DE1218029B

DE1218029B - Verfahren zum Herstellen eines Separators fuer einen elektrischen Akkumulator

Info

Publication number: DE1218029B
Application number: DEB69111A
Authority: DE
Inventors: Michael Paul Latham; Albert Hardy
Original assignee: British Fibrak Separator Co Ltd
Current assignee: British Fibrak Separator Co Ltd
Priority date: 1959-09-29
Filing date: 1962-10-05
Publication date: 1966-06-02
Also published as: BE595271A; CH433464A; GB993851A; DE1192397B; FI40728B; NL127684C; NL129098C; LU39206A1; NL283888A; BE623421A; NL256118A; LU42496A1

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES M§ PATENTAMT Int. Cl.:

HOIm

AUSLEGESCHRIFT

Deutschem.: 21b-2/02

Nummer: 1218 029

Aktenzeichen: B69111VIb/21b

Anmeldetag: 5. Oktober 1962

Auslegetag: 2. Juni 1966

Im Hauptpatent 1192 397 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Separators für einen elektrischen Akkumulator beschrieben, bei welchem Verfahren eine Oberfläche einer porösen Grundplatte aus mit Kunstharz imprägniertem Fasermaterial zur Bildung einer Zwischenschicht mit einem Gemisch von feinverteilten Teilchen aus einem thermoplastischen Stoff, der mindestens aus zwei Komponenten verschiedener Teilchengröße besteht, bedeckt und darauf eine Schicht von feinverteilten thermoplastischen Teilchen, deren Größe ungefähr der größeren der beiden vorgenannten Komponenten entspricht, aufgebracht wird und anschließend alle Teilchen gesintert werden.

Durch die vorliegende Zusatzerfindung soll das Verfahren nach dem Hauptpatent weitergebildet werden. Diese Weiterbildung des Verfahrens nach dem Hauptpatent ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Grundplatte zuerst wellt und dann die Teilchen der Zwischenschicht und die Teilchen der thermoplastischen Schicht derart aufbringt, daß die ao Außenfläche der Schicht andersartig als die gewellte Außenfläche der Grundplatte ist.

Die Verwendung einer gewellten Grundplatte bringt den Vorteil, daß nach dem Einbau der Platte in einen Akkumulator zwischen der negativen Platte und dem Separator Kanäle vorhanden sind, durch die Gasblasen aufsteigen können. Hierdurch werden Deformierungen des Separators vermieden. Auch bringt die Wellung bei gleichem Materialaufwand eine größere Steifigkeit eines Diaphragmas.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben; es zeigt

Fig. 1 das Verfahren zum Imprägnieren einer Faserstoffbahn mit einem säurebeständigen Harz, zum Wellen und zum Härten der imprägnierten Bahn,

F i g. 2 die nachfolgenden Verfahrensschritte, nämlich das aufeinanderfolgende Aufbringen der thermoplastischen Teilchen auf die imprägnierte Bahn sowie das Sintern der Teilchen, und

F i g. 3 im Schnitt einen Separator gemäß der Erfindung.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, wird die gewellte, poröse Grundplatte aus einer aus faserigem Kunststoff bestehenden endlosen Bahnl hergestellt. Der faserige Kunststoff ist Zellulosepapier mit einem Glasfasergehalt bis zu 10%. Die Bahn ist beispielsweise 0,25 mm dick, wird von einer Rolle 2 abgewickelt und läuft durch ein Imprägnierbad 3, das säurebeständiges Harz, ζ. Β. ein wasserlösliches Phenolharz oder ein Polyvinylchloridlatex enthält. Ein Weichmacher kann zusammen mit dem Harz auf das Material aufgebracht werden.

Verfahren zum Herstellen eines Separators für
einen elektrischen Akkumulator

Zusatz zum Patent: 1192 397

Anmelder:

The British Fibrak Separator Company Limited,
Denton, Manchester, Lancashire
(Großbritannien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Missling, Patentanwalt,

Gießen, Bismarckstr. 43

Als Erfinder benannt:

Michael Paul Latham,

Albert Hardy,

Denton, Manchester, Lancashire

(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 9. Oktober 1961 (36 211)

Die endlose, aus dem Imprägnierbad 3 kommende Bahn 1 läuft dann durch eine Trockenkammer 4, die auf 100° C gehalten wird, und weiter durch ein Formrollenpaar 5, das in das harzimprägnierte Band Wellen mit einer Teilung von 2 bis 3 mm eindrückt. Das gewellte Band wird dann durch einen Härteofen 6 geführt, nämlich durch einen Infrarottunnel mit einer für die Härtung ausreichenden Temperatur zwischen 230 und 260° C. Anschließend wird die gehärtete, gewellte und poröse Grundplatte zu einer Rolle 7 aufgewickelt.

