本发明涉及一种用于运行用于制造电极幅材的轧制设备(或称为辊压设备，walzvorrichtung)的方法以及一种相应的轧制设备。尤其是，本发明由此也涉及电极幅材的制造以及相应的电极幅材。
背景技术：
1、电极幅材通常用于制造电池。电池那么例如用于车辆的、例如pkw或lkw的电驱动装置的能量供给。电极幅材通常被制造为环形幅材，其然后被裁剪成单个的电极。然后，将一个或多个电极堆叠或卷绕，并且组合成电池单体。然后，合适地将一个或多个这种电池单体互连并且安装在共同的壳体中，以便形成电池。
2、在制造电极幅材时，首先提供基底，通常是由导电材料例如铜或铝制成的箔材。然后将材料膜涂敷到基底上，该材料膜尤其由活性材料组成并且例如包含锂或锂化合物，以用于制造锂电池。根据用于材料膜的活性材料的配置方案而定，原则上可以干式地或湿式地进行电极的制造。
3、在wo 2018/210723 a1中描述了一种用于制造干式膜的方法。在此，通过具有第一轧辊和第二轧辊的轧制设备将干粉末混合物处理成干式膜。第一轧辊具有比第二轧辊更高的圆周转动速度，并且产生的干式膜支承在第一轧辊上。
4、在us2022/0006071 a1中描述了，在干式电极制造时，通过重复压延控制独立的膜的厚度和该膜的压缩程度。由此与湿式电极制造相反，对单位面积重量和膜厚度的受控程度受到限制。
5、附加地，还参考us2020/0144591 a1。
技术实现思路
1、在该背景下，本发明的目的是改善电极幅材的制造，尤其是干式制造。为此要说明一种用于运行轧制设备的改善方法以及一种相应的轧制设备。
2、根据本发明，该目的通过具有根据本发明的一种用于运行用于制造电极幅材的轧制设备的方法并且通过具有根据本发明的轧制设备实现。有利的设计方案、改进方案和变型方案是本发明的内容。与方法相关的实施方案根据意义也适用于轧制设备，并且反之亦然。如果以下暗示地或明确地说明方法的步骤，尤其是通过以下方式得到轧制设备的有利的设计方案，即，该轧制设备具有至少一个控制单元，该控制单元构造成实施这些步骤中的一个或多个。
3、该方法用于运行轧制设备。在开头所提到的wo 2018/210723 a1中描述了一种优选的轧制设备，以下也在不限制一般性的情况下以这种轧制设备为出发点。轧制设备也被称为压延机。这种轧制设备用于制造电极幅材。电极幅材尤其是用于制造电池，该电池那么优选地用于车辆的、例如pkw或lkw的电驱动装置的能量供给。首先，利用轧制设备将电极幅材尤其是制造为环形幅材，并且紧接着必要时根据需求而定进行裁剪。
4、在制造电极幅材时，将基底和至少一个材料膜组合。于是，由基底和材料膜组成的组合物形成电极幅材。为了构造用于电极幅材的材料膜，轧制设备具有轧制机构，其带有轧辊对且带有涂敷轧辊。涂敷轧辊构造成与轧辊对独立或者是轧辊对的一部分，也就是说是轧辊对的两个轧辊中的一个。无论如何，轧制机构具有至少两个用于产生材料膜的轧辊，轧制设备相应地也被称为多轧辊设施或多轧辊压延机。必要时，轧制设备具有多个轧制机构，以便在两侧利用各一个材料膜涂覆基底。
