so dass vergleichsweise effizient belichtet werden kann. Eine jeweilige Beschichterkammer bzw. ein Mehrkammerbeschichter kann beispielsweise in einer Endposition gefüllt werden.
  • Die in 3 dargestellte Herstellvorrichtung kann vorzugsweise für die Herstellung einer elektrochemischen Zelle eingesetzt werden, umfassend oder bestehend aus:
    • - Einem erstem Kollektor, z.B. basierend auf Aluminium (insbesondere für eine Komposit-Kathode). Dieser aluminiumbasierte Kollektor kann durch die Verarbeitung (Verfestigung mittels Bestrahlung) eines überwiegend aus reinem Aluminium bestehenden metallenthaltenden, vorzugsweise pulverförmigen, Aufbaumaterial ausgebildet werden.
    • - Einer Kathode, umfassend mindestens ein oder mindestens oder genau zwei metallenthaltende Aktivmaterialien, das/die aus der Verarbeitung (mittels Bestrahlung) eines metallenthaltenden Aufbaumaterials resultiert/- en, wobei mindestens ein erstes metallenthaltendes Aktivmaterial und/oder LATP und/oder LLTO und/oder LLZO umfassen kann und/oder mindestens eine zweites metallenthaltendes Aktivmaterial LFP und/oder NMC und/oder NCA und/oder LCO. Vorzugsweise besteht die Kathode überwiegend (75-99 wt.-%, vorzugsweise 90-95 wt.-%) aus einem oder mehreren der o.g. Materialien. Optional kann das Kathoden-Aktivmaterial zumindest einen Binder (bspw. PVDF, ggf. zu 1-25 wt.-% oder vorzugsweise 5-10 wt.-%) umfassen.
    • - einem Elektrolytmaterial, insbesondere ein polymerenthaltendes Elektrolytmaterial, bspw. umfassend PVDF-HFP, PEO und/oder Nafion, und/oder insbesondere ein metallenthaltendes, vorzugweise ein Lithiumenthaltendes Elektrolytmaterial, bspw. LAGP, LATP, LLTO und/oder LLZO. Optional kann das Elektrolytmaterial ausgehend aus einem polymerenthaltenden und einem metallenthaltenden Aufbaumaterial, d.h. aus einem Aufbaumaterial, das eine polymerenthaltende und eine metallenthaltende Aufbaumaterialkomponente umfasst, hergestellt werden. Vorzugsweise ist das Elektrolytmaterial als Festelektrolytmaterial ausgebildet. Das bedeutet insbesondere, dass das Elektrolytmaterial eine geringfügige Porosität ausweist.
    • - Einer Anode, z.B. basierend auf Lithium. Diese lithiumbasierte Anode kann durch die Verarbeitung (Verfestigung mittels Bestrahlung) eines überwiegend aus reinem Lithium bestehenden metallenthaltenden, vorzugsweise pulverförmigen, Aufbaumaterial ausgebildet werden. Vorzugsweise ist die Anode als Feststoffzelleanode ausgebildet; das bedeutet insbesondere, dass die Anode eine geringfügige Porosität ausweist.
    • - Einem zweiten Kollektor, z.B. basierend auf Kupfer. Dieser kupferbasierte basierte Kollektor kann durch die Verarbeitung (Verfestigung mittels Bestrahlung) eines überwiegend aus reinem Kupfer bestehenden metallenthaltenden, vorzugsweise pulverförmigen, Aufbaumaterial ausgebildet werden.