Das Aufbringen des aus thermoplastischen Teilchen bestehenden Pulvers auf das gewellte Grundmaterial geschieht in ähnlicher Weise wie beim Verfahren nach dem Hauptpatent. Die einzelnen Verfahrensschritte sind in F i g. 2 dargestellt. Das von der

609 577/153

Rolle 7 abgewickelte gewellte Band passiert zunächst dritten vibrierenden Trichter 18. Dieser ist kleiner als

einen ersten vibrierenden Trichter 8, der auf die Bahn der Trichter 8 und mit einem Polyvinylchloridpulver

eine Mischung 9 aus kleinen Polyvinylchloridteilchen 19 gefüllt, das die gleiche Zusammensetzung hat wie

fallen läßt. Die Mischung 9 besteht aus zwei Partikel- das im Trichter 8 befindliche. Es besteht aus zwei

sorten verschiedener Größe. Der größere Anteil hat 5 Anteilen mit verschiedenen Durchschnittsgrößen. Die

Partikel mit einem Durchmesser von V2 bis 1 Mikron Teilchengrößen im überwiegenden Anteil liegen

und der restüche Anteil Partikeln mit einem durch- durchschnittlich zwischen Vs und 1 Mikron und die

schnittlichen Durchmesser von über 10 Mikron. Auf des restlichen Anteiles über 10 Mikron. Die rotierende

1 m² des Bandes werden annähernd 29,8 g Polyvinyl- Bürste zwingt die Teilchen in die Poren der gesinter-

chloridpulvermischung aufgebracht. 10 ten Schicht; es werden annähernd 29,8 g pro Quadrat-

Die Mischung wird dann mit einer rotierenden meter aufgebracht.

Bürste 10 über die Oberfläche verteilt, um so einen Das Band wird dann durch einen Sinterofen 21 geTeil der Partikeln in die Poren der gewellten Grand- führt, der auf einer Temperatur zwischen 150 und platte zu bringen. 200° C gehalten wird, und zwar abhängig von der

Die beschriebene Mischung 9 kann auch aus 15 Geschwindigkeit, mit der die Bahn durch den Ofen kleinen Partikeln aus Polyvinylchlorid in der zuvor 21 läuft. Dabei wird auf der Oberfläche ein zubeschriebenen Weise zwischen dem Härteofen 6 und sammenhängendes spitzenartiges Netzwerk von PoIyder Rolle 7 aus dem Trichter 8 auf die Bahn 1 auf- vinylchlorid gebildet, das mit der Oberfläche fest zugebracht und mit der rotierenden Bürste über die sammenhängt. Die Partikeln werden an ihren BeBahn verteilt werden. Auch kann das Aufrollen der 20 rührungspunkten durch das Sintern verbunden. Die Bahn zur Rolle 7 unterbleiben und die Bahnl aus - sich bei dem spitzenartigen Netzwerk ergebenden dem Härteofen 6 direkt unter den die Mischung 9 ent- Poren haben durchschnittlich einen Durchmesser von haltenden Trichter 8 gebracht und dann, wie zuvor V2 Mikron,
beschrieben, behandelt werden. Die Bahn kann anschließend durch eine. Düse mit

Die beschichtete Bahn wird dann weiter mit einer 35 einem Weichmacher besprüht und dann in einem Lage aus kleinen Teilchen eines thermoplastischen Trockenofen 23 getrocknet werden. Eine Schneid-Materials beschichtet, die im Durchschnitt größer sind vorrichtung 24 trennt das Material in einzelne als die im Trichter 8 enthaltenen Teilchen. Die Separatoren, die dann verpackt werden können.
Schicht wird mittels eines zweiten vibrierenden Trich- Fig. 3 zeigt einen fertigen Akkumulatorenters 11 auf das Band gebracht. Dieser Trichter ist 30 separator, der gemäß dem zuvor beschriebenen Vergrößer als der Trichter 8 und ist mit Poly vinylchlorid- fahren hergestellt ist. Der Separator besteht aus einer teilchen 12 gefüllt, die im Durchschnitt einen Durch- ' Schicht 25 in Gestalt einer porösen Membran aus messer von über 10 Mikron haben. Die Partikel 12 gesintertem Polyvinylchloridpulver, das durch eine fallen aus dem Trichtern wie ein Schleier, durch zusammenhängende Verbindungsschicht26 mit der den das beschichtete gewellte Grundmaterial wandert, 35 gewellten porösen Grandplatte 27 verbunden ist, die um so die genannte neue Schicht auf dem bereits aus Zellulosepapier mit bis zu 10% Glasfasern bebeschichteten Grundmaterial zu bilden. Eine Rolle 13 steht und mit einem gehärteten säurebeständigen Harz erzeugt die gewünschte Oberfläche, die entweder ge- aus einem wasserlöslichen Phenolharz imprägniert ist. rippt oder eben sein kann. Die Menge des ver- Die Verbindung 26 besteht aus gesintertem thermowendeten Pulvers hängt von der Dicke und Art der 40 plastischem Polyvinylchloridpulver; die Schicht 25 gewünschten Trennwand ab. Sie beträgt annähernd hat eine gerippte Oberfläche mit Rippen 28.
390 g pro Quadratmeter des gewellten Grand- Die Oberfläche der gesinterten Schicht 25 hat materials. Poren vorbestimmter Größe, die durch die Zwischen-

Das Polyvinylchloridpulver wird dann gehärtet, räume des zusammenhängenden spitzenähnlichen indem es durch den Ofen 14 geführt wird, in dem 45 Netzwerkes aus thermoplastischem Material, nämlich eine Temperatur von ungefähr 500° C herrscht. Das Polyvinylchlorid, gebildet sind. Das Netzwerk ergesinterte Material passiert dann eine Glättrolle 15, streckt sich über die Oberfläche und besteht aus die gerippt oder eben sein kann, und weiter einen kleinen, aneinander anschließenden Teilchen aus ersten Sinterofen 16, in dem eine Temperatur zwi- Polyvinylchlorid, die an ihren Berührungspunkten sehen 220 und 230° C herrscht. In diesem wird die 50 zusammengesintert sind und an der Oberfläche fest-Pulverschicht so weit gesintert, daß sie eine Membran haften.

von zusammenhängender, poröser Struktur bildet, die Die Schicht 25 in Form einer porösen Membran

durch die Zwischenschicht gleichmäßig mit der ge- hat für sich allein eine genügende Dicke, z. B.

wellten Grandplatte verbunden ist, da sich die 0,65 mm, um als Separator zu dienen; der Separator

Zwischenschicht während des Sinterprozesses sowohl 55 kann auch durch Verwendung einer dickeren Grand-

mit der Membran als auch mit dem Grandmaterial platte 27 dicker gemacht werden,

fest verbindet. Bei dem an Hand der Fi g. 1 und 2 beschriebenen

Bei dem beschriebenen Verfahren kann ein weiterer Verfahren wird das Harz in der imprägnierten Bahn Verfahrensschritt angewendet werden, um die Poren- im Ofen 6 vollständig gehärtet. Es wäre jedoch durch größe an der Oberfläche der gesinterten Schicht zu 60 Anwendung einer niedrigeren Ofentemperatur mögverkleinern und so eine bessere Kontrolle über die lieh, das Harz im Ofen 6 nur teilweise zu härten; das Ionenwanderung durch den Separator zu erhalten. Härten des Grandmaterials würde dann in dem Ein-Um erne vorzeitige Sinterung des während der weite- satzhärteofen 14 und dem Sinterofen 16 vervollren Behandlung aufgebrachten thermoplastischen ständigt werden.

Materials zu vermeiden, wird die den Ofen 16 ver- 65 Bei einem kontinuierlichen Verfahren, bei dem das

lassende Bahn mittels eines Gebläses 17 auf eine Band nicht wieder aufgewickelt wird, kann die Bahn

Temperatür von nicht mehr als 150° C abgekühlt. direkt vom Ofen 6 unter den Trichter 8 geführt wer-

Das gekühlte Material wandert dann unter einen den.

Es wurde festgestellt, daß ein Separator gemäß der Erfindung alle Vorteile der Separatoren des Hauptpatents hat. Die Separatoren sind säurefest, und es sind größere Toleranzen bei ihrer Herstellung zulässig als bei den bekannten. Feine Löcher, welche zu Kurzschlüssen führen können, sind vollkommen vermieden, weil die Löcher der thermoplastischen Membran durch das Fasermaterial abgedeckt sind.

Die gesinterte thermoplastische Schicht jedes Separators wird gegenüber der positiven Akkumulatorenplatte eingebaut, so daß die gewellte Seite der Grundplatte nicht durch die Oxydation der positiven Platte beeinträchtigt wird. Der Separator gemäß der Erfindung wendet seine Grundplatte der negativen Platte zu. Diese Seite ist eben genau, um die Abstützung zu geben, die die negative Platte normalerweise braucht, um ihre Ausdehnung im Gebrauch zu begrenzen. Gleichzeitig wird durch die gewellte faserige Fläche des Separators sichergestellt, daß der Separator nicht so dicht anliegt, daß zwischen dem Separator und der negativen Platte Gasblasen entstehen können. Die Wellungen nämlich bilden vertikale Kanäle zwischen dem Separator und der negativen Platte, durch die das Gas während der Ladung entweichen kann.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen eines Separators für einen elektrischen Akkumulator nach Patent 1192 397, bei welchem eine Oberfläche einer porösen Grundplatte aus mit Kunstharz imprägniertem Fasermatefial zur Bildung einer Zwischenschicht mit einem Gemisch von feinverteilten Teilchen aus einem thermoplastischen Stoff, der mindestens aus zwei Komponenten verschiedener Teilchengröße besteht, bedeckt und darauf eine Schicht von feinverteilten thermoplastischen Teilchen, deren Größe ungefähr der größeren der beiden vorgenannten Komponenten entspricht, aufgebracht wird und anschließend alle Teilchen gesintert werden, dadurch gekennzeichnet, daß man die Grundplatte zuerst wellt und dann die Teilchen der Zwischenschicht (26) und die Teilchen der thermoplastischen Schicht (25) derart aufbringt, daß die Außenfläche der Schicht (25) andersartig als die gewellte Außenfläche der Grundplatte ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 271789.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

609 577/153 5.66 © Bundesdruckerei Berlin