DE2442361A1 - Bleiakkumulator - Google Patents
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Description
Dipl.-Ing. Tiedtke
DipL-Chem. Bühling Dipl.-Ing. Kinne
DipL-Chem. Bühling Dipl.-Ing. Kinne
8 München 2
Bavariaring 4, Postfach 202403
Tel.: (089)539653-56 Telex:524845tipat cable address: Germaniapatent
München
München, den 4 . September B 6203
Kanebo Kabushiki Kaisha
Tokyo, Japan
Tokyo, Japan
Bleiakkumulator
Die Erfindung betrifft einen Blei/Säure-Akkumulator des Pastentyps, vorzugsweise eine Zeilelektrodenkonstruktion
eines solchen Akkus und insbesondere verbesserte Separatoren zur Verwendung in einer solchen Zellelcktrodenkonstruktion.
Blei/Säure-Akkus vom Pastentyp, nachfolgend in der Beschreibung
kurz Blei-Akku genannt, wurden bisher als Antriebsquellen zum Anlassen von Motoren gewöhnlicher Kraftfahrzeuge
weithin benutzt. Da jedoch die Abgase von durch Verbrennungskraftmaschinen angetriebenen Kraftfahrzeugen als eine größere
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V/12 ·
«- ο —
Quelle der Luftverunreinigung Gegenstand harter Kritik wurden, zogen nun Blei-Akkus erneut das Interesse der Öffentlichkeit
auf sich, da sie als Antriebsquelle tür Elektrowagen geeignet sind. Aus diesem Grunde gibt es eine zunehmende Nachfrage nach
einem Blei-Akku erhöhter Leistung hinsichtlich seiner elektrischen Kapazität und Betriebsdauer. In der Vergangenheit wurden
viele Versuche unternommen, den Elektrodenzusammenbau der Zellen zu verbesseren. Beispielsweise variieren die bekannten Separatoren,
die zur Verhinderung von Kurzschluß zwischen der positiven und der negativen Platte einer Zelleneinheit angeordnet
sind, in ihrer Art sehr stark. Es wurden Separatoren aus einer mikroporösen dünnen Platte verwendet und geprüft, die durch
Imprägnieren von Zellstoff mit einem Harz und Extrudieren dieses imprägnierten Zellstoffs in eine Plattenform hergestellt worden
waren. Vor Kurzein wurden Separatoren geprüft und verwendet, die durch Verwendung eines Platten-Basismaterials aus beispielsweise
porösem Gummi oder gesinterten, synthetischen Polyvinylchloridfaserfi
hergestellt und mit einem säurebeständigen, oxydationsbeständigem
Harz beschichtet und als eine mikroporöse Folie erhalten wurden. Diese bekannten Separatoren sind jedoch
noch weit von einer befriedigenden Funktion entfernt, wenn
sie in Blei-Akkus für Elektrowagen Verwendung finden sollen.
Der Separator aus Zellstoff hat gegen Säuren und Oxydation eine ungenügende Beständigkeit' und zeigt einen hohen
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elektrischen Wiuerstand. Von einem solchen Separator kann
keine stark verbesserte elektrische Kapazität und keine lange Betriebsdauer erwartet werden. Auf der anderen Seite haben der
Separator aus einem gummiartigen porösen Material und der Separator aus einem gesinterten 'Polyvinylchloridmaterial zwar
ausreichende Beständigkeit'gegen Säuren und Oxydation. Sie
haben jeuoch eine Dicke von etwa 0,2 bis 0,5 mm und einen erheblichen
elektrischen Widerstand', so daß bei Verwendung in Blei-Akkus elektrischer Wagen der wirtschaftliche Nachteil auftritt,
daß zur Erreichung einer hohen Leistungsabgabe eine große Anzahl von Elektrodenzelleinheiten vorgesehen werden muß.
