DE2515576A1 - Separatoren fuer bleiakkumulatoren - Google Patents

Separatoren fuer bleiakkumulatoren

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DE2515576A1
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organopolysiloxane
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Takashi Ito
Hironori Matsui
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Kanebo Ltd
Panasonic Holdings Corp
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Kanebo Ltd
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

DM-ΐΝβ. DIPL.-ΙΝβ. M. SC. DlPt FHYi. OK. O.FL.-FHYS. HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTGART
A 41 180 b a - 163
8.April 1975
und
Kanebo Ltd.
3-26, Tsutsumidori 3-chome
Sumida-ku
Tokyo, Japan
Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 1006, Oaza Kadoma Kadoma-shi Osaka, Japan
Separatoren für Bleiakkumulatoren
Die Erfindung bezieht sich auf Separatoren, Trennelemente, Abstandshalter und dergleichen, vorzugsweise zum Einbau in Akkumulatoren oder Batterien, hauptsächlich Bleiakkumulatoren.
Der im folgenden noch öfter verwendete Begriff eines "Separator"
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ist in einem breiteren Sinn zu verstehen und umfasst nicht nur den Separator an sich, sondern auch sogenannte Halteelemente, Abstandshalter oder sonstige Systeme, die bei Batterien oder Akkumulatoren verwendet werden können. Allgemein ausgedrückt bezeichnet der Begriff Separator eine poröse Platte, die dazu benutzt wird, den direkten Kontakt zwischen Platten entgegengesetzter Polarität zu verhindern, während die elektrolytische Leitung nicht beeinträchtigt wird.
Es gibt schon eine Vielzahl von solchen Separatoren, die jeweils entsprechende Nach- und Vorteile aufweisen. Beispielsweise sind Separatoren aus einem Blatt oder einer Folie aus Zellulose-Linterpulpe bekannt, die mit einem in Wärme erhärtenden. Kunstharz behandelt sind, beispielsweise einem Phenolformaldehydharz; des weiteren gibt es Platten aus porösem Gummimaterial, die in Verbindung mit Halteelementen (retainer) aus Glasmatten weite Verbreitung finden. Allerdings ergibt sich durch die Verwendung von Separatoren auf der Basis der Zelluloselinter-Pulpe eine Batterie oder ein Akkumulator mit einem relativ hohen inneren elektrischen Widerstand, wobei Partikel des Anodenaktivmaterials die Tendenz haben, durch die Separatoren zu dringen und sich daher in diesen abzulagern; das bedeutet mit anderen Worten, dass sich das Aktivmaterial von der positiven Platte ablöst. Auch durch die Verwendung von Separatoren aus mikroporösem gummiartigem Material gelangt man zu Akkumulatoren mit einem relativ hohen inneren Widerstand, obwohl diese Separatoren eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber der Einwirkung von Säure und Oxidation aufweisen. Glasmatten haben jedoch ebenfalls nur eine geringe Wirkung bei der Hinderung des anodischen Aktivmaterials,, sich von der Anode abzulösen, obwohl Glasmatten gegenüber Säure
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und Oxidation gute Widerstandseigenschaften aufweisen.