  • Besonders bevorzugt kann 3 für eine Feststoffzelle auf Keramikbasis eingesetzt werden. Eine solche kann ohne Porosität in den einzelnen Aktiv-Schichten ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Anode (reines) Lithium aufweisen oder daraus gebildet sein. (Reines) Lithium wird aufgrund der Reaktivität an Luft vorteilhafterweise unter Inertgas bearbeitet, was in Vorrichtung der 3 auf einfache Art möglich ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Kathode ein Komposit aus Lithium-Ionen-Leiter und Lithium-Ionen-Speichermaterial (Aktivmaterial) sein.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Aufbaumaterial einen Separator umfassen, insbesondere für eine (klassische) Batterie. Dieser Separator kann als (dünne) Polymerfolie ausgebildet werden. Das Polymer kann umfassen (ggf. zu mindestens 50 Gew.-% oder 80 Gew.-%), z. B. Polyethylen und/oder Polypropylen, und/oder Polyamid, z. B. PA 6 und/oder PA 12 und/oder PA 6.6, und/oder Polyester. Insbesondere kann in einigen Anwendungen der Separator das Festelektrolytmaterial ersetzen. Die Herstellung einer im Wesentlichen aus reinem Metall (bspw. Lithium, Aluminium oder Kupfer) bestehenden Komponente einer elektrochemischen Zelle kann, insbesondere für die Erreichung einer bestimmten Materialdichte und/oder Krystallstruktur und/oder Porosität, mittels eines Wärmeleitschweißverfahren, eines Tiefschweißverfahren und/oder eine Kombination davon erfolgen. Insbesondere kann das Aufbaumaterial vorteilhafterweise in einem Wärmeleitschweißprozess verarbeitet werden, wenn eine hohe Oberflächenqualität (-homogenität) und/oder eine homogene Krystallstruktur erreicht werden muss, während eine Verarbeitung des Aufbaumaterials in einem Tiefschweißprozess vorteilhaft sein kann, wenn eine starke Anbindung der Schichten (Komponenten) der elektrochemischen Zelle erreicht werden muss. Eine solche starke Anbindung ist insbesondere beim gleichzeitigen Aufschmelzen von verschiedenen Schichten/Aufbaumaterialien gegeben.
  • Die 4-6 zeigen verschiedene Beispiele für die Fertigung einer elektrochemischen Einrichtung, konkret eines Akkumulators. In 4 wird beispielsweise auf eine Trägerfolie 40 (z. B. Aluminiumträgerfolie, beispielsweise 12 µm stark) eine Vielzahl von Kathodenstrukturen 41 (z. B. LFP, beispielsweise mit einer Stärke von 45 µm) gefertigt. Eine Verfestigung kann beispielsweise (lokal) mittels einer Anzahl von VCSEL-Belichtungseinheiten erfolgen, beispielsweise bereits in der Form (späterer) Pouch-Zellen. Nicht aufgeschmolzenes Material kann ggf. abgesaugt und unter Umständen rückgeführt werden.
  • 5 entspricht der Ausführungsform gemäß 4 mit folgenden Unterschieden. In 5 erfolgt eine kontinuierliche Belichtung zur Herstellung von Kathoden-Streifen zur Herstellung für (spätere) zylindrische Akkumulatorzellen. Eine entsprechende Bestrahlung (Belichtung) kann kontinuierlich erfolgen.
  • In einem nachgelagerten Schritt kann ggf. auf der Rückseite (grundsätzlich auf identische Art und Weise) bestrahlt (belichtet) werden, ggf. kalandriert werden und dann optional in „daughter rolls“ (Tochterrollen) geschnitten werden.
  • 6 zeigt eine Ausführungsform, die wiederum 4 entspricht, mit den folgenden Unterschieden. Wie man in 6 erkennt, kann mittels des hier vorgeschlagenen Herstellungsverfahrens eine andere (kompliziertere) Form für die Kathodenstrukturen 41 gewählt werden. Dadurch kann eine ergonomische und platzsparende Herstellung ermöglicht werden. Auch eine Kühlung lässt sich beispielsweise integrieren.
  • An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebene Teile bzw. Funktionen für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellten Details, als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig.
  • Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass ein möglichst breiter Schutzumfang angestrebt wird. Insofern kann die in den Ansprüchen enthaltene Offenbarung auch durch Merkmale präzisiert werden, die mit weiteren Merkmalen beschrieben werden (auch ohne dass diese weiteren Merkmale zwingend aufgenommen werden sollen). Explizit wird darauf hingewiesen, dass runde Klammern und der Begriff „insbesondere“ im jeweiligen Kontext die Optionalität von Merkmalen hervorheben soll (was nicht im Umkehrschluss bedeuten soll, dass ohne derartige Kenntlichmachung ein Merkmal als im entsprechenden Zusammenhang zwingend zu betrachten ist).
  • Bezugszeichen
    • 10a-d
    Bestrahlungseinheit (Belichtungseinheit)
    11
    Beschichtungseinheit
    12a-c
    Dosierer (Dosiereinrichtung)
    13
    Beschichtungsrolle
    14
    Gegenrolle
    15a-d
    Aufbaumaterial
    16
    Trägermaterial
    17
    Rolle
    18
    (Umlenk-)Rolle
    19
    Bestrahlungsbereich
    20
    Rolle
    21
    Rolle
    22
    Bearbeitungstisch
    23
    Bewegungsrichtung
    24a-d
    Glätteinrichtung
    25
    Kollektor
    26
    Kathode
    27
    Feststoffelektrolyt
    28
    Anode
    29
    Kollektor
    30
    Bestrahlungseinheit
    31
    Verschieberichtung
    32
    Führung
    33
    Gasauslass
    34
    Drucksensor
    35
    Sauerstoffdetektionssensor
    36
    Temperatursensor
    37
    Bauplattform
    38
    Strahlungsaustrittsabschnitt
    39
    Monitoringeinheit
    40
    Trägerfolie
    41
    Kathodenstruktur
    42
    Inertgaszufuhr
    43a, 43b
    Absaugvorrichtung
  • 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
    • US 20200411838 A1 [0003]

Claims (30)

  1. Herstellverfahren zur additiven Fertigung mindestens einer Komponente einer elektrochemischen Einrichtung, vorzugsweise eines elektrochemischen Energiespeichers, insbesondere eines Akkumulators, vorzugsweise eines Li-Ionen-Akkumulators, und/oder einer Elektrolysezelle, zumindest teilweise durch schichtweises Aufbringen und nachfolgendes, insbesondere selektives, Verfestigen eines, vorzugsweise pulverförmigen, Aufbaumaterials, umfassend die Schritte: - Aufbringen mindestens einer Schicht des Aufbaumaterials auf eine Trägereinrichtung, - zumindest teilweises Verfestigen, insbesondere selektives Verfestigen, des Aufbaumaterials auf der Trägereinrichtung mittels mindestens einer ersten Bestrahlungseinheit (10), wobei die erste Bestrahlungseinheit (10) eine Vielzahl von einzelnen, vorzugsweise in mindestens einer Zeile und/oder mindestens einer Spalte angeordneten, Strahlungsaustrittsabschnitten aufweist, insbesondere eine Vielzahl von Laserdioden und/oder Strahlungsleitungs-Enden.
  2. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bestrahlungseinheit mindestens einen VCSEL und/oder VECSEL umfasst.
  3. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zusätzlich zu einer ersten Bestrahlungseinheit mit einer Vielzahl von einzelnen, vorzugsweise in mindestens einer Zeile und/oder mindestens einer Spalte angeordneten, Strahlungsaustrittsabschnitten, eine Hilfsbestrahlungseinheit, vorzugsweise mindestens eine, insbesondere scannende, Hilfslasereinheit, wie beispielsweise ein CO-, CO2-, Faser und/oder Nd:YAG-Laser, zum Einsatz kommt.
  4. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Aufbringen mittels einer verfahrbaren Beschichtungseinheit erfolgt und/oder wobei die Verfestigung mittels einer verfahrbaren Bestrahlungseinheit erfolgt.
