BE602621A - - Google Patents

Description

  Objets fabriqués en une composition à base de cellulose et de

  
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La présente invention concerne des séparateurs d'accu-

  
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teurs électriques, et plus particulièrement un séparateur amélioré destiné à séparer les plaques négatives et positives d'un accumulateur à charge sèche ou humide.

  
Dans la fabrication des accumulateurs, il est courant

  
de placer un séparateur entre les plaques positives et négatives

  
afin de maintenir un écartement fixe., uniforme et d'éviter le contact entre les plaques. Comme le séparateur ainsi que les plaques

  
sont plongés dans 1* électrolyte, le séparateur doit être insensible

  
aux actions chimiques s'exerçant dans l'accumulateur et doit résister à l'action destructive de l'électrolyte.

  
Bien que le séparateur soit une partie inerte de l'accumulateur et, par conséquent., n'intervienne pas chimiquement dans les réactions de l'accumulateur, sa présence entre les plaques positives et négatives affecte l'efficience et la longévité de l'accumulateur. Au cours de l'emploi ou de la décharge, les ions passent à travers l'électrolyte. Ce passage est inversé au cours de la charge. Toute interférence ou empêchement de cet écoulement d'ions provoque tme augmentation de la résistance interne

  
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pour 5 secondes. Du fait de sa position entre les plaques, le séparateur se trouve sur le trajet direct du passage électrolytique et ionique. Par conséquent, en plus d'être insensible aux actions chimiques, le séparateur doit être perméable aux ions.

  
Bien que la perméabilité aux ions et, par conséquent, une porosité élevée soit une caractéristique très désirable pour un séparateur, une porosité plus importante que celle requise pour un passage sans obstacles de l'électrolyte et des ions nuit à la longévité de l'accumulateur. Au cours de la charge, de petites particules de matière active ont tendance à quitter la

  
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partie importante de ces particules sont extrêmement petites, les particules étant colloïdales et au cours de la charge tendent à former des excroissances ou des arborescenses sur la plaque négative. Ces arborescences, si on les laisse se former entre les plaques positives et négatives, forment un pont dans

  
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ques, provoquant une mise hors service prématurée de l'accumulateur. Par conséquent, si une porosité élevée est nécessaire pour permettre le libre passage de l'électrolyte et des ions, la forme et les dimensions des pores individuels ont une égale importance pour éviter la formation de ces arborescences entre les plaques.

  
En plus de devoir résister à l'action destructive

  
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à l'oxydation. Particulièrement an cours des recharges, le séparateur est exposé à des oxydes forts qui ont tendance à oxyder

  
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char bonnement progresse dans le séparateur, les propriétés et la résistance mécanique du séparateur changent. Au bout d'un certain temps, dépendant bien entendu des conditions d'emploi plus ou moins sévères de 1' accumulateur, le séparateur peut devenir tellement charbonné ou oxydé que des sections importantes du séparateur se désagrègent et permettent aux plaques de former un court-circuit. Ceci, bien entendu, détruit l'accumulateur.

  
De nombreuses tentatives ont déjà été faites pour former des séparateurs qui remplissent toutes ces conditions. Dans une large mesure, et bien que ces tentatives aient rencontré un certain succès, les séparateurs produits ont toujours sacrifié une propriété pour améliorer une autre ou ont été tellement coûteux que ces séparateurs n&#65533;ont trouvé qu'un emploi limité.

  
De tous les séparateurs utilisés actuellement, le plus courant est une feuille de cellulose ou de papier ou une base de

  
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ou le feutre est d'abord préparé de la façon habituelle dans l'industrie de la fabrication du papier, puis imprégné de la résine thermodurcissable qui est ensuite chauffée et durcie. Le degré d'imprégnation dépend de la quantité de résine et de son mode d'application sur la feuille, une trop grande quantité de résine remplissant complètement les pores, rendant le séparateur imperméable et cassant, et une trop faible quantité de résine ne permettant qu'une pénétration insuffisante et ne protégeant qu'insuffisamment la cellulose dans la feuille.

  
Bien que les feuilles cellulosiques ou feutres imprégnés de résine thermodurcissable aient trouvé de larges applications comme séparateurs dans les accumulateurs, ces séparateurs ont un défaut inhérent à leur mode de formation. Les fibres cellulosiques sont d'abord feutrées pour former une feuille ou

  
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suite la matière plastique ou résine thermodurcissable qu'on vulcanise. Dans l'opération de feutrage, les fibres sont associées ou unies entre elles pour former une feuille ou nappe enchevêtrée de fibres cellulosiques. Par conséquent, lorsqu'on ajcute la matière plastique thermodurcissable, seules les surfaces des fibres feutrées qui ne sont pas reliées ou jointes

  
à d'autres fibres peuvent être enrobées. Pour cette raison, après l'enrobage, il reste dans toute la masse du séparateur des fibres cellulosiques reliées entre elles et jointes par des contacts cellulose à cellulose.

