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Separator-Verbundmaterial
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für alkalische Akkumulatoren Diese Erfindung bezieht sich auf alkalische
Akkumulatorsysteme und im einzelnen auf darin verwendete neue Separator-Materialien.
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Die alkalischen Akkunulatoren sind besonders geeignet für eine große
Zahl von Anwendungen wie z.B. Elektrizitätserzeugung In Luft- und Unterwasserfahrzeuaen,
transportablen Maschinen, zum Starten von Motoren und, was besonders wichtig ist,
zum elektrischen Antrieb von Fahrzeugen wegen der hohen Energiedichte, die erreicht
werden kann. Zu den typischen Elektrodenkanbinationen gehören Silber-Zink, Silber-Catmium
und
Nickel-Zink.
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Nickel-Z ink-Akkumulatoren haben besonders bemerkenswerte Eigenschaften,
die aber bisher nicht kommerziell verwertet worden sind. So ist z.B. die Verwendung
von Zink-Elektroden In Akkumulatoren ernsthaft begrenzt wegen ihrer Eigenart, auf
wiederholtes Aufladen mit einem Kapazitätsverlust zu reagieren, der irreversibel
ist. Die Schwierigkeiten in Verbindung mit ausreichenden Zykluszahlen treten besonders
bei Anwendungen auf, wo relativ tiefe Entladungen vorgenormen werden.
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Der Kapazitätsverlust als Funktion der Auflade-/Entlade-Zykluszahl
hängt eng zusammen mit dem Leistungsverlust des Separators und mit Anderungen der
Form der Zink-Elektrode. Von allen technischen Problemen, welche die ökonomische
kommerzielle Verwendung von Nickel-Zink-Systemen beeinflussen, ist das Hauptproblem
die begrenzte Lebensdauer aufgrund der Verschlechterung des verwendeten Separators.
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Es ist ja bekannt, daß in Nickel-Zink-Akkumulatoren mit einer wässrigen
Lösung wie z.B. KOH als Elektrolyten das Zink während der Entladung in einem beträchtlichen
Ausmaß im Elektrolyten gelöst wird. Ein Teil des aktiven Zinks geht also während
der Entladephase und im entladenen Zustand in den Elektrolyten über.
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Beim Aufladen des Akkumulators geht dieses Zink aus dem Elektrolyten
über.
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Beim Aufladen des Akkumulators geht dieses Zink aus dem Elektrolyten
zurück zur Zink-Elektrode, verändert jedoch deren Struktur. Darüber hinaus geschieht
die galvanische Ablagerung oder Wiederauftragung des Zinks oft In der Form von bäumchenartig
ausgewaschsenen Kristallen, die scharfe Spitzen haben (Dendriten) und leicht eine
Brücke bilden können zwischen den Platten verschiedener Polarität, wodruch ein Kurzschluß
entsteht, der die Zelle zerstört.
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Demzufolge muß ein geeignetes Material für einen Separator im Nickel-Zink-System
in der Lage sein, das Eindringen von Dendriten zu verhindern und dennoch den Durchgang
des Elektrolyten erlauben, wobei es wünschenswert ist, daß das Material vom Elektrolyten
benetzt wird. Anders ausgedrückt, das Material muß ausreichende Eigenschaften für
den Ionentransport besitzen. Es soll außerdem genügende chemische Stabilität im
Medium des Akkumulators aufweisen. Weiterhin ist bekannt, daß zusätzlich zu den
Formveränderungen der Zink-Elektroden die Nlckel-Elektrode während des Betriebs
des Akkumulators bzw. der Zelle sich in einem gewissen Maße ausdehnt. Deshalb muß
ein angemessenes Separator-Material fähig sein, diese Änderungen und Ausdehnung
mitzumachen, ohne daß sich seine anderen Eigenschaften ändern.
