AT248517B - Verfahren zur Herstellung von Separatoren - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Separatoren

Info

Publication number
AT248517B
AT248517B AT732061A AT732061A AT248517B AT 248517 B AT248517 B AT 248517B AT 732061 A AT732061 A AT 732061A AT 732061 A AT732061 A AT 732061A AT 248517 B AT248517 B AT 248517B
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
separators
separator
scn
fleece
electrodes
Prior art date
Application number
AT732061A
Other languages
English (en)
Inventor
Otto Zwoboda
Original Assignee
Otto Zwoboda
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 Otto Zwoboda filed Critical Otto Zwoboda
Priority to AT732061A priority Critical patent/AT248517B/de
Application granted granted Critical
Publication of AT248517B publication Critical patent/AT248517B/de

Links

Landscapes

  • Cell Separators (AREA)

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Herstellung von Separatoren 
Die in der Praxis verwendeten Akkumulatorbatterien bestehen aus einer Vielzahl von aufeinanderfol- genden Anoden und Kathoden. Letztere haben meist die Form von Platten, die mit einem engen Zwi- schenraum von   z. B. 0, 05 mm   und mehr in einem Elektrolyten angeordnet sind, um eine möglichst hohe
Ladungskapazität zu gewährleisten. Damit ein Beruhren der Platten und ein dadurch entstehender Kurz- schluss verhindert werden, müssen dieselben durch Separatoren auf Abstand gehalten werden. 



   Die Funktion des Separators ist damit aber nicht erschöpft. Im Idealfall soll er zusätzlich vor allem folgende Eigenschaften aufweisen :
1.   Beständigkeit   gegen die Elektrolytflüssigkeit,
2. Beständigkeit gegen elektrochemische Oxydation,
3. Elastizität und damit Anpassungsvermögen an die Oberflächen der Elektroden,
4. Porosität, damit ungehinderte Ionenwanderung zwischen den Elektroden gewährleistet ist,
5. Filtrationsvermögen für die von den Elektroden abgeschiedenen Feststoffe,
6. Benetzung durch die Elektrolytflüssigkeit und dadurch Verhinderung des Festsetzens von Gasblasen an Separator und Elektroden,
7.   Adsorptions-und Speicher vermögen für   die Elektrolytflüssigkeit. 



   Die üblichen Separatoren weisen jedoch diese Eigenschaften nur zum Teil auf. Wenn sie aus Geweben bestehen, ist entweder ihre Porosität gross und das Filtrationsvermögen gering oder umgekehrt. Vor allem speichern Gewebe, auch wenn sie aufgerauht sind, nur ungenugende Mengen Elektrolytflüssigkeit. 



   - Wegen der durch Kette und Schuss bedingten Anordnung der Fäden besteht ferner die Gefahr, dass auf den Elektroden befindliche oder von diesen abgeschiedene Festteilchen ohne Behinderung durch das Ge- webe hindurchdringen, um schliesslich einen Kurzschluss auszulösen. 



   Separatoren aus Kunststoff mit Porenstruktur dagegen sind meist wenig elastisch und schmiegen sich daher nicht genug an die relativ rauhen Elektroden an. Wegen der bei der Herstellung entstehenden Haut auf den Oberflächen der porösen Kunststoffseparatoren werden von den Elektroden abgeschiedene Feststoffe nicht festgehalten. Sie fallen vielmehr ab und sammeln sich am Boden des Batteriebehälters an. Dort können sie zur Ausbildung von Brücken zwischen den Elektroden und somit zum Kurzschluss fuhren. Die Hautbildung hat des weiteren bei Separatoren mit geringen Dicken von z. B. 0, 20 mm zur Folge, dass das Porenvolumen nicht mehr ausreicht, um ein hohes   Rllckhaltevermögen   für den Elektrolyten zu gewährleisten.

   Ferner bewirkt die mangelnde Benetzbarkeit der an sich hydrophoben Kunststoffe, dass die bei der Entladung entstehenden Gasblasen auf den Oberflächen der Elektroden einerseits und am Separator anderseits festgehalten werden, was wieder zu unerwünschten Polarisationseffekten führt. 



   Aus dieser nicht vollständigen Gegenüberstellung werden einerseits die komplexen Mechanismen des Separators in der elektrochemischen Zelle und anderseits die   Nachteile der hauptsächlich   gebräuchlichen Separatorenmedien offenkundig. 