  5. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Baufeld zur Verfestigung rechteckförmig, kreisförmig, kreissegmentförmig, kreissektorförmig, ringförmig oder ringsegmentförmig ist.
  6. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine rotatorische Beschichtung erfolgt.
  7. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beschichtungseinheit (11) zum Aufbringen des Aufbaumaterials umfasst: mindestens eine, insbesondere zwei, vorzugsweise drei, oder mehr, Rolle/n (13, 14), wobei vorzugsweise mindestens eine der ggf. mehreren Rollen (13) eine Antriebseinheit zugeordnet ist, und/oder mindestens eine Dosiereinheit (12) zum Dosieren des Aufbaumaterials auf die Trägereinrichtung, die vorzugsweise einen Kammerdosierer und/oder einen oder mehrere steuerbare Auslässe umfasst und/oder zumindest teilweise vibriert oder zumindest teilweise in Vibration versetzbar ist.
  8. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfestigen in einer Prozesskammer erfolgt und/oder unter einer vorzugsweise im Wesentlichen sauerstofffreien Prozessgasatmosphäre, umfassend beispielsweise Stickstoff und/oder mindestens ein Edelgas, wie insbesondere Argon und/oder Helium.
  9. Herstellverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlungseinheit mindestens eine Strahlungsquelle, insbesondere mindestens eine Lasereinrichtung, umfasst, die zum Emittieren gebündelter, lokalisiert auf das Aufbaumaterial auftreffender Strahlung ausgebildet ist.
  10. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verfestigungszone, in der das Aufbaumaterial verfestigt wird, mittelbar oder unmittelbar beheizt oder gekühlt wird, vorzugsweise durch Aufheizen bzw. Kühlen der Trägereinrichtung und/oder durch Aufheizen bzw. Kühlen einer Unterlage für die Trägereinrichtung und/oder durch Aufheizen bzw. Kühlen des Aufbaumaterials, beispielsweise mittels Strahlung, ggf. mittels der Bestrahlungseinheit zur Verfestigung und/oder einer weiteren Bestrahlungseinheit, z. B. einer Infrarot-Strahlungsquelle.
  11. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbaumaterial nach einem initialen Aufbringen und ggf. selektiven Verfestigen des Aufbaumaterials und optional vor einem ggf. selektiven Aufbringen eines weiteren Aufbaumaterials selektiv, insbesondere durch Absaugen, entfernt wird, weiter vorzugsweise mittels mindestens einer Absaugeinheit, vorzugsweise Absaugdüsenanordnung, wobei die Absaugdüsenanordnung vorzugsweise eine Vielzahl von Absaugdüsen, vorzugsweise in Zeilen und/oder Spalten angeordnet, umfasst, und/oder wobei die Absaugeinheit an der Beschichtungseinheit angeordnet ist.
  12. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Aufbaumaterial Partikel umfasst, wobei die Partikel des Aufbaumaterials vorzugsweise eine mittlere Partikelgröße von mindestens 1 nm, vorzugsweise mindestens 100 nm, weiter vorzugsweise mindestens 1 µm und/oder von höchstens 200 µm, vorzugsweise höchstens 10 µm aufweisen, weiter vorzugsweise höchstens 5 µm, wobei das Aufbaumaterial insbesondere ein Pulver und/oder eine Partikel-Suspension (Nanopartikel-Suspension) umfasst, und/oder wobei das Aufbaumaterial flüssig, z. B. aus einem Kunstharz in seinem Ausgangszustand aufgebaut ist, oder pastös ist, und/oder wobei das Aufbaumaterial mindestens einen zusammenhängenden, ggf. vorverfestigten, Körper umfasst.