  
Comme on le sait, les fibres cellulosiques possèdent un haut pouvoir d'absorption et sont facilement mouillées par des électrolytes du type couramment utilisé dans les accumulateurs. Une fois en contact avec l'électrolyte, la cellulose se dégrade rapidement. A cause des contacts cellulose à cellulose dans le séparateur du type cellulose feutrée ou papier imprégné, l'accès de l'électrolyte ou de l'oxyde aux fibres cellulosiques dans le séparateur provoque une dégradation progressive des fibres cellulosiques dans une région importante entourant ces fibres. Lorsque l'électrolyte a accédé à la cellulose par suite d'un enrobage insuffisant en un point particulier ou d'un défaut d'enrobage en ce point, l'électrolyte migre de fibre à fibre à l'intérieur de l'enrobage thermoplastique.

   A mesure que l'électrolyte migre, les fibres cellulosiques sont dégradées et affaiblissent le séparateur en le rendant finalement inutilisable. La rapidité de cette action dépend de la surface de cellulose exposée à l'électrolyte. Il suffit de préciser toutefois que du fait du contact cellulose à cellulose au cours de l'opération de feutrage, les séparateurs de ce type ne valent pas mieux que le point le plus faible de leur enrobage. Comme, afin de conserver la porosité et de ne pas colmater les interstices, il y pu%.; de matière d'imprégnation ou d'enrobage qui peut être ajoutée

  
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enrobage adéquat et uniforme dans le séparateur tout entier n'est pas facile à résoudre.

  
Un but de la présente invention est de former un séparateur perfectionné pour accumulateurs.

  
Un autre but de l'invention est de former un séparateur poreux sans former de passages pour la formation d'arborescences entre les plaques.

  
Un autre but encore est de procurer un procédé de formation de tels séparateurs permettant d'obtenir avec uniformité des séparateurs poreux perfectionnés.

  
Un autre but encore est de procurer un séparateur formé d'une composition matière plastique-cellulose dans laquelle les fibres de cellulose sont individuellement protégées contre la dégradation.

  
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procédé permettant d'entourer des particules, fibres ou filaments individuels de matière cellulosique dans des tubes, des manchons

  
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in situ sur la matière cellulosique. Comme l'indiquent ces brevets, chaque particule, fibre ou filament individuel de cellulose est entouré d'un tube, d'un manchon ou d'une coque de polyoléfine et les particules ainsi entourées forment une poudre fibreuse meuble.

  
1 Suivant la présente invention, on a découvert que les fibres polymères formées par des fibres ou filaments de cellulose individuellement entourés d'un tube ou d'une coque de polymère suivantles brevets précités, peuvent être transformées en un séparateur d'accumulateur dont les propriétés sont supérieures. A la différence des séparateurs cellulosiques dans lesquels les fibres cellulosiques sont d'abord transformées en une nappe ou

  
présente invention des fibres polymères individuelles sont d'abord formées, puis feutrées, comprimées et soudées pour obtenir un séparateur de l'épaisseur et de la porosité désirées.

  
Lorsqu'il est polymérisé in situ sur la surface de fibres cellulosiques suivant le procédé décrit dans les brevets précités, le polymère se forme directement sur la surface extérieure de chaque particule individuelle de cellulose et adhère solidement à cette surface comme une peau. Par conséquent, après la polymérisation, chaque particule fibreuse individuelle comprend un centre constitué d'une fibre cellulosique enfermée dans une coque ou un manchon &#65533;e polymère, le polymère épousant les dimensions et le contour de la fibre. La matière fibreuse ainsi formée est essentiellement uniforme. Après transformation en une feuille feutrée, la structure fibreuse de la feuille est conservée. Les pores ou les vides à l'intérieur de la feuille sont semblables à ceux d'une feuille de cellulose feutrée non imprégnée.

   Ces pores se rejoignent pour former des trajets ou passages tortueux d'un côté à l'autre de la feuille. Comme chaque fibre possède son propre enrobage ou sa propre surface

  
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feuille est éliminée. Par conséquent, il ne peut y avoir de remplissage ou de colmatage de passages microporeux, facteur d'une grande importance dans les séparateurs d'accumulateur pour permettre un libre passage de l'électrolyte et des ions et, en même temps empêcher la formation d'excroissances ou d'arborescences dans le séparateur. La porosité du séparateur peut être mieux réglée afin d'obtenir une porosité plus régulière et plus uniforme dans le séparateur achevé.