   Es ist weiters bereits bekannt, dass   0, 2 mm - 2 mm   lange Caprolactamfasern bei längerer Einwirkung (bis 30 min) konzentrierter   Zinc4-,     ZnBr-, Ca (SCN) -, Mg (SCN) -   usw. Lösungen in ein synthetisches Papier   übergeführt   werden können. Zur Durchführung dieses Verfahrens bedient man sich der in der Papierindustrie ublichen Maschinen und Techniken. Ein derartiges Synthesepapier ist jedoch viel zu dicht und unelastisch, um als Separator Verwendung finden zu können. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Separatoren, insbesondere für alkalische Akkumulatoren, welche die oben genannten Eigenschaften weitgehend aufweisen. Erfindungsgemäss wird ein langfaseriges Polycaprolactamvlies in eine 3 - 50/aige Salzläsung, z. B. von ZnCI2'ZnBr2'Ca (SC oder Mg (SCN) 2' nur für wenige Minuten eingetaucht, bis das Vlies vollständig benetzt ist. Hierauf wird i sofort bei 120 - 1500C getrocknet, durch Waschen das im Vlies zurückgebliebene Salz entfernt und noch einmal getrocknet. Gegebenenfalls kann die Oberfläche nach dem letzten Trocknen durch Kalandrieren bei 130-150 C mit einem Liniendruck von 10 bis 100 kg/cm einseitig oder auch beidseitig geglättet werden. 



  Das so hergestellte Separatorenmaterial erweistsich als besonders geeignet für den Einsatz in Akkumulatoren mit Alkalilauge als Elektrolyt ; es ist hochelastisch und hochporös. Seine labyrinthartige Struktur bedingt im Gegensatz zu derjenigen von Geweben eine ausgezeichnete Filtration und ein unerwartet hohes Aufnahmevermögen für den Elektrolyten. Letzteres ist von wesentlichem Vorteil, insbesondere bei sogenannten geschlossenen Batterien, bei denen das bei der Entladung entstehende Gas nicht nach aussen entweichen kann und'die aus diesem Grunde nur teilweise mit Elektrolytflüssigkeit, z. B. mit zirka 30%oiger KOH-Lösung angefüllt sind.

   Der Separator muss hier die Funktion eines Dochtes bzw. eines Schwammes übernehmen, um die Elektroden auch im Gasraum mit einer ausreichenden Menge an Elektrolytflüssigkeit versorgen zu können, damit die volle Ladungskapazität genutzt werden kann. Durch, das Anlosen der Fasern mittels oben genannter Salzlösungen wird das Netzvermogen der auf diese Weise hergestellten Fasergebilde gegenüber unbehandelten Fasern derart verbessert, dass die völlige Benetzung durch den Elektrolyten und die Depolarisation durch schnelle Beseitigung der bei der Entladung auftretenden Gasblasen gewährleistet sind. Letzteres kann durch Glätten der Oberflächen des Separatorenmaterials, z. B. zwischen Kalanderwalzen, noch zusätzlich verbessert werden. 



  Ein Verfahren zur Herstellung des Spearatorenmaterials und dessen daraus resultierende Charakteristik soll an Hand folgender Beispiele näher erläutert werden : Beispiel 1 : Ein nach ublichen Verfahren hergestelltes, z.B. gekrempeltes Vlies aus 50% hochgekräuseltenPolycaprolactam- (Perlon-) fasern mit einem Titer vonl, 2Denier und einem Stapel von 60 mm, 307o glatten Polycaprolactamfasern mit einem Titer von 1, 4 Denier und einem Stapel von 40 mm, 1010 normal gekräuselten Polycaprolactamfasern mit einem Titer von 3 Denier und einem Stapel von 30 mm, 10% glattenPolycaprolactamfasern mit einem Titer von 6Denier und einem Stapel von 80 mm mit einem Gewicht von 60 g/m2 wird mittels einer Siebimprägniermaschine zwischen 2 Sieben aus V2A-Draht durch   
 EMI2.1 
 erneut getrocknet. 



   Es kann in der vorliegenden Form seine Funktion als vollwertiger Separator bereits erfüllen. 



   Um die bei der Entladung in der elektrochemischen Zelle auftretenden Gasblasen noch besser entweichen zu lassen, wird die Oberfläche des Separatorenmaterials durch Kalandern bei 130 C mit einem Liniendruck von 10 kg/cm einseitig, gegebenenfalls auch beidseitig geglättet. Die Dicke, mit einer Mikrometerschraube gemessen, beträgt beim nicht geglätten Material etwa   Q,   28 mm, beim geglätteten Material etwa 0,   25 mm. Die   Luftdurchlässigkeit, gemessen bei einem Unterdruck von 10 mm Wasser- 
 EMI2.2 
 zirka   800%,   entsprechend einer Gewichtsaufnahme von zirka 650 g/m2. 



