DE1078648B - Scheider fuer galvanische Elemente - Google Patents

Description

Die beim Aufbau von galvanischen Elementen, Batterien und insbesondere elektrischen Akkumulatoren benutzten Einrichtungen, die unter der Bezeichnung Scheider oder Separatoren allgemein bekannt sind, müssen einer ganzen Anzahl von wichtigen Anforderungen genügen.

Sie müssen in erster Linie zwischen Elektroden entgegengesetzter Polarität eine wirksame Schranke bilden, die den Durchgang unendlich kleiner Teilchen aktiver Materie (Masse) von einer Elektrode zur anderen Elektrode sowie den Aufbau von Brücken aus Stoffen verhindern, die geeignet sind, die Bildung innerer Kurzschlüsse zu begünstigen und dabei jeden Stromdurchgang verhindern, d. h. der Ionenzirkulation ebenso wie der Diffusion derjenigen Bestandteile des Elektrolyten einen möglichst geringen Widerstand entgegensetzen, die an den Reaktionen teilnehmen, die an den Elektroden stattfinden.

Sie müssen ferner in ganz bestimmten besonderen Fällen, z. B. bei Bleiakkumulatoren und allgemein bei jedem galvanischen Element, das einen Stoff enthält, der sein Volumen im Laufe der aufeinanderfolgenden Ladungen und Entladungen ändern kann, die Fähigkeit haben, diesen aktiven Stoff mit festzuhalten, sein Aufquellen zu verhindern und seinem Abreißen von seiner Unterlage Widerstand zu bieten und ihn vollkommen am Platz zu halten.

Die Trennorgane müssen auch das Entweichen von Gasen zulassen und erleichtern, die sich im Verlauf der Ladungen und insbesondere am Ende von langer dauernden Überladungen an den Elektroden entwickeln.

Sie müssen einen konstanten Abstand zwischen den Elektroden verschiedener Polarität halten und deren Deformation verhindern.

Die Trennwände müssen vor allem auch hohe mechanische Festigkeitseigenschaften haben, um gegenüber den Kräften wirksam zu sein, welche auf Ab^ hebung, Streckung und Biegung hinwirken, und müssen auch den Verbindungen gegenüber einen vollkommenen chemischen Widerstand bieten, die sich während des Betriebes dieser Elemente bilden, insbesondere gegenüber oxydierenden Substanzen, damit ihre Lebensdauer mindestens ebenso· groß ist wie diejenige der Elektroden in diesen Elementen.

Von allen Stoffen, die man bisher für die Herstellung von Trennorganen benutzt hat, also Holz, Kautschuk, plastische Stoffe usw., ist das Glas derjenige Stoff, der die besten Eigenschaften des chemischen Widerstandes und die besten mechanischen Eigenschaften besitzt.

Bisher wurde das Glas bei der Herstellung von Trennorganen immer bzw. fast ausschließlich in Form eines Filzes von Glasfäden verwendet, die zwar die

Scheider für galvanische Elemente

Anmelder:

Compagnie Generale

d'Electricite Societe Anonyme,

Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Leinweber, Patentanwalt,
München 2, Rosental 7

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 20. Mai 1957

Pierre Abbe, Paris,

und Georges Genin, Nanterre, Seine (Frankreich),
sind als Erfinder genannt worden

hervorragenden Eigenschaften der chemischen Widerstandsfähigkeit, der Elastizität und der erforderlichen Porosität zur Erleichterung des Durchlasses von Gasen besitzen, in dieser Form aber nicht die erforderliehe mechanische Steifigkeit besitzen und auch nicht genügend kleine Poren haben, um dem Durchgang kleiner Teilchen der aktiven Masse Widerstand zu bieten.

Andererseits haben Platten aus gesintertem Glas, die man dadurch gewinnt, daß man ein Netz aus Glasfäden mit einem Durchmesser von Millionstel Millimeter, z. B. 4 Mikron, bei einer geeigneten Temperatur schmelzen läßt, eine ausreichende Feinheit der Poren, gute mechanische Eigenschaften, insbesondere eine ausreichende mechanische Festigkeit gegen Zusammendrückung. Die ebene, glatte Oberfläche dieser Platten ermöglicht aber nicht ein leichtes Freiwerden von Gasen und besitzt auch nicht die Elastizität, die erforderlich ist, um einen konstanten Druck auf die aktiven Massen auszuüben und aufrechtzuerhalten.

