DE2824312C3 - Separator für ein galvanisches Element - Google Patents
Separator für ein galvanisches ElementInfo
- Publication number
- DE2824312C3 DE2824312C3 DE2824312A DE2824312A DE2824312C3 DE 2824312 C3 DE2824312 C3 DE 2824312C3 DE 2824312 A DE2824312 A DE 2824312A DE 2824312 A DE2824312 A DE 2824312A DE 2824312 C3 DE2824312 C3 DE 2824312C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- polyvinyl alcohol
- separator
- crystallinity
- galvanic
- galvanic element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/24—Alkaline accumulators
- H01M10/26—Selection of materials as electrolytes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Separator zur Verwenduig
in einem galvanischen Element mit einem alkalischen Elektrolyten, z. B. einem Nickel-Cadmium-,
Nickel-Zink-, Nickel-Eisen- oder Silber-Zink-Element. Bisher bekannte Separatoren für galvanische Elemente
bestehen beispielsweise aus Cellulose, mikroporösen Polyolefinen oder vernetzten Polyvinylalkoholen. Es
gib: jedoch bislang noch keinen Separator für ein galvanisches Element ausreichend hoher chemischer
Beständigkeit gegen die Einwirkung einer tine hohe Temperatur aufweisenden alkalischen Lösung, der dabei
auci noch einen geringen elektrischen Widerstand aufweist. Der bekannte Celluloseseparator löst sich
ohne Schwierigkeiten in heißen alkalischen Lösungen, und ?w?r insbesondere, wenn diese Lösungen irgendwelche
Bestandteile enthalten, die die Cellulose leicht oxidieren. Separatoren aus mikroporösen Polyolefinen
besi zen eine geringe thermische Beständigkeit und erfahren im Laufe der Zeit eine Erhöhung ihres
elektrischen Widerstands. Die bekannten Separatoren aus Polyvinylalkoholen besitzen nur eine Kristallinität
von etwa 0.3 bis 0.35 und eine für den praktischen Gebrauch zu gerinne chemische Beständigkeit.
Um nun die Nachteile der bekannten Polyvinylalkoholseparatoren
ni vermeiden, wurden bereits Polyvinylalkoholseparatoren
für galvanische Elemente entwikkelt. die durch Formaldehyd oder Borsäure vernetzt
sind Letzlere Polyvmylalkoholseparatoren besitzen
jedoch e'nen hohen elektrischen Widerstand und eine verminderte Zellenspannung.
t?er Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, einen
nicht mit den geschilderten Nachteilen der bekannten Separatoren behafteten Separator (für ein galvanisches
Element) niedrigen elektrischen Widerstands und hoher chemischer f laltbarkeit /u entwickeln.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein aus Polyvinylalkohol bestehender Separator für ein galvani
gches Element, bei welchem der verwendete Polyvinylalkohol
eine Kristallinität von 0,4 oder mehr aufweist,
Es hat sich gezeigt, daß die Beständigkeit eines
Polyvinylalkohol gegenüber Alkalien und Oxidation Von der Krislallinität des betreffenden Poiyvinytalkohols
abhängig ist. Die folgende Tabelle I enthält Versuchsergebnisse hinsichtlich der Alkali* und Oxidationsbeständigkeit
vofi Polyvinylalkoholen unterschiedlicher
Kristallinitätsgrade.