Ein Separator, der in Form eines Filns aus synthetischen
Fasern als Grundmaterial hergestellt wird , ist deshalb wünschenswert, da er extrem dünn mit einer Dicke von etwa 0,1 bis
0,3 min und einein niedrigen elektrischen Widerstand hergestellt
werden kann. Ein solcher Separator zeigt jedoch das Problem, aaß der Durchtritt der elektrolytischen Lösung, d.h. der Schwefelsäure,
bei der Entladung des Akkus erschwert wird und demzufolge eine Schwierigkeit durch Zurückhaltung von Schwefelsäure
zwischen der r.iikroporösen Faserstruktur und der positiven Platte
auftritt. Aus diesem Grunde muß bei einem Elektrodenzusammenbau der Konstruktion "positive Platte-Glasmatte-Filmseparatornegative Platte" die Glasmatte eine Dicke von 0,5 mm oder mehr,
vorzugsweise 1,0 mm oder mehr haben, um eine bessere Durchdringung
und Zurückhaltung der elektrolytischen Lösung zu verwirklichen. Obgleich dieser filmartige Separator an sich
^00314/0759
wie oben angegeben wurde in einer sehr dünnen Tafelform hergestellt
werden kann, läßt sich im Ergebnis der Gesamtabstand zwischen dem Elektrodenpaar im Vergleich zu bekannten
Vorrichtungen nicht so wirksam verringern, und die Kapazität des Akkumulators ist auch nicht zufriedenstellend.
Es wurden intensive Untersuchungen angestellt, um diese Mängel und Schwierigkeiten des Standes der Technik zu überwinden
und die oben dargelegte Erfindung zu vervollständigen.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Bleiakkumulators des Pastentyps mit einer stark verbesserten
elektrischen Kapazität und einer langen Betriebsdauer, wobei die bisherigen Schwierigkeiten gelöst werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft in einer Hinsicht einen Bleiakkumulator des Pastentyps mit Einheitszellen, von
denen jede in Schichtform konstruiert ist: Eine positive Platte , die auf ihren beiden Oberflächen mit einem aktiven Anodenmaterial
beschichtet ist;eine auf jede Seite dieser positiven Platte
aufgelegte Faserstruktur; und eine auf jede Faserstruktur aufgelegte
negative Platte. Die Erfindung liegt in einem beiderseits der positiven Platte zwischen der genannten Faserstruktur
und der genannten negativen Platte angeordneten Separator, der aus einem papierartigen Bogen mit kontinuierlichen mikroporösen
Öffnungen auf seiner gesamten Fläche,der v/enigstens 70 Gew.-%
durch Schruelzverspinnung und Härtung eines Novolak-Harzes er-
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zeugte Phenolharzfasern rait je einem Durchmesser von 5 u oder
weniger enthält.
In anderer Hinsicht betrifft die Erfindung einen Bleiakkumulator des Pastentyps der oben beschriebenen Art/ bei dem
die genannten Phenolharzfasern solche sind, bei denen wenigstens 60 Mol-% uer phenolischen Hydroxylgruppen des Harzes abgedeckt
sind.
Die Phenolharzfasern, die bei den erfindungsgemäßen Separatoren Anwendung finden können, werden beispielsweise in
der Weise hergestellt, daß man eine Schmelze eines durch Polykondensation ναι Phenol und Formaldehyd erhaltenen, sogenannten
Novolak-Harzes mit einem. Luftstrom hoher Geschwindigkeit in eine nicht oxydierende Atmosphäre bläst und anschließend die
resultierenden feinen Fasern mit Chlorwasserstoffsäure oder
Formaldehyd oder ähnlichen Mitteln vernetzt oder aushärtet. Die so erhaltenen Fasern können in den erfindungsgemäßen Separa-v
toren verwendet werden und entsprechen den Anforderungen dahingehend, daß ihr Durchmesser 5 μ oder kleiner ist und sie eine
gute Beständigkeit gegenüber Säuren und Oxydation zeigen und thermisch unschmelzbar und in Lösungsmitteln unlöslich sind.
Flexible mikroporöse papierartige Tafeln können im allgemeinen
in der Weise hergestellt werden, daß man die genannten
feinen' Fasern zu Stapelfasern von 2 mm oder weniger schneidet und daraus mit beispielsweise einem Resol-Härz als Bindemittel
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und nach dem bekannten Papierherstellungsverfahren auf nassem
Wege einen Bogen herstellt.
