1.本发明涉及一种用于锂离子电池单格的电极，其基底在两侧分别设有覆层。
背景技术：
2.电驱动的机动车通常具有牵引电池(高压电池，hv电池)，该牵引电池以能量供给用于驱动机动车的电动机。在此，电驱动的机动车尤其是指仅将对于驱动必要的能量存储在牵引电池中的电动车辆(bev，battery electric vehicle)、具有增程器的电动车辆(reev，range extended electric vehicle)、混合动力车辆(hev，hybrid electric vehicle)、插电式混合动力车辆(phev，plug-in hybrid electric vehicle)和/或将借助于燃料电池产生的电能暂存在牵引电池中的燃料电池车辆(fcev，fuel cell electric vehicle)。
3.牵引电池通常设计为锂离子电池。这样的锂离子电池包括一定数量的锂离子电池单格，所述锂离子电池单格例如联合成电池模块(单格模块)。在此，锂离子电池单格和/或电池模块彼此串联和/或并联地互连，使得牵引电池可提供一定的电压或一定的电池电流。
4.锂离子电池单格(其接下来也简称为电池单格)中的每个包括一定数量的阳极和阴极。这些阳极和阴极例如相叠地堆叠，其中，在阴极与阳极之间分别引入有隔板。在此，阳极中的每个和阴极中的每个由薄膜式基底形成，该基底设有具有活性材料的覆层。
5.电池单格可满足不同的目的。如此，电池单格可设置和设立成提供或容纳相对较高的电流和/或相对较高的功率。为此，在这些电池单格的阳极和阴极中，施加到相应的基底上的覆层的层厚、其密度相对较小。例如，这样的高功率电池单格具有在80与100wh/kg之间的能量密度和在2000与4000w/kg之间的功率密度。这样的电池单格也称为高功率电池单格(high-power-cell)。与此相比，电池单格可构造为所谓的高能量电池单格(high-energy-cell)，其具有相对较大的容量或能量密度，为此但具有相对较小的功率密度。例如，这样的电池单格具有在150与200wh/kg之间的能量密度和在200与400w/kg之间的功率密度。为此，层厚及其密度相应较大地选择。
6.高能量电池单格具有如下缺点，即，相对较高的电流例如在回收过程中有利于所谓的锂电镀(lithium-plating)，即用于金属锂在阳极处沉积。而高功率电池单格相对昂贵。此外，高功率电池单格具有比高能量电池单格更小的能量密度，使得机动车的续航里程降低。
7.如果机动车既具有高能量电池单格又具有高功率电池单格，则可将高能量电池单格联合成一个模块或多个模块并且将高功率电池单格联合成一个或多个与这些模块分开的模块。然后，电池管理系统根据需求激活不同的模块。例如，当相对较高的电流应由牵引电池提供或供应给该牵引电池时，激活具有高功率电池单格的一个模块或多个模块。不利地，这些模块否则切换为非激活，尤其切断或关掉。
技术实现要素：
8.本发明目的在于，提供一种特别合适的用于锂离子电池单格的电极。尤其地，应借助该电极实现提供相对较高的功率和相对较高的容量。此外，应说明一种用于制造这样的电极的装置和方法。此外，应说明一种具有这样的电极的锂离子电池单格以及一种用于运行具有这样的电极的锂离子电池单格的方法。
9.关于电极，该目的通过根据本发明的电极来实现，在锂离子电池单格和其用于运行的方法方面通过根据本发明的锂离子电池单格或根据本发明的用于运行锂离子电池单格的方法来实现。在用于制造电极的方法和装置方面，该目的通过根据本发明的用于制造电极的方法和装置来实现。
10.电极设置和设立用于锂离子电池单格。为此，电极包括薄膜式基底，该薄膜式基底适宜地构造为金属箔。如果电极是阳极，则适宜地将铜箔用作基底。如果电极是阴极，则适宜地将铝箔用作基底。
11.在基底的第一侧上布置、尤其施加有第一覆层。此外，在基底的第二侧上布置、尤其施加有第二覆层。
12.因为基底薄膜式地构造，所以该基底具有如下厚度，该厚度显著小于在与此垂直的方向上的延展。例如，基底的厚度介于2μm与50μm之间、尤其5μm与20μm之间、优选地5μm与15μm之间。而基底在与此垂直的方向上的延展为数毫米亦或数厘米。基底的第一侧和基底的第二侧在此和接下来是指垂直于厚度方向定向的这样的侧面。基底的第一侧和第二侧是指基底的具有最大面积的这样的面。第一侧和平行于该第一侧伸延的第二(基底)侧即分别形成基底的底面，第一覆层或第二覆层施加在所述底面上。
13.总而言之，基底布置在第一覆层与第二覆层之间。换言之，基底在两侧分别设有两个覆层中的一个。
14.第一覆层和第二覆层(即所施加的层)适宜地具有活性材料、粘合剂以及导电剂，例如石墨或导电炭黑。如果电极是阳极，则活性材料例如是石墨、石墨烯、所谓的硬碳纳米管或软碳纳米管，或锂离子可被嵌入到其中或从其中脱嵌的氧化钛。此外，活性材料可包含硅。如果电极是阴极，则活性材料例如是镍钴铝酸锂(nca)、磷酸铁锂(lfp)、镍锰钴酸锂(nmc)、钛酸锂(lto)、锰酸锂(lmo)、镍锰酸锂(lmno)、钴酸锂(lco)、lifeso4f或litis2。
15.总而言之，如果电极构造为阳极，则第一覆层和第二覆层借助用于阳极的活性材料构造。与此类似，如果电极构造为阴极，则第一覆层和第二覆层借助用于阴极的活性材料构造。