Relativ zufriedenstellende Eigenschaften weisen bekannte Separatoren auf, die aus Preßstücken oder Papierteilen aus'gehärteter Phenolformaldehydfasern hergestellt sind, wie sich dies dem US-Patent 3,563,802 oder der Deutschen Patentanmeldung P 24 06 412.8-45 entnehmen lässt; diese Separatoren sind hinsichtlich ihrer Säurewiderstandsfähigkeit und anderer Eigenschaften, die bei Akkumulatoren erforderlich sind, vorteilhaft. Allerdings ergibt sich bei diesen Separatoren ein Nachteil in der Weise, dass die Batteriekapazität nach einer längeren Benutzungsdauer abnimmt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,Separatoren oder ähnliche Elemente zu schaffen, die sehr gute Verhaltenseigenschaften mit besonders überlegenem Verhalten hinsichtlich einer Säure- und Oxidationsbeeinflussung verbinden, so dass man zu vorzugsweise Bleiakkumulatoren gelangt, die über eine beträchtlich verbesserte Lebensdauer verfügen.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von Separatoren und ähnlichen Elementen für Bleiakkumulatoren und besteht erfindungsgemäss darin, dass der Separator mikroporöse öffnungen aufweist und jeweils angeordnet ist zwischen den positiven und negativen Platten des Bleiakkumulators und dass der Separator besteht aus organischen, hochpolymeren Fasern in einer fibrösen Struktur, die mit 1 bis 50 Gewichtsprozent,bezogen auf das Gewicht der noch nicht imprägnierten fibrösen Struktur, eines Organopolysiloxane imprägniert und danach ausgehärtet ist.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und lassen sich diesen bzw. der nachfolgenden Beschreibung entnehmen, in welcher anhand der Zeichnung ausführlich auf Aufbau und Wirkungsweise von Ausführungsbeispielen der Erfindung eingegangen wird.
Der soeben und auch, im folgenden noch verwendete Begriff einer "fibrösen Struktur" umfasst gewebte oder gewirkte oder gestrickte oder sonstwie in eine Form gebrachte Gewebe, Preßstücke, Papier, auch nicht gewebte Erzeugnisse, also Gespinste, Fliese, Filze und dergleichen, die mindestens 20 Gewichtsprozent organische Fasern enthalten. Die fibröse Struktur kann, zusätzlich zu den organischen Fasern auch andere Fasern wie anorganische Fasern, beispielsweise Glasfasern und/oder Bindemittel oder Füllmittel, beispielsweise fein verteilte Silica (Kieselerde, Quarzgestein und dergleichen) oder Diatomeenerde enthalten. Die für die Herstellung einer solchen fibrösen Struktur verwendeten organischen Fasern sind nicht kritisch; es kann sich hierbei um natürliche Fasern wie Zellulose und Wolle oder um synthetische polymere Fasern, beispielsweise um Phenolformaldehydharzfasern, Polyesterfasern, Polyamidfasern und/oder Polyacrylonitrilfasern oder um Mischungen daraus handeln. Die Fasern sollten bevorzugt einen hohen Widerstand gegenüber der elektrolytischen Lösung aufweisen. Bevorzugt wird eine gehärtete Phenolformaldehyd-Harzfaser mit einem Durchmesser von annähernd 0,1 bis annähernd 5 Micron. Diese Phenolformaldehyd-Harzfaser wird im allgemeinen entsprechend dem im folgenden erläuterten Verfahren hergestellt. Ein Phenolformaldehyd-Harz vom Novolaktyp wird durch, eine Öffnung in eine nicht oxidierende Atmosphäre schmelzextrudiert, beispielsweise in eine Stickstoffatmosphäre, während ein nicht
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oxidierendes Gas längs des extrudierten geschmolzenen Kunstharzes, der noch nicht koaguliert ist, geblasen wird, d.h. unmittelbar nach der Extrusion aus der Öffnung. Das geschmolzene Kunstharz wird, wie es extrudiert wird, zerblasen und von dem blasenden Gas zerrissen und wird zu feinen Fasern kürzerer Länge umgeformt. Diese Fasern werden dann einem Aushärte- oder Vulkanisiervorgang unterworfen, um eine Quervernetzung in dem polymeren Molekül zu bewirken. Das Aushärten kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass die Fasern mit einem vernetzenden Agens, beispielsweise Formaldehyd bei einer Temperatur zwischen 60 bis 105 C für 1 bis 20 Stunden behandelt v/erden, und zwar in der Gegenwart eines Säurekatalysators wie Schwefelsäure oder Salzsäure. ■ ,
Eine besonders bevorzugte fibröse Struktur, die in engem Kontakt mit der positiven Platte als Separator eingesetzt werden kann, ist ein Blatt, eine Folie oder ein Papierelement, welches aus den erwähnten, ausgehärteten Phenolformaldehyd-Harzfasern mit einem Durchmesser zwischen 1 bis 5 Micron entweder mit Hilfe eines nass- oder eines trocken arbeitenden Blattherstellungsverfahrens hergestellt worden ist. Ein solcher Bogen, Folie, Blatt oder Papierelement, welches mit einem Organopolysiloxan imprägniert und ausgehärtet ist, ist.vorteilhaft nicht nur hinsichtlich eines verbesserten Widerstandes gegenüber Säureeinwirkung und Oxidation, sondern auch bezüglich der folgenden Eigenschaften:
(1) Der innere elektrische Widerstand eines solche Separatoren aufweisenden Akkumulators ist niedrig.
