CS272826B1 - Separator for zinc-buler cell and method of its production - Google Patents

Separator for zinc-buler cell and method of its production Download PDF

Info

Publication number
CS272826B1
CS272826B1 CS689088A CS689088A CS272826B1 CS 272826 B1 CS272826 B1 CS 272826B1 CS 689088 A CS689088 A CS 689088A CS 689088 A CS689088 A CS 689088A CS 272826 B1 CS272826 B1 CS 272826B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
separator
cellulose
starch
cell
zinc
Prior art date
Application number
CS689088A
Other languages
English (en)
Other versions
CS689088A1 (en
Inventor
Jaroslav Ing Csc Cerny
Jana Ekertova
Stanislav Smakal
Bedrich Ing Janalik
Original Assignee
Jaroslav Ing Csc Cerny
Jana Ekertova
Stanislav Smakal
Bedrich Ing Janalik
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 Jaroslav Ing Csc Cerny, Jana Ekertova, Stanislav Smakal, Bedrich Ing Janalik filed Critical Jaroslav Ing Csc Cerny
Priority to CS689088A priority Critical patent/CS272826B1/cs
Publication of CS689088A1 publication Critical patent/CS689088A1/cs
Publication of CS272826B1 publication Critical patent/CS272826B1/cs

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Primary Cells (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Description