16.根据本发明，第一覆层具有比第二覆层更大的层厚。例如，第一覆层的层厚大于第二覆层的层厚的1.2倍、尤其1.5倍。例如，第一覆层的层厚介于第二覆层的层厚的1.2与5倍之间、尤其1.5与3倍之间、适宜地1.8与2.5倍之间。例如，第一覆层的层厚介于50μm与100μm之间、适宜地60μm与75μm之间。第二覆层的层厚例如介于20μm与50μm之间、适宜地30μm与40μm之间。
17.备选于第一覆层和第二覆层的不同层厚或优选地附加于此，第一覆层具有比第二覆层更大的密度。
18.如果电极构造为阳极，则第一覆层的密度例如介于1.4g/cm3与2.0g/cm3之间，并且/或者第二覆层的密度例如介于0.9g/cm3与1.3g/cm3之间。如果电极构造为阴极，则第一
覆层的密度例如介于2.3g/cm3与4.0g/cm3之间、尤其3.0g/cm3与3.6g/cm3之间。第二覆层的密度例如介于1.9g/cm3与3.0g/cm3之间、尤其2.3g/cm3和2.9g/cm3之间。
19.由于第一覆层的相对较高的密度和/或由于其相对较高的层厚，借助该第一覆层实现相对较高的能量密度或容量。此外，由于第二覆层的相对较低的密度和/或由于其相对较小的层厚，实现相对较高的功率密度。总而言之，电极有利地既适合用于高能量应用又适合用于高功率应用。
20.例如，针对第一覆层和针对第二覆层使用不同的活性材料。然而优选地，针对第一覆层和针对第二覆层使用相同的活性材料，其中，然而在活性材料、粘合剂和导电剂之间的比例针对第一覆层和针对第二覆层不同地选择。例如，针对第二覆层比针对第二覆层使用具有更小微粒尺寸的活性材料、更小份额的粘合剂和/或更大份额的导电剂。
21.例如，在施加第一覆层之前，使基底的第一侧粗糙化和/或设有结构，从而改善第一覆层在基底处的附着。例如，在施加第二覆层之前，以导电剂(例如导电炭黑)覆层基底的第二侧，从而降低基底与第二覆层之间的电阻。
22.根据电极的一种有利的设计方案，基底包括第一接触区段以及第二接触区段，所述第一接触区段设置和设立用于与第一接触端子电气接触，所述第二接触区段适宜地与第一接触区段间隔开地布置在基底处，并且所述第二接触区段设置和设立用于与第二接触端子电气接触。第一接触区段和第二接触区段分别也称为“放电器接片”。
23.适宜地，第一接触区段和第二接触区段彼此不同地设计尺寸，换言之，第一接触区段和第二接触区段具有彼此不同的尺寸、尤其不同的宽度。因此，更宽的接触区段具有电流可流动通过其的更大的横截面积。与此伴随地，该接触区段比另一接触区段更少地加热，尤其针对相对较高的电流。在电池单格中使用多个这样的电极时，因此(如进一步下面结合电池单格和其用于运行的方法示出的那样)可以选择性地操控电池单格的高能量范围和电池单格的高功率范围。
24.本发明的另一方面涉及一种也简称为电池单格的锂离子电池单格。该锂离子电池单格包括在上述变型方案中的一个中的至少一个构造为阳极的的电极以及在上述变型方案中的一个中的至少一个构造为阴极的电极。
25.总而言之，相应的阳极即具有第一覆层和第二覆层，其中，该阳极的第一覆层具有比其第二覆层更大的层厚和/或更大的密度。此外，相应的阴极具有第一覆层和第二覆层，其中，该阴极的第一覆层具有比其第二覆层更大的层厚和/或更大的密度。
26.适宜地，阳极和阴极彼此相邻地布置，换言之，在该阳极与该阴极之间不布置另外的电极。在此，阳极和阴极彼此如此相对于彼此布置，使得其第二覆层或其第一覆层彼此相对而置。换言之，阳极的第二覆层面向阴极的第二覆层，或者阳极的第一覆层面向阴极的第一覆层。以该方式形成特别适合用于高功率应用或者用于高能量应用的电极对。
27.电池单格适宜地包括另外的阳极和阴极。这些阳极和阴极例如同样根据电极的上述变型方案中的一个构造。备选地，这些另外的阳极和阴极以常规的方式构造。换言之，其第一覆层和第二覆层的层厚和密度相同。例如，这些常规电极设置用于高能量电池单格，其中，其覆层类似于根据本发明的电极的第一覆层具有相对较高的层厚和/或相对较高的密度。备选地，这些常规电极设置用于高功率电池单格，其中，其覆层类似于根据本发明的电极的第二覆层具有相对较小的层厚和/或相对较小的密度。
28.例如，电池单格的所有电极中的三分之一按照根据本发明的电极构造，即构造为分别具有带有不同层厚和/或密度的第一覆层和第二覆层的电极，并且所有电极中的三分之二构造为常规电极。另外例如，在电极布置为电极堆时，仅第一阳极和第一阴极以及最后的阳极和最后的阴极构造为根据本发明的电极，其中，其它电极是常规电极。
29.在任何情况下，电极的第一覆层面向彼此或者电极的第二覆层面向彼此。总而言之，有利地可以按照根据本发明的电极的所选择的份额来调整电池单格的特性，例如c率、功率密度和/或能量密度。
30.本发明的另一方面涉及一种用于运行锂离子电池单格的方法。该锂离子电池单格包括具有第一覆层和第二覆层的阳极，其中，第一覆层的层厚和/或密度大于第二覆层的层厚或密度。此外，锂离子电池单格包括具有第一覆层和第二覆层的阴极，其中，第一覆层的层厚和/或密度大于第二覆层的层厚或密度。在此，阳极的基底和阴极的基底分别包括第一接触区段和第二接触区段。优选地，阴极和阳极彼此相邻地布置，其中，其第一覆层或其第二覆层面向彼此。
31.在此，阳极的第一接触区段与第一接触端子电气连接并且阳极的第二接触区段与第二接触端子电气连接。阴极的第一接触区段与第三接触端子电气连接并且阴极的第二接触区段与第四接触端子电气连接。
