CZ292941B6 - Vícevrstevný plochý materiál použitelný jako separátor a způsob jeho výroby - Google Patents

Vícevrstevný plochý materiál použitelný jako separátor a způsob jeho výroby Download PDF

Info

Publication number
CZ292941B6
CZ292941B6 CZ1998857A CZ85798A CZ292941B6 CZ 292941 B6 CZ292941 B6 CZ 292941B6 CZ 1998857 A CZ1998857 A CZ 1998857A CZ 85798 A CZ85798 A CZ 85798A CZ 292941 B6 CZ292941 B6 CZ 292941B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
layer
separator
fibers
sheet material
multilayer sheet
Prior art date
Application number
CZ1998857A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ85798A3 (cs
Inventor
George C. Zguris
Frank C. Harmon
Original Assignee
Hollingsworth And Vose Company (Mass.Corp)
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 Hollingsworth And Vose Company (Mass.Corp) filed Critical Hollingsworth And Vose Company (Mass.Corp)
Publication of CZ85798A3 publication Critical patent/CZ85798A3/cs
Publication of CZ292941B6 publication Critical patent/CZ292941B6/cs

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411Organic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/44Fibrous material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/06Lead-acid accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411Organic material
    • H01M50/414Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431Inorganic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/431Inorganic material
    • H01M50/434Ceramics
    • H01M50/437Glass
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/457Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00Electrolytes
    • H01M2300/0002Aqueous electrolytes
    • H01M2300/0005Acid electrolytes
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

Vícevrstevný plochý materiál použitelný jako separátor v baterii typu VRLA, který obsahuje první vrstvu (12) a druhou vrstvu (14), přičemž první vrstva (12) neobsahuje přidané pojivo a skládá se ze skleněných vláken (18) a druhá vrstva neobsahuje přidané pojivo a skládá se ze skleněných vláken (18) a částic (16) prášku křemičitého materiálu inertního vůči reakcím probíhajícím v baterii a k materiálům přítomným v bateriích, kdy prášek má střední velikost částic (16) v rozmezí od 0,001 .mi.m do 20 .mi.m, která je menší než otvory v sítu papírenského stroje, a prášek obsažený ve vícevrstevném plochém materiálu je retenátem papíroviny pro druhou vrstvu (14) zachyceným ve vícevrstevném plochém materiálu první vrstvou (12), a způsob jeho výroby.ŕ