Der erfinaungsgemäße bleiakkumulator hat eine Struktur
aus "positive Platte - Faserstruktur - mikroporöser Bogen negative Platte". Er hat wahrscheinlich aus den folgenden Gründen
eine wesentlich verbesserte elektrische Kapazität und eine lange Betriebsdauer.
Zunächst hat der papierartige, feinporige Bog.en eine Dicke von 0,3 nun oder weniger, vorzugsweise 0,1 bis 0,15 mm,
- und iiti allgemeinen einen sehr niedrigen elektrischen Widerstand
von 0,1 Sl/cm oder v/eniger, wenn dieser Bogen als Separator benutzt wird. Weiterhin besteht dieser Bogen aus einer
Masse äußerst feiner Fasern mit einem mittleren Durchmesser von 5 u oder weniger, vorzugsweise 3 u oder weniger, so daß
der Bogen den Durchgang von aktiven Anodenmaterialien vollständig hemmt, jedoch aen Durchtritt und die Diffusion der elektrolytischen
Lösung nicht hindert. Daher können die Faserstrukturen, die in Berührung mit der positiven Platte kommen, viel dünner
als ciie in bekannten Konstruktionen verwendeten Strukturen gemacht
werden, so daß es gewöhnlich möglich ist, die Faserstrukturen in einer Dicke in dem Bereich von 1,0 mm oder v/eniger
einzusetzen. Eine Faserstruktur mit einer Dicke von weniger als 0,05 mm wird jedoch wegen der Verringerung der Schwefelsäuremenge,
die notwendigerweise zwischen der Faserstruktur und der positiven Platte zurückgehalten werden muß, nicht bevorzugt. '
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Bei dem wie vorstehend nach der Erfindung erhaltenen Bleiakkumulator kann der Abstand zwischen dem Elektrodenpaar
um etwa 10 bis 30% und in einigen Fällen sogar um etwa 50% im
Vergleich zu üblichen Konstruktionen verringert werdenf so daß
der Akku selbst zusätzlich.zu der stark verbesserten Kapazität
in einer wirtschaftlich kleinen Größe hergestellt werden kann.
Als Faserstruktur wird im allgemeinen Glasmatte verwendet. Jedoch können auch gev/ebte oder ungewebte Textilien
aus synthetischen Fasern mit guter chemischer Dauerhaftigkeit eingesetzt werden, wie Polyacryl-, Polyvinylchlorid- und Polyolefin
-Fasern.
Die Fdserstruktur muß die Funktion erfüllen, die Durchuringung
und Diffusion des Elektrolyten zu verbessern und zusatz- '
lieh das Ablösen und Entfernen der aktiven Anodenmaterialien von den Oberflächen der positiven Platte zu verhindern. Um allgemein
das Ablösen und Entfernen des aktiven Anodenmaterials -von den Oberflächen der positiven Platte zu verhindern, ist es von
Vorteil, den Durchmesser der feinen Fasern genügend zu verringern und andererseits die Dichte des aus Fasern bestehenden
bogens zu erhöhen. Bei dem gegenwärtigen Stand der technischen Entwicklung wurde bisher eine Dichte von maximal etwa 30 bis
100 g/in erreicht, wenn Fasern von etwa 15 bis 50 ii Durchmesser
eingesetzt wurden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Bleiakkumulator kann eine Dichte von 100 bis 200 g/m angenommen werden, wenn man bei
der Konstruktion der Faserstruktur Fasern mit einem Durchmesser von 10 p oder weniger oder, wenn erforderlich, 5 u oder weniger
einsetzt, da die Separatoren - wie oben erläutert - eine außerordentliche hohe Durchdringung und Diffusion der Schwefelsäure
zeigen. Aus diesem Grunde kann das Bestreben der aktiven Anodenmaterialien, von der positiven Platte abzukommen oder sich von
ihr zu entfernen, im wesentlichen vermieden werden. Bleiakkumulatoren mit solchen Faserstrukturen in dem Elektrodenaufbau zeigen
daher eine wesentlich verbesserte Funktion, so daß ihre Lebensdauer zwei- oder mehrmal länger als die der konventionellen
Kunstruktionen unter Verwendung von Separatoren aus Glasmatte oder Zellstoff ist -· Ivie oben angegeben wurde, hat der Bleiakkumulator
nach einer Ausführungsform der Erfindung ausgezeichnete Eigenschaften, die sich in einer stark verbesserten elektrischen
Kapazität, einer verlängerten Betriebszeit und einer kompakten Größe zeigen. Der Akkumulator ist daher zur Verwendung
als Antriebsquelle für ein Elektroauto sehr geeignet.
