DE1159051B

DE1159051B - Verfahren zur Herstellung poroeser Scheider fuer elektrische Akkumulatoren

Info

Publication number: DE1159051B
Application number: DEC9118A
Authority: DE
Inventors: Marcel Sylvain Eugene Bioret
Original assignee: CIE GENERALE D ELECTRICITE SOC; Compagnie Generale dElectricite SA
Current assignee: CIE GENERALE D ELECTRICITE SOC; Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1953-03-31
Filing date: 1954-03-31
Publication date: 1963-12-12
Also published as: NL82800C; GB752825A; NL178647B; FR1078566A; CH322999A; BE527728A

Description

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ANMELDETAG: 31. MÄRZ 1954

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT: 12. DEZEMBER 1963

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung poröser Scheider für elektrische Akkumulatoren unter Verwendung von Kunstharzen, wobei ein körniger Stoff mit Hilfe eines aus einer Emulsion verfestigten Kunstharzes verschweißt wird.

Es sind bereits zahlreiche Verfahren zur Herstellung von Scheidern aus Naturkautschuk, synthetischem Kautschuk oder verschiedenen synthetischen Stoffen bekannt.

Im besonderen ist es bekannt, poröse Folien aus synthetischem thermoplastischem Material, z. B. aus Polyvinylverbindungen, in gekörntem Zustand dadurch herzustellen, daß man, von einer pulverförmigen Substanz ausgehend, die Verschweißung der Körner durch Erweichen mit Hilfe von Lösungsmitteln, Quellmitteln, Weichmachern oder anderen Stoffen vornimmt, wobei im allgemeinen Hitze oder Druck angewendet werden.

Nach diesem Verfahren ist es jedoch schwer, eine Porosität von veränderlichem, aber bestimmtem Maß zu erhalten, weil im Verhältnis zur Erweichung der Körner und ihrer Verschweißung diese Porosität plötzlich verschwindet, wenn die Mengen der Bestandteile, die Temperatur, der Druck und die Dauer der Behandlung nicht genau eingehalten werden.

Es ist auch bekannt, daß sich poröse Gebilde aus Kautschuk dadurch herstellen lassen, daß man eine Mischung aus Kautschukgranulat und Kautschukemulsion erstarren läßt und anschließend in Gegenwart von Wasserdampf unter Druck vulkanisiert.

Ferner ist es aus der USA.-Patentschrift 2 155 016 bekannt, Scheider für elektrische Akkumulatoren aus einer Emulsion eines Kondensationsproduktes, wie Bakelit, Latex u. dgl., und einem mineralischen Füllstoff, z. B. Diatomeenerde, herzustellen. Derartige Scheider weisen zwar die gewünschte Porosität auf, besitzen jedoch nicht die Vorteile der eingangs erwähnten bekannten Erzeugnisse auf der Basis von Polyvinylverbindungen. Phenolharze, wie Bakelit, und auch die Füllstoffe werden nämlich mit der Zeit von den Chemikalien, mit denen sie in den Sammlern in Berührung stehen, angegriffen. Außerdem sind derartige Scheider nicht für Kraftfahrzeugbatterien, sondern nur für ortsfeste Akkumulatoren geeignet, da die Scheider zu spröde und stoßempfindlich sind. Schließlich weisen die bekannten Scheider wegen der Stärke der Füllstoffe relativ große Stärkeabmessungen auf, die sich nicht verringern lassen.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man die Vorteile dieser bekannten Produkte vereinigen kann, ohne ihre Nachteile in Kauf nehmen zu müssen, und besonders dünne Scheider für elektrische Verfahren zur Herstellung poröser Scheider für elektrische Akkumulatoren

Anmelder:

Compagnie Generale d'Electricite, Soc. An., Paris

Vertreter:

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

Beanspruchte Priorität: Frankreich vom 31. März 1953

Marcel Sylvain Eugene Bioret,

Clamart, Seine (Frankreich),

ist als Erfinder genannt worden

Akkumulatoren mit besseren Eigenschaften erhält, wenn als körniger Stoff und als Kunstharz der wäßrigen Emulsion Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid oder deren Mischpolymerisate verwendet werden und das aus diesen hergestellte Gemisch auf ein Band ausgebreitet, anschließend bei 80° C getrocknet, in einem glatten oder gerippten Kalander behandelt und schließlich bei 140° C verfestigt wird. Das überraschende Ergebnis dieser Arbeitsweise ist weiterhin darin zu erblicken, daß trotz Verwendung verwandter und miteinander verträglicher Kunstharze poröse Scheider erhalten werden. Man hätte erwarten sollen, daß die Kunstharzemulsion die Kunstharzkörner derart vollständig benetzt, daß die Masse insbesondere beim Erhitzen auf 140° C völlig homogen wird und zusammenfließt.

Weitere bevorzugte Arbeitsweisen bestehen darin, dem körnigen Stoff Nitrilkautschuk zuzumischen und/ oder der Emulsion noch Weichmacher zuzusetzen.

Das granulierte Kunstharz und die Emulsion müssen miteinander verträglich sein, d. h., die Emulsionsteilchen müssen sich auf den Kunstharzkörnern haftend niederschlagen, so daß eine Bindung zwischen den einzelnen Körnern erfolgt. Diese Zwischenräume zwischen den Emulsionsteilchen und den Körnern bedingen die Porosität des Materials.

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Claims

3 4

Daraus geht hervor, daß das in der Emulsion vor- nicht durch glatte, sondern durch profilierte Walzen

liegende Kunstharz von der gleichen Art wie der gra- geschickt.

nulierte Stoff sein muß oder einer der Bestandteile Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des

der Mischung. Trotzdem ist es nicht ausgeschlossen, erfindungsgemäßen Verfahrens sei im folgenden Bei-

daß beide Stoffe, die Emulsion und die Körner, von 5 spiel angegeben:

verschiedener Zusammensetzung sind, wobei Poly- In einem Kautschukmischer werden 100 kg einer

vinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, deren Copolymere 50°/oigen wäßrigen, weichmacherfreien Polyvinyl-

sowie Nitrilkautschuk als Stoffe in Frage kommen. chloridemulsion mit einer Viskosität von 13 bis 28 cP

Es ist klar, daß die Porosität eine Funktion der bei Raumtemperatur und einem spezifischen Gewicht

Korngröße und der Anzahl der Zwischenräume ist, io von 1,175 bis 1,195 mit 30 kg einer Emulsion aus

die sich zwischen den Körnern bilden. Sie kann daher 17,5 Teilen Dioctylphthalat, 3,5 Teilen einer lOVoigen

einerseits durch die Korngröße und andererseits durch Lösung des Natriumsalzes eines Gemisches aus Lau-

den mittleren Abstand zwischen zwei Körnern ge- ryl- und Myristylsulfat und 7 Teilen destilliertem

regelt werden. Mit anderen Worten kann die Porosität Wasser miteinander vermischt,

durch Ausübung eines Druckes während der Herstel- 15 130 kg dieses Gemisches werden mit 100 kg PoIy-

lung des Erzeugnisses modifiziert werden. Auf Grund vinylchloridgranulat mit einer Teilchengröße, die einer

der großen Anzahl von Emulsionsteilchen, die die Sieböffnung von etwa 0,15 mm lichter Maschenweite

Bindung zwischen zwei benachbarten Körnern be- entspricht (Sieb unter 100 Maschen), vermengt. Man

dingen, ist die Beeinflussung der Porosität durch mischt 30 Minuten warm, bis eine Masse mit einem

Druck bedeutend einfacher nach dem Verfahren ge- 20 Feuchtigkeitsgehalt von 6% erhalten wird. Diese auf

maß der Erfindung als nach den bekannten Verfahren. etwa 60° C gehaltene Masse wird auf ein endloses

Die Erstarrung der Kunstharzemulsion kann durch Band aufgetragen und durch schwach erwärmte Walalle bekannten Mittel erfolgen, z. B. durch Wärme- zen kalandriert, bei 80° C getrocknet und 1 Minute verdampfung des Wassers, durch Entwässerungsmittel, bei 140° C behandelt.