Description

Předkládaný vynález se obecně týká baterií a zvláště separátorů obsahujících skleněná vlákna, umístěných mezi kladnými a zápornými deskami baterií, a způsobu výroby takových separátorů.
Dosavadní stav techniky
V textu používaný termín „síto“ (wire) znamená ve vztahu k papírenskému stroji povrch stroje, na který se nanáší při výrobě papíru suspenze papíroviny, a může jít například o síto papírenského stroje typu fourdrinier (papírenský stroj s podélným sítem) nebo vakuový buben papírenského stroje typu rofotomer (papírenský stroj s válcovým tvářecím sítem).
Baterie typu VRLA („valve regulated lead acid), jinak „těsné“ nebo „rekombinantní“, jsou v oboru známy; obsahují obvykle řadu kladných a záporných desek, jak je tomu u hranatého článku, nebo vrstvy separátorů a kladných a záporných elektrod navinutých na sobě, jako je tomu v gelovém válcovém článku. Desky jsou uspořádány tak, že se střídají zápomá-kladná-zápomá atd. se separátorem, který odděluje každou desku od desek sousedních. Separátor je typicky složen z rohože (mat) ze skleněných vláken a je z inertního materiálu; zadržuje kyselinu baterie bez rozvrstvování a poskytuje nízký elektrický odpor. Navíc poskytuje materiál separátorů u baterií VRLA velké množství plynových kanálků mezi deskami, kterými může migrovat kyslík z kladné elektrody, kde se vytváří, k záporné elektrodě, kde může rekombinovat s vodíkem v souladu s kyslíkovým cyklem. Další důležitou funkcí separátorů je vyvíjet tlak mezi deskami a tím zajišťovat přítomnost rozhraní mezi plochami desek, pastou nebo aktivními materiály elektrolytu a kyslíkem.
Separátor ze skleněných vláken se komerčně vyrábí na papírenském stroji včetně strojů typu fourdrinier a rotoformerů, nakloněných strojů fourdrinier a rotoformerů s prodlouženou sítí. Při výrobě separátorů ze skleněných vláken pro baterie VRLA je výhodné, když se k suspenzi papíroviny (fumish) pro výrobu pásů separátorů nepřidává žádné organické pojivo; pro udržování kohezivní struktury pásu slouží zapletení jednotlivých vláken a jako pojivo slouží vodní sklo, které se někdy vytváří na povrchu vláken. Organická pojivá však mají sklon snižovat schopnost separátorů nasávat kyselinu a snižovat množství kyseliny, které může separátor zadržet. Velké úsilí bylo věnováno modifikaci suspenze papíroviny skleněných vláken, ze které se vyrábějí separátory, s cílem dosáhnout zlepšení výkonu akumulátoru a/nebo snížit cenu separátorů. Některý z prací byly zaměřeny na přídavek syntetických vláken z různých důvodů, jako například použití teplotou formovatelných plastických vláken, takže separátor může být na svých koncích teplem ztaven a tak lze dosáhnout obalení desky. Další práce spadající do odboru vynálezu byla zaměřena na použití plnidla, například oxidu křemičitého, za poskytnutí separátorů srovnatelných s ostatními separátory ze skleněných vláken při nižších nákladech. Patenty zabývající se touto tématikou jsou diskutovány dále.
Patent US 4 465 748 (Harris) popisuje materiál vrstvy ze skleněných vláken pro použití jako separátorů v elektrochemickém článku, složený z 5 až 35 % hmotnostních skleněných vláken o průměru menším než 1 pm; patent rovněž popisuje vrstvu ze skleněných vláken pro toto použití, ve které jsou přítomna vlákna se spojitým rozsahem průměrů a délek vláken a většina vláken není delší než 5 mm.
Patent US 4 216 280 (Kono a další) popisuje materiál pro vrstvy ze skleněných vláken pro použití jako separátor desek v bateriích vyrobený z 50 až 95 % hmotnostních skleněných vláken o průměru menším než 1 pm a 50 až 5 % hmotnostních hrubších skleněných vláken. Hrubší
-1 CZ 292941 B6 skleněná vlákna mají podle tohoto parametru průměr vlákna větší než 5 μηι, s výhodou větší než μηι, a je výhodné, když některá hrubší vlákna mají průměry 10 pm až 30 μτη.
Patent US 4 205 122 (Minra a další) popisuje separátor pro baterie se sníženým elektrickým odporem obsahující samonosnou netkanou rohož, která se skládá v podstatě ze směsi vláken z olefinické pryskyřice s hrubostí od 4 do 13 decigrex a vláken z olefmické pryskyřice s hrubostí menší než 4 decigrex, přičemž vlákna uvedená jako druhá nejsou přítomna v množství menším než 3 díly hmotnostní na 100 hmotnostních dílů vláken; může být také použito až do 600 hmotnostních dílů inertních plnidel na 100 hmotnostních dílů vláken. Separátor pro baterie se vyrábí pomocí vhodného postupu pro vytvoření vrstvy z vhodné vodné disperze, sušením získané mokré netkané vrstvy a zahříváním usušené vrstvy při teplotě v rozmezí od teploty o 20 °C nižší, než je teplota tání výše uvedených vláken, až do teploty o přibližně 50 °C vyšší, než je teplota tání.
Patent US 4 387 144 (McCallum) popisuje separátor pro baterie s nízkým elektrickým odporem po delším používání, který se vyrábí teplotním uspořádáním a teplotním ražením pruhu papíru vytvořeného z papíroviny obsahující syntetickou vlákninu, jejíž vlákna jsou plněna anorganickým plnidlem, přičemž pruh obsahuje smáčedlo, kterým je s výhodou organický sulfonát a organický sukcinát nebo ethoxylát fenolu.
Patent US 4 373 015 (Peters a další) popisuje materiál vrstvy pro použití jako separátor v baterii, „obsahující organická polymemí vlákna“; oba příklady tohoto zdroje popisují vrstvu materiálu jako „rohož z krátkého staplového polyesterového vlákna o tloušťce přibližně 0,3 mm“ a uvádějí, že polyesterová vlákna mají průměr v rozmezí od přibližně 1 pm do přibližně 6 pm.
Vrstvy separátorů pro použití v konvenčních akumulátorech (nikoliv „valve regulated“) a obsahující jak skleněná vlákna, tak i organická vlákna, se popisují ve všech následujících patentech US: 4 529 677 (Bodendorf); 4 363 856 (Waterhouse); a 4 359 511 (Strzempko).
Patent US 4 367 271 (Hasegawa) popisuje separátory pro baterie se zlepšenou skladovatelností složené z akrylových vláken v množství až do 10 % hmotnostních ve skleněných vláknech.
Japonský patentový spis 55/146 872 popisuje separační materiál obsahující skleněná vlákna (50 až 85 % hmotnostních) a organická vlákna (50 až 15 % hmotnostních).
Patent US 4 245 013 (Clegg a další) popisuje separátor vyrobený překrytím první vrstvy vláknitého materiálu obsahujícího polyethylenová vlákna druhou vrstvou vláknitého materiálu obsahujícího polyethylen s vyšším obsahem syntetické vlákniny než v první vrstvě.
Patent US 4 908 282 (Badger) popisuje separátor obsahující vrstvu vyrobenou z prvního druhu vláken, která vrstvě propůjčují absorpční schopnost větší než 90 % a druhého druhu vláken, která vrstvě propůjčují absorpční schopnost menší než 80 %, přičemž oba druhy vláken jsou přítomny v takovém poměru, že vrstva má absorpční schopnost od 75 do 95 %. V tomto patentu se uvádí, že jestliže se separátor nasytí elektrolytem, zůstanou nenaplněné dutiny, které umožní přenos plynu pro rekombinaci od jedné desky ke druhé.