  
Après que les fibres cellulosiques ont été enfermées dans les tubes ou coques de polymère, la poudre fibreuse est agitée pour disperser individuellement les fibres. Les fibres

  
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transformées en nappe, les fibres étant orientées au hasard dans la masse de la nappe ou du feutre. Après que la nappe ou le feutre ait été formé, la surface du tube ou de la coque de polymère est ramollie pour relier chacun des tubes ou des coques de polymère aux points d'intersection avec les autres fibres

  
de la nappe, puis durcie ou thermofixée. Ce ramollissement

  
du polymère peut être obtenu à l'aide d'un solvant qui est ensuite éliminé pour durcir le polymère ou par chauffage suivi d'un refroidissement du polymère. Comme le polymère est initialement appliqué sur les fibres cellulosiques individuelles, ce polymère est réparti uniformément dans la masse de la nappe ou du feutre. Après soudure, les fibres cellulosiques individuellement entourées et réparties dans toute la masse du séparateur sont individuellement protégées de l'électrolyte. Chaque fibre cellulosique est séparée ou isolée de la fibre cellulosique voisine.

  
La poudre fibreuse de cellulose et de polymère peut être feutrée sous forme d'une poudre sèche, ou peut être transformée en un magma et en une nappe ou feuille ressemblant au papier. De préférence, le réparateur est formé à partir d'un magma humide, sur des machines à papier. Après que le résidu de catalyseur a été éliminé, on ajoute de l'eau aux particules fibreuses pour former un magma aqueux, puis ce magma est agité pour diviser les agglomérats éventuels de fibres. Lorsque tous  <EMI ID=16.1> 

  
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Il se forme sur 1* écran une nappe fibreuse humide on foutre de fibres de polymère orientées au hasard dans la masse du feutre. La nappe fibreuse de fibres polymère est alors séchée et les fibres sont soudées pour obtenir une nappe auto-portante. De préférence, les fibres sont soudées par chauffage de la nappe à la température de fusion cristalline du polymère afin de ramollir la surface du polymère sans permettre son écoulement.

  
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que les coques ont adhéré les unes aux autres, on supprime le chauffage, on laisse refroidir la nappe et on durcit les fibres soudées. La température d'adhérence dépend de la température

  
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Après soudure, la nappe est comprimée à l'épaisseur

  
et à la densité désirées et est découpée aux dimensions approximatives du séparateur. Au cours de la compression, si on le désire, des nervures peuvent être formées sur une ou sur les deux faces de la nappe. A l'état compressé, la nappe est à nouveau chauffée à la température d'agglomération.

  
La nappe ou le feutre formé à partir de la fibre polymère cellulosique est hydrophobe. Pour obtenir un passage libre de l'électrolyte, un agent mouillant doit être ajouté. L'agent mouillant peut être ajouté aux fibres de polymère au cours d'un stade quelconque de la formation sur le séparateur. Par exemple, l'agent mouillant peut être ajouté au magma avant que celui-ci soit déposé sur la machine à papier ou peut être pulvérisé sur la nappe après formation. L'un ou l'autre des agents mouillants

  
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n'interfèrent pas avec les éléments de l'accumulateur, peut être  <EMI ID=21.1> 

  
et souvent utilité cône agent de dispersion, peut tiré utilisé

  
à cette fin.

  
Pour faciliter la formation et les manipulations, le polymère fibreux est formé comme indiqué dans les brevets précités. Les fibres ou les filaments de cellulose sont traités

  
par les ingrédients d'un système catalytique à plusieurs éléments  avant que les éléments du système catalytique réagissent complè-  tement l'un avec l'autre. Les éléments du système catalytique peuvent être d'abord mélangés et mis en contact avec les particules de cellulose avant que les ingrédients aient complètement réagi, ou bien de préférence, la cellulose est d'abord traitée par l'un des ingrédients du système et, soit avant, soit en

  
même temps que l'introduction du monomère, l'ingrédient ou les ingrédients restants sont ajoutés à la cellulose traitée. Le monomère peut être l'une ou l'autre 1-oléfine aliphatique comptant moins de 6 atomes de carbone et peut être une 1-oléfine simple comme l'éthylène, le propylène, le butène-1. etc., ou une dioléfine comme le butadiène-1,3 ou l'isoprène.

  
Le système catalytique à plusieurs éléments peut être un système catalytique contenant un métal de transition organométallique. Les ingrédients d'un tel système catalytique, comme le comprendront les spécialistes, réagissent lorsqu'ils sont mélangés pour fournir une substance ou des substances très actives comme agents d'amorçage de polymérisation pour les 1-oléfines aliphatiques à bas poids moléculaire. Les systèmes catalytiques <EMI ID=22.1>  qui se sont révélés particulièrement utiles sont des systèmes catalytiques à deux éléments dans lesquels un élément est un réactif organométallique, tel qu'un composé alkyle ou aryle de

  
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bore ou aluminium et l'autre un composé d'un métal de transition comme un halogénure ou un ester de titane, zirconium, vanadium ou chrome.