   Beispiel2 :EinnachBeispiel1hergestelltesSeparatorenmaterialwirdanstattmiteinemLiniendruck von 10 kg/cm mit einem solchen von 100 kg/cm bei   1500C   kalandriert. Danach hat es eine Dicke von zirka 0, 15 mm, eine Luftdurchlässigkeit von zirka 600 l/sec/m2, gemessen bei einem Unterdruck von 10 mm Wassersäule und ein Aufnahmevermögen von   300/oiger KOH-Läsung   von zirka 300%, entsprechend einer Gewichtsaufnahme von 250   g/m2.   



   Das Material findet allein oder in Kombination mit dem nicht kalandrierten Material seinen Einsatz vorteilhafterweise in   offenen Alkaliakummulatoren.   Wo die Plattenabstände sehr eng gehalten sind, tut es gute Dienste, wenn es für sich allein verwendet wird. 

**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von Separatoren, insbesondere für alkalische Akkumulatoren, dadurch gekennzeichnet, dass ein langfaseriges Polycaprolactamvlies in eine 3 - 5%ige Salzlösung, z.B. von Zinc4, ZnBr2, Ca(SCN)2 oder Mg(SCN)2, nur für wenige Minuten bis zur vollständigen Benetzung <Desc/Clms Page number 3> eingetaucht, dann sofort bei 120 - 1500C getrocknet, hierauf durch Waschen von in dem Vlies zurückgebliebenen Salzen befreit und schliesslich noch einmal getrocknet wird. EMI3.1 letzten Trocknen durch Kalandrieren bei 130 - 1500C mit einem Liniendruck von 10 bis 100 kg/cm einseitig oder beidseitig geglättet wird.
AT732061A 1961-09-28 1961-09-28 Verfahren zur Herstellung von Separatoren AT248517B (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT732061A AT248517B (de) 1961-09-28 1961-09-28 Verfahren zur Herstellung von Separatoren

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT732061A AT248517B (de) 1961-09-28 1961-09-28 Verfahren zur Herstellung von Separatoren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
AT248517B true AT248517B (de) 1966-08-10

Family

ID=3594837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
AT732061A AT248517B (de) 1961-09-28 1961-09-28 Verfahren zur Herstellung von Separatoren

Country Status (1)

Country Link
AT (1) AT248517B (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2839845A1 (de) Separator fuer galvanische elemente und verfahren zu dessen herstellung
DE19501271A1 (de) Batterie-Trennelement
DE3419708A1 (de) Verfahren zur herstellung eines nasspressfilztuches fuer papiermaschinen und danach hergestellter nasspressfilz
DE2137900B2 (de) Wiederaufladbare, abgedichtete alkalische galvanische Zelle mit einer Zink enthaltenden negativen Elektrode und einem mehrschichtigen Separator
DE1916200A1 (de) Wiederaufladbare alkalische Zinkzelle
DE3026246A1 (de) Membran zur verwendung als batteriezwischenscheider oder batteriescheider in alkalischen batteriesystemen
DE1142924B (de) Verwendung eines Vlieses aus Kunststoff-Fasern als Separatoren-Material fuer alkalische Akkumulatoren
DE1949958C3 (de) Separator für wartungsfreie Akkumulatoren
DE102008062765A1 (de) Textiles flächiges Material für eine Batterieelektrode
AT248517B (de) Verfahren zur Herstellung von Separatoren
DE1180298B (de) Filzartiges Material und Verfahren zu seiner Herstellung
DE2054994A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer dichten Batterie
DE2950499C2 (de) Batterie-Separator-Material und dessen Verwendung
DE1814663A1 (de) Hydrophiler Polyurethanschwamm
DE1596074C3 (de) Verfahren zur Herstellung von Röhrchen-Elektroden-Hüllen aus säure- und oxydationsbeständigen Fasern
DE1034231B (de) Verfahren zur Herstellung von Scheidern fuer Akkumulatoren aus Cellulosestoffbahnen
EP4229701A1 (de) Cellulosefaser-basierter separator für elektrochemische elemente
DE1181761B (de) Verwendung eines Vlieses aus Kunststoff-Fasern als Separatoren-Material fuer alkalische Akkumulatoren
DE1421543B2 (de) Verwendung eines Polyamid Vlieses als Separatormaterial fur alkalische Akkumula toren
DE1963384C3 (de) Batterieseparator aus Polyproylenwirrfasern
DE19931348C1 (de) Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines faserförmigen Polyphenylsulfids oder Polysulfons
DE3810125A1 (de) Separator aus glasfaservlies
DE1094828B (de) Sperrschicht fuer galvanische Primaertrockenzellen und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE1421543C (de) Verwendung eines Polyamid Vlieses als Separatormatenal fur alkalische Akkumula toren
DE711484C (de) Sammlerscheider