Kristallinitiit des | PnvenUüiIer Gewichtsverlust | beim Ovi- |
jeweiligen Polyvinyl | nach Alkalieinwirkung b/w. | dations- |
alkohol | Oxidation | beständig- |
beim Test | kei tstest | |
bezüglich der | ||
AlkalibestSn- | 6S,4 | |
cligkeit | 20,0 | |
Erfindungsgemäß | 14,2 | |
0,43 | 1,2 | |
0,52 | 0,0 | |
0,55 | 0,0 | |
Stand der Technik | ||
0,33
6,7
löst sich
Ein Stück Polyvinylalkohol einer Stärke von 50 μΐπ
wird auf seine Alkalibeständigkeit hin untersucht, indem
es 1 h lang einer Temperatur von 100° C in eine wäßrige
Lösung mit 475 g/l Kaüurnhydroxid und !3 g/1 Lithiumhydroxid
eingetaucht wird. Der Gewichtsverlust des Prüflings ist .n der Tabelle I als prozentualer
Gewichtsverlust angegeben. Ein weiteres Stück Polyvinylalkohol einer Starke von ebenfalls 50 μπι wird auf
seine Oxidationsbeständigkeit hin untersucht, indem es 2 h lang bei einer Temperatur von 8O0C in eine wäßrige
Lösung mit 475 g/l Kaliumhydroxid, 13 g/I Lithiumhydroxid
und 50 g/l Kaliumpersulfat getaucht wird. Der Gewichtsverlust dieses zweiten Prüflings ist ebenfalls in
der Tabelle I angegeben. Die beiden Tests belegen, daß ein Polyvinylalkohol einer Kristallinität von mindestens
0,4 eine zur Verwendung als Separator in einem galvanischen Element ausreichend hohe chemische
Beständigkeit aufweist.
Entsprechend der Definition in »Kobunshi Kagaku« (Polymer Chemistry). Band '.2, Seite 506 (1955) bedeutet
der Ausdruck »Kristallinität« ein aus folgender Gleichung ermittelter Wert:
I χ Ix
In der Gleichung bedeuten:
ρ die Dichte des jeweiligen Prüflings und
χ seine Kristallinität.
χ seine Kristallinität.
Die Dichte von Polyvinylalkohol in einem kristallinen
Bereich beträgt 1,345. in einem amorphen Bereich 1,269. ü läßt sich ohne Schwierigkeit mittels eines Dichtigkeitsgradientenrohres
messen. Eine Kristallinität von 0.5 oder darüber sorgt für eine größere chemische
Haltbarkeit. Eine hohe Kristallinität über 0,6 macht jedoch den Polyvinylalkohol merklich spröde. Folglich
sollte ein zjr Verwendung als Separator in einem galvanischen Element geeigneter Polyvinylalkohol
vorzugsweise eine Kristallinität zwischen 0,5 und 0.6
aufweisen.
Das Vernetzen von Polyvinylalkohol zur Verbesserung seiner chemischen Beständigkeit führt zu einer
Erhöhung seines elektrischen Widerstands- Eine Erhöhung
der Kristallinität des betreffenden Polyvinylalkohole
zu demselben Zweck führt jedoch nur zu einer geringen Zunahme des elektrischen Widerstands. Ein
eine Kristallinität von 0,33 aufweisender Polyvinylalkohölfilm
einer Stärke von 50 μπι, der weder vernetzt noch zur Kristallinitätserhöhung behandelt wurde, besitzt in
einer 7,2 η wäßrigen Käliümhydföxidlösung bei einer
Temperatur von 35°C einen elektrischen Widerstand von 0,4 γπΩ dm-. Ein mittels einer Formaldehydlösung
vernetzter Polyvinyialkoholfilm besitzt einen elektrischen
Widerstand von 12 πιΩ dm2. Ein anderer Film aus
hochkristallinem Polyvinylalkohol besitzt dagegen nur einen elektrischen Widerstand von l,6mfidro3. Ein so
geringer elektrischer Widerstand ist Für einen Separator für ein galvanisches Element ausgesprochen guter
chemischer Haltbarkeit, z. B. Alkali- und Oxidationsbeständigkeit,
tolerierbar.
Einen hochkristallinen Polyvinylalkohol erhält man durch Erhitzen. So besitzt beispielsweise ein Polyvinylalkohol
nach lOminütigem Erhitzen auf eine Temperatur von 2000C eine Kristallinität von 0,52 und nach
60minütigem Erhitzen auf eine Temperatur von 1400C eine Kristallinität von 0,43. Ein an Luft erhitzter
Polyvinylalkohol besitzt jedoch nur eine geringe Biegsamkeit und sollte vorzugsweise vor dem praktischen
Gebrauch einer Erweichungsbehandlung unterworfen werden. Ein derartiger schwach biegsamer
Polyvinylalkohol läßt sich durch Eintauchen in eine Lösung eines hygroskopischen mehrwertigen Alkohols.
z. B. eine Glycerin- oder Äthylenglykollösung, erweichen.