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Um diesen verschiedenen rigorosen Anforderungen zu genügen, muß ein
für lange Zykluszahlen brauchbares Separatormaterial eine relativ gleichförmige,
extrem kleine Porosität aufweisen und dem Transport des Elektrolyten einen geringen
Widerstand entgegensetzen. Außerdem muß es bezüglich Festigkeit und Flexibilität
die notwendigen Eigenschaften besitzen, um sich den Formveränderungen der Zink-Anode
und der Vergrößerung der Nickel-Kathode anzupassen. Schließlich müssen all diese
Charakteristika in einer möglichst dünnen Schicht vereint sein, damit die Energiedichte
In Bezug auf das Volumen der Zelle nicht zu sehr verringert wird.
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Diese Darstellung wird dadurch noch komplizierter, daß die kommerzielle
Verwendbarkeit erfordert, daß das Material auf ökonomische Weise zu einer dünnen
Separatorschicht geformt werden kann mit akzeptablen Toleranzen in der Qual itätskontrolle.
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Horrende Anstrengungen sind gemacht worden, um geeignete Separatormaterialien
für alkalische Akkumulatoren zu finden. Dies zeugt V elleicht für die Schwierigkeiten,
die auf der Suche nach einem zufriedenstellenden Material aufgetreten
sind,
das die vielen verschiedenen Charakteristika besitzt, die für eine effiziente Funktion
als Separator notwendig sind. Die vorgeschlagenen Lösungen reichen von verschiedenen
organischen mikroporösen Filmen bis zu relativ steifen Schichten von anorganischen,
meist keramischen Teilchen, die auf irgendeine Art miteinander verbunden sind. Eine
weitere Lösung beinhaltet die Kombination eines organischen Materials mit anorganischen
Partikeln, was oft als anorganisch/organisches Separatormaterlal bezeichnet wird,
oder noch einfacher, als I/O-Separatormaterial. Noch ein anderer Vorschlag bezieht
sich auf die Bildung vieler Arten von Schichten oder die Verwendung einer Vielzahl
von Schichten aus verschiedenen Materialien in einer Kombination.
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Ziemlich außergewöhnliche Ansprüche sind gestellt worden für spezielle
Lösungen, bei denen den Separatoren eine Zykluszahl bis zu einigen tausend Auflade/Entlade-Zyklen
nachgesagt werden. Man muß Jedoch die den Ansprüchen zugrunde liegenden Daten sorgfältig
prüfen. So entspricht z.B. die seichte Entladung der Zellen nicht den Arbeitsbedingungen,
mit denen sogar viele der kommerziell verfügbaren Separatormaterialien getestet
werden. Andererseits stellen die Betriebsbedingungen eines Akkumulators, der in
einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug verwendet werden würde, einen extrem strengen
Test dar für die FähigkeIten des Separatormaterials.
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Zum gegenwärtigen Zeitpunkt ist die Entwicklung eines ökonomisch nutzbaren
Separatormaterials für alkalische Akkumulatorsysteme das Haupthindernis für eine
weite Verbreitung derartiger Akkumulatoren trotz der beträchtlichen Anstrengungen
auf diesem Gebiet. Geeignete kommerzIelle Separatormaterial ien für alkalische Akkumulatoren
sind einfach nicht verfügbar, ausgenommen zu unakzeptierbar hohen Preisen.
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Es ist deshalb ein Hauptzweck der vorliegenden Erfindung, Separator-Materialien
für alkalische Akkumulatoren zu beschreiben, die auch unter den Bedingungen tiefer
Entladung relativ große Auflade/Entladezykluszahlen erreichen, speziell wenn sie
zusammen mit anderen Separator-Materialien verwendet werden. Ein weiterer Zweck
Ist, für derartige Akkumulatoren Separator-Materialien zu beschreiben, die auch
bei den Abmessungen, wie sie für die Verwendung in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen
üblich sind, geeignete Eigenschaften aufweisen.
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Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Darstellung
eines Separator-Materials, das die geforderten Eigenschaften in einer relativ dünnen
Schicht besitzt.