  
Une façon simple et pratique d'exécuter le traitement des fibres ou filaments cellulosiques est le procédé de magma dans lequel les fibres ou filaments sont mis en suspension dans un liquide approprié, tel qu'un liquide organique qui ne dissout pas la cellulose ou le polymère à former et ne réagit avec aucun de ces éléments. La cellulose peut être traitée par un des ingrédients du système catalytique avant ou après qu'elle a été placée dans le liquide de suspension. L'autre catalyseur est alors mis en contact avec la cellulose ou bien les deux éléments peuvent être ajoutés au liquide de suspension simultanément avec les fibres de cellulose. De préférence, le magma est placé dans

  
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lyseur ait été ajouté. Après que le second élément du système catalytique a été ajouté, le monomère est introduit dans le récipient à une allure appropriée tout en maintenant le magma sous agitation. Il faut prendre soin de régler la température

  
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sation progresse, le magma devient de plus en plus épais et on arrête la réaction lorsqu'une quantité suffisante de polymère

  
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réaction et pressé ou filtré pour éliminer le liquide organique libre, puis lavé à l'eau, au méthanol ou à l'aide d'autres matières qui rendent facilement inactif et dissolvent la masse du résidu de catalyseur. Si on la désire, le résidu de catalyseur peut être neutralisé.

  
Bien que n'importe quelle 1-oléfine aliphatique comptant moins de six atomes de carbone puisse être polymérisée pour servir de coques ou de manchons sur les particules cellulosiques, on préfère, aux fins de la présente invention, utiliser

  
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d'être gazeux à la température ordinaire, d'être relativement peu coûteux et disponibles en grandes quantités, et de fournir des polymères à poids moléculaire élevé qui possèdent des propriétés très désirables lorsqu'ils sont utilisés dans des séparateurs d'accumulateur.

  
La quantité de polymère formé sur les fibres cellulosiques individuelles peut être réglée en agissant sur la durée de la réaction de polymérisation. Afin d'obtenir des polymères fibreux d'une épaisseur de paroi appropriée et en même temps de maintenir une porosité suffisante sans former des pores de dimension suffisante pour permettre à des arborescences de matière active de se former, le revêtement de polymère destiné à des séparateurs de batterie et appliqué sur les particules individuelles ne doit

  
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de 75% en poids du poids total de la composition polymère cellulose. Dans la production de séparateurs d'accumulateur industriels, une particule revêtue de polymère ayant une teneur en polymère de 25 à 60% est préférée.

  
Après que les particules individuelles ont été enfermées dans des coques, des manchons ou des tubes de polymère, le résidu catalytiquc est éliminé. Les particules fibreuses de polymère constituent une poudre relativement meuble dont chaque particule comprend un centre ou noyau de fibres cellulosiques enfermé dans un tube ou une coque de polymère. Bien que les particules ne s'agglomèrent pas au cours de la polymérisation, une certaine association mécanique des fibres peut se produire dans la poudre. Pour cette raison, les fibres sont agitées

  
pour défaire les grumeaux éventuels.

  
Les fibres sont déposées et feutrées pour obtenir une feuille ou une nappe orientée au hasard, et la surface de polymère est ramollie pour souder les fibres les unes aux autres dans la feuille ou nappe. La soudure peut être accompagnée d'applica-

  
les fibres sont soudées, le polymère est fixé ou durci.

  
Pour former le polymère sur les fibres cellulosiques, des fibres cellulosiques qui peuvent être transformées par feutrage en une feuille de fibres orientées au hasard sont généralement acceptables. Ces fibres, en général, ont un diamètre moyen d'environ 15 à 75 microns et une longueur moyenne de 100

  
à 3500 microns. Ces fibres comprennent des déchets de papier défibré ou du floc de journaux et de cellulose industrielle.

  
On a trouvé que les flocs de cellulose industrielle vendus dans

  
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des dimensions de fibre uniformes donnent un produit plus uniforme.

  
Une façon de former les fibres polymères consiste à utiliser un procédé discontinu. On place dans un réacteur de 190

  
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toluène et la cellulose sous azote dans le réacteur pendant

  
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plus de traces d'eau dans le produit distillé. De préférence, on continue à chauffer à reflux pendant 1 heure de plus. Le chauf-

  
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cellulose chauffés à reflux est réduite sous azote à 30-35*C.