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(2) Die Separatoren verfügen über eine Vielzahl mikroporöser Öffnungen, die so ausreichend klein in ihren Abmessungen sind, dass Partikel des anodischen Aktivmaterials daran gehindert v/erden, sich in diesen Öffnungen abzulagern, was gleichzeitig verhindert, dass diese Ablagerungen durch den Separator hindurchwachsen und einen Kurzschluss zwischen angrenzenden Platten bewirken.
(3) Die Separatoren verhindern eine Loslösung des anodischen Aktivmaterials von der positiven Platte.
(4) Die Separatoren weisen eine solche Struktur auf, dass die elektrolytische Lösung, beispielsweise Schwefelsäure, in der Lage ist, die Separatoren ohne Schwierigkeiten zu durchdringen.
(5) Diese Separatoren verfügen über eine ausreichende mechanische Festigkeit, um Schlageinwirkungen oder anderen äusseren Kräften widerstehen zu können, die bei der Herstellung und der Verwendung der Batterie auftreten können. Die Dicke der Separatoren braucht lediglich ein Drittel bis die Hälfte üblicher Zellulose-Separatoren oder Separatoren aus Gummimaterial betragen.
Eine ■ besonders bevorzugte: fibröse . Struktur, die als Halteelement, Stützplatte oder Stützscheibe in engen Kontakt mit der positiven Platte gebracht wird, ist ein nicht gewebtes Erzeugnis (fabric) oder ein gewebtes, gewirktes oder gestricktes Gewebe, welches mit einem Organopolysiloxan imprägniert und dann ausgehärtet wurde. Ein solches Tuch, Erzeugnis, Gewebe
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oder flächiges Element, wie es im folgenden bezeichnet wird, verfügt über eine hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber Säure und Oxidation, ähnlich der, die ein übliches Halteelement aus Glasfasermatten aufweist. Das erfindungsgemässe Element kann über mikroporöse Öffnungen mit einer Grosse verfügen, die ausreichend gering ist, um anodisches Aktivmaterial daran zu hindern, sich von der positiven Platte abzulösen oder von dieser zu verlagern; im Gegensatz hierzu verfügt eine Glasfasermatte über poröse Öffnungen von beträchtlich grösseren Ausmassen. Darüber hinaus gelingt es mit dem erfindungsgemässen Element, die elektrolytische Lösung besser innerhalb des Gewebes, Tuches, Stoffes oder sonstigen Erzeugnisses zu halten, als dies mit einer Glasfasermatte möglich ist.
Bei den zur Imprägnierung der fibrösen Struktur verwendeten Organopolysiloxanen handelt es sich um eine Verbindung mit einer chemischen Struktur, die aus mindestens zwei Bestan-1 teilseinheiten zusammengesetzt ist, die ausgewählt sind aus den folgenden Einheiten:
i) Monofunktionale Einheit
R R
R-Si- und/oder R-Si-O-R R
ii) Bifunktionale Einheit
-Si-O-R
iii) Dreifunktionale Einheit
-Si-O-R
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wobei R ein Wasserstoff, oder eine Alkyl- oder Arylgruppe ist. Das Organopolysiloxan kann entweder ölig, gummiartig oder harzähnlich sein* sie werden volkstümlich als Siliconöle, Silicongummi oder Siliconlack bezeichnet. Solche Organopolysiloxane umfassen beispielsweise Methylhydrogenpolysiloxan, Dimethylpolysiloxan und Phenylmethylpolysiloxan. Bevorzugt sind Siliconöle, die im Handel als wasserabweisende Agens und Lösungsmittel erhältlich sind und im wesentlichen aus Methylhydrogenpolysiloxan oder einer Mischung aus Methylhydrogenpolysiloxan und Dimethylpolysiloxan bestehen, da diese Organopolysiloxane leicht zu handhaben sind und bei bescheidenen Temperaturen ausgehärtet werden können.