Es hat sich ferner gezeigt, daß man einen biegsamen, hochkristallinen Polyvinylalkohol erhält,
indem man einen niedrigkristallineD Polyvinylalkohol in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre erhitzt. Unter
einer nicht-oxidierenden Atmosphäre ist eine sauerstofffreie oder von hochoxidierenden Verbindungen
freie Atmosphäre, beispielsweise eine Stickstoff-. Argon-, Helium-, Wasserstoff- oder Kohlendioxidatmosphäre,
die bei einer Temperatur unter 2400C nicht mit
dem Polyvinylalkohol reagiert, zu verstehen. Ferner kann man eine Art nicht-oxidiererder Atmosphäre
dadurch erzeugen, daß man im \akuum oder bei vermindertem Druck arbeitet. Wenn beispielsweise Luft
aus einem hitzebeständigem Beutel mit einem Polyvinyialkoholfilm abgezogen wird und danach die
Beutelöffnung zugeschweißt wird, erfolgt das Erhitzen in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre. Vorzugsweise
wird auf eine Temperatur im Bereich von 130° bis 240° C erhitzt. Ein kurzzeitiges Erhitzen auf eine Temperatur
unter 130°C erhöht die Beständigkeit von Polyvinylalkohol gegenüber Alkalien und Oxidation nicht merklich.
Die Anwendung von höheren Temperaturen als 240" C führt zu einer Zersetzung des Polyvinylalkohol. Die
lolgende Tabelle II zeigt, daß man bei einer Hitzebehandlung in nicht-oxidierender Atmosphäre einen
biegsamen Separator (für ein galvanisches Element) hoher Dehnung erhält. Ein in seinen mechanischen
Eigenschaften verbesserter Separator für ein galvani
iches Element ermöglicht es. daß sich ein galvanisches Element leicht zusammenbauen läßt und keine Fehler.
z. B. Risse in den Faltstellen, erhält. Auf diese Weise ist
ein zuverlässiger Gebrauch des galvanischen F.lements gewährleistet.
Tabelle II
Erhitzungsbedingungen
Erhitzungsbedingungen
Prozentuale Dehnung
70 Min. auf eine Temperatur von 180
185 C in einer Stickslüfiatniosphäre
70 Min. auf eine Temperatur von 25
180 Can der Luft
Ein Separator (für ein galvanisches Element) gemäß der Erfindung dient zur gegenseitigen Trennung der
positiven und negativen Elektroden oder Hilfselektroden von galvanischen Elementen. Zu diesem Zweck läßt
sich der Separator (für ein galvanisches Element) vorzugsweise in Film- oder Folienform, insbesondere in
Form eines Films einer Stärke von 10 bis 100 μπι, zum Einsatz bringen. Somit besteht ein erfindungsgemäßer
Separator in bevorzugter Ausführungsform aus einem Polyvinyialkoholfilm der im wesentlichen eine Kristallinität
von 0,4 oder mehr aufweist Ein weiterer bevorzugter erfindungsgemäßer Separator (für ein
galvanisches Element) besteht aus einem Polyvinyialkoholfilm, der zur Verstärkung mit einem Faser- oder
C iwebematerial gefüllt ist oder zusammen mit einem Faser-, Gewebe- oder Filmmateriai ein Verbundgebilde
bildet Ferner ist es erfindungsgemäß auch möglich, einen Polyvinyialkoholfilm zu verwenden, in eiern ein
Pulver, z. B. ein pulverförmiges Metalloxid, eingelagert ist.
Die erfindungsgemäßen Separatoren für galvanische
Elemente werden vorzugsweise vor ihrer Verwendung einer chemischei Oberflächenbehandlung unterworfen.
Der Grund dafür ist folgender: Ein Polyvinylalkohol einer Kristallinität von 0,4 oder mehr besitzt eine
hydrophobe Oberfläche und zieht ohne v, eiteres in dem Elektrolyten eines galvanischen Elements verbliebene
Luftblasen an. Die Zersetzung von Luftblasen an der Polyvinyialkoholoberfläche führt zu einer Erhöhung des
inneren elektrischen Widerstands des galvanischen Elements und folglich zu einem Spannungsabfall. Es hat
sich gezeigt, daß sich diesem Nachteil durch Oberfla chenbehandeln eines Polyvmylalkoholseparators mit
einer wäßrigen Permanganatlösung begegnen läßt Bei dieser Behandlurg wird die Polyvinylalkoholoberfläche
hydrophil, wodurch die Zersetzung der Luftblasen an der Oberfläche unterdrückt und eine Polarisation auf ein
Mindestmaß gesenkt werden.