Vynález se týká separátoru zinkoburelového článku sestaveného ze zinkové anody, . burelové katody, vodného elektrolytu obsahujícího jako hlavní složky chlorid zinečnatý ZnCl2 a chlorid amonný NHjCl, separátoru podle vynálezu a konstrukčních součástí zajištujících uzavření, obal a kontakt článku s napěťovými vstupy elektrického spotřebiče.
Zinkoburelové články se obvykle sestavují tak, že se do zinkového kalíšku vloží separátor ve tvaru pravoúhlého čtyřúhelníku, který vytvoří plášťovou separaci na vnitřní válcové ploše kalíšku, a v další operaci se vsune na dno kalíšku kruhový výstřižek separátoru s obvodovými sklady ve tvaru mělké misky, čímž se vytvoří dýnková separace článku. Do takto separátorem vyloženého kalíšku se lisuje katodová burelová směs, zalisuje se katodový uhlík a článek se opatřuje dalšími konstrukčními prvky pro jeho utěsnění a kontakt s napěťovými'vývody elektrického spotřebiče.
Separátor zajišťuje elektrickou izolaci burelové katody od zinkové anody a současně umožňuje difúzi rozpuštěných složek elektrolytu k zinkové anodě a produktů vybíjecí reakce od anody do pórů burelové katody. Aby byla zajištěna rovnoměrná difúze složek elektrolytu a produktů reakce v celé stykové ploše anody a katody, opatřuje se obvykle základový separátorový papír s vysokou mechanickou pevností nátěrem vodné suspenze látek, které po vysušení vytvářejí na základovém papíru separační vrstvu.
Tyto látky v článkovém elektrolytu bobtnají a tím vytvářejí v celé stykové ploše katody a anody iontově propustnou vrstvu. Nabobtnalá vrstva současně slouží jako zásobník elektrolytové vody, který je v kontaktu s anodou. Pro vytvoření separační vrstvy se používají například obilní mouka, různé druhy přírodních nebo chemicky upravených škrobů, jejichž přilnavost k papíru je zajištěna přídavkem látek na bázi celulózy, nebo podobných látek, které mají lepivý účinek a samy v článkovém elektrolytu bobtnají. Lze též použít iontoměnných pryskyřic a řady dalších látek, které lze obecně charakterizovat schopnosti bobtnat v článkovém elektrolytu a po celou dobu skladování a funkce článku vázat v separační vrstvě dostatečné množství elektrolytové vody.
Kromě bobtnavých složek může separační vrstva obsahovat inhibitor vodíkové koroze zinku a další přísady zajišťující její vhodné vlastnosti jako například její elastičnost a schopnost vázat vzdušnou vlhkost pro zajištění vhodných mechanických vlastností separátoru při jeho stříháni a vsouvání do zinkového kalíšku. Jako inhibitor koroze lze použít například chlorid rtuťnatý HgClg, oxid rtuťnatý HgO, kalomel HggClg, fluorové deriváty polyetylenoxidu, hexadecylamin a další látky snižující vodíkovou korozi zinku. Pro vázání vzdušné vlhkostí se obvykle používají chlorid zinečnatý ZnCl^ nebo chlorid hořečnatý lígClg. Pro úpravu mechanických vlastností separátoru se dále používají změkčovadla nebo plniva.
Složeni separační vrstvy se volí podle požadavků na elektrické parametry článků a podle složení článkového elektrolytu. Podle patentu USA č. 3756859 je pro články určené pro rychlé vybíjení s elektrolytem obsahujícím 35 % roztok chloridu zinečnatého použit separátor ze styrendivinylbenzenové katexové pryskyřice s molárnim obsahem dívinylbenzenu do 3 %. Podle patentu USA č. 3345215 je separační vrstva článku vytvořena srážením sodné soli karboxymethylcelulózy chloridem hořečnatým nebo srážením alginátu sodného chloridem zinečnatým. Patent USA č, 3018316 popisuje separátor s formaldehydem síťovaným polyakrylamidem. Patent USA č. 2500950 popisuje separátor z pšeničného škrobu síťovaného epichlorhydrinem nebo dichlorpentanem, patent USA č. 3892591 popisuje separátor z eterifikovaného škrobu vázaného na papír rozpustnou methylcelulozou v methylalkoholu.
Ve všech uvedených příkladech jsou vždy složky separační vrstvy předem chemickýmimi postupy ve vodném prostředí preparovány nebo upraveny, vysušeny a poté opět převáděny do vodné suspenze vhodného složení, natírány na základový separační papír a po opětném sušení separátoru je tento použit pro sestavu článku. Složení separačních vrstev je obvykle úzce vázáno na požadovaný vybíjecí režim článku, což neodpovídá
CS 272 826 Bl současným požadavkům na články řady P podle normy IEC 86-2 z roku 1987 pro univerzální použití jednoho druhu článku pro spotřebiče s různými proudovými odběry.
Tyto nevýhody řeší separátor zinkohurelového článku podle vynálezu, složený z papírového nosiče a k němu přilehlé separační vrstvy obsahující škrob, látku na bázi celulózy a látky ovlivňující její chemické a mechanické vlastnosti.·Podstata vynálezu spočívá v tom, že škrob a látka na bázi celulózy jsou společně sitovány epichlorhydrinem. Tento separátor lze vyrobit podle vynálezu tak, že škrob a látka na bázi celulózy se podrobí společné chemické sítovací reakci s epichlorhydrinem, a to přídavkem epichlorhydrinu v množství 0,05 až 1 %, vztaženo na součet hmotností sušin škrobu a látky na bázi celulózy, přímo do separačního nátěru.
Chemicky neupravený přírodní Škrob v článkovém elektrolytu obsahujícím chlorid amonný a chlorid zinečnatý bobtná v takovém rozsahu, že dochází k úplnému rozpadu škrobových zrn. Sítovací reakcí, to je vzájemným propojením polysacharidických řetězců epichlorhydrinem se vnitřní struktura škrobového zrna modifikuje tak, že dojde v článkovém elektrolytu k jeho nabobtnání, fyzikálně však zrna zůstávají zachována. Stupeň bobtnání lze řídit poměrem hmotnosti epichlorhydrinu na hmotnostní jednotku škrobu.
Při sítování škrobu suspendovaného v prostředí nabobtnalé látky na bázi celolózy dochází vzhledem k chemické podobnosti této látky se škrobem k sítovací reakci i na jejích makromolekulábh, což vede ke snížení jeji bobtnavosti s výsledným zachováním stabilní nabobtnalé separační vrstvy schopné vázat elektrolytovou vodu po celou dobu skladování a vybíjení článku. Bez použití sítovací reakce dochází v článkovém elektrolytu hydrolýzou škrobu k výraznému snížení viskozity separační vrstvy a k průniku produktů hydrolytické reakce do základového papiru, čímž je likvidována separační Vrstva jako taková i její funkce jako zásobník elektrolytové vody.
Částice kopolymeruivinylacetát/akrylát dávají separační vrstvě pružnost nezbytnou při mechanickém vkládání separátoru do článku a současně přispívají po jejím nabobtnání v článkovém elektrolytu k získání tixotropních vlastnosti. Bez přítomnosti tohoto tixotropního plniva dochází při vybíjení článku vlivem osmotického tlaku ke zřeáování na anodě vznikajícího chloridu zinečnatého a k vytlačování nabobtnalé separační vrstvy mimo plochu styku anody s katodou, obvykle nad horní hranu nalisovaného katodového válečku v článku. Tim se opět ztrácí absorpční kapacita separační vrstvy pro elektrolytovou vodu.
Je výhodné, aby separační nátěr obsahoval suspenzní nebo rozpustné barvivo označující natřenou plochu papírového nosiče. Použité barvivo nesmí obsahovat kovy, které zvyšují vodíkovou korozi zinku.
Příklad 1
Do 488 litrů vody ohřáté na teplotu 70 až 75 °C se za míchání přidá 1,1 kg hydroxidu sodného NaOh a po jeho rozpuštění 58,5 kg methyleelulózy MH-50. Suspenze methylcelulózy se nechá volně chladnout, přičemž dochází k jejímu bobtnání. K 388 litrům vody se přidá za stálého míchání 40 kg vodné disperze kopolymeru vinylacetát/akrylát Adhecryl OT, dále 0,7 kg hydroxidu sodného NaOH a po jeho rozpuštění se přidá 2,1 litru epichlorhydrinu. Dále se po částech přidá 315 kg bramborového škrobu a suspenze se obarví 0,5 litru Spoloxylové červeně GL 12067· Suspenze škrobu se za stálého míchání ohřeje na teplotu 40 až 45 °C a pak se přečerpá do míchané suspenze methylcelulózy zchladlé na teplotu 40 až 45 °C. Škrob a methylcelulóza se nechá v alkalickém prostředí za míchání reagovat s epichlorhydrinem při teplotě 20 až 45 °C 15 až 20 hodin.
Po této době se ve 30 litrech vody ohřáté na 40 až 50 °C rozpustí 5,8 kg chloridu sodného NaCl a 16 kg chloridu rtutnatého HgClg, roztok se obarví 2 litry Spoloxylové červeně GL 12067 a pomalu se vmíchá do reakčni směsi škrobu a methylcelulózy. Po úplné hmogenizaci separačního nátěru se tento natírá na separační ..podkladový kraft papír
CS 272 826 Bl v takové vrstvě, aby po usušení v proudu vzduchu maximálně 130 °C teplého byla hmotnost separační vrstvy 30 až 60 g na 1 m2. Separační nátěr pro pláštový separátor se natírá na základový papír s gramáží 50 až 70 g na 1 m2, separační nátěr pro dýnkový separátor se natírá na základový papír s gramáží 100 až 140 g ha 1 m2. Separátor je vhodný pro články určené pro rychlé i pomalé vybíjení.
Příklad 2 . Separátor se připraví postupem podle příkladu 1 s tím rozdílem, že se použije 96 kg vodné disperze Adhecryl 0Γ. Separátor vykazuje při vybíjení článku zvýšenou' odolnost vůči vytlačování separační vrstvy nad katodu.
Příklad 3
Separátor se připraví postupem podle příkladu 1 nebo příkladu 2 s tim rozdílem, že místo hydroxidu sodného NaOH se použije ekvivalentní množství hydroxidu draselného KOH. Separátor je vhodný pro články určené pro rychlé i pomalé vybíjení.

