DE2332320C2

DE2332320C2 - Verfahren zur Herstellung von Batterieseparatoren

Info

Publication number: DE2332320C2
Application number: DE2332320A
Authority: DE
Inventors: Robert R. Baytown Tex. Buntin
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1972-06-29
Filing date: 1973-06-26
Publication date: 1982-09-16
Also published as: IT990824B; FR2191280A1; CA1001710A; BE801675A; FR2191280B1; NL7309131A; JPS4985527A; DE2332320A1

Description

(a) Basisgewicht = 100 bis 400 g/m²,

(b) Stärke=254 bis 1270 μπι,

(c) Porosität (%-Porenfraktion) = mehr als 40% bis zu 70%,

(d) maximale Porengröße=5 bis 25 μπι,

(e) elektrischer Widerstand=weniger als 0,040 Ohm/2,54 cm³,

(f) Abriebfestigkeit=50 bis 800 Zyklen und mehr,

(g) Torsionssteifigkeit = 0,25 bis 1 ,5 cm/Grad, (h) Feststoff-Fraktion = 0,3bisO,6,

bei dem man die Matte nach einem Schmelz-Blas-Verfahren herstellt und diese Matte verdichtet, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung

(i) bei einer Temperatur von 138 bis 160° C,

(ii) bei einem Druck von 0,686 bis 6,86 N/cm², (iii) innerhalb von 1 bis 60 Sekunden unter Verwendung feststehender Abstandshalter oder Zwischenlagen zu einer gleichmäßigen Stärke von 254 bis 1270 μπι erfolgt, wobei die Abstandshalter oder Zwischenlagen verhindern, daß starke Drücke direkt auf die Matten berfläche einwirken.

2. Verfahren nach Anspruch I, zur Herstellung eines Batterieseparators mit folgenden Merkmalen:

(a) Basisgewicht = 150 bis 350 g/cm²,

(b) Stärke = 38 Ibis 889 μπι,

(c) Porosität (%-Porenfraktion) = mehr als 50% bis zu 65%.

(d) maximale Porengröße = 5 bis 20 Mikrometer

(e) elektrischer Widerstand = weniger als 0,025 Ohm/2,54 cm²,

(0 Abriebfestigkeit = 80 bis 600 Zyklen,

(g) Torsionssteifigkeit = 0,3 bis 1,0 cm/Grad, (h) Feststoff- Fraktion = 0,35 bis 0,5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung

50

(i) bei einer Temperatur von 143 bis 154" C, (ii) bei einem Druck von 1,37 bis 5,49 N/cm², (iii) innerhalb von 5 bis 40 Sekunden unter Verwendung feststehender Abstandshalter oder Zwischenlagen zu einer gleichmäßigen Stärke von 381 bis 889 μηι erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, zur Herstellung eines Batteneseparators mit folgenden Merkmalen:

(a) Basisgewicht = ! 75 bis 325 g/m²,

(b) δΐ3^ε = 508^5 762μηι,

(d) Porosität (%-Porenf raktion) = mehr als 55% bis zu 60%,

(d) maximale Porengröße = 7 bis 20 Mikrometer

(e) elektrischer Widerstand=weniger als 0,020 Ohm/2,54 cm²,

(f) Abriebfestigkeit=80 bis 500 Zyklen,

(g) Torsionssteifigkeit = 0,5 bis 0,9 cm/Grad,
(h) Feststoff-Fraktion = 0,4 bis 0,45,

dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtung

(i) bei einer Temperatur von 146 bis 151,5°C,
(ii) bei einem Druck von 2,74 bis 4,81 N/cm²,
(iii) innerhalb von 5 bis 30 Sekunden unter Verwendung feststehender Abstandshalter oder Zwischeniagen zu einer gleichmäßigen Stärke von 508 bis 762 μίτι erfolgt

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Batterieseparatoren bestehend aus einer nichtgewebten Matte aus thermoplastischen Fasern mit einem Durchmesser von weniger als ΙΟμπι mit folgenden Merkmalen:

(a) Basisgewicht = 100 bis 400 g/m²,

(b) Stärke = 254 bis 1270 μηι,

(c) Porosität (%-Porenfraktion) = mehr als 40% bis zu 70%,

(d) maximale Porengröße = 5 bis 25 μη".,

(e) elektrischer W.derstand = weniger als 0,040 Ohm/ 2,54 cm²,

(f) Abriebfestigkeit = 50 bis 800 Zyklen und mehr,

(g) Torsionssteifif keit = 0,25 bis 1,5 cm/Grad,
(h) Feststoff-Fraktion = 03bis0.6,

bei dem man die Matte nach einem Schmelz-Blas-Verfahren herstellt und diese Matte verdichtet.

Es gibt hauptsächlich zwei Typen handelsüblicher Batterietrenn wände (Trennwand-Separator): (1) aus harzimprägniertem Papier und (2) aus mikroporösem Kautschuk. Das in Autobatterien gebräuchlichste Material ist harzimprägniertes Pap,e^r, jedoch ist dieses Material eher spröde und mehr als erwünscht gegen Zersetzung durch Säuren empfindlich.

Auch die mikroporösen Kautschuktrennwände sind spröder als erwünscht und wesentlich teurer als die harzimprägnierten Papiere. Die mikroporösen Kautschuktrennwände werden zumeist in industrieeilen Batterien verwendet.

In der Industrie wurde bereits vor längerer Zeit festgestellt, daß Batterietrennwände aus Polyolefinen gegen Säuren und Alkali beständig sind. Doch trotz zahlreicher und umfangreicher Versuche wurden Polyolefin-Batterietrennwände, die andere wesentliche Figenschaften, wie Steifigkeit, Abriebfestigkeit, geeignete Porosität und dergleichen besaßen, nicht in der Literatur beschrieben. Zahlreiche Patente betreffen Batterietrennwände aus Polyolefinen, insbesondere aus Polypropylen.

Hierzu gehört insbesondere die US-Patentschrift 24 82 062. Darin wird die Herstellung von Batterietrennwänden aus Polystyrolfasern und anderen Thermoplasten, wie Polyäthylen, beschrieben. Verwendet werden dabei sehr dünne Fasern, d, h., Durchmesser von weniger als 5 Mikrometer bei einer Verdichtung zwischen 30 und 60%. In der Patentschrift wird auf die Bedeutung dünner Fasern als eine Komponente, mit der die geeignete Porosität festgelegt wird, hingewiesen. Die erfindungsgemäßen Batterietrennwände sind je-

doch diesen bekannten Batterietrennwänden überlegen, da sie nicht nur aus dünnen Fasern hergestellt sind, sondern auch alle für handelsübliche polymere, faserige Batterietrennwände erforderlichen Eigenschaften aufweisen.