Zu dem genannten Zweck ve'wendi/Pie Permangana
te sind wasserlösliche Permanganate, we Natrium-. Kalium-. Lithium-. Rubidium-, Barium-, Zink- und/oder
Calciumpermangant. Man kann eine wäßrige Permanganatlösung einer Konzentration zwischen
0.001 Grammäquivalent/l und ihrer Sättigung verwenden. Vorzugsweise reicht jedoch die Permanganatkonzentration
von 0.05 Grammäquivaleit/l bis zur Sättigung
der Lösung. Man kann beliebige wäßrige Permanganatlösungen, und zwar neutrale, alkalische
oder saure Permanganatlösungen verwenden. Trot/ dem ein Polyvinylalkohol teilweise in einer solchen
Lösung in Lösung geht, kann man auch eine saure wäßrige Permanganatlösung verwenden. Optimal für
eine Oberflächenbehandlung sind jedoch neutrale oder alkalische wäßrige Permanganatlösungen.
Die Temperatur bei der Oberflächenbehandlung ist
hinsichtlich des dabei erzielbaren Effekts nicht von wesentlicher Bedeutung. In der Regel sollte die
Oberflächenbehandlung des Polyvinylalkohole bei einer Temperatur von 10' bis 60" C durchgeführt werden.
Ferner sollte die Oberflächenbehandlung ausreichend lange durchgeführt werden, um die Polyvinylalkoholöberfläche
hydrophil zu machen. Eine hochkonzentrierte Wäßrige Permanganatlösung führt augenblicklich die
gewünschte Oberflächenbehandlung herbei. Bei schwach konzentrierter wäßriger Permanganatlösung
braucht die Oberflächenbehandlung relativ lange Zeit. In der Regel läßt sich die Oberflächenbehandlung in
einigen Sekunden oder Minuten beenden. Der hydro-
phile Zustand der Polyvinylalkoholoberfläche läßt sich
aus dem Ausmaß, in dem sich die in der wäßrigen Kaliumhydroxidlösung verbliebenen Luftblasen an der
Polyvinylalkoholoberfläche festsetzen, bestimmen. Die Oberflächenbehandlung erfolgt beispielsweise dadurch,
daß man die Polyvinylalkoholoberfläche mit der wäßrigen Permanganatlöcung in Berührung bringt, und
zwar beispielsweise durch Auftragen der Lösung oder durch Eintauchen in die Lösung.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.
Ein 50 μπι dicker Polyvinylalkoholfilm einer Kristallinität
von 033 wird an der Luft 1 h lang aul eine
Temperatur von 180" C erhitzt, wobei man einen Separator (für ein galvanisches Element) einer Kristallinität
von 0,55 erhält. Danach wird der Film durch Eintauchen in eine 20gewichtsprozentige Glycerinlötung
weichgemacht. Nach dem Trocknen läßt sich der Film als Separator für eine galvanische Zelle verwenden.
Nun werden acht Nickcloxidelektrodenplaiteri
jeweils einer Größe von 55 mm χ 95 mn: in spezieller
Weise geformt. Acht poröse Zinkelektrodenplatten einer entsprechenden Größe von 55 mm χ 95 mm
werden in die jeweiligen Zwischenräume zwischen die Nickeloxidelektrodenpiatten eingesetzt, wobei man
abwechselnd positive und negative Elektroden anordnet. Danach werden die verschiedenen Elektrodenplatten
in den in der geschilderten Weise hergestellten Separator eingehüllt. Schließlich werden die Elektrodenplatten
derselben Art elektrisch parallel geschaltet, wobei man ein Nickel-Zink-Element einer Kapazität
von 10 Ah erhält.