Patent US 5 091 275 (Brecht a další) popisuje separátor ze skleněných vláken, který při styku s elektrolytem expanduje. Separátor obsahuje skleněná vlákna impregnovaná vodným roztokem koloidních částic oxidu křemičitého a síranové soli. Separátor se vyrábí vytvářením papírenského pruhu skleněných vláken, impregnací pruhu vodnou směsí oxidu křemičitého a soli, lehkým stlačením impregnovaného pruhu pro odstranění části vodného roztoku, částečným sušením pruhu, stlačením pruhu na konečnou tloušťku a dokončením sušení pruhu. Pruh se s výhodou lisuje na tloušťku, která je menší než vzdálenost mezi deskami vdaném článku, takže je umožněno vložení sestaveného článku do pouzdra. Když se do pouzdra přidá elektrolyt, sůl se v elektrolytu rozpustí a separátor expanduje za poskytnutí dobrého kontaktu mezi deskami a
-2CZ 292941 B6 sěparátorem. Podle patentu přispívá oxid křemičitý k rekombinanční schopnosti článků obsahujících předem stlačený separátor. Oxid křemičitý také propůjčuje separátoru ve velké míře tuhost, takže separátor může být charakterizován jako rigidní.
Bylo zjištěno, že výroba separátorů pro baterie použitím papírenských technik zpapíroviny (fumish) ze skleněných vláken a prášků oxidu křemičitého vede k problémům způsobeným variací v koncentraci prášku oxidu křemičitého v papírovině. Typické papíroviny ze skleněných vláken mají obsah kapaliny vyšší než 98 % hmotnostních. V průběhu výroby separačních vrstev se z papíroviny odstraní voda v prvním krátkém úseku síta, na které se papírovina nalévá. Voda nazývaná jako bílá voda se recykluje a převádí zpátky do nátokové skříně stroje. Jestliže se papírovina skládá výlučně ze skleněných vláken, sítem neprojdou žádná vlákna a nepřecházejí ani do bílé vody. Papíroviny obsahují skleněná vlákna a prášek oxidu křemičitého však takové výhodné vlastnosti nemají. V nepřítomnosti pojivá procházejí významná množství křemičitého prášku z papíroviny skrz papírenské síto do bílé vody. Pokud se tento jev nekontroluje, způsobí vzrůst koncentrace křemičitého prášku v papírovině a tím nežádoucí změnu vlastností papíroviny. Dosud byl problém křemičitých a podobných prášků procházejících skrz papírenské síto řešen použitím pojiv. Dále se uvádějí patenty popisující výrobu separátoru ze skleněných vláken obsahujícího plnidlo a pojivo.
Patent US 2 653 985 (Philipp I) popisuje separátor zahrnující rohož ze skleněných vláken, s výhodou vytvořenou podle patentu US 2 306 347 (Slayter) s povrchovou vrstvou vytvořenou z materiálů ve formě částic jako je oxid křemičitý nebo křemičitany, přičemž nejvýhodnější formou oxidu křemičitého je křemelina, u které je známo více než 10 000 druhů rozsivek. Pojivo ve formě částic se mísí s částicemi povrchové vrstvy a tato směs může být formována ve formě kaše nebo vodné suspenze do vrstvy impregnací rohože skleněných vláken kaší nebo suspenzí a zahříváním rohože až do vysušení. Tato vrstva se potom naváže na rohož obsahující skleněná vlákna za vytvoření kompozitního separačního materiálu. Patent US 2 653 986 (Philipps Π) popisuje výhodné částice elastomemího pojivá pro použití v kompozitních separátorech popisovaných v patentu Philpps I.
Patent US 3 085 126 (Labino) popisuje kompozitní výrobky ze skleněných vláken pro použití jako separační materiál v bateriích. Výrobek je pružná rohož ze skleněného vlákna s velkým počtem jemných pórů, obsahující přibližně 65 až přibližně 87 % hmotnostních skleněných vláken od průměru přibližně 15 % hmotnostních skleněných vláken o průměru přibližně 0,25 až 0,5 mm a dílce ne větší než 1,6 mm, přibližně 5 až 10 hmotnostních alespoň jednoho pojivá netvořícího film, zvoleného ze skupiny koloidního oxidu křemičitého a koloidního oxidu hlinitého a přibližně 3 až 20 % hmotnostních termoplastického pojivá.
Patent US 3 022 366 (Kilroy) popisuje separátor na bázi skleněných vláken obsahující mikroporézní vrstvu s výhodou vytvořenou ukládáním kaše obsahující pojivo a jemných rozptýlených anorganických částic, které jsou inertní vůči reakcím probíhajícím v baterii a materiálům přítomným v baterii na základní rohoži ze skleněných vláken, která obsahuje také pojivo. V patentu se uvádí, že částice mohou být z křemeliny, oxidu křemičitého, práškového skla, infuzoriové hlinky, jílu, wollastonitu, pemzy a jiných přírodních a syntetických křemičitanů a dále se uvádí, že částice by neměly obsahovat nečistoty jako je železo, hliník, zirkon a jejich oxidy a jiné materiály, které budou reagovat s kyselinami baterie a snižovat kapacitu baterie. Základní rohož ze skleněných vláken se vytváří z natažených skleněných vláken, která byla vytvořena a navinuta na buben. Průměr těchto vláken je v rozmezí 200 až 400 mm.
Patenty US 4 216 281 a 4 265 985 (O'Rell a další I a Π) popisují separátor obsahující 30 až 70 % hmotnostních vláknité polyolefmové syntetické vlákniny, 15 až 65 % hmotnostních křemičitanového plnidla ve formě částic (velikost částic 0,01 až 20 pm) a přibližně 1 až 35 % hmotnostních dlouhých papírenských staplových vláken včetně vláken skleněných. Tento patent přímo hovoří o použití látky napomáhající retenci pro zlepšení retence křemičitanového plnidla ve vláknité tkáni a s výhodou dvousložkové směsi napomáhající retenci.
-3CZ 292941 B6
Patent US 4 529 677 (Bodendorf) popisuje separátor baterie, který je smáčitelný kyselinou ale ne vodu, a který obsahuje od přibližně 5 do přibližně 20 % hmotnostních polyolefinového vlákna, od přibližně 2 do přibližně 15 % hmotnostních polyesterového vlákna, od 0 do přibližně 20 % hmotnostních skleněného vlákna, od přibližně 40 do přibližně 75 % hmotnostních křemeliny a od přibližně 7 do přibližně 20 % hmotnostních akrylátového kopolymemího pojivá, zahrnujícího silanové vazebné činidlo připojené na polymemí kostru, přičemž uvedený separátor je charakterizován celkovým objemem pórů přibližně 70 % nebo vyšším s průměrnou velikostí pórů mezi přibližně 5 až přibližně 30 pm a ohmickým odporem přibližně 0,097 ohm/cm2 nebo menším.
Patent US 3 753 784 (Eisenacher) popisuje vícevrstvý separační materiál pro olověné akumulátory. Separátor má alespoň tři vrstvy. Dvě vnější vrstvy složené ze skleněných vláken a vnitřní vrstvu, uloženou mezi vrstvy skleněných vláken, která obsahuje latexem navázaný oxid křemičitý, křemelinu apod.