5、轧制机构具有膜形成间隙(filmbildungsspalt)，膜形成间隙由轧辊对形成，也就是说，膜形成间隙构造在轧辊对的两个轧辊之间并且由此具有相应于这两个轧辊的彼此间距的间隙宽度。膜形成间隙输出材料的量(也就是说每单位时间的量)并且从材料中产生材料膜。即利用膜形成间隙使材料膜成形。在此，膜形成间隙的宽度决定性地影响材料膜的产生。为此，尤其是借助于配给装置将材料输送给轧制设备，即，输送到构造在轧辊对的两个轧辊之间并且通入膜形成间隙中的楔形部(zwickel)中。除了间隙宽度以外，尤其是两个轧辊的彼此相对速度(类似地，相应的剪切速率)也决定材料膜的产生。
6、材料尤其是以粉末的形式存在。该材料尤其是电池粉末混合物。该材料尤其是至少包含一种活性材料。活性材料例如包含锂或锂化合物。此外，该材料优选地包含粘合剂(粘合件)和/或导电添加剂。优选地，该材料没有液态成分，或者包含最高3％重量百分比的、特别优选地最高1％重量百分比的液态成分。这种材料也被称为“干式材料”，并且其中使用这种材料的方法被称为“用于制造电极幅材的干式方法”或等效地被称为“干式电极制造”。液态成分尤其是溶剂和/或润滑剂，从而材料那么优选地不含溶剂和/或润滑剂，或者溶剂和/或润滑剂如所描述的那样最多以较少的量包含在材料中。
7、轧辊对的两个轧辊为了产生材料膜尤其是以不同的圆周速度运行。由此在膜形成间隙处产生剪切力，该剪切力作用到材料上并且相应地影响材料膜的产生。在此，剪切力取决于这两个圆周速度的差，也就是说轧辊对的一个轧辊相对于轧辊对的另一轧辊的相对速度。这两个轧辊中具有较低的圆周速度的那个轧辊也被称为剪切轧辊。于是，两个轧辊中的另一个是涂敷轧辊或者被称为传送轧辊。尤其是，在具有较高圆周速度的那个轧辊上、也就是说根据设计方案而定在涂敷轧辊或传送轧辊上产生材料膜。
8、在该方法的范畴内，将材料膜涂敷到涂敷轧辊上。如果涂敷轧辊是轧辊对的一部分，则材料膜从膜形成间隙中出来优选地直接被涂敷到涂敷轧辊上。反之如果涂敷轧辊构造成与轧辊对独立，则材料膜从膜形成间隙中出发优选地直接被涂敷到传送轧辊上。然后经由传送轧辊将材料膜从膜形成间隙转移至涂敷轧辊。在此，传送轧辊间接或者直接将材料膜转交给涂敷轧辊。
9、该基底尤其是由导电材料、例如铜或铝制成的箔材。现在，将用于电极幅材的基底输送给涂敷轧辊，并且将材料膜从涂敷轧辊中转移到基底上，也就是说，利用材料膜涂覆基底。适宜地，基底涂覆有增附剂等，以便将材料膜可靠地紧固在基底上。材料膜到基底上的转移也被称为“层压”。
10、尤其是，材料膜不是无承载的，而是从膜形成间隙至基底连续地由一个或多个轧辊承载。因此，材料膜也被称为“轧辊承载的材料膜”。
11、为了将材料膜转移到基底上，轧制设备合适地具有相对涂敷轧辊的配对轧辊。该配对轧辊是独立的轧辊，或者是与已经描述的(就第一)轧制机构类似的第二轧制机构的涂敷轧辊。于是在配对轧辊和涂敷轧辊之间构造间隙，基底被运输穿过该间隙并且在该间隙中将材料膜转移到基底上。在转移到基底上时，材料膜优选地未被压缩或仅仅稍微被压缩，也就是说最多压缩5％。在这种情况中，该间隙也被称为“层压间隙”。接下来也在不限制一般性的情况下以这种情况为出发点。
12、如果不存在传送轧辊，则优选地在层压间隙中将材料膜压缩到目标密度，从而不需要并且也不进行另外的压延。但如果在层压间隙中无法压缩到目标密度，例如在使用传送轧辊时，那么适宜地在层压间隙下游借助于压延机再次压缩材料膜、尤其是压缩到目标密度。