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Ein anderer Zweck dieser Erfindung bezieht sich auf die ökonomische
Herstellung von Separator-Materialien. Damit verbunden und noch spezieller ist das
Verfahren, Separator-Materl allen mit akzeptierbaren Her-tellungstoleranzen zu produzieren.
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Weitere Zielsetzungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
offenkundig aus der folgenden Bescheibung.
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Während die Erfindung für viele Modifikationen und Alternativen geeignet
ist, werden hier nur bestimmte Details beschrieben. Es sollte jedoch beachtet werden,
daß nicht die Absicht besteht, die Erfindung auf die beschriebene Art zu beschränken.
Es ist im Gegenteil beabsichtigt, alle Modifikationen, Aulvalente und Alternativen
einzuschließen, die In den Sinn und Rahmen der Erfindung gemäß den anhängenden Patentansprüchen
fallen. Während also z.B. die vorliegende Erwindung prinzipiell beschrieben wird
in Verbindung mit einem wieder aufladbaren Nlckel-Zlnk-Akkumulator, sollte erkannt
werden, daß die vorliegende Erfindung In gleicher Weise auch verwendet werden kann
allein oder in Kombination mit
anderen Separator-Material ien oder
mit anderen Zusammenstellungen von Akkumulatorelektroden, welche ein Separator-Material
erfordern, das einige oder alle der beschriebenen Eigenschaften aufweist.
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Die vorliegende Erfindung basiert allgemein auf der Entwicklung eines
I/O-Separator-Materials, das anorganische Partikel in Mikron-Größe enthält.
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Solche anorganischen Partikel können z.B. aus Titandioxid bestehen,
das eingebettet ist In eine polymere Matrix wie z.B. ein Styrol-Butadien-Mlschpolymer
(SBR). Vorzugsweise werden zwei verschiedene Arten von anorganischen Partikeln verwendet,
von denen die eine Art durch den Elektrolyten aus dem Separator-Material ausgelaugt
wird, und die andere nicht. Filme der gewünschten Dicke, typischerweise 2-5 mils
(1 mil = 1/1000 inch) können leicht gegossen werden, nachdem die anorganischen Partikel
einer Dispersion des verwendeten Polymers zugefügt worden sind. Um mehr Stabilität
in Bezug auf die Form des Films zu gewinnen, und wegen der leichteren Herstellung,
kann ein Substrat in Form von Fasern verwendet werden. Die derart hergestellten
Separator-Materialien können in Nickel-Zink-Akkumulatoren eingesetzt werden und
besitzen Eigenschaften, die unter den Bedingungen tiefer Entladung mit diesen Akkumulatoren
relativ große Auflade/Entladezykluszahlen ermöglichen. Dies gilt auch In Akkumulatoren
mit Abmessungen, wie sie für elektrisch angetriebene Fahrzeuge erforderlich sind,
und besonders in Kombination mit anderen Separator-Materlallen.
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Was die verwendete polymere Komponente betrifft, so können alle der
verschiedenen kommerziell verfügbaren Materialien genommen werden. Die Hauptforderung
ist, daß das Polymer als Dispersion oder wässrige Emulsion verfügbar ist und chemisch
relativ
stabil ist in Gegenwart des verwendeten alkalischen Elektrolyten.
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Als repräsentative Beispiele sollen hier Äthylen-Acrylsäure-Mischpolymere,
Styrol-Butadlen-Mi schpolymere sowie Mischpolymere von Acrylsäure mit anderen Olefinen
dienen, die geeignet und kommerziell erhältlich sind. Es hat sich z.B. als zweckmäßig
erwiesen, ein Mischpolymer zu verwenden, in dem der Styrol-Anteil Im Bereich von
ca. 50-60 und der Butadien-Anteil im Bereich von 40-50 Gewichtsprozenten liegt.
Ein wichtiger Punkt ist, daß solche Polymere sich schnell verarbeiten lassen, da
kein organisches Lösungsmittel verwendet wird.