Weiterhin werden derartige Produkte von Wente in Industrial and Engineering Chemistry, Band 48, Nr. 8 (1956), Seiten 1342 bis 1346 beschrieben. Gleiches wird im wesentlichen auch in zwei »Naval Research Reports«, d. h. »Naval Research Laboratory Report« Nr. 111437,15. April 1954 und »NRL-Report« 5265 vom 11. Februar 1955 unter dem Titel: »Verbesserte Vorrichtung für die Herstellung superfeiner, halbplastischer Fasern« beschrieben.

Obwohl Wente (s. o.) ein Verfahren zur Herstellung von Matten aus superfeinen thermoplastischen Fasern beschrieben hat, werden dort nicht die geeigneten kritischen Verarbeitungsmaßnahmen der vorliegenden Erfindung genannt, mit denen die Matten in Batterietrennwände umgewandelt werden können, welche die wesentlichen Kriterien, d. h, geeignete Porosität. Steifigkeit, Abriebbeständigkeit und dergl, aufweisen.

Nach einem Schmeizbiasverfahren herges'ellte i-.nd verdichtete ßatterieseparatoren mit teilweise gleichen Eigenschaften, wie sie im Oberbegriff der Ansprüche angegeben sind, sind aus der DE-OS 19 63 384 bekannt.

Es wurde nun gefunden, daß bestimmte erstrebenswerte Eigenschaften bzw. Eigenschaftskombinationen des Batterieseparators gesteuert werden können, wenn die Verdichtung

(i) bei einer Temperatur von 138 bis 160° C.

(ii) bei einem Druck von 0,686 bis 6,86 N/cm².

(iii) innerhalb von 1 bis 60 Sekunden unter Verwendung feststehender Abstandshalter oder Zwischenlagen zu einer gleichmäßigen Stärke von 254 bis 1270 μπι erfolgt, wobei die Abstandshalter oder Zwischenlagen verhindern, daß starke Drücke direkt auf die Mattenoberfläche einwirken.

Die verfahrensgemäß hergestellten Batterieseparatoren bestehen aus säure- und laugenfesten Thermoplasten, insbesondere aus Polypropylen- und/oder Polystyrolfasern und besitzen die charakteristischen Eigenschaften, wie geeignete Porosität, Steifigkeit, elektrischen Widerstand. Abriebfestigkeit und dergleichen. Sie werden aus schmelzgeblasenen Polypropylen- oder Polystyrolmatten hergestellt, die unter genau geregelten Bedingungen, d. h. bei relativ geringem Druck von weniger als 0,686 N/cm² bei sehr kritischer Temperatur von 138 bis 16O⁰C, vorzugsweise von 143 bis 154^CC, bei Polypropylen, verdichtet werden. Ein gegebenenfalls mögliches, jedoch bevorzugtes Merkmal ist eine gesinterte, geprägte oder extrudierte Rippenstruktur auf diesen Batterietrennwänden. Ebenfalls können die Produkte nach dem beschriebenen Verfahren wiederbenetzbar ausgerüstet werden.

Aus Gründen der Zweckmäßigkeit wird die Erfindung unter Verwendung von Polypropylen erläutert, obwohl die Erfindung im allgemeinen auch unter Verwendung von Polystyrol und, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, unter Verwendung von anderen Polymeren durchgeführt werden kann. Die erfindungsgemäßen nichfgewebfen Polypropylenstrukturen werden vor* zugsweise nach einem Schmelz-Blas-Verfahren hergestellt, wonach das Polypropylen thermisch behandelt und in einen Düsenkopf fnit einer Reihe von Düsen gepreßt wird. Das extrudierte Polypropylen wird in einen Gasstrom eingebracht, der durch Gasdüsen erzeugt wird, die an beiden Seiten der Extrudierdüsen angebracht sind.

Das Polypropylen wird bei Temperaturen oberh&ib von 316°C, vorzugsweise im Bereich von 327 bis 427°C thermisch behandelt. Üblicherweise geschieht dies in der Extruder-Beschickungszone vor der Düse und in der Düse selbst. Auch kann das Polypropylen vor dem Eintritt in den Extruder in einer separaten Stufe ίο behandelt werden. Das Polypropylen wird aus den Düsenöffnungen in den Gasstrom extrudiert und dabei in feine Fasern umgewandelt, die auf einer sich bewegenden Sammelvorrichtung, wie einer Trommel, gesammelt werden und dort eine nichtgewebte Matte π bilden.

Der Gasstrom wird derart geregelt, daß die sich bildenden Fasern nicht miteinander in Berührung kommen und dabei »Stränge« und Faserbündel bilden. Der Gasstrom kann in einem weiten Bereich variieren. Das Gas. vorzugsweise Luft, wird erhitzt und der Gasstrom io geregelt, daß sehr feine Fasern (weniger als 10 μπι) entstehen. Geeignete I Uypropylenmatten werden bei Luftmengen zwischen 032 und 1,8 kg/Minute erhalten. Die Polypropylenfasern werden mit solch einer Geschwindigkeit im Gasstrom erzeugt, daß ihr durchschnittlicher Durchmesser weniger als 10 μπι beträgt

Die Fasern werden auf einer Sammelvorrichtung, wie einer rotierenden Trommel, in einem Abstand von 2,54 bis 45,7 cm von den Düsenöffnunger als selbsttragende Matte gewonnen. Vorzugsweise wird die Matte aus selbstgebundenen Fasern in einem Abstand von 7.6 bis 20,3 cm gewonnen. Unter einer »selbstgebundenen« Matte wird im Rahmen der Erfindung eine Matte von zusammenhängender, durchgehender Struktur verstanden, die bei der üblichen Handhabung, wie Auf- und Abwickeln, Schneiden, Pressen. Kalandern und dergleichen, im wesentlichen ihren mattenähnlichen Charakter beibehält.

In den meisten erfindungsgemäß hergestellten Matten treten thermische Bindungen auf. Die durch das Schmelz-Blas-Verfahren gewonnene Matte wird in der Wuse hergestellt, daß sie ein Basisgewicht zwischen 100 und 500 g/m² aufweist. Die Stärke der nichtgewebten Matte variiert zwischen 1016und 5080 μπι.

Im allgemeinen wird das Schmelz-Bl-s-Verfahren in Übereinstimmung mit dem in der deutschen Patentanmeldung P 23 08 242.0 beschriebenen Verfahren ausgeführt.