13、一般来说，材料膜具有单位面积重量和膜厚度。膜厚度尤其是垂直于材料膜的宽度和长度(并且因此也垂直于轧辊的表面并且垂直于基底)测得，并且是材料膜的最小伸长。典型地，膜厚度在30μm至200μm的范围内，优选地在40μm至150μm的范围内。单位面积重量说明，每单位面积材料膜具有多少质量，其中，单位面积在材料膜的长度和宽度的方向上延伸。典型地，单位面积重量在50g/m2至300g/m2的范围内。单位面积重量也被称为载荷或面积载荷。在材料膜的单位面积重量恒定时，膜厚度等效于材料膜的膜密度、也就是说每单位体积的材料膜的质量。
14、与膜厚度相反地，在材料膜被转移到基底上之后无法再调整单位面积重量，因为然后不再添加或去除材料。仅仅还可通过附加的压延来调整膜厚度，但仅仅向更小的值调整。但在压延时，单位面积重量保持不变。然而，在将材料膜转移到基底上之前，可通过相应地控制轧制设备来调整单位面积重量以及还有膜厚度。当前，现在将单位面积重量和/或膜厚度调节到理论值(尤其是来自以上所提到范围的理论值)，并且对此根据单位面积重量和/或膜厚度控制轧制设备。这理解成，将单位面积重量或膜厚度调节到理论值，或者将这两者同时进行，也就是说将单位面积重量和膜厚度都调节到相应的理论值。对于单位面积重量来说，理论值也被称为目标载荷，对于膜厚度来说，理论值相应地被称为目标厚度。本发明的重要优点相应地是，特别精确地制造电极幅材，并且特别简单且精确地实现在单位面积重量和/或膜厚度方面的预设。特别优选的是如下设计方案：在其中，至少调节单位面积重量，因为如所描述的那样在材料膜被转移到基底上之后无法再改变该单位面积重量。
15、在干式电极制造时，基本上可行的是，通过以下方式实现预设的单位面积重量(“目标载荷”)和预设的膜厚度(“目标厚度”)，即，利用不同的运行参数运行轧制设备，从而制造如下电极幅材，单位面积重量和膜厚度沿着该电极幅材变化。然后，仅仅继续处理电极幅材的具有预设的单位面积重量和预设的膜厚度的那些区域，抛弃所有剩余区域。但这必然产生报废并且相应地低效率且成本密集。通过本发明，实现轧制设备的自动调整和适配(即，调节)，由此保证：连续地或至少绝大多数地产生预设的单位面积重量和/或预设的膜厚度。由此在制造电极幅材时产生相应更少的报废。
16、在此在本发明中，电极幅材刚好不再进行事后加工，也就是说在将材料膜转移到基底上之后不再事后加工来调整单位面积重量和膜厚度，而是在转移到基底上之前以相应匹配的方式产生材料膜。特别是，这使单位面积重量的调整完全可行。在膜厚度的调整方面那么至少得到如下优点：省去电极幅材的事后压延并且相应地简化轧制设备。
17、为了将单位面积重量和/或膜厚度调节到相应的理论值，轧制设备尤其是具有控制单元以及至少一个测量单元和至少一个调节器，调节器与控制单元相连接或者是该控制单元的一部分。利用测量单元测得调节参数，并且从中确定实际值，然后将该实际值进一步传输给调节器。此外，将理论值输送给调节器。然后调节器根据实际值与理论值的偏差(调节偏差)控制轧制设备，也就是说相应的调整参数。接下里描述适合于此的不同设计方案。这些设计方案尤其是在调节参数的选择及其测量中以及在调整参数中彼此不同，也就是说，区别在于如何正确地控制轧制设备。在此，不同的设计方案或仅仅其各个方面原则上可相互组合。