  
Après refroidissement, on ajoute sous azote 171 g  <EMI ID=34.1> 

  
chauffés à reflux et on agite pendant 5 minutes environ pour obtenir une bonne dispersion. On ajoute alors 103 g ou 0,9 mole de AlEt3 et on remplace l'azote par de l'éthylène dans le réacteur

  
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est lentement augmentée pour polymériser l'éthylène à une allure constante de 2,3 à 2,7 kg par heure jusqu'à ce qu'un revêtement représentant 50% du poids total de la composition se soit formé sur les fibres cellulosiques. La pression dans le réacteur

  
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poids du polyéthylène formé en coques sur les fibres individuelles atteint le poids des particules de cellulose sèche

  
(6,8 kg), on arrête le passage d'éthylène et on laisse échapper le gaz contenu dans le réacteur. On ajoute encore du toluène et on filtre les particules entourées de polyéthylène pour obtenir un gâteau de filtration contenant environ 40 à 50% de matières solides. Si on le désire, un agent de neutralisation comme l'ammoniac gazeux peut être ajouté avec le toluène supplémentaire pour neutraliser le résidu du catalyseur. Le gâteau de filtration est placé dans 57 litres d'eau bouillante et on fait passer de la vapeur dans l'eau et le gâteau de filtration pour chasser par distillation le toluène retenu. Après que le toluène a été éliminé, on ajoute assez d'eau pour former un magma pompable et on agite ce magma pendant 30 minutes à 50-60"C.

   Après agitation et encore à chaud, on filtre le magma pour former un gâteau humide contenant environ 40 à 50% de matières solides.

  
Le gâteau peut être séché et les fibres agitées pour diviser les grumeaux et les agglomérats de fibres et les fibres sèches peuvent être transformées en une nappe de fibres orien-

  
1--l tées au hasard, ou bien de l'eau peut être ajoutée au gâteau pour former un magma humide et les fibres en magma peuvent être transformées en un feutre de fibres orientées au hasard. De préférence, on adopte le procédé du magma. A partir du magma humide, les fibres peuvent être transformées en une nappe en déposant le magma sur un écran ou un treillis pour la confection du papier,

  
ou peuvent être transformées en une feuille sur une machine con-

  
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Dans le procédé continu, on ajoute assez d'eau au

  
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préférence 4% de matières solides. Le magma est agité pour diviser les grumeaux et les agglomérats de fibres et les fibres sont individuellement dispersées dans le magma. Pour faciliter les manipulations de la feuille humide, particulièrement lorsque les fibres dans le magma sont relativement courtes, on peut introduire dans le magma une petite qaantité de fibres brutes ou non enrobées. Ces fibres brutes ou non revêtues peuvent provenir de la présence d'une petite portion de fibres non enrobées provenant du réacteur ou peuvent être ajoutées après que la réaction avec le monomère a été effectuée. Lorsque les fibres brutes ou non enrobées sont ajoutées après la réaction, on utilise de préférence des fibres plus longues que les fibres enrobées.

  
Comme ces fibres sont dispersées en tant que fibres Individuelles dans toute la masse du magma au cours de l'agitation et par conséquent dans la feuille ou le feutre formé, la présence de ces petites quantités de fibres non enrobées ne réduit pas l'efficacité du séparateur. En plus de ce qu'elle facilite les manipulations par voie humide, l'addition de fibres longues augmente la rigidité du séparateur, et facilite les manipulations des séparateurs lorsque ceux-ci sont placés entre les plaque:! pour former l'accumulateur. La quantité de fibres brutes ou non enrobées présente dans le magma peut atteindre 10% en poids sur la base du poids des matières solides dans le magma. Généralement, 1 à 5% de fibres longues suffisent.

   Une fibre qui a été trouvée acceptable pour cette addition est une fibre kraft non enrobée ayant une longueur moyenne de fibre de 3000 à 5000 microns. Pour obtenir un nagma lisse bien dispersé, on peut

  
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Après que les fibres ont été bien dispersées, le magma est dilué à une consistance de 0,1 à 5%, de préférence environ

  
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un tamis de machine à papier à une vitesse choisie pour obtenir une nappe humide de 2,29 à 3,05 mm d'épaisseur sur le tamis après

  
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agent mouillant, par exemple "Aérosol" à la nappe humide sur le tamis en quantité suffisante pour obtenir une rétention d'agent

  
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d'agent mouillant sur la base du poids de la nappe.