  13. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Aufbaumaterial ein spezifisches Aktivmaterial umfasst, vorzugsweise: ein Kathoden-Aktivmaterial (z.B. LFP, NMC, NCA und/oder LCO), optional einen Binder (z.B. PVDF, insbesondere 2-15 wt.-%, bevorzugt 3-5 wt.-%) und Leitruß (insbesondere 0,1-10 wt.-%, vorzugsweise 0,1-5 wt.-%) und/oder ein Anoden-Aktivmaterial (typischerweise Graphit, ggf. mit kleinen Anteilen von z. B. 10-15 wt.-% Silizium, und/oder Silizium), Binder (z.B. PVDF, insbesondere 5-15 wt.-%) und Leitruß (insbesondere 0,1-10 wt.-%, vorzugsweise 0,1-5 wt.-%) und/oder ein Feststoffzellenanoden-Aktivmaterial (z. B. Lithium, insbesondere Lithiumpulver, vorzugsweise ohne Binder) und/oder ein Feststoffelektrolytmaterial (z. B. eine Feststoffelektrolytpolymer, wie PVDF-HFP, PEO und/oder Nafion, und/oder ein/e Feststoffelektrolytkeramik und/oder -oxid, wie LAGP, LATP, LLTO und/oder LLZO).
  14. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf die zumindest teilweise verfestigte Schicht - nachfolgend auch als erste Schicht bezeichnete Schicht - noch mindestens eine weitere Schicht aus einem Aufbaumaterial aufgebracht wird, wobei sich das Aufbaumaterial der weiteren Schicht von dem Aufbaumaterial der ersten Schicht unterscheiden kann oder identisch zu diesem ausgebildet sein kann; und/oder wobei die weitere Schicht mittels einer weiteren und/oder derselben Beschichtungseinheit (11) aufgebracht werden kann; und/oder wobei die weitere Schicht mittels einer weiteren oder derselben Bestrahlungseinheit (10) verfestigt werden kann.
  15. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nichtverfestigtes Aufbaumaterial in das Herstellverfahren rückgeführt wird und in einem weiteren Verfestigungsvorgang zum Einsatz kommt.
  16. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verfestigung mittels des Aufschmelzens eines polymerenthaltenden Aufbaumaterials, vorzugsweise eines Binders, erfolgt.
  17. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Schichtaufbringung mindestens eines metallenthaltenden Aufbaumaterials, und/oder mindestens eines polymerenthaltendes Aufbaumaterials, und/oder eines metall- und polymerarmen Aufbaumaterials zumindest teilweise mittels derselben Beschichtungseinheit erfolgt und/oder wobei eine Verfestigung mindestens eines metallenthaltenden Aufbaumaterials, und/oder mindestens eines polymerenthaltendes Aufbaumaterials, und/oder eines metall- und polymerarmen Aufbaumaterial zumindest teilweise mittels derselben Bestrahlungseinheit, vorzugsweise Lasereinheit, und/oder mit Strahlung derselben Wellenlänge erfolgt.
  18. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Beschichtungsrichtung einer Bestrahlungsrichtung entspricht.
  19. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Adhäsion von additiv gefertigten Schichten, die aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind, erfolgt, ggf. unterstützt durch eine prozessbedingte Verzahnung der Oberflächen.
  20. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Komponente aus mindestens einem metallenthaltenden Aufbaumaterial und/oder mindestens einem polymerenthaltenden Aufbaumaterial und/oder mindestens einem metall- und polymerarmen Aufbaumaterial gefertigt wird, wobei verschiedene Schichtstärken für mindestens eine-aus einem metallenthaltenden Aufbaumaterial aufgebaute Schicht und/oder für mindestens eine aus einem polymerenthaltenden Aufbaumaterial aufgebaute Schicht und/oder für mindestens eine aus einem metall- und polymerfreien Aufbaumaterial eingestellt werden.
  21. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch das Verfestigen eine Porosität in die Komponente gezielt eingebracht und/oder zumindest lokal gezielt eingestellt wird, wobei die Porosität vorzugsweise einen Gradienten aufweist.