Patent US 5 225 298 (Nakayama a další) popisuje olověnou baterii (scaled lead acid batteiy) a separátor pro použití v takové baterii. Separátor může obsahovat skleněná vlákna malého průměru samotná nebo v kombinaci se skleněnými vlákny a křemičitým práškem, s výhodou křemičitým práškem vyrobeným mokrým způsobem. Podle patentu se separátor obsahující prášek oxidu křemičitého a skleněná vlákna vyrábí běžným způsobem výroby vrstev, při kterém jsou skleněná vlákna a křemičitý prášek dispergovány v okyselené vodě při pH s výhodou 2,5. Patent uvádí, že „v případě nutnosti může být pro zvýšení fixace prášku pro zlepšení výtěžku“ (sloupec 8, ř. 14 a 15) použit polymemí koagulant jako je polyakrylamid apod. a dále uvádí, že při použití vláken obsahujících alkalický křemičitan se „na povrchu vláken vytváří materiál podobný vodnímu sklu“. V patentu se dále uvádí, že prášek oxidu křemičitého může být v separátoru přítomen v rozmezí od 5 do 70 % hmotnostních vzhledem ke skleněným vláknům,, ale specificky uvádí výrobu separačního materiálu snebo bez přítomnosti prášku oxidu křemičitého pouze ze skleněných vláken obsahujících alkalický křemičitan.
Podstata vynálezu
Předkládaný vynález se zakládá na objevu, že prášek oxidu křemičitého (silica powder) může být zaveden do separátoru na bázi skleněných vláken, který neobsahuje pojivo, a že takový separátor může být vyráběn na papírenském stroji, aniž by způsoboval výše uvedené potíže s koncentraci prášku oxidu křemičitého.
Separátor se skládá ze skleněných vláken a prášku oxidu křemičitého nebo jiného práškového materiálu inertního vůči reakcím probíhajícím v baterii a materiálům přítomným v baterii. Separátor se připravuje podle způsobu podle předkládaného vynálezu nanášením papíroviny ze skleněných vláken z první nátokové skříně na síto papírenského stroje za vytvoření tenké první vrstvy rohože ze skleněných vláken s výhodou s gramáží v okolí 20 až 50 g/m2 a výhodněji 30 až 40 g/m2, nanesením papíroviny ze skleněných vláken a prášku oxidu křemičitého nebo jiného inertního prášku z druhé nátokové skříně na tenkou první vrstvu rohože skleněných vláken, jako druhé vrstvy s gramáží v blízkosti 150 až 300 g/m2 a s výhodou 200 až 150 g/m2 za vytvoření dvouvrstvého separátoru ze skleněných vláken a inertního prášku, který neobsahuje organická pojivá a má gramáž přibližně 200 až 300 g/m2. Způsob se provádí za podmínek podrobněji popisovaných níže tak, že inertní prášek z druhé nátokové skříně se zachytí ve dvouvrstvém separátoru a neprochází proto tedy sítem papírenského stroje.
Předmětem předkládaného vynálezu je tedy zavést prášek oxidu křemičitého nebo jiný inertní prášek do separátoru ze skleněných vláken bez použití pojivá.
Dalším předmětem vynálezu je vyrobit takový separátor na běžném papírenském zařízení, jako je stroj typu fourdrinier nebo rotoformer, bez potíží spojených s průchodem prášku oxidu křemičitého nebo jiného prášku skrz papírenské síto.
-4CZ 292941 B6
Dalším předmětem vynálezu je poskytnutí separátoru, který se zvláště hodí pro použití v bateriích typu VRLA.
Ve specifickém provedení předkládaného vynálezu se poskytuje plněný separátor ze skelných vláken bez pojivá označený na obr. 2 jako separátor 10 a způsob výroby separátoru. Separátor se skládá z první vrstvy 12 obsahující skleněná vlákna a z druhé vrstvy 14 obsahující směs skleněných vláken a prášku oxidu křemičitého. První vrstva 12 je tenčí než druhá vrstva 14. První vrstva 12 má s výhodou gramáž od 20 do 50 g/m2, tj. arch o ploše 1 m2 má hmotnost mezi 20 a 50 g. Výhodněji má první vrstva 12 gramáž 30 až 40 g/m2. Jestliže tloušťka první vrstvy 12 se pohybuje v rozmezí vzniklém pro gramáž v uvedených mezích, je možné maximalizovat množství křemičitého plnidla v separátoru 10. Bylo zjištěno, že první vrstva 12 s gramáží pouze 20 až 30 g/m2 je dostatečně silná pro zabránění průchodu prášku oxidu křemičitého z druhé vrstvy 14 sítem papírenského stroje. V rámci předkládaného vynálezu je však i poskytnutí první vrstvy 12, která má gramáž větší než 50 g/m2.
Druhá vrstva 14 ukázaná ve větším zvětšení na obr. 1 obsahuje směs částic 16 prášku oxidu křemičitého a skleněných vláken 18. Ve výhodném provedení vynálezu jsou částice 16 prášku oxidu křemičitého anorganicky navázány na skleněná vlákna 18 vodním sklem (na obr. není ukázáno). Toho se dosahuje způsobem popisovaným podrobněji níže řízením složení a kyselosti papírovin použitých pro výrobu vrstev 12 a 14 separátoru 10.
První vrstva 12 a druhá vrstva 14 se skládá ze skleněných vláken, popřípadě skleněných vláken a prášku oxidu křemičitého. Tyto vrstvy neobsahují organická pojivá nebo látky napomáhající retenci v množstvích, která by mohla ovlivnit výkon baterie, ve které je separátor 10 použit. Tyto vrstvy mohou obsahovat organická vlákna, zvláště taková, která jsou známa jako vhodná pro použití při výrobě separačních materiálů. Příklady takových vláken jsou polyester, polyethylen, polypropylen, jiné polyolefiny, akrylová a podobná vlákna včetně vláken dvousložkových jako vedle sebe, tak i ve formě opouzdřeného jádra. Vhodná vlákna složená z opouzdřených jader jsou dostupná od japonské firmy Kurary pod obchodním názvem SOFIT N 720. Dvousložková vlákna při svém použití dodávají separačnímu materiálu pevnost, protože složka s nižší teplotou tání měkne při sušení separátoru a umožňují termální svařování, protože složka s vyšší teplotou tání měkne při teplotách používaných při svařování. Jednosložková vlákna mohou být použita pro omezení schopnosti separátoru zadržovat elektrolyt při použití materiálu v baterii, takže kompletní baterie může být propláchnuta elektrolytem a zformována a nadbytečný elektrolyt může být potom z baterie slit; separátor zadržuje pouze takové množství elektrolytu, které dostačuje k rekombinaci baterie.
Separátor podle předkládaného vynálezu se s výhodou vyrábí na papírenském stroji jako je stroj typu fourdrinier, jeho část je ukázána obecně pod číslem 30 v obr. 3. Stroj 30 obsahuje první nátokovou skříň 32 pro ukládání první části papíroviny za vytvoření prvního pásu 34 na sítu papírenského stroje 36. které se otáčí ve směru hodinových ručiček a posunuje na obr. 3 první pás 34 zleva doprava. Papírovina má extrémně malý obsah pevných látek a skládá se primárně z okyselené vody. Většina tekutiny z papíroviny protéká papírenským sítem 36 v prvním krátkém úseku síta. V podstatě všechna skleněná vlákna z papíroviny se zachytí na papírenském sítu 36.