  
Plutôt que d'ajouter un agent de dispersion au magma et un agent mouillant à la nappe humide, l'agent mouillant peut

  
être ajouté au magma avant que celui-ci soit dilué. Lorsqu'il est ajouté de cette manière, l'agent mouillant remplit à la fois les fonctions des deux agents et l'addition d'un agent de dispersion séparé peut être supprimée. Ajoutée de cette manière, la quantité d'agent mouillant peut être augmentée pour procurer une quantité suffisante d'agent mouillant dans la nappe pour que celle-ci soit suffisamment mouillable.

  
Après que la nappe a été formée, on la fait passer

  
dans une chambre de chauffage où elle est d'abord chauffée pour la sécher, puis soudée à une température déterminée. De préférence, la nappe humide est transférée de l'écran de la machine à papier sur une courroie en treillis métallique et passe à travers la chaabre de chauffage sur cette courroie. Pour la soudure, la nappe est chauffée à une température qui ramollit la surface du polymère sur la fibre dans toute la masse de la nappe sans permettre au polymère de s'écouler.

  
La nappe soudée est enlevée de la courroie en treillis métallique et passe entre des rouleaux chauffés présentant un gaufrage formé de rainures destinées à créer des nervures dans la nappe. La passe des rouleaux est réglée pour obtenir une épais-

  
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rouleaux chauffés, la nappe est comprises et réchauffée à la température d6 soudure, ce qui ramollit à nouveau la surface

  
de polymère sur les fibres sans permettre un écoulement important de ce polymère. Au cours de cette opération, l'intérieur ainsi que les surfaces de la nappe doivent être portés à la température de soudure. En production industrielle, il est préférable de placer les rouleaux chauffés près de la chambre

  
de chauffée et de faire passer la nappe de la chambre de chauffage après la première soudure entre les rouleaux chauffés sans lui permettre de se refroidir. Après que la nappe a quitté les rouleaux chauffés, on la refroidit et on la découpe en séparateurs.

  
Comme la passe entre les rouleaux est plus réduite

  
dans la région correspondant à la base de la nappe que dans

  
la région des nervures, la base du séparateur est plus dense

  
et moins poreuse que les nervures. Afin d'augmenter la densité et de réduire la porosité des nervures et obtenir un passage

  
plus uniforme de l'éleetrolyte et une meilleure résistance à l'abrasion, la surface des nervures peut être recouverte d'une nouvelle quantité de polymère ou d'une autre matière appropriée après que ces nervures aient été formées. 

  
Les séparateurs ainsi obtenus ont une proportion

  
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copiques traversant le séparateur de façon tortueuse. Ces passages sent répartis de façon pratiquement uniforme dans tout le séparateur et du fait de leur diamètre et de leur trajet tortueux

  
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qui pourraient provoquer des ponts et par conséquent des courtscircuits des cellules. La résistance électrique de tels sépa-

  
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soit en moyenne environ 1,2 milliohms par séparateur.

  
Outre qu'ils satisfont à d'autres conditions exigées des séparateurs, les séparateurs de l'invention ont une flexibilité et une élasticité suffisantes pour compenser l'expansion et la contraction des plaques sans affecter indésirablement la porosité. L'expansion et la contraction se produisent principalement dans la plaque négative du fait des fluctuations de tsspérature et des changements de volume au cours du cycle de charge et de décharge.

  
Un accumulateur standard à 15 plaques est fabriqué

  
avec deux séparateurs fabriqués suivant les indications de l'invention. Cet accumulateur est soumis à un essai suivant

  
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mulateur avant l'essai de façon à accélérer l'oxydation et on ne l'enlève pas de l'électrolyte au cours de l'essai. L'accumulateur est soumis à l'essai pendant deux semaines et à la fin de

  
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découpées et les séparateurs inspectés. Les séparatateurs de l'invention sont intacts. Les nervures et la base du séparateur ne sont pas indésirablement affectées par l'essai et sont en pratique entièrement réutilisables. Cet essai, particulièrement

  
/ avec l'addition de manganèse, est considéré comme un essai particulièrement sévère pour les séparateurs.

  
Les séparateurs de l'invention conservent leurs propriétés pendant toute la dir és de l'accumulateur. A la différence des séparateurs du commerce qui sont cassants et ne peuvent être facilement retirés après emploi, les séparateurs de l'invention maintiennent leur état premier pendant toute la durée d'utilisation de l'accumulateur et peuvent être retirés intacts.

  
Dans les concentrations de la gamme normalement utilisée dans les électrolytes d'accumulateur, l'acide sulfurique n'a que peu d'effet sur les fibres cellulosiques contenues dans le séparateur. Après emploi, on ne peut constater qu'une dissolution ou une dégradation très faible sinon nulle de la cellulose. La présence de la fibre cellulosique à l'intérieur du tube ou des coques de polymère augmente la rigidité du séparateur et facilite sa formation et ses manipulations. Pour certaines applications, par exemple en aviation où une économie de poids peut être désirée, les fibres cellulosiques peuvent être retirées du tube ou de la coque polymère.