Claims (2)

  1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU
    1. Separátor zinkoburelového člínku složený z papírového nosiče a kněmu přilehlé separační vrstvy obsahující škrob, látku na bázi celulózy a látky ovlivňující její chemické a mechanické vlastnosti, vyznačující se tím,, že škrob a látka-na bázi celulózy jsou společně sítovány epichlorhydrinem.
  2. 2. Způsob výroby separátoru podle bodu 1, vysušením papírového nosiče jednostranně natřeného separačním nátěrem obsahujícím vodu, škrob nebo škrob sítovaný epichlorhydrinem, látku na bázi celulózy a látky ovlivňující chemické a mechanické vlastnosti separační vrstvy, vaznačený tím, že škrob a látka na bázi celulózy se podrobí společné chemické sítovací reakci s epichlorhydrinem, a to přídavkem epichlorhydrinu v množství 0,05 až 1 %, vztaženo na součet hmotností sušin škrobu a látky na bázi celulózy, přímo do separačního nátěru.
CS689088A 1988-10-19 1988-10-19 Separator for zinc-buler cell and method of its production CS272826B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS689088A CS272826B1 (en) 1988-10-19 1988-10-19 Separator for zinc-buler cell and method of its production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS689088A CS272826B1 (en) 1988-10-19 1988-10-19 Separator for zinc-buler cell and method of its production

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS689088A1 CS689088A1 (en) 1990-06-13
CS272826B1 true CS272826B1 (en) 1991-02-12

Family

ID=5416958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS689088A CS272826B1 (en) 1988-10-19 1988-10-19 Separator for zinc-buler cell and method of its production

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS272826B1 (cs)

Also Published As

Publication number Publication date
CS689088A1 (en) 1990-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2988455A (en) Polysaccharide composition and method of manufacture
CA2361722C (en) Biopolymer nanoparticles
US4454268A (en) Starch-based semipermeable films
JP2935441B2 (ja) 澱粉を基本成分とする分解性の肉薄成形体の製造方法
CA1076990A (en) Porous diaphragms
KR19990022260A (ko) 전기화학전지 분리재
CN102504350A (zh) 一种可降解食品包装纸及其制备方法
CA2019481C (en) Gellan gum sizing
US4575519A (en) Porous chitin shaped article and production thereof
CN115887730A (zh) 适用于水胶体敷贴的微球及其制备方法以及复合蛋白缓释水胶体敷贴
CS272826B1 (en) Separator for zinc-buler cell and method of its production
DE2444514C3 (de) Primäre Trockenzelle
JPS59192093A (ja) バイオマスの酵素処理用前処理方法
US5192628A (en) Alkaline electrolyte for galvanic elements
US4194024A (en) Method of making hydrophilic articles of water-insoluble polymers
US2900433A (en) Barrier films for galvanic cells
US3081372A (en) Heat sealable separator film
EP0103772B2 (de) Trockengemische zur Herstellung von wässrigen Klebstoffen sowie deren Verwendung zum Verkleben von Papieren
US3092518A (en) Anode film layer for galvanic cells
Pulat Preparation of gelatin and chitosan hydrogels beads
US3607377A (en) Electroconductive paper
AU723792B2 (en) Coated paper separators for electrolytic cells
Hasan et al. Binding agents and packaging materials of supercapacitors from biomass
JP2711880B2 (ja) 乾電池の電解液ゲル化剤及びゲル状電解液
US3922434A (en) Method of producing a temporarily product and products produced according to said method