Druhá nátoková skříň je umístěna dále pro ukládání druhé vrstvy papíroviny na pás 34 pro výrobu dvouvrstvého pásu 40 obsahující první pás 34 a druhý pás 42 na horním povrchu prvního pásu 34· Dvouvrstvý pás 40 postupuje na papírenském sítu zleva doprava a opouští síto s obsahem pouze malého podílu tekutiny, která byla v papírovinách nanesených na síto z první a druhé nátokové skříně 32 a 38. Za zobrazenou částí stroje 30 prochází dvouvrstvý pás sušicími stanicemi, které typicky zahrnují velké válce (nejsou ukázány na obrázku), zahřívané na teplotu vyšší než 100 °C. Pás je sušen a navinován do rolí před nebo po nařezání na velikost vhodnou pro použití jako separátor baterie.
-5CZ 292941 B6
Tekutina, která se odstraní z papírovin, protéká papírenským sítem 36 a shromažďuje se do odvodu podsítové vody (není ukázán na obrázku), ze kterého se recykluje zpět systémem. Kapalina, obecně označovaná jako bílá voda, se okyselí a používá stále znovu při výrobě separátoru. V dosavadních způsobech výroby plněného separátoru z papíroviny obsahující malé částice oxidu křemičitého nebo jiného inertního prášku bylo nutno používat prostředků napomáhajících retenci pro fixaci částic ve vláknitém pásu pro zabránění kolísání koncentrace prášku v papírovině, způsobené průnikem prášku papírenským sítem. Při výrobě separátoru podle předkládaného vynálezu se úplně odstraní potřeba prostředků napomáhajících retenci a možnosti sníženého výkonu, který bylo možno připisovat přítomnosti nebo charakteru prostředku napomáhajícího retenci.
Přehled obrázků na výkresech
Obr. 1 ukazuje část separátoru s plnidlem podle předkládaného vynálezu ve velkém zvětšení.
Obr. 2 je pohled na vertikální řez ukazující materiál separátoru podle předkládaného vynálezu.
Obr. 3 je schematické znázornění papírenského stroje fourdrinier včetně druhé nátokové skříně pro výrobu separátoru podle předkládaného vynálezu.
Obr. 4 je schematické znázornění papírenského stroje rotoformer včetně druhé nátokové skříně použité při výrobě separátoru podle předkládaného vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Dvojvrstvé ruční archy plněného separátoru ze skelných vláken byly vytvořeny v laboratorním přístroji postupným ukládáním papírovin pro první a druhou vrstvu na síto a odtažením vody. Přístroj obsahoval nádrž se sítí na dně, pod sítem byl umístěn odtah, kohout, kterým se odtah otevíral a zavíral a ramena, která se pohybovala vpřed a vzad pro simulaci pohybu papíroviny v komerčním papírenském stroji a vytvořila „strojový směr“ paralelní ke směru pohybu ramen. Papírovina obsahovala okyselenou vodu, pH 2,7 a pevné látky byly tvořeny ze 70 % hmotnostních skleněnými vlákny Schuller 206 s průměrem vlákna v průměru 0,76 pm a z 30 % hmotnostních skleněnými vlákny Schuller 210X s průměrem vlákna v průměru 3,0 pm. Papírovina pro první vrstvu byla vlita do přístroje a odtažena sítem za vytvoření první vrstvy na sítu s gramáží přibližně 50 g/m2. První vrstva zůstala na sítu laboratorního přístroje a na tuto vrstvu byla ukládána papírovina pro druhou vrstvu. Papírovina pro druhou vrstvu se skládala z okyselené vody pH 2,5 a pevné látky byly tvořeny z až 70 % hmotnostních amorfního oxidu křemičitého a 30 % hmotnostních skleněných vláken Schuller 206. Papírovina pro druhou vrstvu byla odtažena skrz první vrstvu a síto za vytvoření druhé vrstvy s gramáží přibližně 250 g/m2 na horním povrchu první vrstvy. Ruční archy dvouvrstvého separátoru byla pak zahřátý v sušárně na teplotu 150 °C po dobu 30 min a potom byly testovány za získání následujících dat.
Gramáž 309,25 g/m2
Tloušťka (pod tlakem 10,34 kPa) 1,75 mm
Pevnost v tahu (kPa celkem) 0,37
Tažnost (% z celku) 1,3
Maximální velikost póru (pm; 1. bublina) 23
Specifický povrch (m2/g) 1,5
Knotový efekt, voda (s/10 mm) 118
% prázdného objemu (obj/obj) 84
-6CZ 292941 B6
Výše uvedený údaj „knotového efektu“ byl stanoven postupem popsaným v patentu
US 5 225 298, sloupec 7, řádky 20 a následující, s použitím vody namísto tam uváděné kyseliny sírové.
Skleněná vlákna Schuller 206 a 210 použitá v příkladu 1 a následujících příkladech mají stejné jmenovité složení, které se však čas od času mírně mění. Střední hodnoty v procentech hmotnostních vypočtené z dat dodávaných firmou Schuller pro období provádění příkladů se udávají stále:
SiO2 65,40
A12O3 2,99
CaO 5,88
MgO 2,79
Na2O 16,11
K2O 0,69
B2O3 5,31
f2 1,02
Schuller také udává, že sklo obsahuje v množstvích menších než 0,1 % Fe2O3, TiO2, ZrO2, Cr2O3, SrO, BaO, MnO, ZnO, Li2O, SO3 a Pb.
Amorfní oxid křemičitý použitý v příkladu 1 je komerčně dostupný. Má následující fyzikální a chemické vlastnosti, udávané pro obchodní produkt.
Hustota (g/cm ) 2,1
Sypná hmotnost Volný, nemletý Balený, nemletý Volný, mikronizovaný Balený, mikronizovaný 535 kg/m3 545 kg/m3 144 kg/m3 224 kg/m3
Střední velikost aglomerátu Dispergace nízkou energií, nemletý Ultrazvukové dispergace, nemlety Mikronizovaný 35 pm 18 pm 1,2 pm
Mezní velikost částic 1 pm
Specifický povrch (BET, N2) 1,4 m2/g
SiO2, vztaženo na bezvodou látku 98+ %
SiO2 jako bylo dodáno 93%
F 1,46%
A12O3 0,13 %
Obsah Na2O, K2O, CaO, MgO, TiO2, Pb, Hg a As je vždy menší než 0,1 % hmotnostních.
Popisovaná skleněná vlákna podléhají reakci s uvedenými kyselými papírovinami. V důsledku této reakce se na povrchu vláken vyskytuje křemičitan sodný, který byl zachycován na sítu laboratorního přístroje, na kterém byly kompozitní archy vytvářeny. Křemičitan sodný působil jako anorganické pojivo a pomáhal při zadržování prášku oxidu křemičitého z druhé papíroviny v kompozitním archu. To může být výhodné, pokud se požaduje použití oxidu křemičitého nebo jiného plnidla s dostatečně malou velikostí částic vzhledem k minimální velikosti póru první vrstvy, kdy je vazebné působení křemičitanu sodného žádoucí pro zabránění pronikání určité části plnidla skrz první vrstvu, přičemž křemičitan sodný neinterferuje s činností kompozitní vrstvy, například jako separátoru pro baterie VRLA nebo jiné baterie. Křemičitan sodný však není nutný, protože problém je možno odstranit buď použitím vláken s nepatrně menším průměrem v první vrstvě, nebo použitím plnidla s mírně větší velikostí částic.
Postup popisovaný v příkladu 1 byl opakován pro vytvoření dalších dvouvrstvých plněných ručních archů separátoru ze skleněných vláken. Příklady papírovin obsahujících výše uvedený amorfní oxid křemičitý, které byly použity pro výrobu těchto vrstev, se uvádějí v tabulce A níže, 5 zatímco příklady papírovin obsahujících amorfní hlinitokřemičitan sodnodraselnatý, které byly použity pro výrobu těchto vrstev, jsou uvedeny v tabulce C níže. Data týkající se vlastnosti dalších dvouvrstvých ručních archů, zvláště rychlosti odkapávání, hmotnosti vzorku, kalibru (tloušťky v milimetrech při tlaku 10,34 kPa), pevnost v tahu ve směru stroje („MD“: paralelně se směrem předozadního pohybu ramen v tanku), tažnost (MD) v procentech a velikost pórů 10 v mikrometrech se uvádějí v tabulkách A-l a C-l níže. Navíc udává tabulka B výsledky dalšího testování separačního materiálu z příkladů 4 až 7.