   On peut y arriver en dissolvant et en extrayant la cellulose des coques ou tubes de polymère tandis que la cellulose enfermée dans le polymère est sous forme d'une poudre, ou bien la cellulose peut être dissoute et extraite après que le séparateur a été formé et soudé. Pour la facilité de la formation, il est préférable d'enlever la cellulose après que le séparateur

  
a été formé. L'élimination de la cellulose peut être accomplie

  
en traitant la poudre ou la nappe par une solution concentrée d'acide sulfurique, de soude caustique et sulfure de carbone, de

  
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solubiliser les matières cellulosiques et qui ne réagissent pas avec le polymère et ne l'affectent pas. Les matières cellulosiques enfermées dans les polyoléfines sont d'abord plongées

Claims (1)

1. dans la solution pendant une durée suffisante pour dissoudre ou solubiliser la cellulose. La solution peut être agitée pour faciliter la circulation. Après que la cellulose a été dissoute

   ou solubilisée, la solution est égouttée et la matière est lavée avec une nouvelle quantité de solution pour éliminer les résidus

   de cellulose, puis lavée à l'eau pour éliminer la solution. Un neutralisant et un agent mouillant peuvent être appliqués après

   que la cellulose a été éliminée. Pour la facilité du façonnage

   et des manipulations, toutefois, il est préférable dans la

   plupart des applications de laisser la cellulose dans les coques

   ou les tubes de polymère.

   Bien que la séparateur de l'invention ait été particulièrement décrit comme une nappe ou un matelas placé entre les plaques positives et négatives, on notera que les fibres peuvent être façonnées, mises en suspension dans un fluide, déposées et soudées directement sur la plaque de l'accumulateur pour former

   un bloc, ou bien que la matière du séparateur peut être constituée en une une enveloppe entourant la plaque ou dans laquelle la

   plaque peut être introduite par la suite.

   L'invention n'est pas limitée aux termes particuliers utilisés et s'étend à des variantes autres que celles particulièrement décrites plus haut.

   REVENDICATIONS

   1. Séparateur destiné à séparer les plaques d'un accumulateur, comprenant un corps poreux de fibres feutrées, chacune des fibres étant constituée d'une particule séparée de matière cellulosique enfermée dans une coque de polymère, les fibres étant entrelacées pour former une nappe poreuse de fibres orientées au hasard et se recoupant, les coques polymères des fibres étant soudées par leurs points de contact dans la nappe, reliant les fibres en ces points de contact et formant des pas- <EMI ID=51.1>

   points de contact soudés.

   2. Séparateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère est une 1-oléfine aliphatique contenant moins de six atomes de carbone.

   <EMI ID=52.1>

   <EMI ID=53.1>

   4. Séparateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère est le polypropylène.

   5. Séparateur de plaques pour accumulateurs comprenant un corps poreux de fibres feutrées, chacune des fibres comprenant une coque extérieure de polymère, les fibres étant entrelacées pour former une nappe poreuse de fibres orientées au hasard et se recoupant, soudées en leurs points d'intersection de façon à relier les fibres en ces points et à former des passages interconaaunicants tortueux dans la masse entre les points soudés.

   6. Séparateur suivant la revendication 5, caractérisé

   <EMI ID=54.1>

   revêtues d'un agent mouillant.

   7. Séparateur de plaques suivant la revendication

   5, caractérisé en ce que les fibres de polymère feutrées sont creuses.

   8. Séparateur pour séparer les plaques d'un accumulateur comprenant un corps poreux de fibres feutrées, chacune des fibres ayant une surface en polymère, les fibres étant entrelacées pour former une nappe poreuse de fibres feutrées associées au hasard, les surfaces polymères des fibres étant soudées aux points d'intersection des fibres de façon à relier les fibres en ces

   <EMI ID=55.1>

   masse entre les points soudés. 9. Séparateur suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les parois des passages intercommunicants tortueux sont revêtues d'un agent mouillant.

   10. Séparateur pour séparer les plaques d'un accumulateur comprenant une masse poreuse de fibres feutrées, chacune des fibres comprenant une fibre cellulosique enfermée dans une coque de polymère, les fibres étant entrelacées pour

   les coques polymères des fibres étant soudées aux points d'intersection des fibres de façon à relier les fibres en ces points et

   <EMI ID=56.1>

   entre les points soudés.

   11. Séparateur suivant la revendication 10, caractérisé

   <EMI ID=57.1>

   revêtues d'un agent mouillant.

   <EMI ID=58.1>

   en ce que le polymère est le polyéthylène.