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Um die Stabilität einer SBR-Latexsuspension zu verbessern, können
kommerziell verfügbare Materialien mit Carboxyl-Gruppen verwendet werden.
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Bezüglich der anorganischen Komponente kann eine Vielzahl von Materialien
eingesetzt werden. Die Hauptforderung ist hier, daß das Material als relativ glelchnäßige,
kleine Partikel in der Größenordnung von 1 Mikron oder weniger vorliegt und ausreichend
benetzbar ist, um den Widerstand des daraus hergestellten I/O-Materials gegenüber
dem Transport des Elektrolyten auf das gewünschte Niveau zu senken.
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Repräsentative Beispiele für solche geeigneten anorganischen Materialien
sind T102 , Cerhydrat (CeO2 xH20), Ceroxid, Bleiperoxid, Magnesiuntitanat und Calclunzlrconat.
Unter gewissen Umständen können z.B. auch natürlich vorkommende Mineralien wie Kaolin
(Aluminiumsilikat) verwendet werden.
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Die anorganische Komponente sollte, von der Funktion her gesehen,
in einer Menge vorliegen, die mindestens ausreicht um das Haftvermögen der entstehenden
Mischung soweit zu vermindern, daß das Material sofort beim Zusammenbau von Zellen
verwendet werden kann und den gewünschten geringen Widerstand gegenüber
dem
Transport des Elektrolyten, die mechanische~Stabilität der Poren sowie thermische
Stabilität des Systems aufweist. Andererseits ist die maximale Menge der anorgani
æ hen Komponente begrenzt durch die Menge des Polymers, das benötigt wird, um die
anorganischen Partikel zu einer mechanisch stabilen Mischung zusammenzufügen. Wenn
zu wenig Polymer verwendet wird, zeigt sich bei Umgang mit der Mischung, daß anorganische
Partikel verloren gehen, wobei sich das Material dann wie Kreide anfühlt. Es hat
sich als ausreichend herausgestellt, die anorganische Komponente in der Größenordnung
von ca. 30-80% einzusetzen, abhängig vom Gesamtgewicht des anorganischen und organischen
Materials.
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Von den verwendeten anorganischen Komponenten sollte wenigstens eine
nicht aus dem Separator herausgelaugt werden durch den alkalischen Elektrolyten.
Die Partikelgröße der nicht-herauslaugbaren Komponente oder Komponenten sollte weniger
als 1 Mikron sein, und vorzugsweise sehr viel kleiner. Teilchen dieser geringen
Größe ergeben gleichmäßigen Widerstand gegenüber dem Transport des Elektrolyten
(im Fall von herauslaugbaren Arten) und verhindern in ausreichender Weise das Eindringen
von Dendriten (im Fall von nicht-herauslaugbaren Arten). In beiden Fällen ergibt
sich ein erhöhter Transport der Ionen des Elektrolyten. Es Ist auch einzusehen,
daß innerhalb dieser Größenordnung der Teilchen von ca. 1 Mikron weniger Polymer
für die Mischung benötigt wird, als bei kleineren Teilchen, da die größeren Teilchen
Insgesamt eine geringere Gesamtoberfläche aufweisen.
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Man verwendet vorzugsweise mindestens eine anorganische Komponente,
die In dem aTkalischen Medium relativ unlöslich ist. Indem man das I/O-Material
bis zu 24 Stunden bei höheren Temperaturen einem alkalischen Elektrolyten aussetzt,
kann man feststellen, ob eine ausreichende Stabilität vorhanden ist.
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Dies wird z.B. geprüft durch eine Behandlung in 31%iger KOH bei 800C
während 24 Stunden. Wenn nur eine einzige anorganische Komponente benutzt wird,
verwendet man vorzugsweise eine nicht-herauslaugbare Art, weil durch die für das
gebildete Material typische Mikroporosität ein ausreichend geringer Widerstand gegenüber
den Ionen des Elektrolyten gegeben ist und weil damit verhindert wird, daß durch
das Herauslaugen der anorganischen Partikel die mechanische Stabilität und die Porosität
geringer und damit der Widerstand gegenüber den Ionen größer wird.