  22. Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Komponente aus mindestens einem ersten Aufbaumaterial und mindestens einem zweiten Aufbaumaterial gefertigt wird, wobei das höherschmelzende Material vor dem niedrigerschmelzenden Material bestrahlt wird.
  23. Herstellvorrichtung, vorzugsweise konfiguriert zur Ausführung des Herstellverfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zur additiven Fertigung mindestens einer Komponente einer elektrochemischen Einrichtung, vorzugsweise eines elektrochemischen Energiespeichers, insbesondere eines Akkumulators, vorzugsweise eines Li-Ionen-Akkumulators, und/oder einer Elektrolysezelle, zumindest teilweise durch schichtweises Aufbringen und nachfolgendes, insbesondere selektives, Verfestigen eines, vorzugsweise pulverförmigen, Aufbaumaterials, umfassend eine Trägereinrichtung, eine Beschichtungseinheit (11) zum Aufbringen einer Schicht des Aufbaumaterials auf die Trägereinrichtung, eine Bestrahlungseinheit zum zumindest teilweisen Verfestigen, insbesondere selektiven Verfestigen, des Aufbaumaterials auf der Trägereinrichtung, wobei die Bestrahlungseinheit (10) eine Vielzahl von einzelnen, vorzugsweise in mindestens einer Zeile und/oder mindestens einer Spalte angeordneten, Strahlungsaustrittsabschnitten aufweist, insbesondere eine Vielzahl von Laserdioden und/oder Strahlungsleitungs-Enden.
  24. Herstellvorrichtung nach dem unmittelbar vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungseinheit (11) umfasst: mindestens eine Dosiereinheit (12), die vorzugsweise einen Kammerdosierer und/oder einen oder mehrere steuerbare Auslässe und/oder einen oder mehrere steuerbare Zeilen und/oder Spalten von Auslässen umfasst.
  25. Herstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 23 oder 24, wobei zusätzlich zu einer ersten Bestrahlungseinheit (10) mit einer Vielzahl von einzelnen, vorzugsweise in mindestens einer Zeile und/oder mindestens einer Spalte angeordneten, Strahlungsaustrittsabschnitten, eine Hilfsbestrahlungseinheit, vorzugsweise mindestens eine, insbesondere scannende, Hilfslasereinheit, wie beispielsweise ein CO-, CO2-, Faser- und/oder Nd:YAG-Laser, vorgesehen ist.
  26. Herstellvorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 25, wobei eine gemeinsame Beschichtungseinheit vorgesehen ist, die zur Schichtaufbringung mindestens eines metallenthaltenden Aufbaumaterials, und/oder mindestens eines polymerenthaltenden Aufbaumaterials, und/oder eines metall- und polymerarmen Aufbaumaterials konfiguriert ist und/oder wobei eine gemeinsame Bestrahlungseinheit, vorzugsweise Lasereinheit, vorgesehen ist, die zur Verfestigung mindestens eines Aufbaumaterials, das zu mindestens 50 Gew.-% Metall umfasst, und mindestens eines Aufbaumaterials, das zu mindestens 50 Gew.-% Polymer umfasst, konfiguriert ist.
  27. Herstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 23 bis 26, umfassend mindestens eine weitere Beschichtungseinheit zum Aufbringen einer weiteren Schicht eines Aufbaumaterials und/oder mindestens eine weitere Bestrahlungseinheit zum Verfestigen einer/der weiteren Schicht.
  28. Herstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 23 bis 27, umfassend mindestens eine Steuerungs- und/oder Überwachungseinheit, die konfiguriert ist, mindestens einen Parameter, insbesondere eine Ebenheit und/oder eine Schüttdichte und/oder eine Temperatur bzw. Temperaturverteilung von auf die Trägereinrichtung aufgebrachtem Aufbaumaterial und/oder eine Ebenheit und/oder eine Dichte bzw. Porosität und/oder eine Temperatur bzw. Temperaturverteilung der Komponente während der Herstellung zu steuern und/oder zu überwachen, wobei das Aufbaumaterial vorzugsweise mindestens eine metallenthaltende Aufbaumaterialkomponente und/oder mindestens eine polymerenthaltende Aufbaumaterialkomponente und/oder mindestens eine metall- und polymerarme Aufbaumaterialkomponente umfasst.