32.此外，电池单格包括至少一个(即唯一的或多于一个的)另外的电极。该电极可构造为阳极或阴极。另外的电极中的每个可按照根据本发明的电极构造或构造为常规电极。在任何情况下，另外的电极中的每个包括(唯一的)第三接触区段。如果另外的电极是阳极，则其第三接触区段与第二接触端子电气连接。因此，第二接触端子不仅与阳极的第三接触区段而且与第二接触区段(共同地)连接。如果另外的电极是阴极，则其第三接触区段与第四接触端子电气连接。在该情况下，因此第四接触端子不仅与阴极的第三接触区段而且与第二接触区段(共同地)连接。
33.根据该方法，通过第一接触端子的电流、通过第二接触端子的电流、通过第三接触端子的电流和通过第四接触端子的电流尤其根据对电池电流或对单格电流的电流要求来调整。
34.例如，对电池电流的电流要求是指应由该电池提供或供应给该电池的包括锂离子电池单格的电池的电流、尤其其电流强度的理论值。对(电池)单格电流的电流要求例如是指应由该电池单格提供或供应给该电池单格的电流、尤其其电流强度的理论值。
35.例如为此，开关(适宜地为半导体开关)切换到联接到相应的接触端子处的电流路径中。相应的开关通过控制器(例如电池控制器或单格管理系统)来控制。
36.例如，预设电流要求的阈值。尤其地，如此调整通过相应的接触端子的电流，使得如果且只要电流要求大于或等于阈值，换言之在超过阈值的情况下，则电流仅流动通过第一接触端子和第三接触端子，并且/或者在低于阈值的情况下，电流仅流动通过第二接触端子和第四接触端子。
37.以该方式有利地实现让电流经由预先确定的电极流入或流出电池单格。换言之，针对单格电流进行某些电极的利用。如此，例如在相对较高的电流强度的情况下，如其尤其在快速充电过程的情况下或在能量回收的情况下出现的那样，仅利用电池单格的具有带有相对较小层厚和/或较小密度的宽覆层的电极。这些单格特别适合用于高电流，因为由于相
对较小的密度和/或由于相对较低的层厚而使锂离子的传输变得容易或者在电池单格中的锂离子的路程相对较短。有利地，以该方式在相对较高的电流的情况下可避免或至少减少锂电镀。
38.此外，本发明的另一方面涉及用于制造上述变型方案中的一个中的电极(即阳极或阴极)的方法，该电极在两侧覆层，其中，第一覆层具有比第二覆层更大的层厚和/或更大的密度。在此，在第一步骤中在薄膜式基底的第一侧上涂覆第一覆层。随后在第二步骤中压缩第一覆层。
39.时间上在此之后，在薄膜式基底的第二侧上施加第二覆层且随后压缩该第二覆层。
40.针对第一覆层和第二覆层的施加可利用由现有技术已知的方法。例如可使用湿式覆层法或干式覆层法。如果使用湿式覆层法，则适宜地进行相应的覆层在其压缩之前的干燥。如此，在湿式覆层法中例如针对施加首先将活性材料以及必要时添加剂(如导电炭黑和粘合剂)干式地混合并随后在溶剂中分散和均化。溶液借助于缝式喷嘴被涂覆到基底上。
41.在干式覆层法中，例如首先将活性材料以及必要时添加剂干式地混合并借助干式喷射涂覆系统、例如借助拉伐尔喷嘴(英文“de laval-nozzle”)涂覆其。如果利用这样的拉瓦尔喷嘴，则相应的覆层可根据对基底的(具有覆层材料)的射流的所设定的速度已经具有相对较高的密度。在该情况下，使相应的覆层在压缩过程中相对轻微地压密，然而在此使覆层平坦(平滑)。
42.根据该方法，在涂覆第一覆层时比在涂覆第二覆层时将尤其关于单位面积的更多的覆层材料使用到基底上。例如，与在涂覆第二覆层时相比，在涂覆第一覆层时，每单位面积涂覆多于1.5倍、尤其2倍、3倍或5倍的覆层材料。这导致第一覆层与第二覆层相比更大的层厚。
43.如果电极构造为阳极，则针对第一覆层涂覆例如介于250g/m2与350g/m2之间、尤其280g/m2与320g/m2之间的覆层材料。针对第二覆层涂覆例如介于100g/m2与200g/m2之间、尤其120g/m2与150g/m2之间的覆层材料。如果电极构造为阴极，则针对第一覆层涂覆例如介于400g/m2与600g/m2之间、尤其450g/m2与520g/m2的覆层材料。针对第二覆层涂覆例如介于150g/m2与280g/m2之间、尤其200g/m2与250g/m2之间的覆层材料。
44.备选地或优选附加地，根据该方法使第一覆层比第二覆层更强烈地压密。换言之，如此压缩第一覆层和第二覆层，使得第一覆层的密度在压缩过程之后大于第二覆层的密度。为此，在压缩第一覆层时对其施加比在压缩第二覆层时更大的压力或力。根据该方法，在此使第一覆层时间上在第二覆层之前加工，使得第一覆层在第二覆层的压缩过程中不压缩或仅轻微地压缩。换言之，在以相对较高的压力或以相对较高的力压缩第一覆层之后进行第一覆层以更小的压力或以更小的力的压缩。
45.根据该方法的一种适宜的设计方案，为了压缩第一覆层和/或第二覆层使用压延机。在此，用于压缩第一覆层的压延机的轧辊对具有比用于压缩第二覆层的压延机的该轧辊对或一轧辊对更大的缝隙宽度。例如，在压缩第一覆层时的缝隙宽度为在压缩第二覆层时的缝隙宽度的1.5倍、2倍、3倍或5倍。
46.附加地或优选备选地，在压缩第一覆层时使用比在压缩第二覆层时更高的线载荷(linienlast)。例如，在压缩第一覆层时的线载荷为在压缩第二覆层时的线载荷的1.5倍、2
倍、3倍、5倍或10倍。