Der Anteil des auf der fibrösen Struktur abgelagerten Organopolysiloxans liegt innerhalb des Bereiches zwischen 1 bis 50 Gewichtsprozent, bevorzugt zwischen 3 bis 30 Gewichtsprozent und noch genauer zwischen 5 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der fibrösen, noch nicht imprägnierten Struktur. übersteigt der Anteil des Organopolysiloxans die oben angegebenen Werte, dann besteht die Möglichkeit, dass die mikroporösen öffnungen der Separatoren sich zusetzen und der elektrische Widerstand ansteigt. Ist der Anteil des Organopolysiloxans jedoch zu gering, dann erzielt man die gewünschte Wirkung nicht.
Die Art und Weise, auf welche die fibröse Struktur mit dem Organopolysiloxan imprägniert wird, ist nicht kritisch. Die Organopolysiloxane können in der Form entweder als wässrige Emulsion oder als Lösung in einem geeigneten organischen Lösungsmittel verwendet werden.
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Die mit dem Organopolysiloxan imprägnierte fibröse Struktur wird durch Wärmeeinwirkung ausgehärtet, üblicherweise bei Temperaturen zwischen 120°C bis 200°C während eines Zeitraumes von 30 Sekunden bis 10 Minuten. Bevorzugt wird ein Katalysator verwendet, um die Aushärtung bei einer relativ niedrigen Temperatur und während eines relativ kürzeren Zeitraumes zu bewirken. Hierbei können beispielsweise bekannte Katalysatoren verwendet werden, wie etwa Dibutyltin-Diazetat. Bevorzugt wird weiterhin ein Vernetzungsmittel zur Bildung einer Bindung zwischen der fibrösen Struktur und dem Organopolysiloxan verwendet. Hierzu können bekannte Vernetzungsmittel verwendet werden, wie beispielsweise Gamma-Aminopropyl-Triäthoxysilan.
Der Umstand, dass mit einem der Organopolysiloxane imprägnierte und anschliessend gehärtete Separatoren verbesserte Widerstanaseigenschaften gegenüber einer Oxidation aufgrund des anodi3chen Aktivmaterials, beispielsweise also PbO_, aufweisen, ist völlig unerwartet, auch ist überraschend, dass der am Ende des Ladungsvorganges sich entwickelnde naszierende Sauerstoff die anderen Eigenschaften des Akkumulators nicht in negativer Weise beeinflusst. Mit einem Organopolysiloxan imprägnierte fibröse Strukturen weisen eine hohe Abweisfähigkeit gegenüber Wassereinwirkung auf und eine gute elastische Rückbildung, auch verfügen ausgehärtete Organopolysiloxane über eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber Wärmeeinwirkung und verschiedener Chemikalien.
Die erfindungsgemassen, in einer Bleisäurebatterie verwendeten Separatoren können dünner als übliche Separatoren gehalten werden, daher lässt sich auch der Abstand zwischen den Platten entgegengesetzter Polarität verkürzen. Es gelingt auf diese
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Weise,die Kapazität pro Einheitsvolumen bei einem Bleisäureakkumulator zu erhöhen bzw. für gegebene Kapazität die Grössenabmessungen zu senken.
Zur weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung wird im folgenden noch auf bestimmte Messwerte und weitere Ausführungsbeispiele genauer eingegangen, dabei sind prozentuale Angaben und Teile jeweils auf das Gewicht bezogen, sofern nicht anders angegeben.