Zu Vergleichszwecken wird ähnliches Nickel-Zink-Element als Vergleichsprüfling hergestellt. Hierbei
werden die positiven und negativen Elektrodenplatten in den bekannten Polyvinylaikoholfilm einer Stärke von
50 μπι und einer Kristallinität von 0,33 eingehüllt.
Es wird noch ein weiteres Nickel-Zink-Element als Vergleic' sprüfling hergestellt, wobei die positiven und
negativen Elektrodenplatten in dem üblichen 50 μπι starken Polyvinylalkoholfilm, der vorher mittels einer
Formaldehydlösung vernetzt worden war, eingehüllt werden.
Nun wird in die erhaltene Zelle ein Elektrolyt in Form einer wäßrigen Lösung mit 4)5 g/l Kaliumhydroxid,
13 g/l Lithiumhydroxid und 40 g/l Zinkoxid eingegossen.
Mit Hilfe der verschiedenen Elemente werden Ladungs/ Entladungs-Versuche durchgeführt. Die Ergebnisse
finden sich in der folgenden Tabelle III:
Tabelle III | Durchschnitt | Halt |
Separator für das galvanische | liche /cllen- | barkeit |
[lement | sp.innunp | |
l\ oll) | Im Zy | |
klen) | ||
[•rrindungsgcmäU | 1,52 | über |
Pulyvinylalkuhulhlm | 160 | |
einer Krislullinilül | ||
von 0,55 | ||
Stand der Technik | 1,52 | 43 |
Polyvinylalknhoinim | ||
einer Krisliilliniliit | ||
von 0.33 | ||
Separator liir d.is
l-lkniem
l-lkniem
Stand der Technik
Poiyvinylulkohollllm, der
durch Formaldehyd
vernetzt ist
durch Formaldehyd
vernetzt ist
Durchschnittliche /"dknspannuny
1,37
I IaIthirkeil
(in Zyklen!
96
Ein Polyvinylalkoholfilm einer Stärke von 50 μιτι und
einer Kristallinität von 0,33 wird 10 Min. lang in einer
Stickstoffatmosphäre auf eine Temperatur von 2000C
erhitzt, wobei man einen Separator für ein galvanisches Element erhält Dessen Kristallinität beträgt 0,51. Zur
Herstellung eines Nickel-Cadmium-Eiements werden Nickeloxidelektrodenpiatten und Cadmiumelektroderi
platten in den in der geschildert*· : Weise hergestellten
hochkristallinen Polyvinylalkohofrlm eingehüllt Der in
der geschilderten Weise hergestellte Separator ist biegsam und besitzt eine Dehnung von 164%, so daß
sich das Element ohne Schwierigkeiten zusammenbauen läßt In das erhaltene Nickel-Cadmium-Eleinent wird ein
Elektrolyt in Form einer wäßrigen Lösung mit ! 5 g/l Lithiumhydroxid und Kaliumhydroxid einer Dichte von
1,22 gegossen. Mit Hilfe des erhaltenen Nickel-Cadmium-EIements
werden Ladungs/Enii.-dungs-Versuche im
5 Stundenabstand durchgeführt. Selbst nach 300maliger Wiederholung der Ladung und Entladung zeigt das
Element keine Besonderheiten.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Separator für ein galvanisches Element wird dadurch hergestellt, daß man
einen 50 μπι starken Polyvinylalkoholfilm 10 Min. lang
an der Luft auf eine Temperatur von 2000C erhitzt. Dieser Separator besitzt eine geringe Dehnung von
39%, obwohl seine Kristallinität 0.51 beträgt Dies belegt, daß ein aus einem Polyvinylalkoholfilm, der in
einer nicht-oxidierenden Stickstoffatmosphäre erhitzt wurde, bestehender Separator für ein galvanisches
Element hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaft deutlich besser ist.
Ein 25 μπι dicker Polyvinylaikoholfilm einer Kristallinität
von 0.33 wird 60 Min. lang in einer Argonatmosphäre auf eine Temperatur von 190° C erhitzt.
Hierdurch erhält er eine Kristallinität von 0,58. Mit Hilfe dieses Separators werden Zinkelektrodenplatten eingehüllt.