47.备选于压延机的使用，为了压缩第一覆层和/或第二覆层使用拉拔工具(zielwerkzeug)。在此，拉拔工具具有在基底的输送方向上逐渐变细的(即在该方向上变得更小的)缝隙。该缝隙在此适宜地连续地逐渐变细。为此，拉拔工具具有两个彼此间隔开地相对而置的鄂部(backen)，其中，鄂部的相对而置的表面至少部分彼此相对地或相对在鄂部之间的中间平面倾斜。在此，覆层的基底在其输送通过缝隙期间贴靠在两个鄂部处。拉拔过程尤其根据带状拉拔(英文“stripdrawing”)的方式进行。在此，缝隙在输出侧具有预设的缝隙宽度，该缝隙宽度与具有第一覆层的基底(第一覆层的压缩过程)或具有第一覆层和第二覆层的基底(第二覆层的压缩过程)的理论厚度相对应。经覆层的基底被拉拔通过缝隙。
48.根据该方法的一种适宜的改进方案，如果基底仅具有唯一的接触区段，则非对称地设计接触区段的轮廓。如果基底具有第一接触区段和第二接触区段，则使第一接触区段的轮廓与第二接触区段的轮廓不同地设计或选择。以该方式，在用于制造电极堆的堆叠过程中，可将基底的第一侧和第二侧且与此伴随地第一覆层与第二覆层区别。优选地在完成电极堆叠之后，将所有电极的接触区段相互连接，例如焊接，其中，随后修剪(即裁剪)接触区段。例如，接触区段为此具有非对称梯形的形状。附加地或备选地，例如将缺口或凹口侧向上在相应的触点中产生地引入。
49.本发明的另一方面涉及一种用于根据上述变型方案中的一个中的方法制造电极的装置。该装置为此具有用于将第一覆层和/或第二覆层施加到薄膜式基底上的覆层设备。例如，覆层设备设立成设置用于进行干式喷射覆层或负载覆层。
50.此外，用于压缩第一覆层和/或第二覆层的装置包括具有至少一个轧辊对的压延机。备选于此，该装置包括上述拉拔工具。优选地，在此第一鄂部的与第二鄂部相对而置的表面，换言之，第一鄂部的面向第二鄂部的表面，再换言之，第一鄂部的限制缝隙的表面是平坦的或仅轻微弯曲。此外，第二鄂部的与第一鄂部相对而置的表面为了压缩第一覆层和/或第二覆层在输入侧(即在鄂部的第一区段中)设有弯曲部。在紧接着的第二区段中，第二表面恒定地相对第一鄂部的表面倾斜。因此在输送方向上，第一区段布置在第二区段之前。适宜地，在此第一区段连续地且平滑地(即无棱边地)过渡到第二区段中。
51.第一区段的弯曲部优选地根据所谓的tratrix曲线的方式设计。以该方式，有利地减小第一区段与相应的覆层之间的摩擦。
52.优选地设置有两个拉拔装置，即用于压缩第一覆层的第一拉拔装置和用于压缩第二覆层的第二拉拔装置。在此，相应覆层的压缩、尤其压缩的程度(即压缩率)可借助相应的第二鄂部的第二区段的倾斜、借助相应的第二鄂部的第一区段的弯曲部的调整和/或借助相应的缝隙宽度或借助在第一鄂部与第二鄂部之间的间距来调整。
53.根据该装置的一种有利的改进方案，第二鄂部可置于振动中。优选地，在此使第二鄂部沿着和逆着经覆层的基底的所设置的输送方向运动。例如，第一鄂部也可以类似地置于振动中。为此，该装置例如包括与相应的鄂部联接的压电转换器。由于所谓的粘滑效应，因此在电极与鄂部之间的摩擦减小。
54.在该制造方法的一种备选的设计方案中，首先既在薄膜式基底的第一侧上涂覆第一覆层又在基底的第二侧上涂覆第二覆层。随后，借助拉拔工具在共同的工作流程中尤其
同时压缩第一覆层和第二覆层。总而言之，首先进行基底的两侧覆层并且进行两个覆层的时间上紧接着的压缩。
55.为此，该(第二)拉拔工具包括第一鄂部和第二鄂部，其中，两个鄂部在形成缝隙的情况下彼此间隔开，在两侧覆层的基底在输送方向上被输送通过该缝隙。在此，缝隙沿着输送方向(即从拉拔工具的输入侧至输出侧)逐渐变细。
56.第一鄂部和第二鄂部分别关于输送方向依次布置地具有第一区段、第二区段以及第三区段。第一鄂部和第二鄂部的在输出侧布置且彼此相对而置的第三区段在此彼此平行地定向。平行于这些区段且居中地布置在其之间的平面限定拉拔工具的中间平面。
57.第一鄂部的与第二鄂部相对而置的表面在输入侧的第一区段中设有尤其根据traktrix曲线的方式构造的弯曲部。在紧接着的第二区段中，该表面恒定地相对输送方向或相对中间平面倾斜。此外，第二鄂部的与第一鄂部相对而置的表面在第一区段中同样设有尤其根据traktrix曲线的方式构造的弯曲部。在紧接着的第二区段中，第二鄂部的该表面恒定地相对输送方向或相对中间平面倾斜。在此，第一鄂部的第一区段比第二鄂部的第一区段更强烈地弯曲。附加地或备选地，第一鄂部的第二区段比第二鄂部的第二区段更强烈地相对输送方向或相对中间平面倾斜。
58.在方法的该变型方案中，压缩通过表面在相应第一区段中的弯曲和/或通过相应第二区段的倾斜来调整。如此，由于第一鄂部的表面的更强烈的弯曲和/或更强烈的倾斜引起在其处引导的第一覆层的更强烈的压缩。
59.类似于该方法的进一步上述变型方案，优选地使第一鄂部和/或第二鄂部置于振动中。
附图说明
60.接下来借助附图更详细地阐释本发明的实施例。其中：图1示意性地以侧视图形式示出了设有第一覆层且设有第二覆层的电极，其中，第一覆层具有比第二覆层更大的层厚和更大的密度，图2a示意性地以俯视图示出了根据第一变型方案的电极，其中，基底具有唯一的接触区段，图2b示意性地以俯视图示出了根据第二变型方案的电极，其中，基底具有两个接触区段，图3示意性地示出了穿过锂离子电池单格的横截面，该锂离子电池单格具有按照根据图1的电极设计的阳极、按照根据图1的电极设计的阴极以及另外的常规的阳极和阴极，图4示意性地示出了图3的锂电池单格的阳极和阴极的互连，图5示意性地示出了用于制造电极的装置，图6示意性地示出了该装置的覆层设备，其中，覆层装置包括用于施加第一覆层和/或第二覆层的拉瓦尔喷嘴，图7a、图7b示意性地示出了该装置的压缩设备的第一变型方案，其中，压缩设备是压延机，借助于该压延机压缩第一覆层或第二覆层，图8a、图8b示意性地示出了该装置的压缩设备的第二变型方案，其中，压缩设备包
