Stapeln

Das Gerät wird für die Z-förmige Laminierung der positiven und negativen Elektrodenblätter von Lithium-Ionen-Batteriezellen, das U-förmige Aufkleben von Zellen, die Kurzschlussprüfung, das Ausblenden von Zellen und andere Funktionen verwendet.

Ablauf des Elektrodenstapelns

Vorbereitung der Elektroden:
Vor der Stapelung werden die einzelnen Elektrodenschichten vorbereitet. Dabei werden aktive Materialien auf Stromkollektoren beschichtet oder abgeschieden, bei denen es sich um leitende Substrate wie Metallfolien handeln kann. Diese aktiven Materialien werden je nach Art des elektrochemischen Geräts und den gewünschten elektrochemischen Reaktionen ausgewählt.

Integration von Separatoren:
Separatoren, bei denen es sich in der Regel um ionenleitende Membranen oder Materialien handelt, werden häufig zwischen benachbarten Elektrodenschichten angeordnet. Sie verhindern elektrische Kurzschlüsse zwischen den Elektroden und lassen gleichzeitig Ionen durch. In Festkörpergeräten wie Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC) können die Separatoren aus festen Elektrolyten bestehen.

Stapeln der Elektroden:
Sobald die Elektroden und Separatoren vorbereitet sind, werden sie in einer bestimmten Reihenfolge gestapelt, um eine geschichtete Struktur zu bilden. Die Reihenfolge der Stapelung hängt von der Art des Geräts und den beabsichtigten elektrochemischen Reaktionen ab. In einer Lithium-Ionen-Batterie könnte die typische Reihenfolge beispielsweise lauten: Kathode - Separator - Anode.

Elektrodenausrichtung:
Die korrekte Ausrichtung von Elektroden und Separatoren ist entscheidend für eine optimale elektrochemische Leistung. Eine falsche Ausrichtung kann zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Reaktanten, einem geringeren Wirkungsgrad oder sogar zu Kurzschlüssen führen.

Abdichtung:
In Geräten, bei denen Reaktanten und Produkte eingeschlossen werden müssen, werden die gestapelten Schichten häufig an den Rändern versiegelt, um Leckagen zu verhindern. Dieser Versiegelungsprozess stellt sicher, dass die elektrochemischen Reaktionen innerhalb der vorgesehenen Bereiche ablaufen.