   13. Séparateur suivant la revendication 11, caractérisé en ce que le polymère est le polypropylène.

   14. Séparateur pour séparer les plaques d'un accumulateur comprenant une masse poreuse de fibres feutrées, les fibres feutrées étant essentiellement constituées d'une proportion importante de particules distinctes de matière cellulosique

   enrobées dans une coque de polymère et d'une petite quantité de particules cellulosiques non enrobées, les fibres étant entrelacées pour former une nappe poreuse de fibres orientées au hasard se recoupant, les coques polymères sur la matière cellulosique

   étant soudées en leurs points de contact avec d'autres matières ' cellulosiques enfermées dans une coque de polymère de façon à

   relier les fibres par ces points de contact et à former des pas- sages intercommunicants tortueux à travers la masse entre les

   points de contact soudés. <EMI ID=59.1>

   risé en ce que les particules cellulosiques non enrobées ne

   <EMI ID=60.1>

   de la masse.

   <EMI ID=61.1>

   <EMI ID=62.1>

   d'un agent mouillant.

   teur comprenant une masse poreuse de fibres feutrées, ces fibres feutrées étant essentiellement constituées d'une proportion importante de particules distinctes de matière cellulosique enfermées dans une coque de polymère et d'une petite quantité de fibres kraft, les fibres kraft étant dispersées en tant que fibres individuelles dans la masse poreuse, les fibres feutrées étant entrelacées pour former une nappe poreuse de fibres orientées au hasard et se recoupant, les coques polymères sur la matière

   <EMI ID=63.1>

   matières cellulosiques enfermées dans une coque de polymère de façon à relier les fibres aux points de contact et à former des

   <EMI ID=64.1>

   points de contact soudés.

   18. Procédé de formation d'un séparateur d'accumulateur à partir de fibres polymères, caractérisé en ce qu'on agite ces fibres polymères pour disperser individuellement les fibres, on dépose les fibres individuellement dispersées au hasard pour former une nappe de fibres entrelacées et se recoupant, associées au hasard, et ensuite on ramollit d'abord, puis on durcit le polymère pour souder les fibres en leurs points d'intersection.

   19. Procédé suivant la revendication 18, caractérisé

   en ce que le ramollissement consiste essentiellement à traiter

   les fibres polymère par un solvant volatil. <EMI ID=65.1>

   en ce que le ramollissement consiste essentiellement à chauffer les fibres à la température de fusion cristalline pour ramollir la surface de la fibre sans permettre un écoulement appréciable.

   21. Procédé suivant la revendication 20, caractérisé en ce que le chauffage est accompagné de l'application de pression à la nappe.

   22. Procédé de formation d'un séparateur poreux, <EMI ID=66.1>

   particules, fibres ou filaments de matière cellulosique par un élément d'un système catalytique à plusieurs éléments dont les différents éléments après réaction mutuelle forment un agent d'amorçage efficace à basse pression pour polymériser des 1-oléfines, puis on fait réagir la matière cellulosique traitée avec l'élément restant du système catalytique, on polymérise une 1-oléfine aliphatique contenant moins de six atomes de carbone sur la matière en mettant la matière cellulosique par le catalyseur en contact avec la 1-oléfine pour former des coques de polymère directement sur la matière cellulosique, on élimine le

   <EMI ID=67.1>

   cellulosique portant des coques de polymère, on agite la matière cellulosique revêtue de polymère pour disperser individuellement les fibres revêtues de polymère, on transforme ces fibres revêtues de polymère individuellement dispersées en une nappe poreuse de fibres entrelacées au hasard, on traite la nappe par un agent mouillant, puis on chauffe la nappe ainsi formée à la température de ramollissement du polymère pour souder les coques polymères sur les particules et obtenir un séparateur autoportant.

   23. Procédé suivant la revendication 22, caractérisé en ce que le chauffage est accompagné d'une compression des particules ainsi formées.

   24. Procédé suivant la revendication 22, caractérisé en ce que la 1-oléfine aliphatique est un gaz.

   <EMI ID=68.1>

   en ce que le gaz est l'éthylène.

   <EMI ID=69.1>

   caractérisé en ce que le gaz est le propylène.

   <EMI ID=70.1>

   à partir de fibres portant une surface polymère, caractérisé en ce qu'on agite ces fibres pour les disperser individuellement, on met en suspension les fibres individuelles dans un fluide, on dépose les fibres en suspension au hasard pour former une nappe de fibres entrelacées et se recoupant associées au hasard, on traite la nappe par un agent mouillant, puis on chauffe la nappe pour ramollir la surface de polymère et on refroidit la nappe pour faire durcir la surface de polymère afin de souder ensemble les fibres en leurs points d'intersection dans la nappe.