Als Ergäxüs weiterer Forschungen wurde gefunden, daß
thermisch unschmelzbare Phenolharzfasern, bei denen die phenolischen
Hydroxylgruppen des Harzes wenigstens teilweise abgedeckt sind, mehrere bevorzugte Ergebnisse zeigen. Diese Fasern
sind von besserer Säure- und Oxydationsbeständigkeit, so daß bei Verwendung der papierartigen Bogen aus diesen Phenolharzfasern
als Separatoren zwischen den negativen Platten und den
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Faserstrukturen erreicht werden kann, daß der Bleiakkumulator
in einer kompakteren Größe, einer stark verbesserten ZeIlkapazitdt
und einer hohen Leistung hergestellt werden kann. Außerdem kann beim Laden die Erzeugung von aktivem Sauerstoff
vermieden werden, der sonst die Phenolharzfasern durch Oxydation zersetzt. Im Ergebnis kann die Lebensdauer des Bleiakkus sehr
beträchtlich verlängert v/erden.
Die oben genannten thermisch unschmelzbaren Phenolharzfasern mit wenigstens teilweise abgedeckten phenolischen Hydroxylgruppen
im Harz können durch das folgende Verfahren hergestellt
werden.
Ls wira ein thermisch schmelzbares, Novolak genanntes
Harz benutzt, das durch Kondensationspolymerisation von Phenol und Formaldehyd dargestellt wird. Dieses Harz wird einem Schmelzspinnverfahren
in einer nicht oxydierenden Atmosphäre unterworfen, wobei man fadenartige oder baumwollartige Fasern er"
hält. Diese Fasern werden dann beispielsweise einer Umsetzung mit Formaldehyd in Gegenwart eines sauren Katalysators, wie
Schwefelsäure ouer Chlorwasserstoffsäure, während 1 bis 20
Stunaen bei einer Temperatur von 60 bis 1O5°C unterworfen, um
die Vernetzung in dem Polymermolekül zu bewirken. Hierdurch erzeugt man thermisch unschmelzbare, in Lösungsmitteln unlösliche
Fasern mit einem Härtungsgrad von 3 bis 30%, der das erhöhte Gewicht der gehärteten Fasern relativ zu dem Gewicht der
noch nicht gehärteten Fasern darstellt. Dieser Härtungsgrad
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wird zur Messung des Wärmehärtvermögens benutzt. Danach werden diese gehärteten Fasern entweüer mit einem Säureanhydrid,
wie Essigsäureanhydrid und Phthalsäureanhydrid, oder mit einem Säurehalogenid, wie Isophthalyldichlorid und Terephthalyldichlorid,
umgesetzt und aabei die phenolischen Hydroxylgruppen verestert. Alternativ können die gehärteten Fasern entweder mit
einem Alkylierungsntittel, wie Dimethylsulfat, Methylbromid und Äthylbromid, oder mit einer eine Expoxydgruppe enthaltenden
Verbindung, wie Epichlorhydrin und Diglycidylbisphenol-A, umgesetzt
werden, um die phenolischen Hydroxylgruppen veräthern.
Es ist nötig, daß wenigstens 60 Mol-%, vorzugsweise
70 Mol-% oder mehr und insbesondere 80 Mol-% der phenolischen Hydroxylgruppen abgedeckt werden. Der Grund besteht darin, daß
je hoher der Abdeckungsgrad ist, umso beständiger gegen Oxydation und Säure ist der entstehende Separator. Wenn speziell weniger
als 60 Mol-% der phenolischen Hydroxylgruppen abgedeckt sind, ist es unmöglich, die durch den erzeugten aktiven Sauerstoff
verursachte Verschlechterung der Fasern zu verhindern, die sich in der Qualität und Biegsamkeit des entstehenden Separators
zeigt.