Die Herstellung von Platten aus bei Schmelzbeginn gesinterten Fasern aus Glas oder analogen thermoplastischen mineralischen Stoffen ist im einzelnen in der französischen Patentanmeldung 711 876 der Firma Societe Anonyme des Manufactures des Glaces et Produits Chimiques de Saint Gobain, Chauny et Cirey, vom 3. April 1956 beschrieben. Gemäß dieser Patentanmeldung wird eine Mischung aus wenigstens zwei Sorten verschiedener Fasern gesintert, die zwar aus

.. ...·. ■.. SOi 768/95

demselben Material bestehen, von denen aber die eine Sorte einen, verglichen mit der anderen Sorte wesentlich niedrigeren Erweichungspunkt besitzt, so daß beide Sorten verschiedene thermoplastische Eigenschaften aufweisen. Diese verschiedenen thermoplastisehen Eigenschaften weisen einmal Fasern auf, die aus gleichem Material bei gleichem Durchmesser unter verschiedenen Bedingungen der Abkühlung und/oder der Temperatur der Faserung gewonnen werden, zum anderen auch Mischungen aus feinen Fasern mit einem Durchmesser von unter 5 Mikron mit Fasern, deren Durchmesser größer ist, aber immer noch kleiner als 30 Mikron.

Es ist nun gefunden worden, daß es durch Kombination von verfilztem Glas und gesintertem Glas möglieh ist, ein zusammengesetztes Trennorgan zu gewinnen, das alle eingangs erwähnten guten Eigenschaften besitzt.

Gegenstand der Erfindung ist ein Scheider für galvanische Elemente, bei dem Schichten aus Glasfaden mit einem Durchmesser von einigen Mikron verwendet werden. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß Schichten aus verfilzten Glasfaden mit Schichten aus gesinterten Glasfaden mit verschiedenen thermoplastischen Eigenschaften verbunden sind.

Derartige zusammengesetzte Scheider können durch die einfache Verbundanordnung eines mittleren ebenen oder mit Rippen versehenen Kerns aus bei Schmelzbeginn gesinterten Glasfaden gewonnen werden sowie aus einer, Filzschicht aus Glasfäden, die über eine oder beide der Kernflächen gezogen ist.

Zusammengesetzte Trennorgane dieser Art kann man auch dadurch in einem Stück bekommen, daß man durch Aufkleben, Aufschmelzen oder irgendein anderes geeignetes Verfahren die übereinanderlagerung der gewünschten gesinterten und verfilzten Schichten herbeiführt.

Insbesondere kann man durch passende Wahl der Bestandteile der Trennorgane die Dicke der gesinterten Schicht und die Dicke der verfilzten Schicht in einem senkrechten Querschnitt der Trennwand in beliebiger und kontinuierlicher Weise ändern.

Dadurch, daß man den verfilzten Teil nur auf einer Oberfläche in Erscheinung treten läßt, kann man. ferner auf der gesinterten Fläche Wellen, Rippen oder Verstärkungszonen bilden.

Schließlich kann die gewonnene Schicht von gesinterten Glasfaden durch Tränken mit einem geeigneten die Benetzung fördernden synthetischen Harz verstärkt werden, um das Benetzen der Trennorgane mit dem Elektrolyten des galvanischen Elementes nicht zu verzögern.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Scheider für galvanische Elemente unter Verwendung von Schichten aus Glasfäden mit einem Durchmesser von einigen Mikron, dadurch gekennzeichnet, daß Schichten aus verfilzten Glasfaden mit Schichten aus gesinterten Glasfaden mit verschiedenen thermoplastischen Eigenschaften verbunden sind.

2. Scheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Schmelzbeginn gesinterten Glasfaden einen Durchmesser von 4 Mikron haben.

3. Scheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Oberfläche der Scheider aus einem Filz von Glasfäden besteht.

4. Scheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bei Schmelzbeginn gesinterte Teil eben, gerippt oder gewellt ist.

5. Scheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Schichten zusammengeklebt sind.

6. Scheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Schichten durch oberflächliche Verschmelzung miteinander verbunden sind.

7. Scheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des bei Schmelzbeginn gesinterten Teils und die Dicke des verfilzten Teils in einem senkrechten Querschnitt durch den Scheider verschieden groß sind.

8. Scheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus gesinterten Glasfaden mit einem die Benetzung fördernden synthetischen Harz imprägniert ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 711 484;
britische Patentschrift Nr. 717 373;
französische Patentschrift Nr. 761 542;
USA.-Patentschriften Nr. 2117 371, 2 465 493.

i© 909· 768/95 3.60