Letztere werden zur Herstellung eines Nickel-Zink-Elements
verwendet. Hierbei werden acht poröse Zinkelektrodenplatten jeweils dreimal mit dem Separator
umhüllt. Die umhüllten Zinkelektrodenplatten werden im Abstand angeordnet. Ip den Abstand
zwischen den Zinkelektrodenplatten werden acht Nickeloxidelektroden eingesetzt, so daß die positiven
und negativen Elektroden abwechselnd angeordnet sind. Nun werben die Elektrodenplatten derselben Art
elektrisch parallel geschaltet.
In das erhaltene Nickel-Zink-Element wird ein Elektrolyt in Form einer wäßrigen Lösung mit 475 g/l
Kaliumhydroxid, 13 g/l Lithiumhydroxid und 40 g/1 Zinkoxid gegossen. Mit dem erhaltenen Element
werden danach im Abstand von 2 h Ladungs/Entladungs-Versuche
durchgeführt. Das Element widersteht 300 Ladunes/Entladunes-Zvklen.
Zu Vergleichszwecken werden mit einem Nickel-Zink-Vergleichselement,
bei dem die Zinkelektroden in einen 35 μπι dicken Separator aus einem handelsüblichen
Cellulosematerial eingehüllt sind, ähnliche Ladungs-Entladungsversuche
durchgeführt. Hierbei kommt es beim 84. Ladungs/Entladungszyklus zu einem Kurzschluß, so daß sich das Element nicht mehr
weiterladen und entladen läßt.
Ein 50 μηι dicker Polyvinylalkoholfilm einer Kristallinität
von 0,33 wird 60 Min. lang an der Luft auf eine Temperatur von 180°C erhitzt, wobei man einen
erfindungsgemäßen Separator für ein galvanisches Element einer Kristallinität von 0,55 erhält. Der
erhaltene Film wird bei Raumtemperatur 5 Min. lang in eine wäßrige Lösung mit 0,05 Mol/l Kaliumpermangariat
und 2 Moj/i Kaüumhydroxid getaucht, danach mit
Wasser gewaschen und schließlich getrocknet. Auf diese Weise wird die Filmoberfläche hydrophil gemacht. Nun
wird entsprechend Beispiel 1 unter Verwendung des erhaltenen Separators ein galvanisches Element hergestellt.
Ein weiteres galvanisches Element wird in entsprechender Weise hergestellt, wobei jedoch ein erfindungsgemäßer
Separator verwendet wird, dessen Oberfläche keine Hydrophilisierungsbehandlung mit der wäßrigen
Permanganatlösung erfahren hat.
Die beiden Elemente werden nun durch einen Strom von 10 Ampere so lange entladen, bis die Zellenspannuqg
auf 1,2 Volt gefallen ist. Während der Entladung zeigt ersteres Element eine durchschnittliche Spannung
von 1,50 Volt, letzteres Element eine durchschnittliche Spannung von 1,41 Volt. Dies bedeutet, daß man bei der
Oberflächenbehandlung eines Polyvinylalkoholfilms mit einer wäßrigen Permanganatlösung ein galvanisches
Element erhält, dessen innerer elektrischer Widerstand geringer ist.
Ein Polyvinylalkoholfilm einer Stärke Von 50 um und
einer Kristallinität von 0,33 wird 60 Min, lang in einer Stickstoffatmosphäre auf eine Temperatur von 1800C
erhitzt. Der erhitzte Polyvinylalkoholfilm, der eine
in Kristallinität von 043 besitzt, wird zur Oberflächenbehandlung
2 Min. lang in eine 25°C warme alkalische wäßrige Lösung mit 0,1 Mol/I Kaliumpermanganat und
0,1 Mol/l Kaliumhydroxidlösung getaucht, danach mit Wasser gewaschen und schließlich getrocknet. Hierbei
erhält man einen Separator für ein galvanisches Element. Unter Verwendung dieses Separators wird ein
Nickel-Cadmium-Element hergestellt
Ein anderes Nickel-Cadmium-Element erhält man unter Verwendung eines Separators aus einem 60 Min.
tang an der Luft auf eine Temperatur von 18O°C
erhitzten, danach jedoch keiner chemischen Behandlung unterworfenen Polyvinylalkoholfilm.
Beide Elemente besitzen eine Kapazität von 10Ah.
