DE3015659A1 - Batteriescheider und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents
Batteriescheider und verfahren zu dessen herstellungInfo
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Description
Beschreibung
Die Erfindung betrifft Batteriescheider, die einen hohen
Grad an Leitfähigkeit besitzen, in hohem Maße die Dendritbildung
verhindern und in wirtschaftlicherer Weise hergestellt
werden können.
In Speicherbatterien (Akkumulatorenϊ werden entweder saure
oder alkalische Elektrolyte mit verträglichen Elektrodensystemen verwendet. Die Bezeichnungen "saures Batteriesystem"
("acid battery system") oder "alkalisches Batteriesystem" ("alkaline battery system"), wie sie im Rahmen
dieser Anmeldung verwendet werden, beziehen sich auf Batteriesysteme, in denen eine saure oder alkalische Lösung
als Elektrolyt verwendet wird. Ein Beispiel für ein. saures Batteriesystem sind die üblichen Blei/Säure-Batterien,
während Beispiele für alkalische Batteriesysteme solche sind, in denen Silber/Kadmium- oder Nickel/Zink-Elektroden
in einer alkalischen Lösung wie einer wäßrigen Lösung von Kaliumhydroxid verwendet werden.
Aufgrund ihrer hohen Energiedichte bestehen erhebliche Aussichten, daß alkalische Batterien wie sekundäre alkalische
Nickel/Zink-Batteriesysteme auf vielen irdischen Anwendungsgebieten die herkömmlichen Blei/Säure-Batterie-
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systeme ablösen. Um alkalische Batteriesysteme zu wirksamen
Energiequellen zu machen, ist es jedoch erforderlich, die Lebensdauer (Wiederaufladungszyklen) derartiger
Batterien zu verlängern und die Kosten für die Zellenkompcnenten zu verringern.
Es ist bekannt, daß Batteriescheider eine Schlüsselstellung
für die Erzielung einer größeren Lebensdauer und Effektivität von Batterien einnehmen. Batteriescheider
werden zwischen den Platten entgegengesetzter Polarität angebracht, um einen Kontakt zwischen den Platten zu
verhindern und gleichzeitig die elektrolytische Stromleitung unbehindert zu gestatten. Kontakte zwischen Platten
mit entgegengesetzter Polarität können durch Unzulänglichkeiten in der Plattenstruktur wie Krümmungen oder Falten
Zustandekommen. Derartige Makroverformungen können leicht durch beliebiges Folienmaterial verhindert werden, das
sich den Verformungen der Platten anpaßt (coextensive
with the plates) und einen geeigneten Elektrolytdurchgang erlaubt. Kontakte zwischen den Batterieplatten können
auch durch Bildung von Dendriten oder örtlichen nadeiförmigen Wachstumsformen auf einer Elektrode wie Zinkdendriten,
die sich auf der Zinkelektrode in einem alkalischen Nickel/Zink-Batteriesystem ausbilden, Zustandekommen. Batteriescheider,
die heute üblicherweise verwendet werden, liegen in Form von Folienstrukturen (sheet structures)
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vor, die durch ihre Herstellung üblicherweise Poren und
Fehlstellen ausreichender Größe besitzen, so daß Dendriten leicht den Abstand zwischen den Elektroden entgegengesetzter
Polarität überbrücken und zu einem Kurzschluß des Batteriesystems führen können, was die Lebensdauer der
Batterie verringert.
Es sind eine Vielzahl von nicht-elastomeren Polymeren zur
Herstellung von Batteriescheidern verwendet worden. Die Bezeichnungen "elastomer" oder "Elastomer" oder "Gummi"
bedeuten im Rahmen dieser Anmeldung polymere Materialien die hochgradig dehnbar sind und nach einer Dehnung in
hohem Maße in ihre ursprüngliche Form zurückkehren. Elastomere Materialien unterscheiden sich von anderen polymeren
Materialien wie Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol und ähnlichen, die nicht derartige Belastungs/Deformations-Erholungseigenschaften
aufweisen.
In der US-PS 3 351 495 wird die Lehre gegeben, daß bestimmte
nicht-elastomere Polyolefine wie Polyethylen und Polypropylen mit Füllstoff und Weichmacher zu einem Folienmaterial
verarbeitet werden können, daß nach Extraktion eines Teils oder des gesamten Weichmachers eine
mikroporöse Matrix bildet, die sich als Batteriescheider eignet. Die erforderliche Verwendung einer großen Menge
Weichmacher und die erforderliche Extraktionsstufe zur
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Bildung eines geeigneten Batteriescheidermaterials verursachen
hohe Kosten und in bestimmten Fälle irreguläre Ergebnisse. Um die strukturelle Integrität der gebildeten
Folienmateriaiien zu verbessern, sind Batteriescheider
aus Polyolefinen wie Polyethylen bestrahlt worden. Es wurde jedoch beobachtet, daß das resultierende vernetzte
Material bei Verwendung als Batteriescheider einen hohen elektrischen Widerstand besitzt und dementsprechend zur
Herstellung von wirksamen und leistungsfähigen Batteriesystemen
nicht geeignet ist.
Seit kurzem werden bestimmte Gummimaterialien einschließlich
synthetischer Gummimaterialien bei der Herstellung von Batteriescheidern eingesetzt. Diese Gummimateriaiien
werden in einem Lösungsmittel auf eine hochporöse Trägerfolie gegossen, die gewöhnlich aus Cellulose oder Asbestmaterial
besteht. Das Verfahren zur Herstellung derartiger zusammengesetzter Batteriescheider ist sowohl komplex
als auch teuer und erfordert die Entfernung des Gußlösungsmittels und die Extraktion des Weichmachers, der in
dem Gummi zur Herstellung einer mikroporösen Membran enthalten ist. Weiterhin besitzen diese Batteriescheider noi—
malerweise eine Dicke, die die Leistungsfähigkeit des Batteriesystems verringert.
Dementsprechend besteht ein großer Bedarf für einen Batteriescheider,
der die Leistungsfähigkeit eines Batterie-
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systems verbessert. Es ist allgemein anerkannt, daß ein solcher Batteriescheider die Form einer dünnen, mikroporösen
Folie besitzen soll, die gegenüber einer Zerstörung durch den Elektrolyten beständig ist, die die Dendritbildung
und den Dendritwuchs in hohem Maße inhibiert und eine hochgradige elektrische Leitfähigkeit aufweist.
Ferner sollte ein derartiger Batteriescheider eine solche Zusammensetzung besitzen, die eine leichte Verarbeitung
erlaubt und in wirksamer und konstengüstiger Weise zu einem mikroporösen Folienmaterial geformt werden kann.
Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Batteriescheider mit hoher elektrischer Leitfähigkeit zu
schaffen, die die Dendritbildung und das Dendritwachstum in hohem Maße unterdrücken bzw. verhindern, gegenüber
üblichen Elektrolytlösungen beständig sind und auf einfache und kostengünstige Weise hergestellt werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Batteriescheider der in den Patentansprüchen gekennzeichneten Art vorgeschlagen.
Der erfindungsgemäße Batteriescheider wird aus einer im
wesentlichen einheitlichen Mischung eines thermoplastischen Gummimaterials, vorzugsweise eines Styrol/Elastomer/Styrol-Triblockcopolymeren
und eines Füllstoffs, der im wesentlichen gegenüber dem Elektrolyten des Batterie-
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systems chemisch inert ist, in Kombination mit einer untergeordneten bzw. geringeren Menge eines Gummimodifizierungsmittels
und eines Verarbeitungshilfsmittels hergestellt. Die Mischung kann zu Folien mit einer Dicke von
weniger als 254.um und einer Struktur geformt werden, die eine gute elektrische Leitfähigkeit und die Unterdrückung
bzw. Verhinderung der Dendritbildung und des Dendritwachstums gestattet.
Die Erfindung betrifft also die Verwendung einer Kombination von Komponenten, die überraschenderweise die Herstellung
eines Batteriescheiders mit seit langem erwünschten Eigenschaften auf einfache und billige Weise gestattet.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung derartiger Batteriescheider.
Die Zusammensetzung zur Herstellung des erfindungsgemäßen
Batteriescheiders besteht im wesentlichen aus einer Mischung
aus einem thermoplastischen Gummimaterial, einem inerten Füllstoff, einem Gummimodifizierungsmittel und einem
Verarbeitungshilfsmittel, wobei das Volumenverhältnis dieser Komponenten 3:1:0,2:0,06 bis 4:1:0,6:0,4 und voi—
zugsweise 3:1:0,3:0,1 bis 4:1:0,5:0,3 beträgt. Es wurde überraschenderweise gefunden, daß diese Zusammensetzung
eine homogene Mischung bildet, die kontinuierlich nach Standard-Kalander-Verfahren und unter Verwendung von
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Standardvorrichtungen zu dem als Batteriescheider geeigneten Folienmaterial verarbeitet werden kann.
Die Polymermatrix der erfindungsgemäßen Batteriescheider
gehört in die Klasse der Materialien, die als thermoplastische Gummis bekannt sind. Die Polymeren müssen ein
elastomeres Segment aufweisen, das den größten Teil der Polymerkette bildet. Das elastomere Material hat im allgemeinen
eine Glastemperatur (glass transition temperature) unterhalb Raumtemperatur und ist im wesentlichen amorph
(amorphous in morphology). Die Polymerkette enthält darüber hinaus ein thermoplastisches Segment, das eine Glastemperatur
oberhalb 75 C und vorzugsweise oberhalb 100° C aufweist und den kleineren Teil der Polymerkette
bildet. Die thermoplastischen Segmente bilden normalerweise die Enden bzw. Endblöcke der Polymerkette. Das Material
ist deshalb als ein Blockcopolymer mit einer Struktur aus thermoplastischen/elastomeren/thermoplastischen
Polymerketten anzusehen. Beispiele für derartige Polymermaterialien aus drei Blocksegmenten mit einem elastomeren
Block in der Mitte der Polymerkette und einem thermoplastischen Block an jedem Ende sind unter anderem Styrol/
Elastomer/Styrol-Blockcopolymere. Derartige thermoplastische Gummis sind im Handel erhältlich und werden beispielsweise
unter der Handelsbezeichnung Kraton von der Shell Chemical Company vertrieben.
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Die erfindungsgemäß geeigneten thermoplastischen Gummis
bestehen aus Triblockcopolymeren, in denen der mittlere Block des Moleküls ein Elastomer wie Polybutadien, Isopren,
Poly(ethylen-butylen) und ähnliche ist. Das mittlere
Blocksegment soll den größeren Gewichtsprozentanteil des Triblockcopolymeren ausmachen und ein mittleres Molekulargewicht
besitzen, das ausreicht, den resultierenden Copolymeren elastomere Gummieigenschaften zu verleihen.
Derartige Molekulargewichte liegen normalerweise bei mindestens etwa 40 000. Elastomere mit einem mittleren Molekulargewicht
von etwa 40 000 bis 100 000 sind besonders für die erfindungsgemäßen Zwecke geeignet.
Die thermoplastischen Blocksegmente am Ende des elastome- ren Blocks vervollständigen die Triblock-Konfiguration
der erfindungsgemäßen thermoplastischen Gummis. Die bevorzugten
thermoplastischen Gummis besitzen Endblöcke aus Styrol. Anstelle von Styrol können die Endblöcke auch aus
anderen Vinylmonomeren hergestellt werden, die Polymersegmente bilden können, die thermodynamisch mit dem Elastomersegment
unverträglich sind und gleichzeitig dem resultierenden Gummi thermoplastische Eigenschaften verleihen.
Andere Monomere, die sich zur Bildung der Endblöcke eignen, sind unter anderem substituiertes Styrol wie alpha-Methylstyrol,
p-Phenylstyrol sowie Acrylnitril und ähnliche. Die thermoplastischen polymeren Endgruppen sollen
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eine Glastemperatur von oberhalb etwa 75° C und vorzugsweise
oberhalb etwa 100° C besitzen. Jeder der Endblöcke soll ein mittleres Molekulargewicht zwischen einer unteren
Grenze, die sich aus der minimalen Kettenlänge ergibt, die für eine Phasentrennung erforderlich ist, und
einer oberen Grenze besitzen, die von dem Einfluß der Viskosität auf die Wirksamkeit der Phasentrennung bestimmt
ist. In den meisten Fällen beträgt das mittlere Molekulargewicht derartiger Endblöcke etwa 5000 bis
25 000 und vorzugsweise 10 000 bis 20 000. Im Falle von Polystyrol-Endblöcken ist es bevorzugt, daß der Styrolgehalt
bis zu etwa 40 Gew.% des Triblock-Copolymeren ausmacht.
Die bevorzugten thermoplastischen Gummis sind solche aus
einem Blockcopolymer, erhalten aus Styrol/Elastomer/Styrol,
wobei das Elastomer Butadien , Isopren oder ein Ethylen/Butylen-Copolymer ist. Die Polystyrolkonzentration
kann etwa 15 bis 40 Gew.% betragen, um dem resultierenden Polymer thermoplastische Eigenschaften zu verleihen
und gleichzeitig zu gestatten, daß das Polymer die auf den Mittelblock zurückzuführenden elastomeren Eigenschaften
behält.