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Gemäß dieser Erfindung verwendet man vorzugsweise für das I/O-Material
sowohl eine herauslaugbare als auch eine nicht-herauslaugbare anorganische Komponente,
weil letztere die mechanische Stabilität der Mischung verbessert und erstere nach
dem Herauslaugen aus dem Material die Eigenschaften bezüglich des Ionentransports
verbessert. Die vorhin diskutierten Kriterien für die anorganische Komponente sind
allgemein gültig. Es ist jedoch wünschenswert, daß die Teilchengröße der herauslaugbaren
Komponente im Bereich von 70-500 A und vorzugsweise 70-,00 i liegt. Außerdem Ist
es wichtig, daß die herauslaugbare anorganische Komponente möglichst In einer Größenordnung
von 0,25-4,0% vor-liegt, bezogen auf das Gesamtgewicht der anorganischen Komponenten,
damit eine optimale Kombination von mechanischer Stabilität und geringem Widerstand
gegenüber dem Ionentransport erzielt wird. In diesem Zusammenhang ist die maximale
Menge der herauslaugbaren Komponente auch abhängig vom Verhältnis des anorgansichen
Materials zum Polymer. Wenn der Anteil des Polymers erhöht wird, kann auch der Anteil
der herauslaugbaren anorganischen Komponente Im allgemeinen etwas erhöht werden.
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Bevorzugte anorganische Komponenten sind TiO2 (wird nicht herausgelaugt),
das als wässrige Dispersion lieferbar ist von Gulf und Western New Jersey ZMC sowie
SiO2 (wird herausgelaugt), z.B. als Ludox von DuPont. Geeignete Materialien mit
Teilchengrößen im Bereich von Mikron oder weniger sind kommerziell erhältlich. Ein
deutlicher Vorteil dieser o.g. bevorzugten Komponenten ist ihre Verfügbarkeit als
wässrige Aufschwemmung, wodurch homogene Mischungen mit polymerem Latex hergestellt
werden können. Dies wiederum vereinfacht die Aufgabe, ein homogenes I/O-Material
zu bilden mit geringer Wahrscheinlichkeit von zusammenhängenden oder verklebten
anorganischen Teilchen.
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Eine I/O-Mischung gemäß der vorliegenden Erfindung kann hergestellt
werden, indem die anorganische Komponente mit einer Teilchengröße im Mikronbereich
auf geeignete Weise mit einem dispersiven Medium, vorzugsweise Wasser, verdünnt
und einem SBR oder anderem polymeren Latex zugefügt wird, wobei sich ein dünnflüssiger
Schlamm bildet, der entsprechend gerührt wird, um die Homogenität sicherzustellen.
Falls es gewünscht wird, können auch kleine Anteile von konventionellen Additiven
dazu gegeben werden, wie z.B. Antioxidantien, Antischaummittel o.ä.. Der dünnflüssige
Schlamm muß ausreichend konzentriert werden, damit man beim Gießen einen fehlerfreien
Film erhält. Es hat sich gezeigt, daß eine Konzentration von 30-60 Volumenprozent
dafür geeignet Ist.
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Die spezielle Konzentration für ein bestimmtes Polymer hängt ab von
den Fließeigenschaften des Systems (Viskosität, Thixotropie) und die brauchbaren
Werte für das Polymer können unter gewissen Umständen außerhalb des o.g.
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Rahmens liegen. Das Separator-Material kann dann anschließend hergestellt
werden, indem man auf eine entsprechende Unterlage einen Film der gewünschten Dicke
gießt, typischerweise ca. 2-5 mils, und dann das Wasser mit entsprechenden Trocknungsverfahren
aus dem System entfernt.