-8CZ 292941 B6
Tabulka A
| Příklad Pevné látky v první vrstvě Pevné látky ve druhé vrstvě Gramáž g/m2
2 2,6 g (70 %) Schuller 206 a 1,1 g (30 %) skel, vláken Schuller 210X 10,4 g (70 %) výše uved.amorf.SiO2; 2,2 g (15 %) obou skel.vláken Schuller 206 a 21OX Cíl. 200: 1. vrst. 40, 2. vrst.160
3 3,2 g (70 %) Schuller 206 a 1,4 g (30 %) skel, vláken Schuller 210X 16,2 g (70 %) výše uved.amorf. SiO2; 3,5 g (15 %) obou skel.vláken Schuller 206 a 21 OX Cíl. 300: 1. vrst. 50, 2. vrst.250
4 2,6 g (70 %) Schuller 206 a 1,1 g (30 %) skel, vláken Schuller 210X 6,5 g (70 %) výše uved.amorf. S1O2; 2,8 g (30 %) skel,vlákha Schuller 206 Cíl. 140: 1. vrst. 40, 2. vrst.100
5 2,6 g (70 %) Schuller 206 a 1,1 g (30 %) skel, vláken Schuller 210X 13 g (70 %) výše uved.amorf. SiO2; 5,6 g (30 %) skel.vláken Schuller 206 a 210X Cíl. 240: 1 .vrst· 40 < 2. vrst. 200
6 2,6 g (70 %) Schuller 206 a 1,1 g (30 %) skel, vláken Schuller 210X 19,5 g (70 %) výše uved.amorf. S1O2; 8,4 g (30 %) skel.vlákna Schuller 206 Cíl, 300: 1 .vrst. 40, 2.vrst.260
7 2,6 g (70 %) Schuller 206 a 1,1 g (30%) skel, vláken Schuller 210X .... · . . ... 20,7 g (70 %) výše uved.amorf. SiO2; 8,9 g (30 %) skel .vlákna Schuller 206 Cíl. 360: 1 .vrst. 40, 2.vrst.320
I
-9CZ 292941 B6
Tabulka A-1
Příkl. Rychlost kapání 60 min Hmotn. vzorku Kalibr2 Pevnost v tahu (MD) kN/m % tažnosti (MD) Velikost pórů, pm
2 183 mm1 7,29 g' 0,921 0,48 2,521 15,01
3 178 mm 8,07 g 1170 0,67 3,73 20,5
4 58 mm 6,78 g 0,855 0,26 3,03 16,4
5 68 mm 6,34 g 1,334 0,30 1,64 15,6
6 45 mm 7,22 g 1,575 0,38 1.88 12,9
7 32 mm 8,80 g 1,896 0,55 1,88 14,9
1 střec ní hodnota ze sedmi stanoven
2 tloušťka mm při tlaku 10,34 kPa
Tabulka B
Příklad 4 5 6 7
Cílová gramáž (g/m2) 140 240 300 360
Změřená gramáž (g/m2) 141,8 240,7 301,3 360,7
kalibr (tloušťka mm při tlaku 10,34 kPa) 0,85 1,344 1,575 1,896
Pevnost v tahu, kN/m MD CD 0,27 0,25 0,30 0,29 0,38 0,33 0,55 0,50
Tažnost % MD CD 1,78 1,87 1,64 1,80 1,88 1,81 1,88 1,94
Coulter, pm min max střed 3,401 16,37 5,192 2,889 15,55 4,296 2,633 12,93 3,913 2,505 14,45 3,657
Knotový efekt, voda, s/10 mm 104 102 106 109
Absorbovaná voda, % 90,1 90,2 90,2 90,8
- 10CZ 292941 B6
Tabulka C
Příklad Pevné látky v 1. vrstvě Pevné látky v 2. vrstvě Gramáž g/m2
8 3,2 g (70 %) Schuller 206 a 1,4 g (30 %) skel, vláken Schuller 210X 16,2 g (70 %) nefelin syenitu; 6,9 g (30 %) skel.vláken Schuller 206 Cíl. 300: 1 .vrst. 50, 2.vrst.250
9 3,2 g (70 %) Schuller 206 a 1,4 g (30 %) skel, vláken Schuller 210X 16,2 g (70 %) nefelin syenitu; 3,45 g (15 %) obou skel.vláken Schuller 206 a 210X Cíl. 300: 1 .vrst, 50, 2.vrst.250
19 3,2 g (70 %) Schuller 206 a 1,4g (30 %) skel, vláken Schuller 210X 16,2 g (70 %) nefelin syenitu; 6,9 g (30 %) skel.vlákna Schuller 210X Cíl. 300: 1. vrst. 50, 2. vrst.250
Tabulka C-l
Příkl. Rychlost kapání1 60 min Hmotn. vzorku1 Kalibr2 Pevnost v tahu (MD) KN/m % tažnosti (MD) Velikost pórů, pm
8 104 mm 9,19 g 1,316 0,55 3,45 18,5
9 111 mm - 1,063 0,39 4,34 20,5
10 - - 1,353 0,19 4,57 20,0
1 střední hodnoty 2 Tloušťka mm při tlaku 10,34 kPa
Nefelin syenit použitý ve výše popsaných příkladech 8, 9 a 10 je komerčně dostupný sodnodraselný hlinitokřemičitan. Má střední velikost částic měřenou přístrojem Sedigraph 2,4 pm a specifický povrch měřený metodou Fisher Sub-sieve l,7m2/g; typické hodnoty pro 15 chemickou analýzu j sou následuj ící:
-11 CZ 292941 B6
SiO2 60,71 %
A12O3 22,92 %
Na2O 10,78 %
K2O 4,86 %
Obsah CaO, MgO, TiO2 a Fe2O3 je vždy menší než 0,1 %.
Je zřejmé, že při provádění předkládaného vynálezu je možno používat i jiná inertní plnidla, než je oxid křemičitý a sodnodraselný hlinitokřemičitan ve formě prášků, jejichž použití se popisuje v předcházejících příkladech. Obecně by mělo být použité plnidlo inertní vůči reakcím probíhajícím v baterii a materiálům přítomným v baterii (viz patent Kilroy diskutovaný výše) a mělo by mít vhodnou velikost částic, s výhodou od 0,01 mm do 20 mm. Vhodná inertní plnidla 10 uváděná ve stavu techniky zahrnují křemelinu, oxid křemičitý, práškové sklo, rozsivkovou zeminu, jíl, wollastonit, pemzu a jiné přírodní a syntetické křemičitany. Částice by neměly obsahovat nečistoty jako je železo, hliník, zirkonium a jejich oxidy a jiné materiály, které nejsou inertní vůči reakcím probíhajícím v baterii nebo které reagují s kyselinami baterie a snižují její kapacitu.
Srovnávací příklad
Pro účely porovnávání, ale ne podle předkládaného vynález, byl použit přístroj popsaný 20 v příkladu 1 pro výrobu ručního archu plněného separátoru ze skleněných vláken z papíroviny složené z okyselené vody pH 2,5 a pevných látek složených ze 70 % hmotnostních z amorfního oxidu křemičitého použitého v příkladu 1 a 30 % hmotnostních skleněných vláken Schuller 206. Papírovina byla vlita do přístroje a odsáta přes síto za vytvoření papírové vrstvy na sítu, která by měla mít gramáž přibližně 250 g/m2, jestliže by byly zachyceny všechny pevné látky přítomné 25 v kaši. Papírovina byla odsáta skrz síto za vytvoření papírové vrstvy a byla zahřáta v sušárně na přibližně 150 °C po dobu 30 minut. Ruční arch měl zajištěnou gramáž podstatně menší než 250 g/m2, protože podstatná část amorfního oxidu křemičitého byla sítem odtažena.
Je zřejmé, že separátor podle předkládaného vynálezu může být vyráběn jiným způsobem, než 30 způsobem popsaným výše. Jak je ukázáno na obr. 4, papírenský stroj rotoformer je obecně označen jako 50 a obsahuje první nátokovou skříň 52 a druhou nátokovou skříň 54. Separátor podle předkládaného vynálezu může být vyráběn na takovém rotoformeru stejně jako na jiných vhodných papírenských strojích. Navíc může být ze třetí nátokové skříně ukládána třetí vrstva umístěná na povrchu první vláknité vrstvy a druhé vláknité vrstvy s obsahem oxidu křemičitého. 35 Dokonce i extrémně tenká třetí vrstva, například vrstva s gramáží menší než 20 g/m2 je výhoda, protože minimalizuje možnost vypadávání oxidu křemičitého uloženého ve druhé vrstvě ze separátoru při manipulaci.
Ačkoliv byl předkládaný vynálezu popsán pomocí konkrétních provedení, předpokládá se, že 40 změny a modifikace těchto provedení budou odborníkům v oboru zřejmé. Přiložené nároky mají ' být interpretovány jako pokrývající všechny takové změny a modifikace, jak spadají do rámce