18、作为调整参数特别适合的是膜形成间隙的以上已经所提到的间隙宽度和轧辊对的轧辊的相对速度。相应地，在一种合适的设计方案中，通过调整膜形成间隙的间隙宽度的方式来控制轧制设备。备选地或附加地，如以上描述的那样，轧辊对具有两个轧辊，这两个轧辊为了产生材料膜以不同的圆周速度运行，并且通过调整圆周速度的差的方式控制轧制设备。通过这两种措施，分别直接调整(每单位时间)从膜形成间隙中输出的材料的量，并且由此也调整材料膜的单位面积重量和膜厚度。在相应地不仅控制间隙宽度而且控制相对速度时，有利地也可彼此独立地调整单位面积重量和膜厚度。适宜地，通过控制膜形成间隙的间隙宽度来调整单位面积重量，并且通过控制层压间隙的间隙宽度或在传送轧辊和涂敷轧辊之间的间隙宽度来调整膜厚度和由此材料膜的密度。如果无法实现在轧辊中的一个上测量单位面积重量，则合适地将膜厚度用于与进行电极幅材的两个侧面的比较，并且尤其是用于过程监控。但有利地，仍然将单位面积重量(尤其是来自在基底上的测量)调整为目标参数，也就是说尤其是调节到理论值。
19、优选地，测量单位面积重量或膜厚度或者这两者，并且直接将其用作实际值。那么将相应的目标载荷或目标厚度用作理论值。但也可行且合适的是如下设计方案：在其中，从单位面积重量或膜厚度中或从这两者中共同地仅仅推导出并必要时相应地概括出实际值(以及类似地理论值)，例如不以单位面积重量或膜厚度的单位说明。在一种适宜的设计方案中，从膜厚度的测量中推导出单位面积重量。为此，尤其是在涂敷轧辊上(或则类似地在传送轧辊上)测量膜厚度，并且然后与涂敷轧辊的圆周速度(等效地：转动速度和轧辊直径)以及从膜形成间隙中输出的材料的量相结合地，计算出针对单位面积重量的实际值，并且然后由此基于膜厚度的测量执行单位面积重量的调节。备选地或附加地，在层压间隙下游测量单位面积重量，并且优选地将膜厚度用于控制电极幅材的两个侧面的均匀性，也就是说，尤其是在两个侧面上的膜厚度是否相同。
20、在轧制设备的不同部位处测量单位面积重量和膜厚度是可行且有利的。在一种合适的设计方案中，在将材料膜涂敷到涂敷轧辊上期间测量在材料膜处的单位面积重量和/或膜厚度，也就是说在涂敷轧辊处测量。备选地或附加地，在将材料膜涂敷到基底上期间测量在材料膜处的单位面积重量和/或膜厚度，也就是说在涂敷轧辊下游且在基底处测量。例如，借助于吸收度测量进行单位面积重量的测量，在吸收度测量时例如在透射中测量例如x射线或超声波在材料膜中的吸收度。这可特别简单地在基底上的材料膜处实现，因为在涂敷轧辊下游该基底通常是独立的。但是原则上也可设想在转移到基底上之前，在轧辊承载的材料膜处测量单位面积重量。例如，光学地在反射中且与基准比较的方式测量膜厚度。特别优选的是如下组合，在其中在将材料膜涂敷在涂敷轧辊上期间测量膜厚度，并且在将材料膜涂敷到基底上期间测量单位面积重量。这两种测量特别简单。在其中在两侧将各一个材料膜涂敷到基底上的设计方案中，单位面积重量的测量为两个材料膜共同提供仅一个值(实际值)。然后利用在转移到基底上之前附加地测量各个材料膜的膜厚度，根据两个膜厚度的比例将该值分配到这两个材料膜上，并且由此为材料膜中的每一个至少近似正确地确定相应的单位面积重量。
21、与膜形成间隙的间隙宽度和轧辊对的轧辊的相对速度类似地，在具有传送轧辊的轧制设备中也备选地或附加地有利的是，一方面将在传送轧辊和涂敷轧辊之间的间隙的间隙宽度用作调整参数，和/或另一方面将在传送轧辊和涂敷轧辊之间的相对速度用作调整参数。如已经所描述的那样，在一种适宜的设计方案中，轧制设备具有传送轧辊，该传送轧辊布置在涂敷轧辊上游并且经由该传送轧辊将材料膜从膜形成间隙转移至涂敷轧辊。在此，概念“上游”(类似地“下游”)理解成关于材料膜的运输方向。那么通过调整在传送轧辊和涂敷轧辊之间的间隙的间隙宽度和/或通过调整传送轧辊和涂敷轧辊的圆周速度的差(也就是说相对速度)的方式来控制轧制设备。