Die Eigenschaften eines als Separator bei einer Batterie verwendeten Bogens oder erfindungsgemässen Elementes wurden wie folgt untersucht: der elektrische Widerstand wurde durch ein Verfahren zur Messung des Spannungsabfalles bestimmt, nachdem die erfindungsgemässe Probestruktur, die die Form eines Blattes oder Bogens aufwies, 24 Stunden in wässriger Schwefelsäure mit einer spezifischen Dichte (bei 25°C) von 1,280 eingetaucht war; die wässrige Schwefelsäure enthielt 0,2% eines die Bezeichnung Sanmorin 11 tragenden Mittels, bei dem es sich um ein Durchdringungsmittel handelt, xvelches unter dieser Handelsbezeichnung von der Firma Sanyo Kasei Kogyo K»K«,? Japan vertrieben wird. Der Widerstand gegenüber Säure und Oxidation wurde bestimmt durch die kontinuierliche Zuführung eines elektrischen Stroms mit einer Stromdichte von 0,1 A/cm bei 50°C durch die Probenstruktur, die sandwichartig zwischen zwei Bleiplattenelektroden angeordnet und in Schwefelsäure mit einer spezifischen Dichte von 1,300 untergetaucht wurde; es wurde der Zeitraum gemessen, den die Spannung zwischen den Elektroden benötigte, um auf einen vorgegebenen Wert abzufallen. Der Säure- und Oxidationswiderstand wurde ausgedrückt in Begriffen des so gemessenen Zeitraums.
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Die Porosität wurde mit Hilfe der folgenden Formel berechnet: % Porosität = O-(d'/d)J χ 1ΟΟ
wobei es sich bei d1 um das augenscheinliche spezifische Gewicht handelt, das sich bestimmt aus dem offensichtlichen vorhandenen Volumen und dem Gewicht der Probenstruktur und bei d um das tatsächliche spezifische Gewicht, bestimmt unter Verwendung eines Beckmann'sehen Gravimeters zur Messung des Eigengewichts.
BEISPIEL 1
Es wurde ein Novolak-Kunstharz hergestellt mit einem Molekulargewicht von 850, indem in bekannter Weise Formaldehyd mit Phenol kondensiert wurde; der Novolak wurde mit Hilfe eines Spritzspinngeräts durch eine Öffnung in eine Stickstoffatmosphäre extrudiert. Die so hergestellten Fasern wiesen einen Durchmesser von 0,1 bis 5 Micron und eine Länge von 0,1 bis 5 nun auf. Die Fasern wurden in einem Bad aus 170 ml 35%iger Salzsäure und 150 ml 30%iger Formaldehydlösung bei Raumtemperatur untergetaucht. Dann wurde das Bad allmählich auf 95°C erhitzt und diese Temperatur zur Aushärtung drei Stunden lang aufrechterhalten. Die ausgehärteten Fasern wurden dann in eine wässrige, geringe Anteile eines mit "Sizol" bezeichneten Mittels enthaltende wässrige Lösung eingebracht (bei dem unter der Bezeichnung Sizol von der Firma Daiichi Kogyo Seiyaku K.K., Japan vertriebenen Mittel handelt es sich um ein Oberflächenaktivmittel). Die wässrige Lösung enthielt weiterhin Polyvinylalkohol und wurde einem entsprechenden Rühren unterworfen, um eine gleichmassige Dispersion mit einer Konzentration von 2 g/Liter herzustellen. Aus dieser Dispersion wurde dann ein Blatt oder
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bogenförmiges Produkt hergestellt, indem eine Blatt- oder Papierherstellungsmaschine (TSS standard rectangular type, Toyo Seiki Seisakusho., Japan) verwendet wurde. Auf.das so hergestellte Blatt oder den Bogen wurde eine wässrige 1%-ige Lösung eines Resolharzes aufgesprüht und das Blatt wurde getrocknet. Das sich ergebende Blatt wies eine Dicke von 0,3 mm und ein bezogenes
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Gewicht von 120 g/m als Grundgewicht auf.