Claims (5)

1. Vícevrstevný plochý materiál použitelný jako separátor v baterii typu VRLA, zahrnující rekombinantní baterie, vyznačující se tím, že obsahuje první vrstvu (12) a druhou vrstvu (14), přičemž první vrstva (12) neobsahuje přidané pojivo a skládá se ze skleněných vláken (18) a druhá vrstva neobsahuje přidané pojivo a skládá se ze skleněných vláken (18) a io částic (16) prášku křemičitého materiálu inertního vůči reakcím probíhajícím v baterii a ί k materiálům přítomným v bateriích, kdy prášek křemičitého materiálu má střední velikost částic (16) v rozmezí od 0,001 pm do 20 pm, která je menší než otvory v sítu papírenského stroje, a prášek křemičitého materiálu obsažený ve vícevrstevném plochém materiálu je retenátem papíroviny pro druhou vrstvu (14) zachyceným ve vícevrstevném plochém materiálu první
15 vrstvou (12).
2. Vícevrstevný plochý materiál podle nároku 1,vyznačující se tím, že první vrstva (12) má gramáž menší než 50 g/m2.
20
3. Vícevrstevný plochý materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že navíc obsahuje třetí vrstvu, přičemž třetí vrstva je vytvořena uložením papíroviny pro třetí vrstvu neobsahující přidané pojivo, skládající se ze skleněných vláken, na první vrstvu (12) na sítu papírenského stroje.
25
4. Vícevrstevný plochý materiál podle nároku 1,vyznačující se tím, že první vrstva (12) má minimální specifický povrch BET pro dusík alespoň 1,6 m2/g.
5. Vícevrstevný plochý materiál podle nároku 1,vyznačující se tím, že druhá vrstva (14) obsahuje alespoň 50 % hmotnostních prášku křemičitého materiálu ve formě částic (16).
6. Vícevrstevný plochý materiál podle nároku 1,vyznačující se tím, že druhá vrstva (14) obsahuje alespoň 70 % hmotnostních prášku křemičitého materiálu ve formě částic (16).
7. Vícevrstevný plochý materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že první vrstva
35 (12) má minimální specifický povrch BET pro dusík alespoň 1,0 m2/g.
8. Vícevrstevný plochý materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň jedna z první vrstvy (12) a druhé vrstvy (14) obsahuje navíc až do 50% hmotnostních organických vláken.
9. Vícevrstevný plochý materiál podle nároku 8, vyznačující se tím,že alespoň část organických vláken jsou vlákna dvousložková.
10. Vícevrstevný plochý materiál podle nároku 1, vyznačující se tím, že navíc
45 obsahuje třetí vrstvu vytvořenou uložením papíroviny pro třetí vrstvu neobsahující přidané ' pojivo, složené ze skelných vláken, na druhou vrstvu (14) a první vrstvu (12) na sítu papírenského stroje, přičemž třetí vrstva má gramáž menší než 20 g/m2. <
11. Způsob výroby vícevrstevného plochého materiálu podle některého z nároků 1 až 10,
50 použitelného jako separátor v baterii typu VRLA, obsahujícího alespoň první vrstvu (12) a druhou vrstvu (14), vyznačující se t í m, že zahrnuje následující kroky:
vytvoří se první vrstva (12) ukládáním papíroviny pro první vrstvu neobsahující přidané pojivo, která se skládá ze skleněných vláken, na síto papírenského stroje a
-13CZ 292941 B6 vytvoří se druhá vrstva (14) ukládáním papíroviny pro druhou vrstvu neobsahující přidané pojivo, která se skládá ze skleněných vláken a prášku křemičitého materiálu, inertního vůči reakcím probíhajícím v baterii a k materiálům přítomným v bateriích, na první vrstvu (12) na sítu
5 papírenského stroje, a prášek obsažený v papírovině pro druhou vrstvu se z papíroviny odfiltruje první vrstvou (12) a zachytí se ve vícevrstevném plochém materiálu.
CZ1998857A 1995-09-20 1996-09-18 Vícevrstevný plochý materiál použitelný jako separátor a způsob jeho výroby CZ292941B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US400895P 1995-09-20 1995-09-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ85798A3 CZ85798A3 (cs) 1998-08-12
CZ292941B6 true CZ292941B6 (cs) 2004-01-14