括具有形成在输送方向上变窄的缝隙的第一鄂部和第二鄂部的拉拔工具，借助于该拉拔工具压缩第一覆层或第二覆层，图8c示意性地示出了拉拔工具，其中，第二鄂部的与第一鄂部相对而置的表面在第一区段中设有弯曲部用于压缩第一覆层和/或第二覆层，图9示意性地示出了拉拔工具的一种备选的设计方案，借助于该拉拔工具同时压缩第一覆层和第二覆层，以及图10a、图10b分别示意性地示出了电极的截段，其中，其接触区段的轮廓非对称地设计。
61.彼此相应的部件和尺寸在所有附图中始终设有相同的附图标记。
具体实施方案
62.在图1中示意性地呈现了电极2。该电极包括薄膜式基底4，例如金属箔，其中，图1中的观察方向平行于由基底4撑开的平面定向。基底4在第一侧6a上设有第一覆层8a。在第二侧6b上，基底4设有第二覆层8b。换言之，基底4在两侧覆层。再换言之，基底4布置在第一覆层8a与第二覆层8b之间。在边缘侧(即在外侧)，基底4具有未覆层的区段，该区段设立成设置用于与另外的电极(未呈现)的基底的接触。该区段也称为接触区段且在图中设有附图标记10。
63.在此，第一覆层8a具有层厚d
b1
(即垂直于基底4的延展)，其大于第二覆层8b的层厚d
b2
。例如，第一覆层8a的层厚d
b1
介于第二覆层8b的层厚d
b2
的两倍与五倍之间。此外，第一覆层8a的密度ρ
b1
大于第二覆层8b的密度ρ
b2
。根据两个未进一步呈现的实施变型方案，仅第一覆层8a的层厚d
b1
大于第二覆层8b的层厚d
b2
或者第一覆层8a的密度ρ
b1
大于第二覆层8b的密度ρ
b2
。总而言之适用：d
b1
》d
b2
和/或ρ
b1
》ρ
b2
。
64.在图2a中呈现了电极2的第一变型方案。根据该变型方案，电极2具有唯一的接触区段10。例如，接触区段10的宽度b介于55mm与95mm之间。在图2b中示出了电极2的第二变型方案，其中，基底4具有第一接触区段10a以及第二接触区段10b。在此，第一接触区段10a的宽度b1大于第二接触区段10b的宽度b2。例如，宽度b1介于35mm与55mm之间并且宽度b2介于25mm与35mm之间。接触区段10,10a,10b的长度l例如介于20mm与30mm之间。
65.在图3中示意性地呈现了电池单格12。该电池单格可例如构造为软包单格或实用单格。在其罩壳14中引入有电极堆16，该电极堆具有彼此相叠地堆叠的阳极和阴极作为电极2，其中，在阳极与阴极之间分别布置有隔板18。出于改善概览的目的，在图3中仅呈现了五个电极2。例如，电极堆16包括20、40、60、80或100个电极。
66.在此，电极堆16具有至少一个阳极2a和至少一个阴极2b，其分别根据图1、图2a或图2b的电极来设计。换言之，该阳极2a和该阴极2b或者(如果在电极堆16中存在多于一个这样的阳极2a或多于一个这样的阴极2b)多个阳极2a和多个阴极2b分别具有第一覆层8a和第二覆层8b，其中，第一覆层8a的层厚d
b1
大于第二覆层8b的层厚d
b2
，并且/或者第一覆层8a的密度ρ
b1
大于第二覆层8b的密度ρ
b2
。此外，电极堆包括常规的阳极2c和常规的阴极2d，在其中第一覆层8a的层厚d
b1
等于第二覆层8b的层厚d
b2
，并且第一覆层8a的密度ρ
b1
等于第二覆层8b的密度ρ
b2
。
67.根据在图3中示意性地呈现的电池单格12，常规的阳极2c和常规的阴极2d设置和
设立用于所谓的高能量应用。在此，常规的阳极2c的覆层8c的层厚和密度与阳极2a的第一覆层8a的层厚和密度相对应，并且常规的阴极2d的覆层8c的层厚和密度与阴极2b的第一覆层8a的层厚和密度相对应。根据图1、图2a或图2b构造的阳极2a和根据图1、图2a或图2b构造的阴极2b在电极堆16中相邻。在此，阳极2a和阴极2b的第二覆层8b面向彼此。
68.根据电池单格12的一种未进一步呈现的变型方案，常规的阳极2c和常规的阴极2d设置和设立用于所谓的高功率应用。在此，常规的阳极2c的覆层的层厚和密度与阳极2a的第二覆层8b的层厚和密度相对应，并且常规的阴极2d的覆层8c的层厚和密度与阴极2b的第二覆层8b的层厚和密度相对应。根据图1、图2a或图2b构造的阳极2a和根据图1、图2a或图2b构造的阴极2b在电极堆16中相邻。在此，阳极2a和阴极2b的第一覆层8a面向彼此。
69.在图4中示意性地示出了图3的电池单格12的电极堆16的电极2a,2b,2c,2d的互连。在此，阳极2a的基底4和阴极2b的基底4分别包括第一接触区段10a和第二接触区段10b。因此，(多个)阳极2a和(多个)阴极2b根据图2b的变型方案设计。
70.此外，阳极2a的第一接触区段10a与第一接触端子20电气连接并且阳极2a的第二接触区段10b与第二接触端子22电气连接。阴极2b的第一接触区段10a与第三接触端子24电气连接并且阴极2b的第二接触区段10b与第四接触端子26电气连接。
71.另外的电极2c和2d分别包括唯一的第三接触区段10c。每个另外的阳极2c的第三接触区段10c与第二接触端子22电气连接。每个另外的阴极的第三接触区段10c与第四接触端子26电气连接。
72.在运行电池单格时，通过第一接触端子20的电流i1、通过第二接触端子22的电流i2、通过第三接触端子24的电流i3和通过第四接触端子26的电流i4根据对电池电流或对单格电流的电流要求ai来调整。为此，开关28切换到联接到相应的接触端子20,22,24,26处的电流路径中。相应的开关28通过控制器30来操控和调整，即切换成电流阻断或电流传导或切换到中间状态中。电流要求ai被供应给控制器30或由该控制器确定。
73.在此，预设了电流要求ai的阈值s。该阈值被供应给控制器30或储存在其存储器(未呈现)中。通过相应的接触端子20至26的电流i1至i4例如如此进行调整，使得如果且只要电流要求ai大于或等于阈值s，则仅电流i1,i3流动通过第一接触端子20和第三接触端子24，而i2和i4等于0，并且在低于阈值s的情况下，仅电流i2和i4流动通过第二接触端子22和第四接触端子26，其中，i1,i3等于零。
74.在图5中示出了装置32。该装置用于制造阳极2a或阴极2b(总而言之电极2)，其根据图1、图2a或图2b构造。为此，装置32包括(第一)覆层设备34，利用该覆层设备可使薄膜式基底4设有第一覆层8a。此外，装置32包括(第一)压缩单元36，借助该压缩单元压缩(即压密)施加到基底4上的第一覆层8a。
75.此外，装置32包括另外的(第二)覆层设备38，借助该覆层设备将第二覆层8b施加到设有压缩的第一覆层8a的基底4上。借助另外的(第二)压缩单元40来压缩第二覆层8b。
76.在此，在涂覆第一覆层8a时比在涂覆第二覆层8b时将关于单位面积的更多的覆层材料施加到基底4上，这导致第一覆层8a与第二覆层8b相比的更大的层厚d
b1
。
77.备选地或优选附加地，第一覆层8a借助第一压缩单元36比第二覆层8b借助于第二压缩单元40更强烈地压密。在此，使第一覆层8a时间上在第二覆层8b之前加工，其中，第一覆层在第二覆层的压缩中不压缩或仅轻微压缩，因为为此需要更大的压力或更大的力。总
而言之，因此第二覆层8b的压缩以更小的压力或以更小的力且时间上在压缩第一覆层8a之后进行。
78.压缩单元36和40以及覆层单元34和38优选地如此设计，使得可将滚筒对滚筒方法(rolle-zu-rolle-verfahren)分别用于覆层或用于压缩。为此，基底4适宜地为带状的并由储备滚筒(未呈现)展开，随后加工且在加工之后再次卷起到另外的储备滚筒上。
79.此外，装置32包括裁剪设备42，借助该裁剪设备将电极片从尤其带状的且在两侧覆层的基底4中分离。例如，裁剪装置42为此包括冲裁刀或激光切割器。如此分开的(即分离的)阳极(片)2a和阴极(片)2b随后借助装置32的堆叠设备44交替地彼此上下堆叠，其中，在阳极片2a与阴极片2b之间分别引入有隔板18。根据电极堆16的预见的设计方案，也可在相应的堆叠过程中引入常规的阳极2c和/或常规的阴极2d。为了堆叠可使用由现有技术已知的堆叠设备44和堆叠方法，例如借助于抓取器的单片堆叠或z形折叠。
80.针对第一覆层8a和第二覆层8b的施加可使用由现有技术已知的湿式覆层法或干式覆层法。如果使用湿式覆层法，则进行相应的覆层在其压缩之前的干燥。
81.在图6中呈现了特别合适的覆层设备34或38。例如通过喷砂或超声波或等离子清洁清洗的基底4由底板46支撑。例如，附加地还将所谓的底漆涂覆到基底4上。
82.借助加热设备48将空气或备选地氦气或氮气例如加热到100℃并去除空气湿度。该空气的一部分借助离心压缩机50压缩到10bar。该空气经由压力阀52与拉瓦尔喷嘴54的收敛入口在流动技术上连接。
83.借助压力阀52，在拉瓦尔喷嘴54的收敛入口区域中设定大约10bar的压力。根据一种未进一步呈现的备选方案，在其中引导到压力阀52处的空气具有室温，在拉瓦尔喷嘴54的收敛入口区域中设定大约20bar的压力。空气事先相应地压密。
84.经加热的且更潮湿的空气中的另一部分被供应给另外的离心压缩机56，其将空气压缩到5bar至6bar。该空气被供给拉瓦尔喷嘴54的发散部分，以便在那里产生湍流。在此，在干式混合装置58中预制的覆层材料同样经由阀60被供应给拉瓦尔喷嘴54的发散部分，从而基于湍流进行空气和覆层材料的相对较好的混合。针对阴极覆层，覆层材料例如是由镍锰钴酸锂(nmc)(例如90%)、导电炭黑(例如2%)、多孔石墨(例如2%)、所谓的碳纳米管(cnt)(例如1%)和聚偏二氟乙烯(pvdf)(例如3-4%)构成的干燥混合物。针对阳极覆层，覆层材料例如是由天然石墨(例如90%)、导电炭黑(例如2%)、多孔石墨(例如2%)、所谓的碳纳米管(cnt)(例如0.5-1%)、丁苯橡胶(sbr)(例如3-4%)和羧甲基纤维素(cmc)(例如1-2%)构成的干燥混合物。
85.借助覆层材料经由阀60的流入量可调整基底4的每单位面积的覆层材料的量。此外，借助压力阀52且与此伴随地借助在拉瓦尔喷嘴54的输入侧处的压力的调整可调整拉瓦尔喷嘴54中的相应空气流的速度或与覆层材料混合的空气流l朝向基底4的速度。例如，空气流l的速度介于0.75马赫与5马赫之间、尤其1马赫与2马赫之间。例如，覆层设备34或者38包括多于一个这样的拉瓦尔喷嘴54，例如2、5或10个这样的拉瓦尔喷嘴54。因此可相对精确地调整相应覆层8a或8b的层厚和/或密度。
86.根据装置32的第一变型方案，压缩设备36或40构造为具有至少一个轧辊对的压延机62，参见图7a和图7b。在此，在图7a中呈现了第一覆层8a的压缩而在图7b中呈现了第二覆层8b的压缩。压延机的轧辊对具有与由第一覆层8a的理论层厚d
b1
和基底4的膜厚度构成的
总和相对应的缝隙宽度用于压缩第一覆层8a(图7a)。压延机的轧辊对具有与由第一覆层8a的理论层厚d
b1
、由基底4的膜厚度以及由第二覆层8b的理论层厚d
b2
构成的总和相对应的缝隙宽度用于压缩第二覆层8b。示例性地，在压缩第一覆层8a时的缝隙宽度为在压缩第二覆层8b时的缝隙宽度的3倍(图7b)。根据相应涂覆的用于第一覆层8a和第二覆层8b的材料量，用于相应的压延过程的线载荷相应地调整。
87.图8a至图8c示出了压缩设备36或40的备选的第二设计方案。该压缩设备包括具有第一鄂部66且具有第二鄂部68的拉拔工具64。第一鄂部66和第二鄂部68在形成缝隙的情况下彼此间隔开地布置。在此，经覆层的基底4在输送方向f上被输送通过缝隙，尤其地借助适宜地由聚氨酯构成的摩擦轧辊70被拉动通过缝隙。例如，摩擦轧辊分别具有直立结构(未呈现)，其增加了对经覆层的基底4的摩擦力且在此优选地引起对该基体的横向拉应力，从而进一步减小经覆层的基底4与拉拔工具64之间的摩擦。此外，关于输送方向f在拉拔工具64之前布置有张紧轧辊对71，借助其使经覆层的基底4张紧。
88.缝隙在输送方向f上(即从拉拔工具64的输入侧至输出侧)连续地逐渐变细。第一鄂部66的与第二鄂部68相对而置的且限制缝隙的表面o1是平坦的。在该表面上，基底4在经过缝隙时沿着引导。第二鄂部68在输送方向f上依次布置地具有第一区段72、第二区段74以及第三区段76(图8c)。第二鄂部68的布置在输出侧的第三区段76同样是平坦的且平行于第一鄂部68的表面o1定向。第三区段76的区域用于制造统一的层厚d
b1
或d
b2
。为此，第三区段在输送方向f上的长度例如为10cm。
89.平行于该第三区段76和表面o1定向的且居中地布置在其之间的平面限定了拉拔工具64的中间平面m。
90.第二鄂部68的布置在输入侧的第一区段72的与第一鄂部66相对而置的表面o2设有根据track tricks曲线的方式的弯曲部(图8c)。在图8a和图8b中，第一区段72的弯曲表面o2出于更好的概览性的目的而未进一步呈现。由于该弯曲部，减小了在第二鄂部68与第一覆层8a之间的摩擦。第一区段72连续且平滑地(即无棱边地)过渡到第二区段74中。该第二区段是平坦的且恒定地相对中间平面m倾斜。例如，相对中间平面的倾斜介于1
°
与3
°
之间，优选地为2
°
。
91.在(第一)压缩设备36中，缝隙由于表面o2的弯曲且由于其倾斜而逐渐变细，使得第一覆层8a在穿过缝隙时被压缩(图8a)。在(第二)压缩设备40中，缝隙由于表面o2的弯曲部且由于其倾斜而逐渐变细，使得第二覆层8b在穿过缝隙时被压缩(图8b)。
92.缝隙的输出侧宽度(即在第三区段76与第一鄂部66的与该第三区段平行的表面o1之间的间距)在压缩第一覆层8a时与由基底4的厚度和由覆层8a的理论层厚d
b1
构成的总和相对应(图8a)，而在压缩第二覆层8b时与由基底4的厚度、由第一覆层8a的理论层厚d
b1
和第二覆层8b的理论层厚d
b2
构成的总和相对应(图8b)。
93.例如设置成，使得压缩(即层厚的减小)的70%由第二区段74引起。如此，相应地选择第二区段74在输送方向f上的长度。
94.为了降低覆层与第二鄂部68之间的摩擦，使该第二鄂部置于振动中。为此，第二鄂部68经由联接元件78与压电转换器80连接。压电转换器80又与超声波频率发生器82联接。在此，振动借助双箭头表示且设有附图标记v。
95.对于该振动而言，第二鄂部68沿着或逆着输送方向f运动。换言之，产生第二鄂部
68的纵向振动。例如，振动频率为20khz且其振幅为0.01mm。
96.此外，压缩设备36或40包括用于检测经覆层的基底4的厚度的设备84。适宜地，在第一鄂部66与第二鄂部68之间的间距可以根据由设备84检测到的厚度调整或调节。
97.此外，(第二)压缩设备40包括平滑轧辊86、尤其展平轧辊，其具有用于产生对经覆层的基底4的横向拉应力(即垂直于输送方向f伸延的拉应力)的结构。借助横向拉应力，有利地减少或甚至去除基底4的波纹和/或基底4中的褶皱。因此使基底4平滑。
98.第二压缩设备40包括未进一步呈现的卷绕设备，借助该卷绕设备将带状的基底4卷绕到储备滚筒88上。
99.例如由碳化钨形成的鄂部66和68布置在相应的、例如由高强度钢制成的引导板90上。在此，相应的鄂部66或68借助压配合与相应的引导板90的端部止挡部92接合。相应的鄂部66或68由于压配合而预紧，从而避免在压缩覆层8a,8b时的变形。
100.压缩单元36,40分别具有加热设备94，该加热设备关于输送方向f前置于拉拔工具64。该加热设备设置和设立成将覆层8a或8b加热到例如120
°
c。因此，提高了覆层的可变形性。加热设备94例如构造为红外加热器或感应加热器。
101.此外，压缩单元36和40分别包括清洁设备96，用于在相应的压缩过程之前去除经覆层的基底4上的松散微粒或灰尘。
102.在图9中示出了装置32的一种备选的设计方案的压缩单元98。根据该备选的设计方案的装置32此外以未呈现的方式包括覆层单元、裁剪设备以及堆叠设备。鉴于覆层单元34或38(除了接下来描述的覆层单元之外)、裁剪设备42、堆叠设备44以及压缩单元36(除了拉拔工具之外)的上述实施方案类似地适用于装置32的该备选的设计方案。