Das Blatt wurde mit einer wässrigen Emulsion einer Mischung imprägniert, die aus 60% Methylhydrogenpolysiloxan und 40% Dimethylpolysiloxan und geringen Anteilen eines Gamma-Aminopropyltriäthoxysilans als Vernetzungsmittel und Dibutyltindiacetat als Katalysator enthielt. Nach Trocknung wurde das Blatt eine Minute lang auf 180°C erhitzt.
Das Blatt wurde dann auf seine Eigenschaften hin untersucht; die Ergebnisse sind in der weiter unten angegebenen Tabelle I zusammengefasst.
Es wurde ein Bleisäureakkumulator hergestellt mit einer Kapazität von 4 Amperestunden bei einer Entladung von 10 Stunden; die Batterie wurde in der Weise hergestellt, dass das erwähnte Blatt nahe anhängend der positiven Platte angeordnet wurde und zwischen diesem Blatt und der negativen Platte eine Glasfasermatte als Abstandshalterung vorgesehen war. Die Kapazität der Batterie wurde jeweils vor und nach 100, 200, 300 und 400 maliger wiederholter Entladung und Ladung mit 1 Ampere bestimmt. Die Ergebnisse sind in der weiter unten angegebenen Tabelle II zusammengefasst.
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Zu Vergleichszwecken wurden die obigen Untersuchungen wiederholt mit zwei im Handel erhältlichen Separatoren, wobei der eine aus
einem mit Phenolformaldehydharz imprägnierten Zelluloseblatt (X) mit einer Dicke von 0,8 mm und der andere aus einer gummiartigen mikroporösen Platte (Y) mit einer Dicke von 0,5 mm bestand.
TABELLE
Separator Anteil des
abgelagerten
Organopoly-
siloxans
(jew. %)		 0,5 3,1 (Kontrolle) - Elektrxscher
Widerstand
(..fd/cin /Blatt)		 Oxidatxons-
und Säure
widerstand
(Std.)		 70 Porosit
(%)
A (Kontrolle) 0 (Erfindung) 1,2 5,0 (desgl.) 0,05 15,3 70 65,5
B (desgl.) (desgl.) 10,5 0,05 15,8 70 65,3
C (desgl.) 21,3 0,06 28,1 65,2
D (desgl.) 30,2 0,07 37,5 70 65,3
E (desgl.) 49,5 0,07 41,5 64,7
F (desgl.) 55,8 0,11 49,2 64,1
G (desgl.) 0,15 58,7 62,6
H (desgl.) 0,21 mehr als 61,8
I 0,35 mehr als 59,5
J 0,78 mehr als 56,4
X 0,21 0,5 60,1
Y 0,25 mehr als 54,7
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TABELLE II
Kapazität (Amperestunden)
Vor
~ „„„. „ wiederholter
Separator T , ,
c Ladung und
Entladung		 (Kontrolle) 4,02 100 Nach wiederholter
Ladung und Entladung
200 300 400		 3,68 0
A (Erfindung) · 3,94 3,95 3,91 3,65 3,43
C (desgl.) 3,95 3,91 3,86 3,66 3,41
E (desgl.) 3,91 3,92 3,85- 3,62 3,41
G (Kontrolle) 3,52 3,88 3,82 3,20 3,05
J (desgl.) 3,75 3,48 3,41 3,13 2,56
X (desgl.) 3,70 3,70 3,57 3,42 3,20
Y 3,66 3,64
BEISPIEL 2
Es wurde mit Hilfe eines Spritzspxnngerates ein Polyäthylenterephtalat mit einer Grundviskosität von 0,63 durch eine öffnung in die Atmosphäre extrudiert. Die sich bildenden Fäden wiesen einen Durchmesser von 1 bis 5 Micron auf und wurden in Stücke von 2 mm Länge zerschnitten.