Family

ID=21708686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ1998857A CZ292941B6 (cs) 1995-09-20 1996-09-18 Vícevrstevný plochý materiál použitelný jako separátor a způsob jeho výroby

Country Status (16)

Country Link
US (1) US6143441A (cs)
EP (1) EP0867044B1 (cs)
JP (1) JP2001524248A (cs)
KR (1) KR100395167B1 (cs)
CN (1) CN1181577C (cs)
AU (1) AU700789B2 (cs)
BR (1) BR9610479A (cs)
CA (1) CA2232558A1 (cs)
CZ (1) CZ292941B6 (cs)
DE (1) DE69611252T2 (cs)
ES (1) ES2154841T3 (cs)
MX (1) MX9802154A (cs)
PL (1) PL183536B1 (cs)
PT (1) PT867044E (cs)
TW (1) TW364222B (cs)
WO (1) WO1997011501A1 (cs)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6821672B2 (en) * 1997-09-02 2004-11-23 Kvg Technologies, Inc. Mat of glass and other fibers and method for producing it
US6071641A (en) * 1997-09-02 2000-06-06 Zguris; George C. Glass fiber separators and batteries including such separators
US6072693A (en) * 1998-11-02 2000-06-06 Asahi Glass Company Ltd. Electric double layer capacitor and separator therefor
MXPA02003570A (es) * 1999-10-06 2003-10-14 Squannacook Technologies Llc Pasta de bateria.
US6531248B1 (en) 1999-10-06 2003-03-11 Squannacook Technologies Llc Battery paste
US6780540B2 (en) 2001-08-08 2004-08-24 Delphi Technologies, Inc. Element sleeve for a battery
GB0131091D0 (en) * 2001-12-29 2002-02-13 Hawker Batteries Ltd Improvements in or relating to storage devices
US7159805B2 (en) * 2002-03-25 2007-01-09 Evanite Fiber Corporation Methods of modifying fibers
US6929858B2 (en) * 2002-03-25 2005-08-16 Squannacook Technologies Llc Glass fibers
DE10222219A1 (de) * 2002-05-16 2003-12-18 Freudenberg Carl Kg Verfahren zur Herstellung eines Separatorenmaterials für alkalische Akkumulatoren
US8592329B2 (en) * 2003-10-07 2013-11-26 Hollingsworth & Vose Company Vibrationally compressed glass fiber and/or other material fiber mats and methods for making the same
RU2389529C2 (ru) 2004-11-05 2010-05-20 Дональдсон Компани, Инк. Фильтрующий материал (варианты) и способ фильтрации (варианты)
US8057567B2 (en) 2004-11-05 2011-11-15 Donaldson Company, Inc. Filter medium and breather filter structure
US8021457B2 (en) 2004-11-05 2011-09-20 Donaldson Company, Inc. Filter media and structure
EP1846136A2 (en) 2005-02-04 2007-10-24 Donaldson Company, Inc. Aerosol separator
EP1858618B1 (en) 2005-02-22 2009-09-16 Donaldson Company, Inc. Aerosol separator
ITBG20060015A1 (it) * 2006-03-15 2007-09-16 P C Di Pompeo Catelli Metodo per la realizzazione di elettrodi di batterie,elettrodi realizzati secondo tale metodo e batteie contenenti tali elettrodi.
JP4892371B2 (ja) * 2007-02-19 2012-03-07 セイコーインスツル株式会社 電気二重層キャパシタ
EP2117674A1 (en) 2007-02-22 2009-11-18 Donaldson Company, Inc. Filter element and method
WO2008103821A2 (en) 2007-02-23 2008-08-28 Donaldson Company, Inc. Formed filter element
EP2156487A4 (en) * 2007-06-01 2016-11-16 Daramic Llc LEAD ACCUMULATOR SEPARATOR HAVING ENHANCED RIGIDITY
AU2008335203A1 (en) 2007-12-11 2009-06-18 P.H. Glatfelter Company Battery separator structures
KR100882850B1 (ko) 2008-08-28 2009-02-10 주식회사 에넨 에어로젤과 닥섬유를 이용한 복합시트 및 이의 제조방법
WO2010055653A1 (ja) * 2008-11-11 2010-05-20 日本板硝子株式会社 密閉型鉛蓄電池用セパレータ及び密閉型鉛蓄電池
US8267681B2 (en) 2009-01-28 2012-09-18 Donaldson Company, Inc. Method and apparatus for forming a fibrous media
US9118065B2 (en) * 2010-05-27 2015-08-25 Johns Manville Lead-oxide battery plate with nonwoven glass mat
DE102011007750A1 (de) * 2011-04-20 2012-10-25 Evonik Litarion Gmbh Separator mit Additiv zur Verbesserung der Beschichtungsgüte und Reduzierung von Agglomeraten im keramischen Kompositmaterial
CN103972447B (zh) * 2013-01-28 2017-02-08 海洋王照明科技股份有限公司 电化学电源隔膜及其制备方法、电化学电池或电容器
US20140272535A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Hollingsworth & Vose Company Three-region battery separator
US10014501B2 (en) 2014-03-22 2018-07-03 Hollingsworth & Vose Company Battery separators having a low apparent density
US9293748B1 (en) 2014-09-15 2016-03-22 Hollingsworth & Vose Company Multi-region battery separators
US10177360B2 (en) 2014-11-21 2019-01-08 Hollingsworth & Vose Company Battery separators with controlled pore structure
US10270074B2 (en) 2015-02-19 2019-04-23 Hollingsworth & Vose Company Battery separators comprising chemical additives and/or other components
US9786885B2 (en) 2015-04-10 2017-10-10 Hollingsworth & Vose Company Battery separators comprising inorganic particles
US10003056B2 (en) * 2015-09-30 2018-06-19 Johns Manville Battery containing acid resistant nonwoven fiber mat with biosoluble microfibers
CN108604657B (zh) * 2016-01-29 2021-02-23 住友化学株式会社 隔膜的卷曲量测定方法、分切装置及卷曲量测定装置
JP6506448B1 (ja) * 2018-05-25 2019-04-24 日本板硝子株式会社 鉛蓄電池用セパレータ
TWI686978B (zh) 2018-12-28 2020-03-01 財團法人工業技術研究院 金屬離子電池
US20210249640A1 (en) * 2020-02-10 2021-08-12 Hollingsworth & Vose Company Embossed separators
WO2024069057A1 (en) * 2022-09-30 2024-04-04 Ahlstrom Oyj A filter medium and a method of manufacturing the filter medium

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4387144A (en) * 1977-05-11 1983-06-07 Tullis Russell & Company Limited Battery separator material
US4137377A (en) * 1977-10-19 1979-01-30 The Gates Rubber Company Maintenance-free lead-acid cell
US4262068A (en) * 1980-01-23 1981-04-14 Yuasa Battery Company Limited Sealed lead-acid battery
US4414295A (en) * 1982-05-06 1983-11-08 Gates Energy Products, Inc. Battery separator
JPS60189861A (ja) * 1984-03-12 1985-09-27 Nippon Muki Kk シ−ル型鉛蓄電池用セパレ−タ−並にシ−ル型鉛蓄電池
US5009971A (en) * 1987-03-13 1991-04-23 Ppg Industries, Inc. Gas recombinant separator
JPH0815070B2 (ja) * 1987-05-14 1996-02-14 株式会社ユアサコーポレーション 鉛蓄電池用セパレ−タ
JP2743438B2 (ja) * 1989-02-27 1998-04-22 湯浅電池株式会社 密閉形鉛蓄電池
US5336275A (en) * 1992-05-11 1994-08-09 Hollingsworth & Vose Company Method for assembling battery cells containing pre-compressed glass fiber separators

Also Published As

Publication number Publication date
PL183536B1 (pl) 2002-06-28
US6143441A (en) 2000-11-07
MX9802154A (es) 1998-11-30
JP2001524248A (ja) 2001-11-27
KR19990063607A (ko) 1999-07-26
DE69611252D1 (de) 2001-01-18
BR9610479A (pt) 1999-03-16
CN1181577C (zh) 2004-12-22
PL325636A1 (en) 1998-08-03
AU7363196A (en) 1997-04-09
ES2154841T3 (es) 2001-04-16
EP0867044A1 (en) 1998-09-30
TW364222B (en) 1999-07-11
EP0867044A4 (cs) 1998-11-11
CZ85798A3 (cs) 1998-08-12
EP0867044B1 (en) 2000-12-13
PT867044E (pt) 2001-06-29
KR100395167B1 (ko) 2003-12-01
CA2232558A1 (en) 1997-03-27
DE69611252T2 (de) 2001-06-21
WO1997011501A1 (en) 1997-03-27
AU700789B2 (en) 1999-01-14
CN1229527A (zh) 1999-09-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ292941B6 (cs) Vícevrstevný plochý materiál použitelný jako separátor a způsob jeho výroby
US6071641A (en) Glass fiber separators and batteries including such separators
US6495286B2 (en) Glass fiber separators for lead-acid batteries
EP2721664B1 (en) Multifunctional web for use in a lead-acid battery
CN107431173A (zh) 包含无机颗粒的电池隔离件
WO1993023885A1 (en) Pre-compressed glass fiber separators for batteries and method for assembling battery cells
AU714243B2 (en) Glass fiber separators for batteries
ES2273453T3 (es) Bateria con placas de electrodos encapsulados.
US6478829B1 (en) Method for producing a battery with separators containing fusible binders
JPH1186829A (ja) 鉛蓄電池用セパレータおよびその製造方法
MXPA00002186A (en) Glass fiber separators and batteries including such separators
JPH0955198A (ja) 鉛蓄電池用多層式セパレータ

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20070918