Beim Entladen mit Strom von 2 A zeigt ersteres Element eine durchschnittliche Spannung von 1,25 Volt,
letztpres Element eine durchschnittliche Spannung von 1,17 Volt. Dies belegt, daß ein Separator für ein
galvanisches Element, der mit Hilfe einer wäßrigen Permanganatlösung eine Oberflächenhydrophilisie-
3ö rungsbehandlung erfahren hat, ein galvanisches Element
höherer Spannung· IieferL Beide Elemente besitzen eine Lebensdauer von über 300 Zyklen. Folglich beeinträchtigt
ein Separator für ein galvanisches Element, dessen Oberfläche mit einer wäßrigen Permanganatlösung
behandelt wurde, die Lebensdauer des galvanischen Elements nicht.
Claims (2)
- Patentansprüche:U Separator aus Polyvinylalkohol für ein galvanisches Element mit einem alkalischen Elektrolyten, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Polyvinylalkohol einer Kristallinität von mindestens 0,4 besteht.
- 2. Separator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Polyvinylalkohol einer Kristallinität zwischen 0,5 und 0,6 besteht
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP52065582A JPS5836824B2 (ja) | 1977-06-03 | 1977-06-03 | アルカリ電池用セパレ−タ− |
JP1974678A JPS54113836A (en) | 1978-02-24 | 1978-02-24 | Separator for alkaline cell |
JP2494578A JPS54118540A (en) | 1978-03-07 | 1978-03-07 | Separator for alkaline cell |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2824312A1 DE2824312A1 (de) | 1978-12-14 |
DE2824312B2 DE2824312B2 (de) | 1981-06-11 |
DE2824312C3 true DE2824312C3 (de) | 1982-04-22 |
Family
ID=27282753
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2824312A Expired DE2824312C3 (de) | 1977-06-03 | 1978-06-02 | Separator für ein galvanisches Element |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4277572A (de) |
DE (1) | DE2824312C3 (de) |
GB (1) | GB1602678A (de) |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4505998A (en) * | 1981-07-10 | 1985-03-19 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Alkaline battery containing a separator of a cross-linked copolymer of vinyl alcohol and unsaturated carboxylic acid |
US4734344A (en) * | 1986-05-19 | 1988-03-29 | W. R. Grace & Co. | Battery separator |
US5604042A (en) * | 1991-12-23 | 1997-02-18 | Mobil Oil Corporation | Cellulose material containing barrier film structures |
WO1993012931A1 (en) * | 1991-12-23 | 1993-07-08 | Mobil Oil Corporation | Low oxygen transmissive film |
US5512338A (en) * | 1991-12-23 | 1996-04-30 | Mobil Oil Corp. | Oxygen, flavor/odor, grease/oil and moisture barrier film structures |
US5487940A (en) * | 1991-12-23 | 1996-01-30 | Mobil Oil Corp. | Oxygen and moisture barrier metallized film structure |
EP0563773B1 (de) * | 1992-03-26 | 1996-06-12 | Japan Vilene Company, Ltd. | Batterieseparator und Batterie |
US5298348A (en) * | 1993-04-16 | 1994-03-29 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Battery separator for nickel/metal hydride batteries |
US5389471A (en) * | 1993-04-16 | 1995-02-14 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Wettable battery separator for alkaline batteries |
US5496649A (en) * | 1994-07-21 | 1996-03-05 | Mobil Oil Corp. | Cross-linked PVOH coatings having enhanced barrier characteristics |
US5547764A (en) * | 1994-12-22 | 1996-08-20 | Mobil Oil Corporation | Method of producing PVOH coatings with enhanced properties |
US6444750B1 (en) | 1995-03-06 | 2002-09-03 | Exxonmobil Oil Corp. | PVOH-based coating solutions |
US5776618A (en) * | 1996-07-25 | 1998-07-07 | Mobil Oil Corporation | Barrier film structures |
US6033806A (en) * | 1997-03-05 | 2000-03-07 | Nippon Oil Co., Ltd. | Method of producing a cross-linked polyvinyl alcohol separator for an alkali-zinc secondary battery |
ATE509380T1 (de) * | 2001-05-24 | 2011-05-15 | Ray O Vac Corp | Ionenleitendes additiv für zinkanoden in alkalischen elektrochemischen zellen |