Die geeigneten thermoplastischen Gummis haben einen Schmelzindex, bestimmt nach den Standardverfahren wie in
ASTM D-1238 (Condition G) angegeben von weniger als etwa
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10 g/10 Min., weisen eine Zugfestigkeit von etwa 211 bis
2 ι
352 kg/cm (3000 bis 5000 psi) auf, besitzen im Bereich
2
von 0,7 bis 63,3 kg/cm einen Elastizitätsmodul von 300 % und zeigen eine Dehnbarkeit bis zum Zerreißen (elongation at break) von 500 bis 1300 % (gemessen nach ASTM-Methode D-412).
von 0,7 bis 63,3 kg/cm einen Elastizitätsmodul von 300 % und zeigen eine Dehnbarkeit bis zum Zerreißen (elongation at break) von 500 bis 1300 % (gemessen nach ASTM-Methode D-412).
Die thermoplastischen Gummis wie beispielsweise Styrol/ Elastomer/Styrol werden im allgemeinen durch anionische
Polymerisation vorzugsweise anionische Lösungspolymerisation unter Verwendung von Lösungsmitteln, Initiatoren,
Temperaturen und Verfahren hergestellt, die dem Fachmann geläufig sind. Vier Verfahren zur Herstellung von Blockcopolymeren
durch anionische Polymerisation sind anwendbar für die Herstellung von erfindungsgemäß geeigneten thermoplastischen
Elastomeren und können wie folgt zusammengefaßt werden:
1. Sequenzpolymerisation: Styrol wird zuerst in vorzugsweise nicht-polaren Lösungsmitteln w/ie Heptan oder Cyclohexan
unter Verwendung geeigneter Alkyllithium-Initiatoren
wie sec-Butyllithium oder Isopropyllithium polymerisiert. Nach erfolgter Styrolpolymerisation kann
die Ausbildung des elastomeren Blocks am Ende des Styrolblocks durch Zugabe eines geeigneten, ein Elastomer
bildenden Monomers wie Butadien ausgelöst werden. Um den dritten Block (Polystyrol) nach Verbrauch des
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- 1b -
Elastomeren auszubilden, muß zusammen mit Styrol ein polares Lösungsmittel zugegeben werden. Dieses Verfahren
kann zur Herstellung von Triblock-Copolymeren, die frei von jeglichem Homopolymer oder Diblock-Copolymeren
sind, verwendet werden vorausgesetzt, der vollständige Ausschluß von Verunreinigungen wird sorgfältig
beachtet.
2. Difunktionelle Polymerisationsauslösung: Die Polymerisation des gewünschten Elastomers wie Butadien wird
durch einen Dilithium-Initiator ausgelöst. Anschlie
ßend wird monomeres Styrol zur Ausbildung der Polystyrolblöcke
an den Enden des Elastomens zugegeben.
3. Diblock-Synthese: Ein Polystyrol/Dien-Diblockcopolymer
wird in ähnlicher Weise wie unter 1. beschrieben hergestellt. Die aktiven Kettenenden werden dann unter Verwendung eines Kupplungsmittels (z.B. Dichlorodimethylsilan) unter Ausbildung eines Triblock-Materials verkuppelt.
4. Zweistufiges Verfahren: Es wird Polystyrol hergestellt
und anschließend eine Styrol/Dien-Mischung zugegeben, wobei sich vorzugsweise der elastomere Block und anschließend der Polystyrolblock ausbilden.
Es wird angenommen, daß die erfindungsgemäßen thermoplastischen Gummis wie Styrol/Elastomer/Styrol-Blockcopolyme-
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— I I —
re aufgrund der thermodynamischen Unverträglichkeit zwischen
den thermoplastischen Polystyrol-Anteilen und dem Elastomerblock sowohl thermoplastische als auch elastomere
Eigenschaften aufweisen. Aufgrund dieser Unverträglichkeit vereinen sich die Polystyrol-Endblöcke, die zum geringeren
Teil in der Gummimatrix vorhanden sind, zu submikroskopischen Bereichen oder Gebieten (Durchmesser etwa
300 bis 400 Angström), die im wesentlichen gleichförmig über die ganze Matrix verteilt sind. Diese Bereiche bilden
ein vernetztes Netzwerk physikalischer Natur. Die kontinuierliche Phase zwischen und um diese Bereich herum
wird von den elastomeren Anteilen eingenommen und verleiht dem Polymermaterial Gummieigenschaften. Die Bereiche
können auseinandergerissen werden und dementspre-, chend kann die physikalische Vernetzung durch Anwendung
von Spannung oder erhöhter Temperatur oder einer Kombination von beiden leicht aufgebrochen werden. Die physikalische
Vernetzung hängt von der exakten Glastemperatur des resultierenden thermoplastischen Polymeren ab. Die
erfindungsgemäßen thermoplastischen Gummis zeigen zwei Glastemperaturen, von denen die eine im wesentlichen im
Zusammenhang mit der elastomeren Hälfte und die andere im Zusammenhang mit den thermoplastischen Endblöcken steht.
Demgegenüber zeigen statistische Copolymere von Styrol und Butadien normalerweise eine einzige Glastemperatur.
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Die erfindungsgemäßen Gummis können durch Einbringen von
Antioxydantien, Antiozonantien (antiozonant) oder Kombinationen
derselben in herkömmlichen Mengen und nach herkömmlichen Verfahren weiter verbessert werden. Einige Antioxydantien,
die sich als geeignet herausgestellt haben, sind z.B. Zinkdibutyldithiocarbamat, Thiodipropionat, Triphenylphosphit
und ähnliche. Antiozonantien, die im Handel erhältlich sind, sind unter anderem Nickeldibutyldithiocarbamat,
Dibutylthioharnstoff und ähnliche.
Als Füllstoffe können alle Stoffe verwendet werden, die gegenüber dem speziellen Elektroyten im wesentlichen chemisch
inert sind. Geeignete Füllstoffe sind unter anderem Ruß, Kohlenstaub oder Graphit. Auch Metalloxide oder -hydroxide
wie diejenigen von Silicium, Aluminium, Calcium, Magnesium, Barium, Titan, Eisen, Zink und Zinn können
verwendet werden. Außerdem können auch Metallcarbonate wie die von Calcium, Magnesium oder änlichen geeignet
sein. Hinzu kommen synthetische und natürliche Zeolithe, Portlandzement, ausgefällte Metallsilikate wie Calciumsilikat
und Aluminiumpolysilikat, Aluminiumoxid und SiIikagele
oder Mischungen dieser Füllstoffe.
Bei Verwendung des Batteriescheidermaterials in einem alkalischen
Batteriesystem ist es bevorzugt, daß das Füllstoffmaterial Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Titandioxid,
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Kohlenstoff oder eine Kombination derselben ist. Bei Verwendung
des Batteriescheiders in einem sauren Batteriesystem
kann das Füllstoffmaterial Siliciumverbindungen wie Siliciumdioxid, Silikagele, Polysilikate und ähnliche enthalten.
Das Volumenverhältnis von thermoplastischem Gummi zu Füllstoff soll zwischen 10:1,5 und 10:6 und vorzugsweise
zwischen 10:2,5 und 10:4 liegen. Im allgemeinen kann die durchschnittliche Größe der Füllstoffteilchen etwa
0,01 bis 1O.um und vorzugsweise etwa 0,01 bis 0,25.um
(Durchmesser) betragen. Die Oberfläche des Füllstoffs
kann etwa 19 bis 950 m /g (bestimmt nach Standardverfahren)
betragen.
Das oben beschriebene thermoplastische Gummi und die beschriebenen
Füllstoffmaterialien werden in Kombination mit geringeren Mengen eines organischen Zusatzes verwendet,
der die thermoplastischen oder viscoelastischen Eigenschaften oder beide des thermoplastischen Gummis modifiziert.
Das zusätzliche Material soll in Mengen von 2 bis nicht mehr als 10 Gew.% und vorzugsweise in Mengen
von 2 bis 5 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der resultierenden Zusammensetzung, vorhanden sein. Um die
viscoelastischen Eigenschaften des thermoplastischen Gummis weiterzuverbessern, kann ein zusätzliches Material
verwendet werden, das in Wechselwirkung mit der elastomeren Phase der Matrix tritt. Das thermoplastische oder das
Verhalten bei hohen Temperaturen des Gummis kann durch
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Zusätze modifiziert werden, die mit der thermoplastischen Phase oder den genannten Bereichen der Matrix in Wechselwirkung
treten. Beispiele für mit dem Elastomer in Wechselwirkung tretende Materialien sind organische Verbindungen
und niedermolekulare Polymere mit einem Erweichungspunkt von weniger als etwa 75° C. Beispiele hierfür sind
Polyolefine wie Polyisobutylen, Polybutadien, Polypropylen, Ethylen-Propylen-Copolymere und ähnliche, Polyester
wie Polyvinylacetat, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere und ähnliche, Polyterpene sowie Estei— und Polyesterverbindungen.
Die thermoplastischen Eigenschaften des erfindungsgemäßen
Polymers können durch Zugabe von Verbindungen, die mit dem thermoplastischen Segment in Wechselwirkung treten,
wie Polystyrol, Poly(alpha-methylstyrol) und ähnlichen
modifiziert werden.
Erfindungsgemäß ist weiterhin die Verwendung eines Mittels
aus der Gruppe bestehend aus Metallstearaten, Stearinsäure, Ölsäure und natürlichen oder synthetischen Wachsen
erforderlich. Die Wachse können mikrokristalline Wachse, Paraffine, Stearinamide, Ester und ähnliche Wachse
sein. Die bevorzugten Mittel sind Stearinsäure und deren Metallsalze wie Alkali- und Erdalkalimetallsalze der Stearinsäure.
Das Mittel soll in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung, bezogen auf das Gesamtgewicht der resultierenden
Zusammensetzung, in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.%
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vorliegen. Es wurde gefunden, daß der Zusatz des beschriebenen
Mittels zu einer Zusammensetzung führt, die leicht in einer kontinuierlichen Verfahrensweise, wie weiter
unten beschrieben, verarbeitet werden kann.
Die Komponenten der erfindungsgemäßen Zusammensetzung können
auf jede herkömmliche Weise gemischt werden, die zu einer im wesentlichen gleichmäßigen Verteilung des Füllstoffs,
des Modifizierungsmittels und des Verarbeitungshilfsmittels in der Polymermatrix führt. Mischtemperaturen
von bis zu 175° C und vorzugsweise von etwa 70 bis 150 C sind hierfür geeignet. Bei derartigen erhöhten
Temperaturen wird die polymere Matrix ausreichend erweicht, um als ein thermoplastisches Material gehandhabt
zu werden. Die Mischzeit soll ausreichend sein, eine besonders gleichmäßige Mischung herzustellen, wobei Mischzeiten
von etwa 5 bis 30 Minuten zufriedenstellende Ergebnisse ergeben. Die Komponenten können bei Raumtemperatur
in einem Mischer oder einer ähnlichen Vorrichtung vorgemischt werden und dann in einen beheizten Mischer wie
einen Innenmischer des Banbury-Typs oder eine ähnliche Vorrichtung, die sich zum Compoundieren eignet, gegeben
werden.
Es wurde unerwarteterweise gefunden, daß die erfindungsgemäße
Zusammensetzung leicht zu einem dünnen Batteriescheiderfolienmaterial
mit hoher elektrischer Leitfähigkeit
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und großer Inhibierung der Dendritbildung durch ein kontinuierliches
Verarbeitungsverfahren unter Verwendung herkömmlicher Vorrichtungen geformt werden kann. Das erfindungsgemäße
Verfahren erfordert das Compoundieren der erforderlichen Komponenten der erfindungsgemäßen Zusammensetzung,
wie oben beschrieben, um eine im wesentlichen gleichmäßige Mischung der Komponenten zu bilden. Dies
kann durch Verwendung eines Innenmischers oder eines Schneckenmischers geschehen. In einigen Fällen hat . es
sich als günstig erwiesen, die resultierende Zusammensetzung mittels einer Zweiwalzenmühle zusätzlich zu mischen,
in der die Zusammensetzung hohen Scherkräften ausgessetzt ist, was zu einer zusätzlichen Vermischung und Bildung
einer zusätzlichen Folie oder Platte aus der erfindungsgemäßen
Zusammensetzung führt.
Die Zweiwalzenmühle soll im allgemeinen auf Temperaturen erwärmt werden, die ausreichen, die thermoplastische Gummimatrix
ausreichend zu erweichen und so eine zusätzliche gleichmäßige Vermischung der Komponenten zu bewirken. Derartige
Temperaturen betragen im allgemeinen 50 bis 100° C. Das gebildete Folienprodukt kann direkt als Ausgangsmaterial
für das Formverfahren zur Herstellung der gewünschten Batteriescheider verwendet werden.