  29. Herstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Heiz- und/oder Kühleinheit vorgesehen ist, zur mittelbaren oder unmittelbaren Temperierung, insbesondere Heizung oder Kühlung, einer Verfestigungszone, in der das Aufbaumaterial verfestigt wird, vorzugsweise durch Aufheizen oder Kühlen der Trägereinrichtung und/oder durch Aufheizen oder Kühlung einer Unterlage für die Trägereinrichtung und/oder durch Aufheizen oder Kühlen des Aufbaumaterials, beispielsweise mittels Strahlung, wobei die Heiz- und/oder Kühleinheit optional zumindest teilweise durch die Bestrahlungseinheit zur Verfestigung und/oder eine zusätzlich zu der Bestrahlungseinheit vorgesehene Heizungseinheit, z. B. zusätzliche Bestrahlungseinheit, beispielsweise eine Infrarot-Strahlungsquelle, bereitgestellt ist.
  30. Herstellvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 23 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Absaugeinheit, vorzugsweise Absaugdüsenanordnung, vorgesehen ist, wobei die Absaugdüsenanordnung vorzugsweise eine Vielzahl von Absaugdüsen, vorzugsweise in Zeilen und/oder Spalten angeordnet, umfasst, und/oder wobei die Absaugeinheit an der Beschichtungseinheit angeordnet ist.
DE102022128049.7A 2022-10-24 2022-10-24 Verfahren und Vorrichtung zur additiven Herstellung von elektrochemischen Einrichtungen Pending DE102022128049A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022128049.7A DE102022128049A1 (de) 2022-10-24 2022-10-24 Verfahren und Vorrichtung zur additiven Herstellung von elektrochemischen Einrichtungen
PCT/EP2023/079584 WO2024089010A1 (de) 2022-10-24 2023-10-24 Verfahren und vorrichtung zur additiven herstellung von elektrochemischen einrichtungen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022128049.7A DE102022128049A1 (de) 2022-10-24 2022-10-24 Verfahren und Vorrichtung zur additiven Herstellung von elektrochemischen Einrichtungen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022128049A1 true DE102022128049A1 (de) 2024-04-25

Family

ID=90573172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022128049.7A Pending DE102022128049A1 (de) 2022-10-24 2022-10-24 Verfahren und Vorrichtung zur additiven Herstellung von elektrochemischen Einrichtungen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102022128049A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106694878A (zh) 2015-11-15 2017-05-24 罗天珍 激光烧结或固化3d成型机的群扫描标定及辅加热方法
DE102019201494A1 (de) 2019-02-06 2020-08-06 Robert Bosch Gmbh Anlage zur generativen Fertigung eines Bauteils und Verfahren
US20200411838A1 (en) 2019-06-27 2020-12-31 The Regents Of The University Of California Additive-free manufacturing of geometrically complex components for electrical energy storage systems
KR102406250B1 (ko) 2016-08-16 2022-06-13 한국전자통신연구원 전극 제조 장치 및 전극 제조 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106694878A (zh) 2015-11-15 2017-05-24 罗天珍 激光烧结或固化3d成型机的群扫描标定及辅加热方法
KR102406250B1 (ko) 2016-08-16 2022-06-13 한국전자통신연구원 전극 제조 장치 및 전극 제조 방법
DE102019201494A1 (de) 2019-02-06 2020-08-06 Robert Bosch Gmbh Anlage zur generativen Fertigung eines Bauteils und Verfahren
US20200411838A1 (en) 2019-06-27 2020-12-31 The Regents Of The University Of California Additive-free manufacturing of geometrically complex components for electrical energy storage systems
US20220258242A1 (en) 2019-06-27 2022-08-18 The Regents Of The University Of California Additive-free manufacturing of geometrically complex components for electrical energy storage systems