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Eine noch einfacherere Herstellung ist möglich, indem man in das I/O-Separator-Material
ein fasriges Substrat einbaut, das mit der Mischung beschichtet wird. Dadurch wird
auch die mechanische Stabilität verbessert, besonders In Fällen, wo das verwendete
Polymer zu Kaltfluß neigt. Bei diesem Herstellungsverfahren taucht man einfach das
Substrat in einen gerührten dünnflüssigen Schlamm der Mischung. Alternativ hierzu
kann der durch das Substrat verstärkte Separator auch auf kontinuierliche Weise
hergestellt werden. Dabei wird, als Beispiel, das fasrige Substratmaterial von einer
Rolle und durch den dünnflüssigen Schlamm gezogen. Die Homogenität des Schlammes
kann auf geeignete Weise durch ein externes Reservoir gewährleistet werden. Die
Konzentration des Schlammes muß natürlich ausreichend groß sein, um fehlerfreie
Oberflächen zu liefern, aber nicht so groß, daß unebene Beschichtungen auftreten.
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Die auf diese Weise beschichtete Weise kann dann einen konventionellen
Ofen durchlaufen, wobei durch eine entsprechende Verweilzeit sichergestellt wird,
daß die Beschichtung ausreichend getrocknet ist. Das entstehende Material kann dann
aufgerollt werden. Außerdem kann es mehrmals diesen Prozess durchlaufen, um eine
bestimmte gewünschte Dicke der Beschichtung zu erreichen.
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Es kann eine große Auswahl an Substraten mit Erfolg verwendet werden.
Als Beispiel seien u.a. genannt Vliesstoffe aus Nylon, Polypropylen sowie Po#propylen-Polyäthylen-Material
ien, die kommerziell verfügbar sind. Darüber hinaus können viele Materialien aus
Zellulose eingesetzt werden, aber vorzugsweise nicht allein, weil eine gewisse Tendenz
zum Quellen besteht. Das Substrat muß hinreichend dünn sein, damit sich eine Mischung
in der gewünschten Dicke
herstellen läßt. Um die Gleichmäßigkeit
des verstärkten Separator-Materials sicherzustellen, muß die Gewebeunterlage so
homogen wie möglich sein. Außerdem sollte man Gewebe auswählen, die nicht durch
den alkalischen Elektrolyten aus der Mischung herausgelöst werden.
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Das erzeugte I/O-Separator-Material gemäß der vorliegenden Erfindung
hat eine typische mittlere Porengröße von ca. 0.010-0.013 Mikron (bestimmt mittels
Durchtritt von Wasser) und besitzt einen spezifischen elektrischen Widerstand (O#rcm
) im Bereich von 20-60 bei einer Dicke von 2-5 mils.
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Die folgenden Beispiele sollen lediglich zur Illustration dienen der
vorliegenden Erfindung und diese keineswegs beschränken.
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Beispiel 1 Dieses Beispiel stellt dar die Verwendung eines Kaolin/SBR
I/O-Separator-Materials, das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde,
sowie seine Eigenschaften bei der Verwendung in relativ großen Akkumulatoren unter
Bedingungen tiefer Entladung.
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Eine erste Beschichtung wurde hergestellt, indem 645 Gramm Kaolin
mit 1000 ml Wasser ca. 1 Stunde In einer Kugelmühle verrieben wurden. Der entstandenen
Kaolin-Wassermischung wurden 500 ml eines Mischpolymers aus 55% Styrol mit Carbonylgruppen
und 45% Butadien zugegeben, und diese Mischung wiederum 5 Minuten in der Kugelmühle
gemischt, wobei aufgehört wurde, bevor das Latex verklumete. Diesem dünnflüssigen
Schlamm wurden 50 ml eines Polyoxyäthylen (20) -Sorbit-Monolaurats unter Verwendung
eines Magnetrührers
zugesetzt. Der entstandene Schlamm enthielt,
bezogen auf das Gesamtvolumen, 50% Kaolin und 50% SBR.
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Eine zweite Beschichtung wurde anschließend aufdie gleiche Art zubereitet,
jedoch wurde die Menge der einzelnen Anteile verändert, um einen Schlamm mit 45t
Kaolin und 55% SBR, bezogen auf das Gesamtvolumen, zu erhalten.