Die im wesentlichen gleichförmig vermischte Zusammensetzung entweder aus der Compoundiervorrichtung oder der
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Mühle wird dann zu dem gewünschten dünnen Folienprodukt
geformt, indem sie hohen Scherkräften sowie erhöhten Temperaturen und/oder Drücken ausgesetzt wird. Es wurde unerwarteterweise
gefunden, daß dünne Folienmaterialien mit einer Dicke von weniger als 254 und vorzugsweise weniger
als 127,um ohne weiteres in dieser Weise hergestellt werden können. Es können beispielsweise herkömmliche Kalander
wie solche mit mehrenen Spalten wie z.B. ein Vierwalzen/Dreispalten-Kalander verwendet werden, um die
erforderlichen Scherkräfte auszuüben. Die Kalanderwalzen
können auf einer erhöhten Temperatur gehalten werden, wobei Temperaturen von 50 bis 150 C bevorzugt sind.
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zu dünnen Folienmaterialien,
die sich als Batteriescheider eignen, in kontinuierlicher Weise unter Verwendung herkömmlicher Vorrichtungen wie
Kalander und ähnlichen geformt werden können. Dies erlaubt eine kostengünstige Herstellung der gewünschten Batteriescheider
.
Die Bezeichnung "Folie" bedeutet im Rahmen der vorliegenden Anmeldung ein planares Material, das gegebenenfalls
Rippen,, Erhebungen oder irgendwelche hervortretenden Profilmuster
aufweisen kann. Solche Erhebungen dienen zur Ausbildung von Elektrolytreservoiren nahe den Elektroden,
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die den Gasaustritt fördern und als Abstandshalter (spacer) wirken, um den Batteriescheider im wesentlichen im
Abstand von der positiven Elektrode zu halten. Das Folienmaterial soll aus einem Film bestehen, der im allgemeinen ·
weniger als etwa 254.um und vorzugsweise weniger als 127.um dick ist. Die Rippen oder ähnliche Vorsprungsmuster
können als Teile den Konfiguration der Batteriescheider
zu dieser Dicke beitragen.
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß das erfindungsgemäß hergestellte Folienmaterial leicht auf ein zusätzliches
Folienmaterial ähnlicher Art aufgebracht werden kann, so daß ein zusammengesetztes Folienmaterial mit
einer Dicke von weniger als etwa 254,Um hergestellt werden kann. Aufgrund der Art der erfindungsgemäßen Zusammensetzung
können die resultierenden Filme schon allein aufgrund ihrer klebrigen Eigenschaften aneinander haften.
Das zusammengesetzte Folienmaterial kann aus Folien bestehend aus der gleichen oder einer anderen thermoplastischen
Gummimatrix hergestellt werden. Im ersteren, bevorzugten Fall ist die resultierende zusammengesetzte Folie
im wesentlichen über den gesamten Bereich des gebildeten Batteriescheiders gleichmäßig zusammengesetzt. Durch
Verwendung mehrerer erfindungsgemäßer Folienmaterialien erhält man eine zusammengesetzte Folie, die jegliche Wirkung
von Löchern ausschaltet, die bei der Herstellung der Batteriescheiderfolien auftreten können. Derartige Löcher
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(pinholes) erlauben normalerweise ein schnelles Wachsen von Dendriten und den daraus resultierenden Kurzschluß
des Batteriesystems.
Die Zusammensetzung des fertigen Batteriescheiders ist im wesentlichen die gleiche wie sie sich aus der Herstellung
der anfänglichen Zusammensetzung aus Gummi, Füllstoff, Modifizierungsmittel und Verarbeitungshilfsmittel ergibt.
Wenngleich thermoplastische Gummi mit großem Füllstoffanteil schon zur Herstellung von Folienmaterial auf diskontinuierliche
Weise (batch methods) wie durch Verwendung einer erwärmten Presse oder einer ähnlichen Vorrichtung
verwendet worden sind, erlauben derartige Zusammensetzungen nicht die Herstellung der gewünschten Folien auf
kontinuierliche Weise. Es wurde unerwarteterweise gefunden, daß die erfindungsgemäße Zusammensetzung zu einem
Folienmaterial geformt werden kann, ohne daß der herkömmliche Verfahrensschritt der Extraktion oder der Entfernung
des Weichmachers, des Öls oder eines darin enthaltenen Lösungsmittels erforderlich ist. Weiterhin kann die
erfindungsgemäße Zusammensetzung in kostengünstiger Weise zu einem dünnen Folienmaterial geformt werden, das sich
als Batteriescheider eignet.
Es wurde gefunden, daß die aus den erfindungsgemäßen
Zusammensetzungen resultierenden Folien im wesentlichen
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frei von Poren sind. Wenngleich also das erfindungsgemäße
Folienmaterial, wie durch Untersuchungen der Oberfläche
und von Querschnitten mit Hilfe der Elektronenmikroskopie und anderen herkömmlichen Verfahren festgestellt, keine
Poren aufweist, wurde überraschend gefunden, daß es einen hohen Grad an elektrischer Leitfähigkeit aufweist, wenn
es in Verbindung mit einem sauren oder alkalischen Batteriesystem steht. Es wird angenommen, daß die aus den oben
beschriebenen Zusammensetzungen hergestellten Batteriescheider das Wachsen von Dendriten und die damit verbundenen
Kurzschlüsse verhindern, während sie gleichzeitig eine hochgradige elektrische Leitfähigkeit aufgrund bestimmter
physikalischer Wechselwirkungen zwischen dem Elektrolyten und der Zusammensetzung liefern. Diese noch
nicht aufgeklärten Wechselwirkungen können auf Quell-, Schrumpf-, Saugvorgängen und ähnlichen beruhen, die die
Ausbildung von nur sehr kleinen, gewundenen Poren (minute tortuous pores) beim Kontakt des Batteriescheiders mit
Elektrolytlösung bewirken und damit den Durchgang von Elektrolytionen erlauben.
Die Dicke der Batteriescheider ändert sich in Abhängigkeit von dem Batterietyp, in dem sie verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann sowohl zur Herstellung von Batteriescheidermaterial für Blei/Säure-Batterien
als auch alkalische Batterien verwendet werden. Im allgemeinen kann die Dicke des Folienmaterials im Bereich
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von 25,4 bis 1270.Um liegen wie es in Blei/Säure-Batteriesystemen
üblich ist. Für alkalische Batterien liegt die bervorzugte Dicke im allgemeinen bei weniger als 254.um.
Die Blei/Säure-Batterien können unter Verwendung eines Folienmaterials allein oder in Kombination mit einem dünnen,
etwa 25,4 bis 254.um dicken Folienmaterial hergestellt werden. Für alkalische Batteriesysteme können entweder
eine einzige Folie oder eine Vielzahl von Folien unter Ausbildung einer einheitlichen Folie verwendet werden,
die in der Lage ist, die Ausbildung und das Wachsen von Dendriten zwischen Elektroden entgegengesetzter Polarität
zu verhindern.
Um wirtschaftlich akzeptabel zu sein, muß ein Batteriescheider
die minimalen elektrischen Widerstandserfordernisse erfüllen. Im allgemeinen beträgt der akzeptierbare
Wert weniger als etwa 100 Ohm/cm und vorzugsweise weniger als 20 Ohm/cm (gemessen nach Standardverfahren).
Weiterhin soll der Batteriescheider bestimmte chemische Eigenschaften wie Oxydationsbeständigkeit und Beständigkeit
gegenüber Säure und Alkalien besitzen, wie es für das jeweilige Batteriescheidersystem erforderlich ist. Es
wurde gefunden, daß die erfindungsgemäß hergestellten Batteriescheider
ihre Konfiguration beibehalten und nicht zerstört werden, wenn sie über einen längeren Zeitraum
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mit alkalischen oder sauren Materialien in Berührung gebracht
werden.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert werden. Alle Teil- und Prozentangaben
sind auf das Gewicht bezogen, soweit nichts anderes angegeben ist. Darüber hinaus handelt es sich bei allen
Molekulargewichtsangaben in der Beschreibung und in den Beispielen um das durchschnittliche bzw. mittlere zahlenmäßige
Molekulargewicht.
Es wunde ein Batteriescheiderfolienprodukt hergestellt, in dem anfänglich in einem Banbury—Innenmischer 4 Teile
eines im Handel erhältlichen Styrol/Butadien/Styrol-Triblockcopolymers
(krümeliges Material), das frei von Weichmacher und Öl ist, einen Schmelzindex von 6 g/10 Min.
2
(Condition G), eine Dichte von 0,94 g/cm , ein Styrol/Butadien-Verhältnis von 28:72 und eine Brookfield-Viskosität (25 Gew.% in Toluol) von 1200 cps bei 25° C besitzt, mit 47 Teilen eines im Handel erhältlichen TiOp-Pulvers
(Condition G), eine Dichte von 0,94 g/cm , ein Styrol/Butadien-Verhältnis von 28:72 und eine Brookfield-Viskosität (25 Gew.% in Toluol) von 1200 cps bei 25° C besitzt, mit 47 Teilen eines im Handel erhältlichen TiOp-Pulvers
ρ
mit einer Oberfläche von 65 cm /g und einer Dichte von
mit einer Oberfläche von 65 cm /g und einer Dichte von
4,3 g/cm , mit 10 Teilen eines niedermolekularen Polyesterkondensationsprodukts
von Azelainsäure und Propandiol (Dichte etwa 1) und mit 2 Teilen Stearinsäure com-
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poundiert wurden. Die Materialien wurden bei 60 RPM bei
einer Maximaltemperatur von 95 C etwa 6 Minuten lang gemischt. Das Produkt war eine im wesentlichen homogene
Mischung .
Die resultierende Zusammensetzung wurde weiterhin gemischt, indem sie mehrfach durch einen Zweiwalzenmischer
mit 20 cm Durchmesser bei 40 cm langen Walzen geführt wurde. Die Walzen wurden auf 65 C gehalten. Die resultierende
Folie trennte sich von allein von den Walzen des Walzenmischers und wurde dann kalandert, indem es durch
einen 3-Walzen-"Z"-Kalander mit 20 cm Durchmesser bei 40 cm langen Walzen geführt wurde. Die Walzen wurden
fortschreitend auf einer Temperatur von 63 bis 93° C und auf einer Geschwindigkeit von 1,5 bis 2,7 m/Min, gehalten.
Es wurde ein kontinuierliches Folienprodukt hergestellt, das eine Querschnittsdicke von etwa 101,6.um besaß
und im wesentlichen frei von Hohlräumen und Löchern (pinholes) war. Das Material konnte leicht von den Walzen
entfernt werden, obwohl es hochklebrig war.
Stichproben hinsichtlich der Obefläche und des Querschnitts des resultierenden Folienmaterials wurden mit
Hilfe der Elektronenmikroskopie und Standarddichtebestimmungen untersucht. Beide Verfahren zeigten, daß das Material
im wesentlichen frei von Hohlräumen und Poren war.
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Die erhaltenen Filme bzw. Folien wurden als Batteriescheider in alkalischen sekundären Nickel/Zink/Batteriesystemen
(Elektrolyt:KOH) verwendet. Der elektrische Widerstand
der Folien wurde nach dem Gleichstromverfahren, wie
von J.J. Lander und R.D. Weaver in Characteristic of Separators
for Alkaline Silver Oxide-Zinc Secondary Batteries !Screening Methods, herausgegeben von J.E. Cooper und
A. Fleischer, Kapitel 6 beschrieben, bestimmt. Die Widerstandsfähigkeit
gegenüber den Dendriteinwirkung wurde nach dem Verfahren gemessen, das von G.A. Dalen und F. Solomon
in Kapitel 12 der obigen Druckschrift beschrieben ist. Vor der Durchführung von Versuchen wurden die Folien
konditioniert, indem sie 90 Minuter lang bei 100 C einer
45 Gew.%igen KOH-Lösung ausgesetzt wurden. Die physika-
2
lischen Eigenschaften wie der Elastizitätsmodul (kg/cm χ 10 ) und die Dehnung beim· Bruch (%) wurden gemäß ASTM-638 bei einer Dehnungsgeschwindigkeit von 0,5 cm/Min, und einem anfänglichen Backenabstand von 1 cm vor dem Kontakt mit der KOH-Lösung und im Anschluß an ein 96-stündiges Eintauchen bei 80° C in eine 45 Gew.%ige KOH-Lösung gemessen.
lischen Eigenschaften wie der Elastizitätsmodul (kg/cm χ 10 ) und die Dehnung beim· Bruch (%) wurden gemäß ASTM-638 bei einer Dehnungsgeschwindigkeit von 0,5 cm/Min, und einem anfänglichen Backenabstand von 1 cm vor dem Kontakt mit der KOH-Lösung und im Anschluß an ein 96-stündiges Eintauchen bei 80° C in eine 45 Gew.%ige KOH-Lösung gemessen.
Nach den angegebenen Untersuchungsverfahren ergab sich für das resultierende Folienmaterial ein elektrischer Widerstand
von 14 Ohm-cm und die Zinkdendrit-Beständigkeit betrug 10,2 Min./25,4.um Dicke.
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Zu Vergleichszwecken wurde versucht, nach dem obigen Verfahren und unter Verwendung der gleichen Komponenten mit
dem Unterschied, daß keine Stearinsäure eingesetzt wurde, ein Batteriescheiderfolienprodukt herzustellen. Es wurde
kein akzeptables Produkt erhalten. Auch Versuche, das Batteriescheiderfolienprodukt durch Veränderung der Temperatur
auf bis zu etwa 110 C oder durch Verwendung eines 4-Rollen/3-Spalt-"Z"-Kalander herzustellen, scheiterten.