US20040229116A1 (en) * | 2002-05-24 | 2004-11-18 | Malinski James Andrew | Perforated separator for an electrochemical cell |
TW200520292A (en) * | 2003-08-08 | 2005-06-16 | Rovcal Inc | High capacity alkaline cell |
US20060183020A1 (en) * | 2005-02-15 | 2006-08-17 | Rovcal, Inc. | Sealing assembly for electrochemical cell |
JP2005326493A (ja) * | 2004-05-12 | 2005-11-24 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光重合性平版印刷版の製造方法 |
AR047875A1 (es) | 2004-06-04 | 2006-03-01 | Rovcal Inc | Celdas alcalinas que presentan alta capacidad |
EP1856750A2 (de) * | 2005-02-15 | 2007-11-21 | Rovcal, Inc. | Trennglieder zur verwendung in alkalizellen mit hoher kapazität |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3518242A (en) * | 1966-03-30 | 1970-06-30 | Du Pont | Polyvinyl alcohol and derivatives crosslinked with titanium,permanganate,or vanadyl ions |
-
1978
- 1978-05-30 GB GB24529/78A patent/GB1602678A/en not_active Expired
- 1978-06-02 DE DE2824312A patent/DE2824312C3/de not_active Expired
-
1979
- 1979-08-13 US US06/066,062 patent/US4277572A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2824312B2 (de) | 1981-06-11 |
GB1602678A (en) | 1981-11-11 |
US4277572A (en) | 1981-07-07 |
DE2824312A1 (de) | 1978-12-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2824312C3 (de) | Separator für ein galvanisches Element | |
DE19807192B4 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Stromabnehmers und dessen Verwendung | |
DE3000777C2 (de) | Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Doppelschicht-Kondensators | |
DE69819111T2 (de) | Zylindrischer alkalischer Akkumulator und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE902398C (de) | Scheider fuer die Elektroden elektrischer Sammler | |
DE2118541C3 (de) | Alkalischer Sammler mit einer nega tiven Elektrode auf Zink Calziumhydroxid Basis | |
DE69912864T2 (de) | Positive Nickelelektrode für alkalische Speicherbatterie | |
DE69908123T2 (de) | Nickelelektrode für alkalispeicherbatterien, verfahren zu deren herstellung und alkalispeicherbatterie | |
DE2445096C3 (de) | Wiederaufladbare galvanische Zelle, Kadmiumelektrode und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE2104587C3 (de) | Aufladbares alkalisches Element mit einer positiven Elektrode aus Mangandioxid und einer negativen Zinkelektrode | |
DE1237193C2 (de) | Akkumulator mit positiver silberund negativer cadmiumelektrode | |
DE2354992C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Elektroden für galvanische Elemente | |
DE60011171T2 (de) | Alkalische Speicherbatterie mit zwei Separatoren | |
DE112019002600T5 (de) | Blei-Säure-Batterie | |
DE69735285T2 (de) | Nickelmetallhydrid-Speicherzelle | |
DE60128869T2 (de) | Nickelelektrode für alkalische Speicherbatterien, Herstellungsverfahren dafür und alkalische Speicherbatterie | |
DE19931348C1 (de) | Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines faserförmigen Polyphenylsulfids oder Polysulfons | |
DE112016005952T5 (de) | Bleispeicherbatterie | |
DE69734754T2 (de) | Alkalische Akkumulator und Separator dafür | |
DE2731064C3 (de) | Verfahren zur Herstellung einer positiven Nickel-Elektrode für alkalische Akkumulatoren | |
DE3005725C2 (de) | Elektrode für galvanische Elemente | |
DE3222361C2 (de) | Scheider für Blei-Bleidioxid-Akkumulatoren und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE2546677A1 (de) | Verfahren zur herstellung von cadmiumelektroden fuer nickel-cadmium-batterien | |
CH669479A5 (en) | Chargeable manganese di:oxide-zinc battery - with hot melt adhesive sealing separate membrane | |
DE2522278A1 (de) | Verfahren zum herstellen alkalischer akkumulatoren |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OAP | Request for examination filed | ||
OD | Request for examination | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |