DE1194469B - Scheider fuer galvanische Elemente - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

HOIm

Deutsche Kl.: 21b-2/02

Nummer: 1194469

Aktenzeichen: C 21049 VI b/21 b

Anmeldetag: 21. März 1960

Auslegetag: 10. Juni 1965

Die Erfindung bezieht sich auf einen Scheider für galvanische Elemente, der aus mindestens zwei Schichten aus verfilzten Glasfäden, die durch Wärmeeinwirkung zusammengesintert sind, besteht, wobei die Glasfäden in den verschiedenen Schichten verschiedene thermoplastische Eigenschaften haben und die Porosität des Scheiders auf seinen beiden Seiten verschieden ist.

Bei einem Scheider gemäß einem älteren Vorschlag sollen zu dessen Herstellung Schichten aus Glasfäden verwendet werden, und zwar derart, daß Schichten ausschließlich verfilzter Glasfäden mit Schichten gesinterter Glasfäden mit verschiedenen thermoplastischen Eigenschaften verbunden sind, die bei Schmelzbeginn einen Durchmesser von etwa 4 Mikron aufweisen.

Diese Kombination von verschiedenen Schichten aus Glasfäden wurde deshalb gewählt, weil ein Teil der verfilzten Glasfäden bei Schmelzbeginn mikroporöse Schichten bildet, die einem Zusammendrücken Widerstand entgegensetzen, während die verfilzten Glasfäden elastisch sind und die Entwicklung und Ableitung der Gase erleichtern. Durch die gesamte Anordnung erhält man also einen Scheider, der alle gewünschten Vorteile einschließlich einer sehr großen chemischen Widerstandsfähigkeit aufweist.

Untersuchungen an Schichten aus verfilzten Glasfäden bei Schmelzbeginn haben es ermöglicht, den Aufbau solcher Schichten beliebig einzurichten und zu verbessern, insbesondere bei solchen Schichten, deren Beständigkeit und Dichte sich mit der Dicke ändert. So können beispielsweise zwei Schichten gleichen oder voneinander abweichenden Aufbaues verwendet werden. Wenn man die Schichten auf ihren beiden Seiten unterschiedlichen Wärmebehandlungen unterwirft und sie vereinigt, indem man sie einem Druck aussetzt, insbesondere durch Kalandern, erhält man ein Erzeugnis, das von Schicht zu Schicht eine unterschiedliche Konsistenz und Dichte aufweist.

An dieser Stelle ist zu erwähnen, daß es bereits bekannt ist, einen Scheider aus Fäden mit einer Stärke von 25 Mikron herzustellen. Diese Scheider weisen naturgemäß keine Mikroporosität auf, wie sie für neuzeitliche Akkumulatoren erforderlich ist. Außerdem fehlt die Biegsamkeit und Elastizität, die für die elastische Abstützung der aktiven Masse vorteilhaft ist.

Ferner ist bereits ein Verfahren zur Herstellung eines mindestens zum Teil aus anorganischen Fasern bestehenden Materials bekannt, bei dem Fasern mit verschiedenen Schmelzpunkten verwendet und die Fasern mit dem niedrigeren Schmelzpunkt niederge-Scheider für galvanische Elemente

Anmelder:

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

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Leinweber, Patentanwalt,

München 2, Rosental 7

Als Erfinder benannt:

Pierre Abbe, Paris;

Georges Genin, Nanterre, Seine (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 24. April 1959

schmolzen werden. Als anorganische Fasern dienen Glaswolle oder Schlackenwolle. Dieses bekannte Verfahren ist zur Schaffung von Scheidern jedoch nicht geeignet, da es lediglich für die Herstellung eines dichten Isolierstoffs vorgesehen ist, der durch vollständige Verschmelzung der Glas- oder Schlackenfäden bei der niedrigsten Schmelztemperatur gewonnen wird, damit die im Schmelzfluß so hergestellte Glasmasse in sämtliche Zwischenräume zwischen die Fasem mit dem höheren Schmelzpunkt eindringen kann. Dadurch erfolgt aber eine völlige Schließung aller vorhandenen Poren.

Weiterhin sind Isolierteile in Form von Polstern oder Kissen aus Glasfäden od. dgl. vorbekannt, die an den Kreuzungspunkten oberflächlich verschmolzen oder verschweißt werden. Mit Hilfe dieses Verfahrens kann nur die Oberflächenfestigkeit der isolierenden Teile, die aus Glasfäden bestehen, vergrößert werden. Scheider sind jedoch auf diesem Wege nicht herstellbar, da sie einerseits zwar einem Zusammendrücken Widerstand entgegensetzen, andererseits jedoch eine ausreichende Elastizität und Porosität besitzen sollen, um das aktive Material festzuhalten und die Entwicklung und Ableitung von Gasen zu erleichtern. Es ist nun gefunden worden, daß bei Ausführung des eingangs erwähnten verfeinerten Herstellungsverfahrens der Schichten nach dem älteren Vorschlag bei sorgfältiger Auswahl der physikalischen Eigenschaften sowie der Verteilung der Fäden in den einzelnen Schichten die Möglichkeit besteht, bei

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Schmelzbeginn gesinterte Fäden in Schichten zusammenfassen zu können, die elastisch sind und die Entwicklung von Gasen nicht behindern. Der erfindungsgemäße Scheider zeichnet sich demgemäß dadurch aus, daß die Glasfaden in den Schichten in bekannter Weise veränderliche Dicken aufweisen und daß die Verteilung der Glasfaden in der Masse für den Scheider so vorgenommen ist, daß der Scheider in bekannter Weise dem Sintern und gegebenenfalls Kalandern aus mindestens zwei Schichten besteht, von denen die eine mikroporös ist und eine hohe Festigkeit gegen Zusammendrückung besitzt, während die andere elastisch und gasdurchlässig ist.

Die Erfindung besteht somit in einer sinnreichen Kombination bekannter Merkmale, und zwar bei einer solchen Wahl der technologischen Eigenschaften der Glasfaden und einem derartigen Kalandern der Schichten, daß man zwei völlig voneinander verschiedene Schichten mit den charakteristischen Eigenschaften erhält.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung bestehen die Glasfäden der Schichten aus einem Glas gleicher chemischer bzw. mineralischer Zusammensetzung, welches gute Isolationseigenschaften und eine hohe Festigkeit gegenüber dem Elektrolyten besitzt. Andererseits kann der Scheider gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung einen solchen physikalischen Aufbau aufweisen, daß die Volumendichte der Fäden in den verschiedenen Schichten nicht die gleiche ist. Der Scheider nach der Erfindung ist somit einerseits durch seine chemische Homogenität und andererseits durch seine physikalische Heterogenität gekennzeichnet.

Wie bereits eingangs erwähnt, bestehen die Schichten aus gesintertem Glas bei dem Scheider nach dem älteren Vorschlag aus Fäden mit gleichmäßigem Durchmesser von einigen Mikron, beispielsweise 4 Mikron. Diese Schichten ermöglichen keine leichte Entwicklung von Gasen und sind nicht genügend elastisch, um einen konstanten Druck auf die aktiven &o Stoffe auszuüben und aufrechtzuerhalten. Durch passende Wahl der Dicke der Fäden und durch thermische Behandlung bei einer passenden Temperatur, auf die ein Kalandern folgt, kann man erfindungsgemäß nunmehr bestimmten Schichten eine bessere Elastizität geben und eine solche Porosität, daß die Gase, die beim Betrieb der Akkumulatoren frei werden, aus diesen Schichten austreten können.

Da das verwendete Glas nun eine gleichmäßige mineralische Zusammensetzung haben kann, kann man die beste Zusammensetzung hinsichtlich der chemischen Beständigkeit wählen, um einen Scheider beträchtlicher Lebensdauer zu gewinnen, der alle guten physikalischen Eigenschaften aufweist, die erforderlich sind, um Akkumulatoren für sehr hohe plötzliche Entladestromstärken zu schaffen, deren aktiye Elektrodenmasse wirksam gegen jede Beschädigung geschützt ist. Ein solcher Scheider kann von Anfang an einen kleinen Prozentgehalt eines Bindemittels enthalten, um die Vereinigung der Gesamtheit aller Schichten des Scheiders zu erleichtern; dieses Bindemittel kann während des Betriebs des Akku_: mulators verschwinden, ohne daß dies einen Einfluß auf das Verhalten des Scheiders hätte, dessen sämtliche Fäden miteinander versintert bleiben.

Die verschiedenen Schichten des Scheiders, deren Fäden innerhalb jeder Schicht eine bestimmte Temperatur für die Faserbildung, einen gleichmäßigen Durchmesser und eine bestimmte Raumdichte haben, können getrennt hergestellt werden; durch thermische Behandlung dieser Schichten bei verschiedenen Temperaturen, auf die ein Kalandern folgt, erreicht man die Sinterung des Ganzen und erhält einen Scheider, der sämtliche guten Eigenschaften aufweist, die erforderlich sind, um ihn zwischen zwei Elektroden eines Akkumulators ohne Zwischenschaltung eines anderen Trennorgans einschalten zu können.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Scheider für galvanische Elemente, der aus mindestens zwei Schichten aus verfilzten Glasfaden, die durch Wärmeeinwirkung zusammengesintert sind, besteht, wobei die Glasfaden in den verschiedenen Schichten verschiedene thermoplastische Eigenschaften haben und die Porosität des Scheiders auf seinen beiden Seiten verschieden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfäden in den Schichten in bekannter Weise veränderliche Dicken aufweisen und daß die Verteilung der Glasfäden in der Masse für den Scheider so vorgenommen ist, daß der Scheider in bekannter Weise nach dem Sintern und gegebenenfalls Kalandern aus mindestens zwei Schichten besteht, von denen die eine mikroporös ist und eine hohe Festigkeit gegen Zusammendrückung besitzt, während die andere elastisch und gasdurchlässig ist.

2. Scheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfäden der Schichten aus einem Glas gleicher chemischer bzw. mineralischer Zusammensetzung bestehen, welches gute Isolationseigenschaften und eine hohe Festigkeit gegenüber dem Elektrolyten besitzt.

3. Scheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumendiente der Fäden in den verschiedenen Schichten nicht die gleiche ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 219 769;
französische Patentschriften Nr. 938 382,
761, 1 075 296, 1149 289;

USA.-Patentschriften Nr. 2 271 829, 2 117 371.

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