22、同样，与在涂敷轧辊上测量单位面积重量和/或膜厚度类似地并且此外备选地或附加地，在一种合适的设计方案中，在将材料膜涂敷在传送轧辊上期间测量在材料膜处的单位面积重量和/或膜厚度，也就是说在传送轧辊处测量。
23、对于轧制设备来说考虑所有适合用于在此描述的方法的不同配置方案。已经描述了传送轧辊的可选使用。此外也可实现基底的单侧或双侧涂覆，其中，优选双侧涂覆。相应地，在一种适合的设计方案中，利用轧制设备在双侧涂覆基底，也就是说在基底的两个侧面上分别如以上描述的那样涂敷材料膜。已经描述的(第一)材料膜于是被涂敷到基底的第一侧面上，并且轧制设备具有另一(第二)轧制机构，利用该轧制机构产生另一(第二)材料膜，该另一材料膜被涂敷到基底的相对而置的第二侧面上。第二材料膜也具有单位面积重量和膜厚度。优选地，两个材料膜的产生及其到基底上的转移以相同的方式进行，也就是说，轧制设备针对材料膜中的每一个都具有一个轧制机构。适宜地，相应于以上和以下实施方案，针对两个轧制机构和材料膜都相同地执行所描述的测量和调节。轧制机构关于基底的运输方向布置成彼此错开，从而相继地将两个材料膜转移到基底上，或者布置在相同位置处，从而同时将两个材料膜转移到基底上。在后者的情况中，两个涂敷轧辊于是也分别同时是用于相应另一个涂敷轧辊的配对轧辊。其中相继涂敷两个材料膜的情况之所以有利，是因为在材料膜已经被涂敷在基底上期间可实现测量在各个的材料膜处的单位面积重量和/或膜厚度。在一种有利的设计方案中，相应地在将材料膜涂敷在基底上期间但尚在将第二材料膜涂敷在基底的相对而置的侧面上之前，测量在材料膜处的单位面积重量和/或膜厚度。相应地，在第一轧制机构的涂敷轧辊下游并且在第二轧制机构的涂敷轧辊上游测量单位面积重量和/或膜厚度。
24、在双侧涂覆的基底的情况中，优选地如此控制两个轧制机构，收到使两个膜厚度的差最小，也就是说，材料膜自动地构造成厚度相同。这与在双侧涂覆的基底处的单位面积重量测量相结合是特别有利的，如以上已经描述的那样。
25、可选地，在一种适宜的设计方案中，根据填充高度实际值或根据单位面积重量和/或膜厚度，将在膜形成间隙之前的材料的填充高度调节到填充高度理论值，也就是说，进行填充高度调节。由此保证，轧辊对的楔形部既不空着也不溢出。填充高度调节要么分散地并且由此与单位面积重量和/或膜厚度的调节无关地进行，特别是通过简单地测量填充高度实际值并且然后据此控制材料到楔形部中的输送。备选地，填充高度调节在中央进行，特别是通过根据单位面积重量和/或膜厚度控制该输送。
26、有利的还有如下设计方案，在其中附加地也控制层压间隙，尤其是根据单位面积重量和/或膜厚度。合适地，根据膜厚度、尤其是在基底上的材料膜的膜厚度，调节层压间隙的间隙宽度。
27、根据本发明的轧制设备具有控制单元，该控制单元构造并且尤其是也设定成用于执行如以上描述的方法。在此，控制单元尤其是承担以上描述的控制和调节任务中的一种或多种。所有控制和调节任务中心地在一个单独的控制单元中实现，或者分散地分配到多个相应的控制单元上，例如，用于膜厚度和单位面积重量的相应的调节彼此无关地利用彼此分离的控制单元实现。