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CN 1 06 694 878 A (Maschinenübersetzung, DPMA, Übersetzung erstellt am 20.06.2022)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3625018A1 (de) Verfahren zum herstellen eines trockenfilms, walzvorrichtung, sowie trockenfilm und mit dem trockenfilm beschichtetes substrat
DE112014006933B4 (de) Verfahren zum Herstellen einer Beschichtung aus Kohlenstoffpartikeln oder Metalloxidpartikeln mit Submikrongröße auf den Oberflächen von Partikeln aus einem aktiven Elektrodenmaterial für eine Lithium-Sekundärbatterie
DE112013002219T5 (de) Festelektrolyt und Sekundärbatterie
DE102010001631A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Kathodenstruktur für Li-Batterien mit gerichteten, zyklenfesten Strukturen
DE112012000887T5 (de) Poröser Aluminiumkörper mit dreidimensionalem Netzwerk für einen Stromsammler, Stromsammler, der den porösen Aluminiumkörper verwendet, Elektrode, die den Stromsammler verwendet und Batterie mit nicht wässrigem Elektrolyt, Kondensator und Lithium-Ionen-Kondensator, die jeweils die Elektrode verwenden
DE112012000901B4 (de) Stromkollektor unter Verwendung eines porösen Aluminiumkörpers mit dreidimensionalem Netzwerk, Elektrode unter Verwendung des Stromkollektors und nicht-wässrige Elektrolytbatterie, Kondensator und Lithiumionenkondensator mit nicht-wässriger elektrolytischer Lösung, die jeweils die Elektrode verwenden, und Verfahren zur Erzeugung der Elektrode
EP3357116B1 (de) Elektrisch leitfähiges basismaterial und schichtverbund, verfahren zur ihrer herstellung und ihre verwendung
EP2673820B1 (de) Ionenleitender festkörperseparator
DE102020007718A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von elektroden fürlithium -ionen-batterien
DE102009055944B4 (de) Separator für eine elektrochemische Zelle und elektrochemische Zelle mit einem solchen Separator
DE112012000876T5 (de) Poröser Aluminiumkörper mit dreidimensionalem Netzwerk für Stromkollektor und Verfahren zu dessen Erzeugung
DE112019006390T5 (de) Festkörperbatterie
DE102018111824A1 (de) Pressvorgang zum erzeugen einer strukturierten oberfläche auf batterieelektroden
WO2020115156A1 (de) Verfahren zur bereitstellung eines partikelmaterials
WO2019081367A1 (de) Alkali-ionen batterie, basierend auf ausgewählten allotropen des schwefels, sowie methoden zu deren herstellung
DE102022128049A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur additiven Herstellung von elektrochemischen Einrichtungen
DE102022128036A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur additiven Herstellung von elektrochemischen Einrichtungen
WO2024089010A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur additiven herstellung von elektrochemischen einrichtungen
DE19932194A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Kontaktschicht auf der Kathodenseite einer Brennstoffzelle
EP2953184B1 (de) Verfahren zum Laserschneiden von Elektrodenfolien und/oder Separatorenfolien
EP3614476A1 (de) Lithium-ionen-akkumulator in sandwichbauweise und verfahren zu dessen herstellung
DE102016217383A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Elektroden mit verbesserter Stromsammlerstruktur
WO2014206600A1 (de) Elektrode für einen elektrochemischen energiespeicher
DE102018105669A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für eine Batterie
EP2744028A1 (de) Elektrode zum Betrieb einer Brennstoffzelle und Verfahren zur ihrer Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B22F0010280000

Ipc: B22F0010200000

R163 Identified publications notified