Obwohl die nichtgewebten Matten hierin als Polypropylenmatten beschrieben werden, können auch andere Polymere als Polypropylen schmelzgeblasen und verdichtet werden, wobei nichtgewebte Batteriestrukturc.i aus verdichteten Fasein entstehen, die den später brsch leüenen Richtlinien und Eigenschaften entsprechen

Geeignete Polymere, die schmelzgeblasen werden können, sind andere säure- und laugenfeste, faserbildende Thermoplaste, beispielsweise Polystyrol, Polymethylmethacrylat und andere Polyolefine, wie Polyäthylen, Polybuten, Polymethylpenten oder Äthylen-Propylen-Copolymere. Nylon und Polyester sind besonders für Alkalibatterietrennwände geeignet, Ebepfalis können Mischungen von derartigen Polymeren verwendet werden.

Zur Herstellung vsn Batterietrennwänden aus den nach dem Schmelz-Blas-Verfahren hergestellten nichtgewebten Matten müssen die Matten verriiehtef

werden, um die gewünschte Stärke und Porosität, wie auch die mechanischen Eigenschaften, wie Festigkeit, Abriebfestigkeit und dergleichen, zu erhalten.

Die nichtgewebte Matte wird bis zu einer Stärke zwischen 254 und 1270μΐη verdichtet, die sich zur Verwendung als Batterietrennwand in den meisten Batterien eignet. Die Verdichtung wird in einer genau geregelten thermischen Verdichtungsstufe unter Verwendung von Kalanderrollen oder einer Presse und einer Zwischenlage oder Abstandhaltern vorgenommen, um eine nichtgewebte Matte von festgelegter Stärke zu erhalten.

Die Verdichtungsstufe ist ein sehr entscheidender Teil des Verfahrens. Sie muß sehr genau unter eingehender Beachtung von Einzelheiten vorgenommen werden, damit eine Batlerielrennwand entsteht, welche die wesentlichen Handelsqualitäten, insbesondere Porosität, Steifigkeit, elektrischen Widerstand und Abriebfestigkeit, aufweist.

Kurz beschrieben wird die Verdichtung in einer Weise vorgenommen, daß mehrere Bedingungen erfüllt werden. Einige davon sind:

(a) Die Stärke der erhaltenen Struktur sollte konstant sein.

(b) Die Struktur selbst wird unter konstanten Bereichsbedingungen gebildet oder verdichtet.

(c) Der Druck, der auf die Oberfläche der Matte ausgeübt wird, wenn sie mit den Zwischenlagen oder Abstandhaltern, die verwendet werden müssen, um einen konstanten Abstandsbereich einzuhalten, parallel liegt, soll im allgemeinen 0.686 N/cm² nicht überschreiten und üblicherweise etwas über 0 N/cm², vorzugsweise 1J7 bis 5.49 N/cm², betragen.

Wenn die Verdichtung in Obereinstimmung mit diesen Kriterien und in Verbindung mit den nachstehend beschriebenen kritischen Temperaturen ausgeführt wird, können Trennwände von handelsüblicher Qualität hergestellt werden.

Es ist sehr wichtig, daß bei Polypropylen in einem Temperaturbereich zwischen 138 und 160⁰C und mit relativ geringem Druck gearbeitet wird.

Bei Verwendung von Polypropylen wird vorzugsweise bei Temperaturen von 143 bis 154° C. insbesondere 146 bis 1515° C. gearbeitet.

Bei tiefen Temperaturen, beispielsweise im Bereich zwischen 26.7 und 483° C. jedoch bei hohem Druck, beispielsweise 1726 N/cm² und höher, besitzt die verdichtete nichtgewebte Polypropy'enmatte eine hohe Porosität, aber eine geringe Steifigkeit und geringe Abriebfestigkeit

Wenn relativ hohe Temperaturen und hohe Verdichtungsdrucke angewendet werden; entstehen Produkte mit geeigneter Steifigkeit und Abriebfestigkeit, jedoch mit unzureichender Porosität.

Wenn niedere Drucke und niedere Temperaturen angewendet werden, entstehen Produkte mit guter Porosität, jedoch unzureichender Steifigkeit und Abriebfestigkeit

Sowohl Temperatur als auch die Verdichtungsdrucke sind hochentscheidende zusammenhängende Faktoren. Wenn die Temperatur 160⁰C überschreitet, sintert der Gegenstand sogar bei niederen Verdichtungsdrucken, wobei die Porosität verlorengeht, wenn auch genügende Steifigkeit und Abriebfestigkeit erhalten wird.

Nur wenn im angegebenen Temperatur- und Druckbereich gearbeitet wird, kann eine Polypropylen-Batterietrennwand hergestellt werden die (1) die geeignete Porosität, (2) die geeignete Steifigkeit und (3) die geeignete Abriebfestigkeit aufweist

Wenn Polystyrol-Batterielrennwände hergestellt werden sollen, sind die Verdichtungsbedingungen im allgemeinen wie oben beschrieben. Die Temperatur liegt jedoch etwa bei 80 bis 90"C, vorzugsweise bei etwa 85 bis 88⁰C.

ίο Die Anforderungen an die Steifigkeit haben ihren Ursprung bei den üblichen Verfahren der Batterietrennwandindustrie. In diesem Industriezweig wurden viele Jahre Ausrüstungen und Maschinen für die Verwendung von sehr steifen Batterietrennwänden gestaltet und

H eingesetzt. Eine Batterietrennwand muß daher, sogar wenn sie unter den tatsächlichen Batteriebedingungen ausgezeichnete Eigenschaften besitzt und hinsichtlich Material- und Fabrikationskosten ausgezeichnet wirtschaftlich ist. genügend fest sein. Um brauchbar zu sein.

£1} tliuu iit tun ubit tut iiaifubifvii vjiuiiuau3tu3tungcii gehandhabt werden können.

Eine sehr wesentliche Voraussetzung dafür, daß die Batterietrennwände entsprechend gehandhabt werden können, besteht darin, daß sie steif sind. Während es jedoch verhältnismäßig leicht war. steife thermoplastische Batterietrennwände herzustellen, war es außerordentlich schwierig, die erforderliche Porosität zu erzeugen. Es waren erhebliche Forschungs- und EntwK «!ungsarbeiten aufzuwenden, um die genauen Bedingungen zu finden, unter denen eine Batterietrennwand hergestellt werden kann, die all den Anforderungen entspricht, die für eine handelsübliche Batterietrennwand unbedingt wesentlich sind.