Ein anderes wichtiges Erfordernis für die Vollständigkeit der Erfindung ist der Durchmesser jener Phenolharzfasern
mit teilweise abgedeckten phenolischen Hydroxylgruppen im Harz. Es ist wesentlich, daß diese Fasern - wie oben dargelegt einen
Durchmesser von 5 μ oder weniger, vorzugsweise 3 u oder
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_ 11 _
weniger haben. Mit der Erfindung wird nämlich beabsichtigt, daß die papierartigen Separatoren aus diesen Phenolharzfasern
den Durchgang aktiven Anodeninaterialien wie auch das Ablösen oder die Entfernung der aktiven Anodenmateri'alien von der Oberfläche
der positiven Platten verhindern und die Diffusion und Zurückhaltung der Schwefelsäure von dem aus verwirrten,
sehr feinen Fasern gebildeten mikroporöse* System verbessern. Wenn der Faserdurchmesser über 5 u beträgt, ist ein solcher
Effekt nicht zu erwarten.
Die vorliegende Erfindung v/ird nachfolgend an einigen Beispielen in den Einzelheiten weiter beschrieben.
lieispiel 1
Ein Novolak-Harz mit einem Molekulargewicht von 850,
das durch Umsetzung von Phenol mit einer wässrigen Formaldehydlösung
erhalten wurde, wurde einer Spinnmaschine zugeführt und von dieser in eine Stickstoffatmosphäre gespritzt, wodurch
w'ovolakhar ζ-Fasern von 3,5p Durchmesser und 0,5 bis 2 mm Faserlänge
erzeugt wurden. Diese Fasern wurden mit einem Chlorwasserstoffsäurc-
oder Formaldehyd-Härtungsmittel gehärtet, so aaß sie unschmelzbar wuraen. Dann wuraen die Fasern einem
nassen Papierherstellungsverfahren unter Verwendung eines in
Methanol löslichen Resolharzes mit einem Molekulargewicht von
420 als bindemittel unterworfen und so eine papierartige Bahn von ü,15 nun Dicke erzeugt. Tabelle 1 zeigt die verschiedenen
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_ 12 _
Eigenschaften dieser Bahn im Vergleich mit den handelsüblichen
Separatoren aus Zellstoff.
Dicke (liuu) |
(a) Elektri scher Wi derstand (Λ/cm2) |
PbO2 Durch lässig keit |
Porosität <%) |
Zugfestig keit (kg/mm ) |
|
Bogenrnaterial lach der Er findung |
0,15 | 0,05 | vollstän dig un durch lässig |
65 | 0,10 |
Zellstoffbo gen |
1 ,00 | 0,17 | durch lässig |
60 | 0,03 |
(a) Bestimmt in Schwefelsäure eines spezifischen Gewichtes von
1,2b bei Zimmertemperatur.
Dann wurden Akkumulatoren konstruiert mit der Struktur "positive Platte - Faserstruktur - erfxnüungsgemäßer papierartiger
Bogen oder handelsüblicher Zellstoffbogen - negative Platte" . Die Zellkapazitäten der Batterien wurden bestimmt und es
wurde auch die Kapazität nach 100-, 200- und 400-facher Wiederholung
der Entladung und Ladung gemessen. Das Ergebnis ist in den folgenden Tabellen 2 und 3 angegeben.
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Separa torma terial |
Faserstruktur |
Dicke
(mm) |
apazität (c)
(A |
•h) | |
Außerhalb der Erfin dung |
papier artiger |
Material | 0,03 | ntladungsstrom | (A) |
Diese Erfindung |
Bogen aus Phenol |
PAN(a) | 0,05 | 1 | 8 |
Il | fasern | Il | 0,10 | 3,57 | 1,20 |
Il | Glas<b) matte |
0,50 | 3,28 | 1,51 | |
It | » | 2,0 | 3,97 | 1,80 | |
Kontroll
versuch |
Zell stoff |
Il | 0,50 | 4 ,00 | 1,85 |
II | 1,5 | 3,75 | 1/62 | ||
3,30 | 1/41 | ||||
3,70 | 1,50 |
(a) Bedeutet Faservließ aus Polyacrylnitril (Faserdurchmesser:
5 p).