durch Koagulierungsmittel oder durch Wärmekoagu- 25 Die Eigenschaften von zwei auf diese Weise erhal-

lation, wobei auch mehrere Mittel kombiniert werden tenen Scheidern werden im folgenden wiedergegeben:

^kö™^en· . _u , _J u , ■ Dicke, mm 1,8 1,2

Wie bereits erwähnt, kann man den thermoplasti- Porosität % 44 6 51

sehen Stoffen einen oder mehrere Weichmacher ein- Elektrischer Widerstand in

verleiben, um dem Erzeugnis eine bestimmte Ge- 30 mOhrn/dm* (nach 24stündigem

schmeidigkeit zu verleihen und die Verformung des Eintauchen in Schwefelsäure

Enderzeugnisses zu erleichtern. Der oder die Weich- _von 2g° j$e) 9 4 4 2 macher werden der Emulsion vor dem Vermischen

mit dem Granulat zugegeben. Auf diese Weise kann man auch Scheider mit

Thermoplastische Polyvinylverbindungen sind als 35 gutem mechanischem Verhalten bis herab zu Dicken Ausgangsmaterial zur Herstellung der Trennwände von 0,8 bis 0,5 mm herstellen, wobei dann die Porovon Bleiakkumulatoren besonders geeignet, da sie der sität von 60 bis 70% schwankt. Forderung nach Widerstandsfestigkeit gegen Schwefelsäure einwandfrei genügen. PATENTANSPRÜCHE:

Die Herstellung der porösen Scheider für Akku- 40

mulatoren kann verschieden erfolgen; man kann z. B. 1. Verfahren zur Herstellung poröser Scheider die feuchte Masse auf ein endloses Band aufstreichen für elektrische Akkumulatoren unter Verwendung oder besser aufspritzen oder aufschichten. Je nach- von Kunstharzen, wobei ein körniger Stoff mit dem man glatte oder gerippte Scheider zu erhalten Hilfe eines aus einer Emulsion verfestigten Kunstwünscht, verwendet man glatte oder gerippte endlose 45 harzes verschweißt wird, dadurch gekennzeichnet, Bandunterlagen. Nach teilweiser Trocknung wird daß als körniger Stoff und als in der Emulsion durch Kalandrieren ein Druck auf die Folien ausge- vorliegendes Kunstharz Polyvinylchlorid, PoIyübt. Dadurch ergibt sich eine Glasierung der Ober- vinylidenchlorid oder deren Mischpolymerisate fläche. Die Kalanderwalzen können dabei glatt oder verwendet werden und das aus diesen Stoffen herprofiliert sein. 50 gestellte Gemisch auf ein Band ausgebreitet, an-

Im folgenden seien Einzelheiten des beanspruchten schließend bei 80° C getrocknet, in einem glatten

Verfahrens zur Herstellung poröser Scheider für Akku- oder gerippten Kalander behandelt und schließlich

mulatoren aus Polyvinylverbindungen angegeben. bei 140° C verfestigt wird.

Nachdem die feuchte Masse, d. h. die Mischung aus 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge-

Polyvinylchloridgranulat und Polyvinylchloridemul- 55 kennzeichnet, daß dem körnigen Kunststoff Nitril-

sion auf ein glattes, endloses Band aufgespritzt oder kautschuk zugemischt wird,

aufgeschichtet ist, wird die Folie bei 80° C getrock- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

net, in einem glatten Kalander behandelt, sodann von gekennzeichnet, daß der Emulsion noch Weich-

der Unterlage abgenommen und danach etwa 2 Minu- macher zugesetzt werden.

ten bei 140° C behandelt. Hierdurch erstarrt die 60

Masse vollkommen, und die Folien erhalten bessere In Betracht gezogene Druckschriften:

mechanische Eigenschaften. Wenn die poröse Folie Deutsche Patentschriften Nr. 594 425, 591 422;

Rippen erhalten soll, wird die vorgetrocknete Masse USA.-Patentschriften Nr. 2155 016, 2465 493.

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