103.压缩单元98设置和设立成加工在两侧覆层的基底。换言之，首先既在薄膜式基底4的第一侧6a上涂覆或涂覆有第一覆层8a又在基底4的第二侧6b上涂覆或涂覆有第二覆层8b。随后，借助压缩单元98在共同的工作流程中尤其同时压缩第一覆层8a和第二覆层8b。总而言之，首先进行基底4的两侧覆层并且进行两个覆层8a和8b的时间上紧接着的压缩。在此，第一覆层8a比第二覆层8b更强烈地结合。附加地，覆层8a具有比第二覆层8b每单位面积更多的覆层材料。
104.为此，压缩单元98包括具有第一鄂部102且具有第二鄂部104的拉拔工具100，其中，两个鄂部102和104在形成缝隙的情况下彼此间隔开。在两侧覆层的基底在输送方向f上被输送、尤其拉动穿过缝隙用于加工。在此，缝隙沿着输送方向f(即从拉拔工具100的输入侧到输出侧)逐渐变细。
105.第一鄂部102和第二鄂部104关于输送方向f依次布置地分别具有第一区段106、第二区段108和第三区段110。在此，第一鄂部102和第二鄂部104的布置在输出侧的且彼此相对而置的第三区段110彼此平行地定向。平行于这些区段且居中地布置在这些区段之间的平面限定了拉拔工具100的中间平面m。
106.第一鄂部102的与第二鄂部104相对而置的表面o3在输入侧的第一区段106中设有根据traktrix曲线的方式构造的弯曲部。在连续且平滑地联接到其处的第二区段108中，该表面o3恒定地相对输送方向f或相对中间平面m倾斜。此外，第二鄂部104的与第一鄂部102相对而置的表面o4在第一区段106中同样设有根据traktrix曲线的方式构造的弯曲部。在连续且平滑地联接到其处的第二区段108中，第二鄂部104的该表面o4恒定地相对输送方向
f或相对中间平面m倾斜。在此，第一鄂部102的第一区段106比第二鄂部104的第一区段106更强烈地弯曲。附加地，第一鄂部102的第二区段108比第二鄂部104的第二区段108相对输送方向f或相对中间平面m更强烈地倾斜。
107.通过表面o3,o4在相应的第一区段106中的弯曲且通过相应的第二区段108的倾斜来调整第一覆层8a和第二覆层8b的压缩。如此，由于第一鄂部102的表面o3的更强烈的弯曲和/或更强烈的倾斜在其处引导的第一覆层8a的更强烈的压缩。
108.根据图9的示例，第一鄂部102和第二鄂部104的第一区段106和第二区段108在输送方向f上具有相同的长度。然而根据一种未进一步呈现的备选方案，其长度可不同地选择。
109.在图10a、图10b中局部地呈现了阳极2a。然而下面的实施方案类似地适用于阴极2b。为了区别基底4的第一侧6a和第二侧6b，接触区段10的轮廓借助于裁剪设备42非对称地设计。例如，接触区段10成形为非对称的梯形(图10a)，备选地在接触区段10的周缘区域中非居中地引入有半圆形凹口112。
110.如果基底4具有两个接触区段10a,10b，如这例如在图2b中呈现的那样，则其轮廓不同地配备。例如，两个接触区段10a,10b的长度和/或宽度彼此不同。作为另外的区别特征，两个接触区段10a或10b中的一个或在接触区段10a,10b中可以非对称地设计。例如，类似于图10a、图10b的呈现，相应的接触区段10a或10b设计为非对称的梯形或设有凹口，该凹口非居中地引入在相应的接触区段10a或10b的周缘区域中。
111.在阳极的接触区段的彼此接合之后或者在阴极的接触区段的彼此接合之后，修剪接触区段。在此，接触区段10在修剪之前的非对称轮廓在图10a、图10b中用虚线呈现且设有附图标记10
pre
。
112.本发明不限于上面描述的实施例。而是，本发明的其它变型方案也可由本领域技术人员推导出，而不离开本发明的主题。尤其地，此外所有与实施例相关联地描述的单个特征也能够以其它方式彼此组合，而不离开本发明的主题。
113.附图标记列表2a 电极/阳极2b 电极/阴极2c 另外的电极/另外的阳极2d 另外的电极/另外的阴极4 基底6a 基底的第一侧6b 基底的第二侧8a 第一覆层8b 第二覆层10 接触区段10
pre 接触区段的轮廓10a 第一接触区段10b 第二接触区段10c 第三接触区段
12 锂离子电池单格14 罩壳16 电极堆18 隔板20 第一接触端子22 第二接触端子24 第三接触端子26 第四接触端子28 开关30 控制器32 装置34 (第一)覆层设备36 (第一)压缩单元38 (第二)覆层设备40 (第二)压缩单元42 裁剪设备44 堆叠设备46 底板48 加热设备50 离心压缩机52 压力阀54 拉瓦尔喷嘴56 离心压缩机58 干式混合装置60 阀62 压延机64 拉拔工具66 第一鄂部68 第二鄂部70 摩擦轧辊71 张紧轧辊对72 第一区段74 第二区段76 第三区段78 联接元件80 压电转换器82 超声波频率发生器84 用于检测厚度的设备86 平滑轧辊
88 储备滚筒90 引导板92 端部止挡部94 加热设备96 清洁设备98 压缩单元100 拉拔工具102 第一鄂部104 第二鄂部106 第一区段108 第二区段110 第三区段112 凹口a
i 电流要求b,b1,b
2 接触区段的宽度d
b1 第一覆层的层厚d
b2 第二覆层的层厚f 输送方向i1,i2,i3,i
4 电流l 与覆层材料混合的空气流l 接触区段的长度m 中间平面o
1 第一鄂部的表面o
2 第二鄂部的表面o
3 第一鄂部的表面o
4 第二鄂部的表面s 阈值v 振动ρ
b1 第一覆层的密度ρ
b2 第二覆层的密度。