Während Steifigkeit und Zähigkeit, die hierin als Abriebfestigkeit gemessen wird. Faktoren sind, die oben bereits erläutert wurden, muß die Batterietrennwand als weitere wichtige Eigenschaft gute Kompressionsbeständigkeit besitzen, d. h., daß sie bei hohen Druckkräften nicht ihre Form verliert. Es wurde gefunden, daß die unter den kritischen Verfahrensbedingungen von Verdichtung und Temperatur hergestellten erfindungsgemäßen Batterietrennwände ebenfalls gute Kompressionsbeständigkeit besitzen. Diese Kompressionsbeständigkeit wird beträchtlich verbessert, wenn die Rippen.

wie später beschrieben, eingesintert werden.

Um zu vermeiden, daß die Oberfläche glasiert oder glasähnlich wird, kann erfindungsgemäß ein Material zwischen die nichtgewebte Matte und die Oberfläche der Presse gelegt werden. Als Abstandhalter können

so beispielsweise die folgenden Materialien, die eine rauhe Oberfläche besitzen, verwendet werden: Kraftpapier.

Gewebepapier. Schreibpapier, feines Baumw JUtuch, Leinen und dergleichen.

Wenn nichtgewebte Matten ohne derartige Zwischenlagen gepreßt werden, neigen sie dazu, an der Metallplatte der Presse anzuhaften; außerdem wird die Oberfläche der nichtgewebten Matte geschlichtet und filmähnlich.

Anstelle der Zwischenlage können auch mit Teflon beschichtete Pressenoberflächen verwendet werden.

Die Verdichtung kann vorzugsweise kontinuierlich unter Verwendung von Kalanderrollen oder durch chargenweises Pressen (Einzelpressen) vorgenommen werden- In jedem Falle wird eine verdichtete nichtgewebte Matte einer bestimmten Stärke angestrebt

Um eine bestimmte Stärke zu erhalten, sollte eine Zwischenlage oder ein Abstandhalter zwischen den Preßplatten oder Kalanderrollen verwendet werden,

damit bei dem erforderlichen Druck die vorbestimmte fixierte Stärke erzeugt wird.

Für die großtechnische Herstellung von Batterie* trennwänden wird das Kalandern wirtschaftlicher als das Einzelpressen sein.

Beim Kalandern werden kontinuierliche Blätter einer nichlgewebten Matte zwischen zwei Rillen hindurchgeführt.

Da das Mattenmaterial nur eine relativ kurze Zeitspanne der Verdichtung durch die Rollen ausgesetzt iö wird, ist es erforderlich, das Material vorzüerhilzeri, damit es die geeignete kritische Temperatur aufweist, wenn es durch die Rollen hindurchtritt. Ebenfalls werden die Rollen selbst erhitzt. Sonst ist die Verweilzeit zwischen den Rollen unzureichend, um die Matten angemessen auf die kritische Temperatur zu erwärmen

Die Rollen werden in der Weise auf Abstand oder Zwischenraum eingestellt, daß sie den an anderer Stelle näher beschriebenen kritischen Preßdruck ergeben.

Wenn die Prägung in der Weise ausgeführt wird, daß die Drücke an den die Rippen bildenden speziellen Stellen besonders hoch sind, sintert das thermoplastische Material zu geformten harten Rippen zusammen. Dies wird sehr bevorzugt, da hierdurch nicht nur die Steifigkeit der gesamten Batterietrennwand verbessert wird, sondern auch ein ausgezeichnetes Arbeiten unter den tatsächlichen Batteriebedingungen ermöglicht wird, wobei die Rippen die Batterieplatten berühren müssen Und nicht gegen Abrieb und Zusammendrücken durch -io diese Platten empfindlich sein dürfen.

Wenn bei der Herstellung einer Batterietrennwand versiiiterte Rippen nicht benötigt werden, können Prägemuster oder Rippen in die nichtgewebte Polypropylenstruktur eingepreßt werden, wobei Batterietrenn- ^ wände mit dem gewünschten Muster entstehen. Das zum Erzeugen der Rippen vorgenommene Prägen wird vorzugsweise unter Verwendung von mattierten, geprägten Kalanderroilen in der gleichen Zeit durchgeführt, in der die nichtgewebte Polymermatte bei der Verdichtung zu der fixierten Stärke zusammengepreßt wird.

Ein anderes zum Erzeugen von Rippen auf den Batterietrennwänden mögliches Verfahren besteht darin, daß man ein geschäumtes Polymerisat durch eine Mehrfachdüse nach der Verdichtung auf die Matte extrudiert, während die Matte in einem Bogen über eine Mattenstützplatte verläuft. Die Trennwandzusammensetzung wird dann durch einen festgelegten Zwischenraum, beispielsweise zwei Kalanderrrollen, geführt, während das geschäumte Polymerisat noch weich ist, um eine Batterietrennwand von gleichmäßiger Stärke herzustellen.

Die erfindungsgemäßen nichtgewebten Strukturen finden besonders in Blei/Säure-Batterien für Starten, Beleuchten und Zünden und des industrielyps Verwendung. Die Batterien enthalten positive und negative Elektroden, welche durch die Batterietrennwände getrennt werden.

Nichtgewebte Polypropylen-Strukturen mit einem Basisgewicht zwischen 150 und 300 g/m² eignen sich bevorzugt zur Herstellung von Batterietrennwänden dieses Typs. Die nichtgewebte Struktur wird vorzugsweise zu einer Stärke von 381 bis 889 μπι und einer Porosität von vorzugsweise 50% oder mehr verdichtet

Die maximale Porengröße in einer erfindungsgemäß hergestellten nichtgewebten Stniktur beträgt im allgemeinen weniger als 25, d. h„ von 5 bis 22. vorzugsweise 7 bis 20 μίίΐ in Trennwänden mit besserer Qualität. Zur Bestimmung der maximalen Porengröße werden die größten Poren oder Öffnungen in der als Batterietrenrv wand verwendeten verdichteten Struktur gemessen. Die Messung verläuft im Wesentlichen nach dem ASTM-D-128-61 -Verfahren: »Maximale!* Porendurehmesser und Durchlässigkeit von harten porösen Filtern für den Laboraloriumsgebrauch«,

Die Porengröße einer Bältefietfennwand ist ein sehr wichtiges Merkmal. Geringe Porendurehmesser ergeben eine wirksame Barriere gegen aktives Material, das sich zwischen entgegengesetzten Platten der Batterie bildet, d. h., zu einer Brückenbildung führt und dabei Kurzschluß erzeugt.