(b) Bedeutet Matte aus Glasfasern mit 25 μ Durchmesser.·
(c) Kapazität bei lOrstündigem Strom: 4 A«h
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_ 14 _
Separator material |
Faserstruktür | Dicke (mm) |
Kapazität (A«h) (a) nach Ladung-Entladung |
200 | 400 | |
Diese Erfindung |
Papier artiger Bogen aus Phenol fasern |
Material | l 0,5 | Wiederholung der Ladung- Entladung (Anzahl) |
3,81 | 3,77 |
Kontroll versuch I |
Zell stoff |
PAN Faservliel |
0,5 | 100 | 3,92 | 3,50 |
Glas - matte |
1/5 | 3,84 | 2,34 | 0 | ||
Glas - matte |
3,98 | |||||
3,57 |
(a) Entladestrom = 1 A
Aus der obigen Tabelle 2 ist ersichtlich, daß die bei dem erfindungsgemäßen Akku zu verwendende Faserstruktur im Hinblick
auf die elektrische Kapazität zweckmäßigerweise eine Dicke von 0,05 bis 1,0 mm, vorzugsweise 0,1 bis 0,7 mm, haben
sollte. Im Gegensatz hierzu zeigt der Akkumulator mit aus Zellstoff hergestellten Separatoren im allgemeinen eine schlechte
Zellkapazität im Vergleich zu dem Akku mit erfindungsgemäß hergestellten
Separatoren. Insbesondere zeigt der Akku mit Faserstrukturen aus Glasmatte von 0,5 mm eine unzureichende Zellkapazität.
Aus dieser Tatsache ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Separatoren ihre einzigartigen und ausgezeichneten
Eigenschaften in voller Größe nur zeigen, wenn sie in der oben
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definierten Akkustruktur der Erfindung eingesetzt werden, wobei
man dann eine stark verbesserte Zellkapazität erhält. Außerdem ist aus Tabelle 3 deutlich, daß der Akku nach der Erfindung
eine längere Zeitdauer als der mit bekannten ZellstoffSeparatoren
eingesetzt werden kann. Insbesondere ist ersichtlich, daß bei Linsatz eines Faservließ aus Polyacrylnitril-Fasern (PAN)
kleinen Durchmessers als Material für die Faserstruktur eine sehr verlängerte Lebensdauer erreicht wird, obgleich die Zellkapazität
selbst im Vergleich zur Verwendung von Glasmatten etv/as schlechter wird.
Heispiel 2
Synthetisches Novolak-Harz mit einem Molekulargewicht
von 900 wurde durch Umsetzung von Phenol und Formaldehyd in
Gegenwart von Ciilorwasserstoff säure als Katalysator dargestellt.
Dann wurde dieses Harz durch einen Schmelzextruder durch Öffnungen
verschiedenen Durchmessers in eine Stickstoffatmosphäre extrudiert,
während Stickstoffgas gegen die Ströme der Harzschmelze
unmittelbar nach deren Extrusion aus den Öffnungen geblasen wurde. Die so hergestellten Fasern wurden dann in ein
Mischbad aus 500 cm unverdünnter Chlorwasserstoffsäure und
500 cm wässriger Formaldehyd-Lösung bei Zimmertemperatur eingetaucht. Dann wurde dieses Bad stetig während einer Zeit von
4 Stunden auf die Temperatur von 98 C erhitzt und 8 Stunden auf dieser Temperatur gehalten, um eine vollständige Härtung
und Vernetzung zu vollziehen. Der Härtungsgrad betrug 10 bis
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Die so erhaltenen gehärteten Phenolharzfasern wurden zwecks Abdeckung der phenolischen Hydroxylgruppen 3 Stunden bei
einer Temperatur von 130C in ein wässriges Gemisch aus 300 g Dimethylacetamid, 100 g Terephthalyldichlorid und 20 g p-Toluolsulfonsäure
eingetaucht.
50 g der Fasern wurden in 2000 cm einer wässrigen Lösung von 0,5% Styrol-Butadien-Gummi (SbR) gebracht und anschließend
zur Herstellung einer gleichmäßigen Dispersion intensiv gerührt. Durch Herausnahme der Fasern, Auflegen auf ein Metalldrahtnetz
und Trocknen nach dem bekannten nassen Papierherstellungsverfahren wurde ein papierartiger Bogen hergestellt. Dann
2 wurde der papierartige Bogen mit einem Druck von 50 kg/cm
zwei Minuten bei 80 C zu einem Bogen von 0,2 mm Dicke gepresst.
Dann wurde ein Bleiakkumulator konstruiert, bei dem , eine positive Platte, eine ülassmatte von 0,5 mm Dicke, ein
papierartiger Separator und eine negative Platte in dieser Reihenfolge zusammengefügt wurden. Die elektrische Kapazität
und die Lebensdauer dieses Akkus wurden geprüft; das Ergebnis ist in Tabelle 4 angegeben.
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Faser- durch- messer (p ) |
Eigenschaft des Separators |
elektri scher Wi derstand (Jl /cm2 |
kapazität A. h) |
8 | Kapazität(A·h nach Ladung- Entladung |
400 | |
Kontroll versuch |
7-8 | Zugfestig keit 2 (kg/nun ) |
0,05 | Entlade- - strom (A) |
1 ,82 | vfiederholte Entladung- Ladung (An zahl) |
1,02 |
Produkt dieser Erfin dung |
4-5 | 0,18 | 0,05 | 1 | 1 ,86 | 200 | 3,77 |
-do- | 1-2 | 0,20. | 0,06 | 3,87 | 1,88 | 3,57 | 3,89 |
0,22 | 3,92 | 3,89 | |||||
3,94 | 3,92 |
Aus Tabelle 4 ist ersichtlich, daß die Lebensdauer des
Akkumulators um so kürzer wird, je größer der Faserdurchmesser ist. Daher ist verständlich, daß die Fasern einen Durchmesser
von 5 ü oder weniger, vorzugsweise 2 u oder weniger, haben sollen.
Kurz zusammengefaßt besteht der Blei/Säure-Akkumulator
in einer Hinsicht der Erfindung aus Zelleinhei.ten, die zwischen abwechselnder Faserstruktur und negativer Platte, die schichtweise
beidseitig einer auf beiden Oberflächen mif einem aktiven
Anodenmaterial beschichteten positiven Platte angeordnet sind, je einen Separator aus einem papierartigen Bogen mit durch-
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_ 18 _
gehenden mikroporösen Öffnungen auf seiner ganzen fläche, haben der
wenigstens 70 Gew.-% durch Schinelzver spinnung und Härtung eines Novolakharzes erzeugte Phenolharzfasern mit einem Durchmesser
von 5 u oder weniger enthält. Ein Bleiakkumulator mit solchen Separatoren zeigt eine verbesserte Zellkapazität, Leistung und
eine verlängerte Lebensdauer. In anaerer Hinsicht der Erfindung haben die genannten .Phenolharzfasern der Separatoren wenigstens
60 Mol-% abgedeckte phenolische Hydroxylgruppen im Harz.
Ein Akkumulator mit diesen Separatoren zeichnet sich durch eine weiter verbesserte Dauerhaftigkeit, zufriedenstellende Zellkapazität
und Leistung aus.
509 814/0758
Claims (2)
1. Bleiakkumulator des Pastentyps aus'Einheitszellen
in Schichtkonstruktion, bestellend je aus einer auf beiden Oberflächen mit einem aktiven Anodenmaterial beschichteten positiven
Platte, einer auf jede Seite der positiven Platte aufgelegte Faserstruktur und einer auf jede Faserstruktur aufgelegten negativen Platte, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der
Faserstruktur und der negation Platte beiderseits der positiven
Platte ein Separator angeordnet ist, der aus einem papierartigen Bogen mit durchgehenden mikroporösen öffnungen auf
seiner gesamten Fläche besteht und wenigstens 70 Gew.-% durch Schmelzverspinnung und Härtung eines Kovolakharzes hergestellte
Phenolharzfasern mit einem Durchmesser'von je 5 u oder weniger
enthält.
2. Bleiakkumulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-
net, daß bei den Phenolharzfasern wenigstens 60 Mol-% der phenolischen
Hydroxylgruppen des Harzes abgedeckt sind.
5098U/0758
INSPECTED
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Family Applications (1)
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