Es wurde ein Folienprodukt wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt mit dem Unterschied, daß folgende Mengen der
einzelnen Komponenten eingesetzt wurden: 40 Teile Styrol/ Butadien/Styrol, 55 Teile Ti02-FUllstoff, 3 Teile Polyester
und 2 Teile Stearinsäure.
Die Komponenten wurden bei 150 RPM und einer maximalen Temperatur von 110° C in einem Banbury-Mischer gemischt.
Die Zusammensetzung wurde weiter unter Verwendung eines 2-Walzenmischers gemischt, wobei ein Folienprodukt erhalten
wurde, das sich leicht von den Walzen ablösen lies.
Dieses Folienprodukt wurde in einen 3-Walzen/2-Spalt-2-Konfigurations-Kalander
eingeführt, in dem die Walzen fortschreitend auf 80 bis 102° C bei Walzengeschwindigkeiten
von 1,05 bis 1,8 m/Min, gehalten wurden. Es wurde ein
Folienprodukt mit einer Dicke von 76,2.um gebildet, das
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frei von Hohlräumen war. Elektronenmikroskopische Untersuchungen
ergaben darüber hinaus, daß sowohl die Oberfläche als auch der Querschnitt frei von Poren war.
Das Produkt wurde als Batteriescheider in einem alkalischen Ni-Zn-Batteriesystem verwendet und ergab einen
elektrischen Widerstand von 8,5 Ohm-cm, eine Dendrit-Beständigketi
von 7,2 Min./25,4 .um, einen Young's-Modul von
3 —3
0,19 bzw. 3,16 (kg/cm χ 10 ) vor bzw. nach der KOH-Behandlung und eine Dehnung beim Bruch von 580 bzw. 17 %.
0,19 bzw. 3,16 (kg/cm χ 10 ) vor bzw. nach der KOH-Behandlung und eine Dehnung beim Bruch von 580 bzw. 17 %.
Zu Vergleichszwecken wurde versucht nach dem obigen Verfahren und unter Verwendung der obigen Komponenten mit
dem Unterschied, daß entweder kein oder nur 1 Teil Polymermodifizierungsmittel
verwendet wurde, Batteriescheiderfolien herzustellen. Diese Zusammensetzungen waren jedoch
bei Verarbeitung nach dem obigen Verfahren nicht in der Lage, Folienprodukte zu bilden.
Es wurde ein Batteriescheiderfolienprodukt wie in Beispiel
1 beschrieben hergestellt mit dem Unterschied, daß 29 Teile des oben beschriebenen Triblock-Copolymers in
Kombination mit 16 Teilen eines im Handel erhaltichen Styrol/Butadien/Styrol-Copolymeren mit einem Styrol/Butadien-Verhältnis
von 30:70, einem Schmelzindex von
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3
1 g/10 Min., einer Dichte von 0,94 g/cm und einer Brookfield-Viskosität (25 Gew.% in Toluol) von 4000/ mit 3 Teilen des Polyesters und mit 0,5 Teilen Stearinsäure verwendet wurden.
1 g/10 Min., einer Dichte von 0,94 g/cm und einer Brookfield-Viskosität (25 Gew.% in Toluol) von 4000/ mit 3 Teilen des Polyesters und mit 0,5 Teilen Stearinsäure verwendet wurden.
Die Bedingungen im Banbury-Mischer waren wie folgt: Rührwerkgeschwindigkeit
150 RPM, maximale Temperatur 144° C, Mischzeit 5 Minuten. Die Walzen des 2-Walzenmischers wurden
auf 133 C gehalten. Die Bedingungen im 3-Walzen/ 2-Spalt-"Z"-Kalander betrugen fortschreitend 110 bis
120° C bei Walzengeschwindigkeiten von 1,05 bis 2,1 m/Min.
Das gebildete Folienprodukt besaß einen elektrischen Widerstand von 18,4 Ohm-cm, eine Dendrit-Beständigkeit von
18 Min./25,4 ,um, einen Young's-Modul von 0,21 bzw.
2 —3
1,62 kg/cm χ 10 (vor bzw. nach der KOH-Behandlung) und eine Dehnung beim Bruch von 640 bzw. 21 % vor bzw. nach der KOH-Behandlung.
1,62 kg/cm χ 10 (vor bzw. nach der KOH-Behandlung) und eine Dehnung beim Bruch von 640 bzw. 21 % vor bzw. nach der KOH-Behandlung.
Es wurde ein Batteriescheiderfolienprodukt gemäß Beispiel
1 hergestellt mit dem Unterschied, daß die Stearinsäure durch eine gleich große Menge an Zinkstearat ersetzt
wurde. Das Material bildete ohne weiteres ein kontinuierliches Folienprodukt beim Kalandern und blieb nicht
an den Kalanderwalzen hängen oder kleben.
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Das resultierende Folienprodukt wurde in Abschnitte zerschnitten, die in einem alkalischen sekundären Ni-Zn-Batteriesystem
verwendet wurden und wie in Beispiel 1 untersucht wurden. Der Batteriescheider besaß einen elektrischen
Widerstand von 9,5 Ohm-cm und eine Dendrit-Beständigkeit von 8 Min . /25,4.um.
Es wurden Batteriescheiderfolienprodukte gemäß Beispiel 1
unter Verwendung (Probe I) von 50 Teilen des thermoplastischen Gummis gemäß Beispiel 1, 45 Teilen eines im Handel
erhältlichen MgO-Pulvers mit einer Oberfläche von
2 3
64 m /g und einer Dichte von 3,5 g/cm , 3 Teilen des
Polyesters und 2 Teilen Zinkstearat oder unter Verwendung (Probe II) eines im Handel erhältlichen Styrol/Butadien/
Styrol-Triblockcopolymeren mit einem Styrol/Butadie'n-Ver-
3
hältnis von 30/70, einer Dichte von 0,94 g/cm , einem Schmelzindex von weniger als 1 (Condition G) und einer Brookfield-Viskosität (25 Gew.% in Toluol) von 4000 cps bei 25° C und denselben übrigen Bestandteilen hergestellt. Das Material wurde durch Kalandern leicht zu einem kontinuierlichen Folienprodukt geformt und blieb nicht an der Formvorrichtung hängen oder kleben.
hältnis von 30/70, einer Dichte von 0,94 g/cm , einem Schmelzindex von weniger als 1 (Condition G) und einer Brookfield-Viskosität (25 Gew.% in Toluol) von 4000 cps bei 25° C und denselben übrigen Bestandteilen hergestellt. Das Material wurde durch Kalandern leicht zu einem kontinuierlichen Folienprodukt geformt und blieb nicht an der Formvorrichtung hängen oder kleben.
Die resultierenden Folienprodukte waren weniger als 254.um dick und wurden in Abschnitte geschnitten, die in
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- 3b -
einem alkalischen sekundären Ni-Zn-Batteriesystem verwendet und wie in Beispiel 1 .beschrieben untersucht wurden.
Elektronenmikroskopische Untersuchungen der Oberfläche
und der Querschnitte ergaben, daß die Proben im wesentlichen frei von Poren waren.
Probe I ergab einen elektrischen Widerstand von 13 Ohm-cm, eine Dendrit-Beständigkeit von 20 Min./
25,4/um, einen Young' s-Modu'l vor bzw. nach der KOH-Behandl.ung
von 21 bzw. 3 und eine Dehnung beim Bruch von 550 bzw. 140 % vor bzw. nach der KOH-Behandlung.
Die Probe II ergab einen elektrischen Widerstand von 28 Ohm-cm, eine gute Dendrit-Beständigkeit, einen
Young's-Modul von 64 bzw. 14 vor bzw. nach der KOH-Behandlung
und eine Dehnung beim Bruch von 90 bzw. 590 % vor bzw. nach der KOH-Behandlung.
ka: wo
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Claims (16)
- PATENTANSPRÜCHEBatteriescheider mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, der die Bildung von Dendriten unterdrückt, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen aus einer Folie besteht, die aus einer im wesentlichen einheitlichen Mischung eines thermoplastischen Gummis, eines inerten Füllstoffs mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 0,01 bis 10/um, eines thermoplastischen Gummimodifizierungsmittel und eines Verarbeitungshiflsmittels aus der Gruppe bestehend aus Stearinsäure, Metallsalzen der Stearinsäure, Stearinsäureamiden und natürlichen oder synthe-0048/0611tischen Wachsen gebildet ist, wobei das Volumenver— hältnis der Komponenten 3:1:0,2:0,06 bis 4:1:0,6:0,4 beträgt.
- 2. Batteriescheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das .thermoplastische Gummi ein Styrol/ Elastomer/Styrol-Triblockcopolymer mit einem Styrolgehalt von etwa 15 bis 40 Gew.% ist.
- 3. Batteriescheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Gummi aus Styrol /Butadien/Styrol-, Styrol/Isopren/Styrol- oder Styrol/Ethylen-Butylen/Styrol-Blockcopolymeren oder Mischungen derselben besteht, wobei das durchschnittliche zahlenmäßige Molekulargewicht des elastomeren Segments etwa 40 000 bis 100 000 und der Styr.ol-Endblöcke etwa 10 000 bis 20 000 beträgt.
- 4. Batteriescheider nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff ein Metalloxid, ein Metallhydroxid oder eine Michung derselben ist.
- 5. Batteriescheider nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff Magnesiumoxid, Titandioxid, Aluminiumoxid oder eine Mischung derselben ist.030048/0611
- 6. Batteriescheider nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff Magnesiumoxid, Titandioxid, Aluminiumoxid oder eine Mischung derselben ist, das Gummimodifizierungsmittel aus der Gruppe bestehend aus niedermolekularen Polyolefinen, Polyestern, Polyterpenen, Polystyrolen und Ester- und Polyesterverbindungen ausgewählt ist und das Verarbeitungshilfsmittel Stearinsäure oder ein Metallstearat ist.
- 7. Batteriescheider nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Laminatstruktur aus mehreren Folien aufweist, wobei die Laminatstruktur insgesamt eine Dicke von weniger als etwa 254.um besitzt.
- 8. Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung eines Batter iescheiders mit hoher elektrischer Leitfähigkeit, der die Bildung von Dendriten unterdrückt, dadurch gekennzeichnet, daß man eine im wesentlichen einheitliche Mischung aus einem thermoplastischen Gummi, einem inerten Füllstoff mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 0,01 bis 10.um, einem thermoplastischen Gummmimodifizierungsmittel und einem Verarbeitungshilfsmittel aus der Gruppe bestehend aus Stearinsäure, Metallsalzen der Stearinsäure, Stearinsäureamiden und natürlichen oder synthetischen Wachsen herstellt, wobei das Volumenverhältnis der Kompo-030(H8/0B1 1nenten 3:1:0,2:0,06 bis 4:1:0,6:0,4 beträgt, und die erhaltene Mischung unter Einwirkung ausreichender Scherkräfte bei erhöhter Temperatur zu einer Folie mit einer Dicke von weniger als etwa 254.um formt.
- 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die Folie durch Kalandern durch eine vielspaltige Kalandervorrichtung formt.
- 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mischung vor dem Kalandern einer Behandlung in einem Mahlmischer unterwirft.
- 11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als thermoplastisches Gummi ein Styrol/Elstomer/Styrol-Triblockcopolymer mit einem Styrolgehalt von etwa 15 bis 40 Gew.% verwendet, wobei das Volumenverhältnis der Komponenten 3:1:0,3:0,1 bis 4:1:0,5:0,3 beträgt.
- 12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als thermoplastisches Gummi Blockcopolymere von Styrol/Butadien/Styrol, Styrol/Isopren/Styrol, Styrol/Ethylen-Butylen/Styrol oder Mischungen derselben verwendet, wobei das durchschnittliche zahlenmäßige Molekulargewicht des elastomeren Segments030048/061 1etwa 40 000 bis 100 000 und der Styrol-Endblöcke etwa 10 000 bis 20 000 beträgt.
- 13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als Füllstoff ein Metalloxid, ein Metallhydroxid oder eine Mischung derselben verwendet.
- 14. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als Füllstoff Magnesiumoxid, Titandioxid, Aluminiumoxid oder Mischungen derselben verwendet.
- 15. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß man als Füllstoff Magnesiumoxid, Titandioxid, Aluminiumoxid oder Mischungen derselben verwendet, das Gummimodifizierungsmittel aus der Gruppe bestehend aus niedermolekularen Polyolefinen, Polyestern, Polyterpenen, Polystyrolen und Ester- und Polyestei— verbindungen auswählt und als Verarbeitungshilfsmittel Stearainsäure oder Metallstearat verwendet.
- 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß man den Batteriescheider durch Laminieren von zwei oder mehr Folien zu einer Laminatstruktur mit einer Dicke von weniger als 254.um formt.0048/061 1
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-
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- 1980-05-09 ES ES491350A patent/ES491350A0/es active Granted
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GB2050406B (en) | 1983-03-09 |
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NL8002642A (nl) | 1980-11-12 |
BE883228A (fr) | 1980-09-01 |
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