Um jedoch einen geringen elektrischen Widerstand zu erreichen, ist in den Batterietrennwänden im allgemeinen ein hoher Prozentsatz Porosität erforderlich. Das Problem besteht darin, daß zwei antagonistische Eigenschaften in Einklang gebracht werden müssen. Im allgemeinen erhöht daher der Prozentsatz an Porosität ebenfalls den Porendurehmesser, da der Abstand zwischen benachbarten Fasern zunimmt.

Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß eine wirksame Maßnahme zum Vermindern der Porengröße und Beibehalten einer angemessenen Porosität darin besteht, daß man den Faserdurchmesser in der nichtgewebten Struktur stark vermindert.

Wenn man die gleiche Gewichtsmenge des Thermoplasten in sehr dünne Fasern umwandelt und diese Fasern statistisch verteilt, wird der Abstand von Faser zu Faser vermindert und werden kleinere Poren erhalten. Die erfindungsgemäß verwendeten sehr dünnen Fasern, d. h.. weniger als 10 μπι, ermöglichen die einzigartige und bedeutende Kombination von geringem elektrischen Widerstand und geringer Porengröße in der nichtgewebten Struktur.

Die Erkenntnis des Zusammenhangs und der Beziehung zwischen den (extrem dünnen) Polyolefinfasern eines Schmelz-Blas-Verfahrens und der Möglichkeit ihrer Verwendung zur Herstellung von Batterietrennwänden ist ein Teil des erfinderischen Konzepts. Trotz der US-Patentschrift 24 82 062 waren bisher keine Verfahren bekannt, mit denen genügend dünne Fasern hergestellt werden konnten, welche die erforderliche hohe Porosität ergaben.

Eine der erfindungsgemäß erzielten bedeutenden Verbesserungen ist die Herstellung einer Polyolefinbatterietrennwand, die alle erforderlichen handelsüblichen Eigenschaften einer Batterietrennwand vereinigt. Dies sind: hohe Porosität, geringe Porengröße, geringer elektrischer Widerstand, gute Abriebbeständigkeit und ausgezeichnete Steifigkeit.

Die Herstellung einer Batterietrennwand mit all diesen Eigenschaften ist eine bedeutende Verbesserung, da einige dieser Eigenschaften Antagonismen sind. Das heißt, wenn man eine dieser wichtigen Eigenschaften optimiert, vermindert man gleichzeitig eine oder mehrere der anderen wichtigen Eigenschaften. Daher muß jede Eigenschaft unter Berücksichtigung ihres Einflusses auf all die anderen Eigenschaften der Batterietrennwände gestaltet werden.

Ein anderes Beispiel ist, daß man normalerweise eine Batterietrennwand mit hoher Abriebfestigkeit anstrebt Dies vermittelt der Trennwand eine lange Lebenszeit Jedoch muß ebenfalls der elektrische Widerstand niedrig sein. Diese zwei Eigenschaften haben zueinander eine linear entgegengesetzte Beziehung. Es nraß daher zwischen einem geringen elektrischer. Wider-

stand und hoher Abriebbeständigkeit ein Kompromiß geschlossen werden. Dies wurde in den erfindungsgemäßen Batterietrennwänden mit Erfolg erreicht.

Ein weiteres Beispiel ist die Beziehung zwischen maximaler Porengröße und elektrischem Widerstand, ι Für die Batferietfennwände sind im allgemeinen verdichtete Malten mit relativ niederen maximalen Porengrößen eine 1 Vorbedingung. Um jedoch eine geringe Porengröße zu erreichen, muß man den Feststoffgehalt steigern. Wenn man den Feststoffgehalt ίο steigert, erhält man gleichzeitig eifien schnellen Anstieg des elektrischen Widerstands. Die äntagönistischefi Eigenschaften müssen daher ausgeglichen werden.

Die Steifigkeit, d. h. die Torsionssteifigkeit, ist vom Feststoff gehalt, der Mattenstärke und dem Bindungsgrad abhängig. Für jeden gewünschten Feststoffgehalt und jede Mattenstärke wird der Bindungsgrad geregelt. Als wesentliches Merkmal der Erfindung wurde gefunden, daß der Bindungsgrad durch das Verdich-

i„_„„..„„i„t.„„„ „«.„.,,,..Ι* »*_nn4_n» U«*»*V 1 I»V A(VtA «till» 1ft

lUllgJTbliaitlUII gUf\»g1*ll ITCIUb[I fVUlflf. <~MII S*III%. gUlb *v Torsionssteifigkeit zu erzielen, sollte daher bei relativ hohen Temperaturen, jedoch beträchtlich unterhalb des Schmelzpunkts, verdichtet werden. Dies wird an anderer Stelle erläutert.

Um die wesentlichen Merkmale der Batterietrennwand zu ermitteln, wurden zahlreiche Untersuchungen vorgenommen. Nachstehend werden einige davon erläutert:

Zur Bestimmung des Basisgewichts (BW) wurden 10 Trennwände gewogen und das Gesamtgewicht festgestellt (Ww). Ebenfalls wurden die durchschnittliche Höhe und Breite bestimmt. Diese Daten wurden dann in der folgenden Gleichung verwendet:

155 · W,

BW =·

10

ASTM-D-2499-66T- Verfahren: »Porengrößencharakleristiken von Membranfiltern für die Verwendung mit Luftraum-Flüssigkeiten« oder nach dem zuvor genannten ASTM-E-!28-61-Verfahren.

Torsionssteifrgkeitsmessungen wurden mit dem in Fig. 1 veranschaulichten Steifigkeitsprüfgerät durchgeführt. Im allgemeinen verläuft das Verfahren in der Weise, daß man von Trennwänden, die Rippen aufweisen, 20 Streifen abschneidet. Zehn der Streifen tragen 8 Rippen rechtwinklig zu ihrer Längsachse. Zehn andere Streifen tragen eine Rippe entlang der ganzen Länge. Die Streifen besitzen eine Größe von 1,9 χ 11.4 cm. Der Meßbolzen (1) wird eine viertel Drehung gedreht und in ausgedehnter Stellung befestigt. Ein Ende des Prüfstreifens (6) wird in die Probenhalterung (2) und das andere Ende in die klappbare Probenhalterung (3) eingesetzt. Dann wi^rd der Meßbolzen gedreht, bis der Rollenstift sich in die Vertiefung des Führungslagers senkt. Dann wird die die Drehscheibe (4) fes'hah?nd? FeiHrr gelockert und die durch ein 32,66 N-Gewicht (5) erzeugte Winkeldrehung abgelesen. Die Drehscheibe wird dann in die festgestellte Position zurückgedreht und die Schnur mit dem Prüfgewicht in umgekehrter Richtung um die Rolle gewickelt. Dann wird die die Drehscheibe festhaltende Feder gelockert und die durch ein 32,66 N-Gewicht erzeugte Winkeldrehung abgelesen. Das Verfahren wird bei den anderen 9 Streifen wiederholt. Dann wird die durchschnittliche Drehung für die Probe in beiden Richtungen berechnet.

Schließlich wird der durchschnittliche Torsionsdrehungswert parallel zu den Rippen (TSiι) und quer zu den Rippen (TSi) berechnet:

_r«, 13.32

worin bedeuten:

/ι = Höhe

iv = Breite

Wio = Gesamtgewicht

BW- Basisgewicht

Der FeststofTgehalt (= Feststoff-Fraktion, (SF)) wird wie folgt berechnet:

„r- BW

40

45

50

CU)
worin bedeuten:

t = durchschnittliche Mattenstärke, die an den Trennwänden selbst gemessen wird.

C = eine Konstante: 23,1 - 10³ für Polypropylen und 26,9 · 10³ für Polystyrol.

Porenfraktion = 1 - (Feststoff-Fraktion).

60

Der elektrische Widerstand wurde entsprechend dem »Prüfungsverfahren zur Bestimmung des elektrischen Widerstandes von Batterietrennwänden« der Association of American Battery Manufactures, Inc, 19 North Harrison Street, East Orange, New Jersey, ermittelt Die Porengrößenbestimmungen erfolgten nach dem rs,

13,32

worin X\= die durchschnittliche Drehung (in Winkelgraden) quer zu den Rippen und Xu = die durchschnittliche Drehung parallel zu den Rippen bedeutet Diese Gleichungen ergeben Steifigkeitsbestimmungen in zwei Richtungen: eine parallel zu den Rippen und die andere quer zu den Rippen. Der Durchschnitt der zwei Messungen ist die Torsionssteifigkeit.

Wie bei der Torsionssteifigkeit wurde auch die Abriebfestigkeit in einer Vorrichtung (F i g. 2) gemessen, die im Rahmen der Erfindung entwickelt wurde, da keine befriedigenden handelsüblichen Vorrichtungen erhältlich waren.

Kurz beschrieben wird eine Vorrichtung verwendet, worin die Probe (1) mit einem schrägstehenden Bohrstift (2) in Berührung gebracht wird, der sich gleichzeitig um seine Achse dreht und in einem Kreisbogen rotiert Jede Sekunde erfolgt eine Drehung und eine Rotation. Dies wird ein Zyklus genannt Die Probe wird in die Probenhalterung (3) montiert und die Bohremute so gewinkelt oder eingeschwenkt daß sie direkt auf der Probe aufliegt Wenn der Bohrer die Probe der Batterietrennwand durchdringt, schließt er durch die metallischen Komponenten der Vorrichtung einen Stromkreis, wobei die Stromänderung an einem im Stromkreis befindlichen Voltmeter gemessen wird. Die Zeitspanne für jeden Versuch wird durch eine

Stoppuhr gemr-sen.

Die Probe wird auf der Probenhalterung befestigt und durch eine Klammer (4) gesichert. Die Probenhalterung weist einen Hohlraum auf, der die durchdringende Bohrerspit2e aufnehmen kann. Verwendet wird ein j Bohrer Nr. 65 (0,089 cm). Der Bohrer wird in e'.nem handelsüblichen Bohrfutter gehalten. Der Motor ist ein elektrischer Motor: 60 Umdr^Min.

Die Bestimmung wird in der Weise vorgenommen, daß man von jeder Batterietrennwand vier Proben schneidet und diese in einer Prüfsequenz prüft. Beim Beginn der Prüfsequenz werden gleichzeitig der Antriebsmotor und die Stoppuhr eingeschaltet. Die Stoppuhr wird abgeschaltet, wenn der Widersland am Meßgerät auf 0 gefallen ist. π

Die Motorpeschwindigkeit wird so geregelt, daß er jich je Sekunde 1 χ dreht. Die von der Stoppuhr abgelesene Zeitspanne in Sekunden gibt daher cMe Anzahl Zyklen an, welche die Probe vor der Zerstörung übersteht.

Die gleiche Prüfung wird auch bei den anderen 7 Proben vorgenommen. Der einzige Unterschied liegt darin, daß eine der Bohrernuten für die ungradzahligen Proben und die andere Bohrernute für die gecadiahligen Proben verwendet wird. Der Purchschnitt der 8 Sequenzen bei den 8 Proben wird als Abriebfestigktfit in Zyklen je Sekunde bezeichnet. In Fig.3 wird die Abriebvorrichtung näher veranschaulicht.

Da eine große Anzahl von Variablen und Parametern miteinander in Beziehung stehen und ineinandergreifen müssen, um eine geeignete Polyolefin-Batterietrennwand zu ergeben, werden die Werte in der folgenden Tabelle A zusammengefaßt.

Tabelle Λ

Eigenschaf lei nrchlgewebter Polyolcfin-Ballcriclrcnnvvündc

Eigenschaften (Bereiche)

Allgemein	■ieiorzugt	Besonders
		bevorzugt
100 400	150 350	175 325
254 1270	381 88^l)	508 762
40 bis 70	50 bis 65	55 bis 60
5 bis 25	5 bis 20	7 bis 20
< 0.040	< 0.025	< 0.020
<IO	< 5	<2
50 800	SO 600	80 500
0.25 bis 1.5	0.3 bis I.0	0.5 bis 0.9
0.3 bis 0.6	0.35 bis 0.5	0.4 bis 0.45
138 bis 160	143 bis 154	146 bis 151.5
0.686 bis 6.86	1.37 bis 5.49	2.74 bis 4.81
! bis 60	5 bis 40	5 his 30

A. Trennwände
Baisgewicht (g in')
Stärke (μιη)

Porosität (%-Porenfraktion)
maximale Porengröße (μιη)
elektrischer Widerstand (Ohm 2.54 civr)
Faserdurchmesser (μιη)
Abriebfestigkeit (Anzahl Zyklen)
Torsionssteifigkeit (g - cm Grad)
Feststoff-Fraktion

B. Verarbeitungsbedingungen*)
Verdichtungstemperatur (auf ±3°C)
Verdichtungsdruck (N/cm²)
Verdichtungszeit (Sekunden)**)

*) Für Polypropylen.