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Die erste Beschichtung wurde auf einen "Lyonel" Nylon-Vliesstoff von
Howard Textile Milis aufgebracht, indem das Material mit einer Geschwindigkeit von
ca.
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6 Inch/Minute eingetaucht und anschließend bei einer Temperatur von
ca. 600C getrocknet wurde. Die zweite Beschichtung wurde auf gleiche Art und Weise
vorgenommen.
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Es wurden zwei Nickel-Zlnk-Akkumulatoren konstruiert, die eine nominelle
Kapazität von 300 Amperstunden hatten und 8 Nickel-Kathoden und 9 Zink-Anoden aufwiesen.
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Das verwendete Verhältnis von aktivem Zink zu Nickel betrug 8:1. Die
Anoden wurden mit herkömmlichem 'fCelgard" Separator-Material aus Polypropylen (Celanese
Corp.) umhüllt. Dte Umhüllung der Kathoden geschah wie folgt: (1). ein herkömmliches
"Pellon" Separator-Material aus Polypropylen, (2). darüber eine Schicht "Celgard",
(3). das vorher beschriebene I/O Separator-Material und (4). eine zweite Schicht
"Celgard". Die verwendeten Elektrolyten waren wässrige KOH-Lösungen mit geringfügig
verschiedener Zusammensetzung.
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Die Akkumulatoren wurden dann unterschiedlich stark entladen, und
die Kapazität bestimmt. Eine Zelle wurde zu 100% entladen mit 60 Amp. und einer
Geschwindigkeit von 1 Zyklus pro Tag. Die andere Zelle wurde ebenfalls mit 60 Amp.
zu 75% entladen with einer Geschwindigkeit von 2 Zyklen pro Tag.
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Der erste Akkumulator behielt über 85% der nominellen Kapazität für
ca.
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170 Zyklen trotz der 100%igen Entladung. Der andere Akkumulator mit
geringerer aber dennoch nennenswerter Entladung behielt über 90% seiner nominellen
Kapazität für ca. 190 Zyklen.
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Beispiel 2 Dieses Beispiel stellt die Herstellung eines weiteren
I/O Separator-Materials dar gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Es wurde eine Beschichtung hergestellt gemäß dem in Beispiel 1 beschriebenen
Verfahren, die 28.6% SBR, 71% TiO2 und 0.4% SiO2 (Gewichtsprozente) enthielt.
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Ein Vliesstoff aus Zellulose wurde durch Eintauchen mit einer Geschwindigkeit
von ca. 7 inch pro Minute mit der Mischung beschichtet, und das Wasser anschließend
daraus entfernt durch Trocknen mit Infrarot.
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Eine Probe des getrockneten Materials wurde für ca. 30 Minuten bei
1000C in einer 30%igen wässrigen KOH-Lösung eingeweicht. Nach dem Einweichen war
der spezifische elektrische Widerstand 45 Ohmrcm, und die Porengröße betrug o,03
Mikron, bestimmt mittels Durchtritt von Wasser.
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Daraus ist also ersichtlich, daß gemäß der vorliegenden Erfindung
Separator-Materialien zur Verfügung stehen, die leicht herzustellen sind und die
in alkalischen Akkumulatoren unter den Bedingungen tiefer Entladung relativ hohe
Zykluszahlen ermöglichen, besonders wenn sie in Verbindung mit anderen Separator-Materialien
verwendet werden. In einer bevorzugten Darstellung ermöglicht die Verwendung von
zwei verschiedenen Arten anorganischer Komponenten
die Herstellung
"maßgeschneiderter" Separator-Materialien mit optimalen Eigenschaften. Es können
mehrere Schichten der Separator-Materialien verwendet werden, und die Separator-Materialien
gemäß der vorliegenden Erfindung können In Verbindung mit anderen Separator-Materialien
eingesetzt werden, um die gewünschten Eigenschaften zu erreichen.