Aus diesen Polyäthylenterephtalatfasern wurde in einer Weise ähnlich dem des Beispiels 1 ein Blatt (K) oder eine poröse
2 Struktur mit einem Grundgewicht von 100 g/m und einer Dicke von 0,25 mm hergestellt. Das Blatt wurde mit einer 5%-igen Lösung von Methylhydrogenpolysiloxan in Benzol imprägniert. Nach
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Trocknung wurde das Blatt drei Minuten lang bei 150C erhitzt, so dass man zu einem Blatt (L) gelangte, welches 9,8% Organopolysiloxan enthielt.
Unter Verwendung jedes dieser Blätter (K) und (L) und eines im Handel erhältlichen, mit Phenolformaldehydharz imprägnierten Zelluloseseparators (Z) von 0,8 mm Dicke wurde ein Bleisäureakkumulator mit einer Kapazität von 4 Amperestunden bei 10-stündiger Entladung ähnlich dem des Beispiels 1 hergestellt. Die Kapazität jedes Akkumulators v/urde vor und nach eines wiederholten Lade/Entladezyklus ähnlich dem des Beispiels 1 gemessen und die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle III angegeben.
TABELLE III
Kapazität (Amperestunden)
Separator SSderholter
Ladung und
Entladung		 (Kontrolle) 3,62 100 Nach wiederholter
Ladung und Entladung
200 300 400		 3,38 0 -
K (Erfindung) 3,63 3,60 3,55 3,51 3,45
L (Kontrolle) 3,25 3,61 3,58 2,53 0
Z 3,16 3,06
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BEISPIEL 3
In üblicher Weise wurde regenierte Zellulose-Rayonfäden von 1,5 Denier hergestellt und in 3 nun lange Stücke zerschnitten.
Ähnlich dem Beispiel 1 wurde ein Blatt (M) mit einem Basisge-
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wicht von 160 g/m und einer Dicke von 0,5 mm hergestellt. Das Blatt wurde in dem Beispiel 1 ähnlicher Weise mit einem Organopolysiloxan imprägniert und eine Minute lang bei 180°C erhitzt, um so ein Blatt (N) mit einem 10,5%-igen Organopolysiloxangehalt zu gewinnen. Die Blätter (M) und (N) wurden auf ihre Eigenschaften hin untersucht und die Eregbnisse sind in der nachfolgenden Tabelle IV angegeben.
TABELLE IV
Separator
Elektrischer Widerstand /cm /Blatt)
Oxidationsund Säurewiderstand (Std.)
Kapazität (Amperestunden)
Vor Nach wiederholter wieder- Ladung und Entholter ladung
Ladung
und Entladung 200 400 600
M (Kontrolle) 0, 20 o, 7 3, 84
N (Erfindung) 0, 28 45, 3 3, 83
BEISPIEL 4
3.61 2,51 0
3.62 3,27 3,05
Es wurden Polyacrylonitrilfasern mit 12 Micron Durchmesser zu einem ebenen Gewebe (0) verwebt. Das Gewebe wurde mit einer Lösunc
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in Benzol, die 5% Phenylmethylsiiiconlack und 0,1% Zinkstearat enthielt, imprägniert, mit Hilfe einer Mangel gequetscht, getrocknet und drei Minuten lang bei 150C erhitzt. Das so behandelte Gewebe (P) enthielt 7,8% Organopolysiloxan.
Unter Verwendung der Gewebe (0) und (P) sowie einer Glasfasermatte als Abstandshalterung und jeweils der Blätter (A) und (E) des Beispiels 1 als Separator wurde ein Bleisäureakkumulator mit einer Kapazität von 4 Amperestunden bei 10-stündiger Entladung ähnlich dem des Beispiels 1 hergestellt. Die Kapazität jeder der Akkumulatoren wurde vor und nach wiederholter Entladung und Ladung ähnlich dem Beispiel 1 untersucht und die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle V festgehalten.
TABELLE V
Kapazität (Amperestunden)
Vor wiederholter Entladung und
Nach wiederholter Entladung und
Abstands
halterung/
Separator		 Ladung
Bei 8 A
Entladung		 Bei 1 A
Entladung		 Ladung
200		 400 37 600
P/A (Erfindung) 1 ,85 3,95 3,88 3, 43 2,51
0/Λ (Kontrolle) 1,81 3,93 3,86 2, 0
Glasmatte/A
(Kontrolle)		 1,83 3,93 3,84 0 58 -
P/E (Erfindung) 1,87 3,94 3,86 3, 3,25
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In der dargestellten Zeichnung ist eine solche Batterie mit dem Bezugszeichen 1 versehen; die beiden Anschlussklemmen v/eisen die Bezugszeichen' 2a und 2b auf. Mit der einen Anschlussklemme ist die Gesamtheit der positiven Platten und mit der anderen die Gesamtheit der negativen Platten verbunden; die Zeichnung zeigt aufgrund der weggebrochenen Teile der äusseren Mantelumhüllung eine letzte negative Platte 3f an diese schliesst sich nach innen ein erfindungsgemässer Separator 4 an, an diesen wiederum die positive Platte 5, der der Separator 4 bevorzugt zugeordnet ist.
Auf der linken Seite des Akkumulators der Zeichnung ist dann noch eine Stützscheibe 6 oder dergleichen dargestellt. Es versteht sich, dass die erfindungsgemässen Separatoren, Abstandselemente, Halterungen und dergleichen an beliebiger Stelle in der Batterie 1 verwendet werden können und die dargestellte Zeichnung lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel angibt.
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Claims (8)

A 41 180 b 1^ Patentansprüche :
1. Separator, Trenneleraent, Abstandshalter und dergleichen, vorzugsweise zum Einbau in Akkumulatoren oder Batterien, hauptsächlich Bleiakkumulatoren, dadurch gekennzeichnet, dass der Separator mikroporöse Öffnungen aufweist und jeweils angeordnet ist zwischen den positiven und negativen Platten des Bleiakkumulators und dass der Separator besteht aus organischen, hochpolymeren Fasern in einer fibrösen Struktur, die mit 1 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der noch nicht imprägnierten fibrösen Struktur, eines Organopolysiloxans imprägniert und dann ausgehärtet ist.
2. Separator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieser im engen Kontakt mit den positiven Platten des Akkumulators angeordnet ist und aus Blättern, Bögen oder Papiersystemen aus säure- und oxidationswiderstandsfähigen organischen hochpolymeren Fasern von durchschnittlich weniger als 5 Micron Durchmesser besteht, und dass diese Blätter dann mit der erwähnten Menge an Organopolysiloxan imprägniert und ausgehärtet sind.
3. Separator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hochpolymeren Fasern ausgehärtete Phenolformaldehydharzfasern mit einem Durchmesser von 1 bis 5 Micron sind.
4. Separatoren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese bestehen aus nicht
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gewebten Erzeugnissen, Elementen, Gespinsten, Filzen oder Fliesen oder aus gewebten, gewirkten oder gestrickten Geweben und Systemen aus organischen, hochpolymeren Fasern, die als Halte- und Abstandselernente in engem Kontakt mit den positiven Platten angeordnet sind.
5. Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des Organopolysiloxans, mit welcher die fibröse Struktur imprägniert ist, im Bereich zwischen 3 bis 30 Gewichtsprozent der fibrösen Struktur beträgt.
6. Separator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einem Organopolysiloxan imprägnierten fibrösen Strukturen während eines Zeitraums zwisc hen 30 Sekunden bis 10 Minuten bei Temperaturen zwischen 120C bis 200 C ausgehärtet sind.
7. Separator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Organopolysiloxan ein Siliconöl, bestehend im wesentlichen aus Methylhydrogenpolysiloxan,oder eine Mischung aus Methylhydrogenpolysiloxan und Dimethylpolysiloxan ist.
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