**) Die Zeit beträgt etwa 0.01 bis 4. vorzugsweise 0.05 bis 3. insbesondere 0.5 bis 1.5 Sekunden für das Kalandrieren. Sonst sind die Bedingungen, ausgenommen wie beschrieben, etwa die gleichen. Die Zeitbereiche, weiche sowohl das flache Pressen als auch das Kalandrieren umfassen, wären 0.01 bis 60. vorzugsweise 0.05 bis 40. insbesondere 0.5 bis 30 Sekunden.

Es ist außerordentlich wichtig, während des Verdichtens die Temperaturbedingungen an der Oberfläche der Matte sorgfältig zu überwachen. Es wurde gefunden, so daß die Temperatur bei früheren Versuchen nicht genau gemessen worden ist Die Fehlerquelle bestand darin, daß man die Temperatur im Heizblock gemessen hatte, die etwa 11°C tiefer als die auf die Matte einwirkende Temperatur war.

Weiterhin konnte bisher die Temperatur nicht ganz genau gemessen werden, d. h, mit einer Fehlergrenze von etwa ±3° C

Es wurde nun gefunden, daß es vorteilhaft ist, ein genaues empirisches Verfahren zum Ermitteln der für eine bestimmte Matte günstigsten Temperatur zu verwenden. Dies ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung.

Das Verfahren besteht darin, daß man die höchste Temperatur auswählt, bei der noch kein Verschmelzen auftritt, & h, etwa 160° C bei Polypropylen.

Die Trennwände werden bei dieser Temperatur hergestellt Wenn die Porosität nicht im gewünschten Bereich liegt, werden die Trennwandproben bei fortschreitend tieferen Temperaturen hergestellt, bis für diese Mattenproben die Temperatur gefunden ist, bei der Trennwände entstehen, die den oben erläuterten kritischen Parametern entsprechen.

Es ist daher ein Versuch erforderlich, bei dem die Temperatur gesenkt wird, bis die Verschmelztemperatur gefunden ist Hierbei wird die Temperatur in Schritten von etwa 1,1,5 oder 3° C allmählich unter die Verschmelztemperatur (Sintertempetatur) gesenkt bis der günstigste Temperaturbereich gefunden ist. Im allgemeinen liegt diese Temperatur bei Verwendung von Polypropylen etwa bei 149° C Für andere Polymere und Harze werden davon stark abweichende Temperaturen benötigt

Dennoch ist es wichtig und sollte besonders vermerkt werden, daß die zum Erreichen der kritischen Parameter der erfindungsgemäßen Batterietrennwände geeignete Temperatur ganz beträchtlich unter dem Schmelzpunkt eines bestimmten Polymeren liegt Im allgemeinen wird diese Temperatur etwa 3 bis H⁰C,

vorzugsweise 3 bis 7⁰C, oberhalb des Erweichungspunkts des Polymeren und etwa 3 bis 27⁰C, vorzugsweise 3 bis 19° C, unter dessen Schmelzpunkt Hegen.

Durch die folgenden Beispiele wird die Erfindung näher veranschaulicht, jedoch in keiner Weise beschränkt.

Beispiel \

Unter den in der folgenden Tabelle I zusammengefaßten Bedingungen wurden nach dem Schmelz-BIas-Verfahren nichtgewebte Polypropylenmatten hergestellt.

Tabelle I	Maiic-n-Nr.	307	2SR	I	4	15.2
	1	343	293		1.0 §
				304 .
Harz		7.1	6.2	340 f
Düsenteniperatur ( (.')
Lufttemperatur (C")		0.3.·	1.(17	7.9 I
Polymer-Geschwindigkeit
(g Min.)		11.4	i ii. i	1.265 j
Luft-Geschwindigkeit	Sehmelzflußgeschwindigkeii 3.36 g Min.	29	34	I t
( V Min. 2.54 ein)	310
(ntferming der \iifl'angvEr	354
richtung (cm)
ITM	7.1

11.33

11.4
311

Die Matten X1 und X 2 wurden bei geringer Luftgeschwindigkeit hergestellt. Die Fasern in der Matte besaßen Durchmesser von 12 bis 45 Mikrometer, r h_ sie waren relativ grob. Das Basisgewicht der Matten betrug bei XI = 300 g/m³ und bei X 2 = 200 g/m². Die Matten Xi und X 4 wurden bei hoher Luftgeschwindigkeit hergestellt. Die Fasern der Matten besaßen einen Durchmesser von 2 Mikrometer oder weniger, d. h, sie waren relativ fein. Das Basisgewicht der Matte X3 betrug 300 g/m². Unter den Bedingungen der Matte X 4 wurden 3 Matten hergestellt. Ihre Basisgewichte lagen bei 270, 266 und 256 g/m².

Beispiel 2

In diesem Beispiel wird der Verdichtungsvorgang veranschaulicht. Es wird gezeigt, daß die mechanischen und elektrischen Eigenschaften der nichtgewebten Polypropylenstrukturen stark von den eingesetzten Verdichtungsbedingungen abhängig sind. In der folgen-

i'i den Tabelle II iverden die nach dem Verdichten unter unterschiedlichen Bedingungen erhaltenen mechanischen Eigenschaften der Matten angegeben. Die für Batterietrennwände wichtigen elektrischen Eigenschaften werden in der Tabelle III angegeben.

Aus der Tabelle III ist weiterhin ersichtlich, daß durch Verändern des Faserdurchmessers und/oder der Mattendichte (Basisgewicht) wichtige Eigenschaften der nichtgewebten Polypropylenstrukturen verändert werden können. Eine höhere Mattendichte ergibt eine geringere Porengröße, die zwar erwünscht ist, aber ebenfalls eine geringere Porosität, die nicht erwünscht ist. Daher wird der elektrische Widerstand unerwünscht vergrößert und damit nachteilig beeinflußt.

Tabelle Il	Matte	\ eriltthtiineshedineungcn	Stärke	Mechanische I igenschaftcn
I ronn-	\		(μιη)
«aiid	I	flach gepreßt.	787	faserige Oberfläche
I		*Riitiiiiltiiipcidliii. !1"ϊ>.< N cnr**		trennt sich beim Reneiren
				geringe Steifigkeit
	\	flach gepreßt.	61(1	saubere Oberfläche
		Raumtemperatur. 11 76.8 N cm'		geringe Abriebfestigkeit
	I	flach gepreßt.	43"	glatte Oberfläche
?		65.6 C. 1176.8 N cnv		trennt sich beim Benetzen
				geringe Abriebfe»ngkeit
		flach gepreßt.	325	glatte Oberfläche
4		65.6 C . 1I76.S N cm¹		geringe Abriebfestigkctt
				sehr Weich
	1	kalandert, 6227 N/2,54 cm Raum-	533	faserige Oberfläche
5		(emperaluf		trennt sijlh beirrt Benetzen
	I	kalandert. 6227 N/2.54 cm. 65,6°C	500	glatte oberfläche!
6				geringe Abriebfeistigkeit
				sehr weich

Fortsetzung

Trennwand

Malle
\

Verdicliliinnshediniiiiniien Stärke
(μ in)

fluch gepreßt. 149°C
flach gepreßt, I49^CC
flach gepreßt. 149 ⁰C
flach gepreßt, I66°C Mechanische Ijjjenschauen

600 iiusgezeichnet

714 ausgezeichnet

S46 ausgezeichnet

437 schmilzt zu einem

undurchlässigen Film

¹) Diese Mallen w nrden bei einem Druck von weniger als 6,86 N/cm', d.h.. etwa4,81 N,cm", unter Verwendung von Abstandhalten! mil etwa der oben ITir die Mallen angegebenen Stärke hergestellt.

20

25

Aus der Tabelle Il ist ersichtlich, daß Batterietrennwände von ausgezeichneter Qualität hergestellt werden konnten, wenn die Temperatur etwa 149°C und die Drücke weniger als 6,86 N/cm² betrugen. Wenn die Temperatur 157 oder 16O⁰C, beispielsweise 166° C überschritt, schmolzen (sinterten) die Batterietrennwände auch bei geringem Druck zu undurchlässigen Schichten zusammen, die nicht a!s Batterietrennwändc brauchbar waren.

Beispiel 3

Polypropylen besitzt u. a. die Eigenschaft, daß es durch wäßrige Materialien, auch durch stark saure wäßrige Materialien, nicht leicht benetzt wird. Da es wichtig ist, daß Batterietrennwände benetzbar sind, jo beispielsweise durch die Schwefelsäure in einer Batterie, wu. Je ein Verfahren gefunden, mit dem benetzbare Produkte hergestellt werden können. Dies geschieht durch einen Auswaschvorgang. Hiernach werden die Batterietrennwände im allgemeinen in eine Netzmittellösung getaucht, die bei einer Temperatur zwischen 71 und 99° C gehalten wird.

Geeignete Netzmittel, d. h.. Oberflächenaktivstoffe, die zum Auswaschen der nichtgewebten Polypropylenstrukturen eingesetzt werden können, sind beispieiswei- ^o se anionische Oberflächenaktivstoffe, wie aliphatische Sulfate, beispielsweise Natriumdioctylsulfosuccinat, oder nichtionische Oberflächenaktivstoffe, wie Polyäthylenoxidverbindungen, beispielsweise Nonylphenoxypoly-(äthylenoxy)-äthanol. Die Oberflächenaktivstoffe werden in einer Konzentration zwischen etwa 0.01 und 0.5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, verwendet.

Die nach Beispiel 2 hergestellten Trennwände wurden in eine erhitzte Lösung von 0.25 Gewichtsprozent Nonylphenoxypoly-(äthylenoxy)-äthanol eingetaucht und auf 93°C erhitzt. Nach einer Eintauchzeit von etwa 5 Minuten wurden sie herausgenommen und zum vollständigen Auswaschen in eine 35- bis 40gewichtsprozentige Säurelösung gelegt. Anschließend wurde der elektrische Widerstand gemessen. Die Ergebnisse werden in der folgenden Tabelle III zusammengefaßt.

Tabelle	III	M.< IV- (μιιι\|	I U-kti V\ !(icr^l.llHl (Olini/2.54 ciii²)	IVro «ilal
1 renn »an.I Nr,	M.ilU-n Nr.	62 10	0,025 0,043	57 46
I 2	I .1

Trennwand

65 Malten

Nr.

Max. Porcngröüc
(μηι)

HIeUr. Widerstand (Ohm 2.54cm')

Porosität 1%)

30

21
8
9.5

0.078 0.034 0.042 0.102 0.034 0.G24 0.017

2 λ 12

34 44 53 61

Wie bei den Trennwänden 7 bis 9 ersichtlich ist, kann erfindungsgemäß bei nichtgewebten Batterietrennwänden die einzigartige Komination von geringer Porengröße, gcnngem Widerstand und hoher Porosität erhalten werden. Die dabei verwendeten Fasern sind sehr fein und besitzen einen Durchmesser von weniger als 10 μπι, vorzugsweise weniger als 5 μίτι.

Es ist daher ersichtlich, daß erfindungsgemäß eine Kombination von miteinander in Beziehung stehenden Eigenschaften erhalten wird und Batterietrennwände mit guten bis ausgezeichneten Eigenschaften in allen wichtigen Kategorien gewonnen werden. die aus faserigen Polymeren bestehen.

Die Erfindung kann auch in der Weise ausgeführt werden, daß man zur Herstellung einer Batterietrennwand aus einer nichtgewebten Matte aus Polyolefinfasern die Matte mit einer Oberflächenaktivstoff/Wasser Michung benetzt, das Wasser beim Benetzen verdampft, die Matte vorerhitzt und die vorerhitzte Matte ν rdichtet, um eine Bindung von Faser zu Faser zu erreichen, während sich die gewünschte Struktur bildet. Während der Verdichtungsstufe können Rippen in der Struktur gebildet werden. Die verdichtete Struktur wird dann gespalten, gekühlt und zur Herstellung einer Batterietrennwand der gewünschten Dimension geschnitten.

Nach einer anderen Arbeitsweise wird die nichlgcwebte Matte aus Polyolefinfasern mit einer gasförmigen Schwefeldioxid/Chlor Mischung in Berührung gebracht, um die Fasemberfläche zu sulfochlorieren. Sie wird dann mit einem Amin behandelt. Dies kann vor odei nach dem Verdichten der Matte zur geeigneten Batierietrennwandstniktur geschehen.

Zur Herstellung gesinterter Rippen kann das oben beschriebene Verfahren (Verformen beini Verdichten) eingesetzt werden<

l-licrzii 2 Blatt Zeichnungen 230 237/110

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Batterieseparatoren bestehend aus einer nichtgewebten Matte aus thermoplastischen Fasern mit einem Durchmesser von weniger als 10 Mikrometer mit folgenden Merkmalen: