DE3302535A1

DE3302535A1 - Batterieseparator, verfahren zu seiner herstellung und ihn enthaltende batterie

Info

Publication number: DE3302535A1
Application number: DE19833302535
Authority: DE
Inventors: Warren Julius 01085 Hamden Mass. Bodendorf
Original assignee: Texon Inc 06032 Farmington Conn; Texon Inc
Current assignee: Emhart Industries Inc
Priority date: 1982-02-02
Filing date: 1983-01-26
Publication date: 1983-08-04
Anticipated expiration: 2003-01-27
Also published as: IT8319386A1; IT8319386A0; DE3302535C2; JPS58155651A; FR2520937B1; FR2520937A1; ES8402677A1; IT1163067B; ES519789A0; GB2117172A; BR8300575A; BE895762A; GB2117172B; GB8302565D0

Description

Batterieseparator, Verfahren zu seiner Herstellung und ihn enthaltende Batterie

Die Erfindung betrifft neue Batterieseparatormaterialien, insbesondere verhältnismäßig billige, cellulosefreie, wartungsfreie Batterieseparatoren mit einem niedrigen Ohm¹sehen Widerstand, Verfahren zu ihrer Herstellung und sie enthaltende Batterien.

Kompakte, tragbare Elektrolysezellen oder Batterien, die in einem Abstand voneinander angeordnete, in Reihe miteinander verbundene Metallplatten enthalten, für die Speicherung von elektrischer Energie sind an sich bekannt. Ein wichtiger Faktor bei der Entwicklung derartiger Batterien ist die Verwendung von dünnen, porösen Separatoren, die zwischen alternierenden positiven und negativen Platten angeordnet sind. Die primäre Funktion des Separators besteht darin, eine metallische Leitung zwischen den Platten wirksam zu verhindern, um so einen Kurzschluß zu vermeiden. Gleichzeitig muß der Separator den freien Durchgang der Elektrolytlösung -für den wirksamen Ionenaustausch zwischen den Platten gestatten.

Die handelsüblichen Separatoren wurden bisher hergestellt aus Holz, mikroporösem Gummi, Glasfasermatten, mikroporösen Kunststoffen, Cellulose- und Fasermaterialien, die mit in Säure unlöslichen Harzen imprägniert waren, und

* synthetischen und gewebten Glasfaser- und porösen glasartigen Materialien. Einzelheiten bezüglich derartiger Batterieseparatoren sind zu finden in den US-PS 2 793 398, 3 890 184, 4 024 323, 4 055 711, 4 113 927, 3 753 784, 3 694 265, 3 773 590, 3 351 495, 3 340 100, 3 055 966, · 3 205 098 und 2 978 529.

Die zunehmende Verbreitung der sogenannten "wartungsfreien" Batterie hat zu speziellen Erwägungen und Problemen bei der Entwicklung von Batterieseparatoren geführt. Bei der wartungsfreien Batterie handelt es sich um eine abgeschlossene Einheit, bei der während der Lebensdauer der Batterie kein Wasser zugegeben werden muß. Viele Jahre lang hat die Separatorindustrie bevorzugt Celluloseseparatoren hergestellt, die mit Phenolaldehyden imprägniert oder behandelt worden sind. Mit Phenolaldehyd imprägnierte Celluloseseparatoren sind in den US-PS 3 272 657 und 3 247 025 näher beschrieben. Diese Celluloseseparatoren weisen eine besonders vorteilhafte Kombination von kommerziell attraktiven Merkmalen, wie z.B. ausgezeichnete elektrische Eigenschaften, niedrige Kosten und gute physikalische Herstellungseigenschaften, auf. Bezüglich der Entgasungseigenschaften des Separators vom Cellulose/Phenol-Typ treten jedoch Probleme in der wartungsfreien Batterie auf und diese Eigenschaft hat bisher die Verwendung von mit Phenolaldehyd imprägnierten Celluloseseparatoren in dauerhaft abgeschlossenen Einheiten wirksam verhindert. Außerdem steigt in jüngster Zeit das Umweltbewußtsein in der Industrie im Zusammenhang mit der Verwendung von Phenolaldehyden.

Für wartungsfreie Batterien wurden von der Industrie Alternativ-Separatoren entwickelt. Diese Alternativ-Separatoren weisen jedoch nicht die attraktive Kombination von gg kommerziellen Merkmalen auf, die zu der weit verbreiteten Anerkennung und Verwendung der früheren, mit Phenoladehyd imprägnierten Celluloseseparatoren geführt hat. Statt dessen treten bei den Alternativseparatoren im allge-

• . V w * «Κ

meinen ein oder mehr kommerziell unattraktive Merkmale auf, wie z.B. hohe Kosten und/oder schlechtere elektrische Eigenschaften und/oder schlechte physikalische Eigenfjchaf ten und/oder die Verwendung von Herstellungsmateriali- ° en, die auslaugbar oder oxidierbar sind, so daß ein hoher chemischer Sauerstoffbedarf (C.O.D.) besteht.

Bei der Entwicklung der Alternativ-Separatoren wurde besonders Wert gelegt auf cellulosefreie Separatoren, die eine gute Oxidationsbeständigkeit und einen niedrigen Ohm¹sehen Widerstand ergeben. Der Widerstand gegenüber dem Durchgang des elektrischen Stromes durch den Separator ist ein wesentlicher Faktor und er steht im allgemeinen im Zusammenhang mit der Gesamtporosität des Separators.

Nährungsweise kann angenommen werden, daß die Porosität umgekehrt proportional zum Ohm¹sehen Widerstand ist. Die Art und Weise, in der die Porosität erzielt wird, ist jedoch ebenfalls von spezieller Bedeutung. Je geringer die Porengröße ist, um so komplizierter ist der Weg des Elektrolyten durch den Separator, wodurch die Gelegenheit zur Bildung von Metallablagerungen über die Dicke des Separators verringert wird, die zu einem Kurzschluß führen kann. In den meisten Separatoren vom Gummi- und Kunststoff-Typ - unabhängig davon, ob sie nach Koagulations- oder Extrusionsverfahren hergestellt worden sind wird die Porosität erzielt durch Einschluß kleiner Teilchen in der Matrix, die nach der Herstellung des Separators durch geeignete Lösungsmittel herausgelaugt werden können. Dieses Verfahren ergibt einen geeigneten Porositätsgrad, ist an sich jedoch sowohl kostspielig als auch zeitraubend. Bei Faserplatten-Separatoren wird die Porosität in der Regel kontrolliert bzw. gesteuert durch die Auswahl einer Vielzahl von Faserdurchmessern, um die Größe der in den Zwischenräumen der Faserkreuzungspunkte erzeugten Poren zu regulieren, und auch durch Einschluß verhältnismäßig geringer Mengen an Füllstoffen vom kieselsäure- bzw. siliciumhaltigen Typ. Durch Anwendung dieses Verfahrens können Separatoren mit hohen Porenvolumina

erzielt werden. Die Porengröße und durchschnittliche Porengröße ist jedoch manchmal etwas größer als erwünscht.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Lösung des ■ außergewöhnlichen Problems auf diesem Gebiet, nämlich der Schaffung eines billigen, hochleistungsfähigen, cellulosefreien Separators für wartungsfreie Batterien, und sie bietet eine besonders wirksame Lösung dieses Problems.

Gegenstand der Erfindung sind neue, verbesserte Batterieseparatormaterialien, die enthalten oder bestehen aus einer Kombination von ausgewählten Fasermaterialien, einem ausgewählten Füllstoffmaterial und ausgewählten Bindemittelmaterialien. Das ausgewählte Fasermaterial umfaßt im wesentlicheneine Kombination von Polyolefin-, Polyester- und Glasfasern, während es sich bei dem Füllstoff um eine Diatomeenerde und bei dem Bindemittel um ein Acrylatcopolymeres handelt. Bei der praktischen Durchführung der Erfindung ergibt die Kombination von ausgewählten Materialien einen billigen, cellulosefreien Batterieseparator, der mit Säure benetzbar ist bei einer Einwirkungszeit von weniger als 5 Sekunden, einem Gesamtporen volumen von mehr als etwa 70 % und einer durchschnittlichen Porengröße von etwa 8 bis etwa 14 pm, einem niedrigen chemischen Sauerstoffbedarf und einem Ohm¹sehen

2

Widerstand von weniger als etwa 0,015 Ohm/6,45 cm (inch ).

Die erfindungsgemäßen Batterieseparatormaterialien.sind besonders gut geeignet für die Verwendung als Separatoren in wartungsfreien Batterien.

Die erfindungsgemäßen Batterieseparatoren umfassen eine

ausgewählte Kombination von Fasermaterialien, Füllstoffmaterial und Bindemittelmaterial(ien). Die Fasermaterialien umfassen eine Kombination von Polyolefinfasern, PoIyg₅ esterfasern und Glasfasern und die Zusammensetzung des Separatormaterials wird nachstehend näher angegeben:

	- 4b"	bevorzugter Bereich
		12-16
		4-7
		12-14
	Gewichtsprozentsatz in dem Separator	50-60
Polyolefinfaser	Bereich	8,5-14
Polyesterfaser	10-20
Glasfaser	2-8
Füllstoff	0-15
Bindemittel	50-75
7-15

Polyolefinpulpenfasern machen einen Teil der Fasermaterialien der erfindungsgemäßen Batterieseparatoren aus. Bevorzugte Polyolefinpulpenfasern werden synthetisiert bei der Polymerisation von Äthylen und/oder Propylen oder Mischungen davon zur Herstellung von Polyäthylen, Polypropylen oder Copolymeren von Äthylen und Propylen. Die Polyolefinpulpenfasern haben vorzugsweise Faserdurchmesser zwischen etwa 0,01 und etwa 20 pm, einen Erweichungspunkt unter etwa 171⁰C (

von bis zu etwa 1,27 cm (0,5 inch).

Erweichungspunkt unter etwa 171°C (34O°F) und eine Länge

Die für die praktische Durchführung der Erfindung am meisten geeigneten Polyolefinfasern sind solche, die als synthetische Holzfasern charakterisiert werden und einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden, die ihnen eine verbesserte Benetzbarkeit und Dispergierbarkeit in Wasser verleiht. Weitere Eigenschaften der bevorzugten Polyolefinfasern sind (1) eine Oberflächenspannung von etwa 70 mN/m; (2) ein spezifisches Gewicht von weniger als 1 und vorzugsweise von etwa 0,900 bis etwa 0,965 kg/dm ; (3) ein Schmelzpunkt zwischen etwa 121 und etwa

171°C (25O-34O°F); (4) eine Streck spannung von mehr

2
als 300 daN/cm ; (5) eine Zugfestigkeit beim Bruch von

2
mehr als 200 daN/cm ; (6) einen Elastizitätsmodul bei

2 der Dehnung von etwa 7000 bis etwa 20 000 daN/cm ; und

(7) eine Dielektrizitätskonstante von etwa 2 bis etwa 4, eine dielektrische Durchschlagfestigkeit von etwa 2

2 2

bis etwa 5 χ 10 kv/cm und einen spezifischen Transver-

*1 ^ Λ Pi

sal-Widerstand von etwa 10 bis etwa 10 Ohm χ cm. Die Polyolefinfasern werden in Mengen zur Erzielung eines Polyolefinfasergehaltes, bezogen auf das Gesamtgewicht des fertigen Separators, von etwa 10 bis etwa 20 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 12 bis etwa 16 Gew.-%, verwendet.·

In den erfindungsgemäßen Batterieseparatormaterialien sind Polyesterfasern enthalten. Die Polyesterfasern sind gegen Säure beständig und verbessern die Gesamtfestigkeit des Separators, insbesondere die Durchschlagsbeständigkeit und Reißfestigkeit des Separatormaterials. Die am meisten bevorzugten Polyesterfasern sind Polyäthylenterephthalatfasern mit einem Denier-Wert (Titer) zwischen etwa 0,5 und etwa 2,2 und einer Länge von mindestens etwa 0,64 cm (1/4 inch), vorzugsweise zwischen etwa 0,64 und etwa 1,91 cm (1/4-3/4 inch). Die Polyesterfasern werden in Mengen zur Erzielung eines Polyesterfas^rgehaltes, bezogen auf das Gesamtgewicht des Separators, von etwa 2 bis etwa 8 Gew.-%, besonders bevorzugt von etwa 4 bis etwa 7 Gew.-%, verwendet. Ein oberflächenaktives Mittel kann auf der Oberfläche der Polyesterfaser vorhanden oder anderweitig damit assoziiert sein, um die Dispergierbarkeit der Faser in Wasser zu verbessern.

Säurebeständige Glasfasern (sogenannte Glasfasern von "Chemikalienqualität") sind vorzugsweise in den erfindungsgemäßen Separatoren enthalten zur Verbesserung der Benetzbarkeit und Dochtwirkung des Separators und einer verbesserten Steifheit. Geeignete Glasfasern haben Durchmesser innerhalb des Bereiches von etwa 2 bis etwa 15 pm, vorzugsweise von etwa 8 bis etwa 15 um. Die Länge der Glasfasern kann innerhalb des Bereiches von etwa 0,32 bis etwa 1,91 cm (1/8-3/4 inch), vorzugsweise von etwa 0,32 bis etwa 1,59 cm (1/8-5/8 inch), liegen. Zweckmäßig werden bei der praktischen Durchführung der Erfindung Kombinationen von Glasfasern mit verschiedenen Längen und/oder Durchmessern verwendet. Die Glasfasern werden in Mengen zur Erzielung von Glasfasergehalten, bezogen auf das Ge-

^ samtgewicht des Separators, von 0 bis etwa 15, vorzugsweise von etwa 12 bis etwa 14 Gew.-%, verwendet. Für die praktische Durchführung der Erfindung bevorzugt verwendet werden Glasfasern, die mit einem in Wasser dispergierba-

° ren Finish behandelt worden sind, um eine verbesserte " Dispergierbarkeit in Wasser zu erzielen.

Bei dem in den erfindungsgemäßen Batterieseparatoren verwendeten Füllstoff handelt es sich um Diatomeenerde, die auch bekannt ist unter der Bezeichnung Diatomit, Infusorienerde und Kieselgur. Diatomeenerde ist im wesentlichen ein amorphes Siliciumdioxid, das aus den fossilen Rückständen von einzelligen Wasserpflanzen, als Diatomeen bezeichnet, entstanden ist. Diatomeenerde ist gekennzeichnet durch seine einzigartige mikroskopische Struktur, chemische Inertheit, sein hohes Absorptionsvermögen, seine innere Porosität und sein großes Volumen pro Gewichtseinheit. Diatomeenerden sind im Handel erhältlich, sowohl natürlicher als auch in Gegenwart eines Flußmittels calcinierte Sorten. Natürliche Diatomeenerde ist etwas weicher als die in Gegenwart eines Flußmittels calcinierte Diatomeenerde und letztere ist bei der praktischen Durchführung der Erfindung eindeutig bevorzugt. Nachstehend werden einige typische Eigenschaften von in Gegenwart eines Flußmittels calcinierten Diatomeenerden aufgezählt:

Farbe (trocken) Weiß

TAPPI-Glanz (%) 89-92

Schlamm (Schaum) (maximaler Rückstand

auf einem 0,044 mm (325 mesh)-Sieb)(%) Spuren, 3 %

1)

Absorption ' (von Wasser, Durchschnittswert) in kg/100 kg 160

Feuchtigkeitsgehalt (Maximum) 1,0 pH-Wert 7,0

spezifisches Gewicht 2,30

bestimmt nach dem Gardner-Coleman-Verfahren

Die Skelett- oder Zellenstruktur des Diatomeenerden-Füllstoffes macht die erfindungsgemäßen Separatoren porös und die Kosten für diesen porös machenden Füllstoff sind verhältnismäßig gering. Die verwendete Füllstoffmenge ist ° wichtig bei der Erzeugung des gewünschten Grads der Porosität und sie reicht aus zur Erzielung eines Füllstoffgehaltes, bezogen auf das Gesamtgewicht des Separators, von etwa 50 bis etwa 75, vorzugsweise von etwa 50 bis etwa 60 Gew.-%. Die bevorzugten Mengen ergeben einen Separator mit hohem Füllstoffgehalt mit einem Gesamtporenvolumen von mehr als etwa 70 % mit einer durchschnittlichen Porengröße von weniger als etwa 14 μτα, wobei der Prozentsatz der Poren mit einer Porengröße von mehr als 20 pm weniger als etwa 10 % beträgt. Der Ohm'sche Widerstand der erfindungsgemäßen Separatoren - der, wie erwähnt, von dem Porenvolumen und der Porengröße abhängt - beträgt

2 2

weniger als etwa 0,013 Ohm/6,45 cm (inch ). Die obengenannte Porosität wird aus der folgenden Gleichung errechnet:
20

%E = (1 - P /P_f). 100

worin bedeuten:
E die Porosität,

P die scheinbare Dichte des Batterieseparators und P_f die Columb'sche Dichte des Materials.

Bei den in den erfindungsgemäßen Separatoren enthaltenen Bindemitteln handelt es sich um selbstvernetzende, (bei Raumtemperatur) nicht-koaleszierende Acrylatcopolymere, in denen ein Acrylatrest der nachstehend angegebenen Formel etwa 80 % oder weniger, vorzugsweise etwa 80 bis etwa 30.%_; der Grundgerüst-Einheiten ausmacht:

JJUZOJO

-β*

H H

I I

C-C-

H C = O

^Cn^H2n+1

worin η eine ganze Zahl von 1 bis 8 oder etwas höher, vorzugsweise von 1 bis 4 bedeutet.

Besonders geeignete polymere Bindemittel sind Copolymere, die Methyl- oder Äthyl- oder Butylacrylat-Reste zusammen mit Resten von Monomeren mit einer C=C Gruppe enthalten und Acrylatcopolymere mit Glasumwandlungstemperaturen zwischen etwa +30 und etwa +60 C ergeben. Die Glasumwand-

lungstemperaturen (T ) werden gemessen durch thermische Differentialanalyse auf einem Differential-Abtast-Kolorimeter (der Firma E.I. DuPont De Nemours, Modell 910) bei einer Erhitzungsgeschwindigkeit von 10°C/min. Besonders geeignete Comonomere für erfindungsgemäße Bindemittel

sind die sogenannten "harten" Monomeren, wie Methyl- oder Äthylmethacrylat und Styrol oder Derivate von Styrol, wie ■oi-Methylstyrol. Besonders bevorzugte Bindemittel sind Methylmethacrylat/Acrylat-Copolymere.

Die bevorzugten polymeren Bindemittel werden ferner charakterisiert als Acrylatcopolymere mit einem oder mehreren an das Copolymermolekül gebundenen oberflächenaktiven Mitteln, so daß sie unter den Herstellungs- und Betriebsbedingungen des Separators im wesentlichen nichtauslaugbar sind. Bei dem gebundenen oberflächenaktiven Mittel handelt es sich vorzugsweise um ein anionisches oberflächenaktives Mittel, wie z.B. einen Sulfosuccinatester, der in einer Menge von etwa 0,25 bis etwa 2,5 %, bezogen auf das Gewicht des Copolymeren, vorliegt. Erfindungsgemäß bevorzugte polymere Bindemittel werden ferner charakterisiert als solche mit Grundviskositäten bei 30⁰C von etwa 0,8 bis etwa 2,0. Die Grundviskositäten werden bei einem frisch hergestellten Copolymerlatex

(um den Vernetzungseffekt minimal zu halten) unter Verwendung einer Latexmenge, die ausreicht, um etwa 0,3 bis etwa 0,4 g Copolymerfeststoff zu ergeben, gemessen. Die

Menge wird in 100 ml Dimethylformamid eingeführt, sich 5

auflösen gelassen und in einem Ostwald-Viskosimeter werden die Strömungsgeschwindigkeiten der Lösung und des Lösungsmittels allein bei 3O°C gemessen.

Besonders bevorzugte Acrylatcopolymere sind solche, die einen Silankuppler aufweisen, der an das Polymergrundgerüst gebunden oder darin eingeschlossen ist. Diese besonders bevorzugten Acrylatcopolymeren sind im Handel erhältlich und können hergestellt werden durch Copolymerisieren der Acrylatcopolymermonomeren mit einem Silan-

¹^ kuppler mit einer äthylenischen Unsättigung, die einer freien radikalischen Polymerisation unterliegen kann. Die Menge des Silankupplers in dem Acrylatcopolymeren kann etwa 0,2 bis etwa 2,0 Gew.-% ausmachen. Besonders bevorzugte Silankuppler enthaltende Acrylatcopolymere sind z.B. Methylmethacrylat/Acrylat-Copolymere und Styrol/Acrylat-Copolymere. Die einen Silankuppler enthaltenden Acrylatcopolymeren ergeben eine verbesserte innere Bindung zwischen den kieselsäure- bzw. siliciumhaltigen Komponenten (Glasfasern und Diatomeenerde) des Separators. Batterieseparatoren, welche die bevorzugten, einen Silankuppler enthaltenden Acrylatcopolymeren enthalten, weisen eine besonders gute Beständigkeit gegenüber korrosiven Säuren auf.

Wenn die erfindungsgemäßen Acrylatcopolymer-Bindemittel mit den Faser- und Füllstoffmaterialien kombiniert werden, ergeben sie einen Separator, der durch Säure benetzbar, jedoch nicht durch Wasser benetzbar ist. Unter dem Ausdruck "durch Säure benetzbar" ist zu verstehen, daß ein auf die Oberfläche eines erfindungsgemäßen Separators aufgebrachter Tropfen Schwefelsäurelösung (spezifisches Gewicht 1,2) innerhalb von etwa 5 Sekunden oder weniger praktisch vollständig absorbiert wird oder als Tropfen

nicht mehr erkennbar ist. Unter dem Ausdruck "durch Wasser nicht benetzbar" ist zu verstehen, daß ein auf die Oberfläche des Separators aufgebrachter Wassertropfen für einen Zeitraum von etwa 30 Minuten und vorzugsweise von etwa 60 Minuten oder langer nicht vollständig absorbiert wird, sondern als Tropfen erkennbar ist. Das Bindemittel wird in Mengen verwendet, die einen Bindemittelgehalt> bezogen auf das Gewicht des fertigen Separators, von etwa 7 bis etwa 15, besonders bevorzugt von etwa 8,5 bis etwa 14 Gew.-%, ergeben.

Die polymeren Bindemittel werden in Form von Latexdispersionen verwendet, die einen sauren pH-Wert haben. Zu typischen Eigenschaften von Separatoren, die aus den Latexdispersionen hergestellt werden, gehören eine Zugfestigkeit von etwa 3,6 kg (8 lbs) und eine Durchschlagfestigkeit von mehr als etwa 400 g.

Die erfindungsgemäßen Separatoren werden im wesentlichen hergestellt durch Bildung einer wäßrigen Dispersion der vorstehend angegebenen Fasermaterialien, Füllstoffmaterialien und Bindemittelmaterialien, der anschließenden Zugabe von Dispergiermitteln und Ausflockungsmitteln·zu der Dispersion, dem Aufbringen der ausgeflockten Agglomerate auf den Draht einer bahnbildenden Vorrichtung zur Herstellung eines Bahnprodukts einer Dicke von woniger als etwa 0,76 mm (30 mils) und Entwässern des Produkts.

Die bevorzugte Herstellung von erfindungsgemäßen Separa-QQ toren, insbesondere in einer Pilotanlage oder in einer Vollproduktionsanlage umfaßt ein Retentionshilfsmittel oder -system, in dem ein Aufladung-Umkehr-Aufladung-Mechanismus angewendet wird. Das Verfahren kann auf einer Standard-Papiermachervorrichtung, wie z.B. einer Fourdrigg nier-Vorrichtung, einer schrägen Fourdrinier-Vorrichtung, einer Zylindervorrichtung, einem Rotoformer oder dgl. durchgeführt werden. Bei diesem Verfahren wird ein Pulper zuerst mit Wasser, den Polyolefinfasern, der Diatomeen-

erde und den Polyester- und Glasfasern beschickt. Dann wird eine Dispersion eines stark anionischen Materials in den Pulper eingeführt. Das bevorzugte anionische Material ist ein carboxyliertes Acrylamid und die verwendete Menge beträgt vorzugsweise etwa 0,2 Gew.-% des Gesamt-· eintrags. Das anionische Material dient als Dispergiermittel und verleiht den Faser- und Füllstoffmaterialien eine starke anionische Ladung. Das Latexbindemittel, das in seinem Charakter ebenfalls anionisch ist, wird dann als letzte Komponente zugegeben. Daher tritt, anders als bei den üblichen Holländerzugabeverfahren,in dem Pulper keine Ausflockung auf. Es wurde gefunden, daß dann, wenn in dem Pulper eine Ausflockung der Komponeten auftritt, die durch das Rühren und Pumpen erzeugten Scherkräfte bewirken können, daß die Latexteilchen von ihren BindungsZentren auf der Faser verdrängt werden.

Der nicht-ausgeflockte Eintrag wird dann mittels einer Pumpe, beispielsweise einer Gebläsepumpe, in die Rührbütte einer Papiermachervorrichtung eingeführt.

Der Eintrag wird vorzugsweise an der Gebläsepumpe ausgeflockt durch Mischen eines kationischen Ausflockungsmittels - vorzugsweise eines. Polyäthylenimins - mit dem Eintrag. Die der Dispersion an diesem Punkt zugegebene Menge des kationischen Ausflockungsmittels kann reguliert werden, um die Größe der auf dem Draht abgeschiedenen ausgeflockten Agglomerate zu kontrollieren bzw. zu steuern, was die Einstellung und/oder Kontrolle bzw. Regelung der Entwässerungszeit und der Retentions-

QQ rate für die Erzielung optimaler Ergebnisse erlaubt.

Bei diesem Verfahren können Retentionsraten von 97 bis 98 % erzielt werden.

Die in die Rührbütte eingeführten ausgeflockten Agglomerate werden in Form einer Bahn auf den sich bewegenden Draht der Papiermachervorrichtung überführt, um das Wasser ablaufen zu lassen. Nach dem Entwässern unter der Einwirkung der Schwerkraft kann gesaugt werden,

um weiteres Wasser aus der Bahn zu entfernen. Die Bahn kann dann zwischen Filzrollen gepreßt und auf Trocknungsbehältern getrocknet werden. Geeignete Trocknungstemperaturen liegen zwischen etwa 110 und etwa 127°C (23O-26O°F) und während des Trocknens tritt mindestens· eine gewisse Vernetzung des Bindemittelmaterials auf.

Ein weiteres Verfahren zur Verhinderung des Einflusses der Scherkräfte auf die in dem Pulper dispergierten Materialien umfaßt eine Abänderung des vorstehend beschriebenen bevorzugten Herstellungsverfahrens. Bei diesem alternativen Verfahren wird zuerst ein kationisches Ausflockungsmittel dem in dem Pulper dispergierten Material zugesetzt, um das Bindemittel und den Füllstoff zurückzuhalten. Die Abnahme der Teilchengröße des ausgeflockten Materials durch die Scherkräfte wird kontrolliert bzw. gesteuert durch Zugabe eines stark anionischen Kolloids, wie entacetyliertem Karayagummi, nach der Zugabe des kationischen Ausflockungsmittels. Das anionische Kolloid verleiht den ausgeflockten Agglomeraten eine negative Ladung, wodurch die Agglomerate in kleinere Teilchen zorlegt werden, die gegen weitere Herabsetzung der Teilchengröße entsprechend den einwirkenden Scherkräften beständig sind. Das kationische Ausflockungsmittel wird wieder in die Dispersion eingeführt, vorzugsweise bei der Gebläsepumpe, und das ausgeflockte Material wird in die Rührbütte eingeführt, dem sich bewegenden Draht zugeführt und wie vorstehend angegeben getrocknet. Dieses alternative Verfahren ähnelt mehr den typischen Holländerzugabeverfahren, wie sie auf diesem Gebiet bekannt sind.

In den nachfolgend angegebenen Beispielen werden die erfindungsgeiaäßen Separatoren sowie ihre Herstellung und ihre Verwendung näher erläutert. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Erfindung keineswegs darauf beschränkt ist.

Beispiel 1

Die nachstehend angegebenen Materialien wurden in der aufgezählten Reihenfolge in eine 25,4 cm χ 30,5 cm (10 inch χ 12 inch) große Williams-Handblatt-Form gegeben:

Polyolefinfaser¹* 6,96 g (42 % Feststoffe)

2)

Füllstoff ' 14,4 g (verdünnt bis auf

eine Konsistenz von 3 % in Wasser und 2 Minuten lang entfasert in einem

Waring-Mischer)

Glasfaser 0,81 g (0,64 cm (1/4 inch)

χ 5,6 um)

0,81 g (0,32 cm (1/8 inch) χ 5 ,6 jam)

3)

Polyesterfaser ' 0,81 g (20 Sekunden lang

entfasert in einem Waring-Mischer)

anionisches Kolloid ' 60 g (bei 0,1 % Feststoffen)

polymeres Bindemittel ' 4,05 ml (1,971 g Feststoff)

kationisches Ausflockungs- 0,3 ml mittel⁶*

' Bei den Polyolefinfasern in diesem und allen übrigen

Beispielen handelte es sich um synthetische Holzpulpenfasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 4,9 pm, geliefert von der Firma Hercules Powder Company unter dem Warenzeichen PULPEX EA.

' Bei dem in diesem und allen übrigen Beispielen verwendeten Füllstoff handelte es sich um eine Diatomeenerde mit einer mittleren Teilchengröße von 16 um; der Füllstoff wurde von der Firma Johns Mansville unter dem Handelsnamen GELITE 110 geliefert.

Die in diesem und allen übrigen Beispielen verwendete Polyesterfaser war eine 0,64 cm (1/4 inch) lange PoIyäthylenterephthalatfaser mit einem Titer von 15 Denier, geliefert von der Firma E.I. DuPont De Nemours unter dem Handelsnamen DACRON.

' Das in diesem Beispiel verwendete anionische Kolloid

wurde hergestellt durch Mischen von 0,53 kg (1,16 lbs) ■ eines unter dem Handelsnamen BETZ DP-791 von der Firma Betz Paper Chemical Incorporated vertriebenen carboxylierten Acrylamids mit 168,7 1 (44,5 gallons) Wasser. Das anionische Kolloid carboxyliertes Acrylamid wurde unter Anwendung eines Zugabeverfahrens zugegeben und die Dispersion wurde unter langsamem Rühren gemischt, bis sich das Kolloid aufgelöst hatte.

' Bei dem in diesem Beispiel verwendeten polymeren Bindemittel handelte es sich um ein Styrol/Butylacrylat-Copolymeres mit einem an das Polymer-Grundgerüst gebundenen Silankuppler, geliefert von der Firma National Starch and Chemical Corporation unter der Bezeichnung

¹^ 78-6170. Das Bindemittel wurde zugeführt und verwendet in Form einer Latexdispersion und wies einen pH-Wert zwischen 4,0 und 5,0, ein Naßgewicht von 1,04 kg/1 (8,64 lbs/gal), ein Trockengewicht von 0,50 kg/1 (4,181 Ibs/gal), einen Feststoffgehalt von 48,0 %, ein spezifisches Gewicht von 1,036 und eine Brookfield-Viskosität von 310 cP auf.

Bei dem in diesem Beispiel verwendeten kationischen Ausflockungsmittel handelte es sich um ein Polyäthylen-

imin, das von der Firma BASF Wyandotte unter dem Handels-25

namen POLYMIN P geliefert wurde. Das Ausflockungsmittel wurde hergestellt durch Verdünnen von 18,9 1 (5 gallons) POLYMIN P in 170 1 (45 gallons) Wasser.

Die vorgenannten Materialien wurden bis zu einer Konsi-

stenz von 1,5 % verdünnt und durch ein 72 χ 76-Kunststoff-Drahtsieb⁺&ntwässert. Die Entwässerungszeit betrug 3 Sekunden. Das Blatt wurde naß gepreßt und getrocknet. Das getrocknete Separatorblattmaterial hatte die folgende

Zusammensetzung:
35

++ Fourdrinier=Langsiebmaschinen-Standard

Polyolefinfaser Polyesterfaser Glasfaser Diatomeenerde Bindemittel

in Gew.-%, bezogen auf das Separatormaterial

13,4 3,7

7,5 66,3 9,1

Es wurde der Ohm'sche Widerstand der Separatoren mit der vorstehend angegebenen Zusammensetzung mit einer Blattdicke von 0,724 mm (0,0285 inch) gemessen, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden:

20 Minuten-Ohm¹scher Widerstand 24 Stunden-Ohm¹scher Widerstand

0,0120 Ohm 0,0105 0hm

Es wurden die Porositätseigenschaften des Blattmaterials bestimmt, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden:

Gesamtporosität maximale Porosität

Porosität aufgrund von Poren mit einem Durchmesser von weniger als 0,06223 pm durchschnittliche Porengröße

Prozentsatz der Poren mit einem Durchmesser von mehr als 20 um

68,8466 % 69,0021 %

0 % 7,767 pm

7,5916 %

Das Blattmaterial wurde sofort von Säure benetzt, von Wasser jedoch nicht benetzt.

Batteriezellentests, die mit Zellen durchgeführt wurden, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Separatormaterials hergestellt worden waren, wiesen eine ausgezeichnete Ladungsaufnahme, ausgezeichnete Kaltstarteiger?* schäften und keine Beeinträchtigung (Abbau) in einem Überlastungspastentest auf.

Das Separatormaterial wurde 3 Stunden lang unter Rückfluß

• · ν '

in einer Schwefelsäuredichromatlösung erhitzt und wies einen durchschnittlichen Gewichtsverlust von höchstens 1 bis 2 % auf, ohne daß eine Blasenbildung oder Delaminierung auftrat.

Beispiel 2

Es wurde ein Eintrag hergestellt durch Einführung der nachstehend angegebenen Materialien in einen Pulper in der aufgezählten Reihenfolge (die Materialien waren die gleichen wie in Beispiel 1):

Wasser 11 370 1 (2500 gallons)

Polyolefinfaser

Diatomeenerde

Glasfaser (0,64 cm (1/4 inch)x 13,0 pm)

Polyesterfaser 20 anionisches Kolloid

Bindemittel

Die Faser- und Füllstoffmaterialien wurden in der oben ange-25

gebenen Reihenfolge dispergiert, wobei man eine einheitliche Dispersion erhielt. Die Faser- und Füllstoffmaterialien wurden durch Zugabe des anionischen Kolloid-Dispergiermittels negativ geladen. Durch Zugabe des anionisch geladenen Bindemittels wurde der Pulpen-Zyklus vervoll-

ständigt und dann wurde die Dispersion in die Rührbütte einer Fourdrinier-Papiermacher-Vorrichtung gepumpt. Die zum Beschicken der Rührbütte verwendete Pumpe war eine Gebläsepumpe und an der Gebläsepumpe wurde das kationische Ausflockungsmittel zugegeben und mit der Dispersion in einer Rate von etwa 182 1 (48 gallons) pro Stunde gemischt. Es wurde Wasser zugegeben, um die Dispersion in der Rührbütte bei einer Konsistenz von etwa 1,2 % zu halten.

118	kg	1	(260 lbs) (trocken)
499	kg	1	(1100 lbs)
127	kg	(280 lbs)
45,4	kg	(100 lbs)
652	(172 gallons) (bei 3 % Fest stoffen)
235	(62 gallons)

Die Dispersion wurde auf das sich bewegende Sieb der Fourdrinier-Vorrichtung aufgegeben zur Herstellung einer Bahn, das Wasser wurde unter Einwirkung der Schwerkraft ablaufen gelassen und dann wurde eine Saugwirkung auf die Bahn einwirken gelassen. Die nasse Bahn wurde dann zwischen Rollen über eine Filzpresse hindurchgeführt und anschließend getrocknet, indem man sie über erhitzte Rollen führte, um die Bahn auf etwa 124°C (255°F) zu erhitzen.

Das getrocknete Separatorblattmaterial hatte die folgende Zusammensetzung:

in Gew.-%, bezogen auf das Separatormaterial

Polyolefinfaser Polyesterfaser Glasfaser Diatomeenerde Bindemittel

Ein wie vorstehend angegeben hergestellter Batterieseparator hatte die folgenden Eigenschaften:

1	2,87	2,7
	6,93
1	3,86
54,45
1

Eigenschaft Backweb t, ins Gesamt-t, ins

^b 2

Gewicht/Fläche in g/m

Ohm¹ scher Widerstand 20.min 6,45 cm² (inch²)

Ohm¹scher Widerstand

,2

24 Stunden 6,45 cm" 48 Stunden 6,45 cm scheinbare Dichte Porosität in %

(inch²) (inch²)

Wert
0,027 0,045 238

0,016

0,014 0,013 0,3952 74

durchschnittlicher Porendurchmesser in um 14

Volumenprozentsatz mit einem
Durchmesser von mehr als 20 pm 20 Columardichte-Gradient in % 1,74

Zugfestigkeit in kg (lbs) 7,35 (16,2)

Dehnung in % 1,0.

Benetzbarkeit mit Säure sofort

Benetzbarkeit mit Wasser 60 min und mehr

COD . 1400 ppm

Durchschlagsbeständigkeit mehr als 600 g

' Gemessen unter Verwendung eines Aminco Mercury-Porosi-

meters unter flüssigem Quecksilberdruck. 10

Der Batterieseparator wurde in einem Blei-Säure-Akkumulator verwendet und auf sein Leistungsvermögen hin getestet entsprechend den von der Battery Counsel Industry (BCI) empfohlenen Richtlinien für Fahrzeugbatterien der Zündungs-, Beleuchtungs- und Startertypen. Die Ergebnisse waren folgende: .

Entladungseigenschften

Reservekapazität 25 A
bei 26,7°C (80 F) in

Minuten bis zu 10,5 V 64,6 Minuten Kaltstartung

450 A bei -17,8°C (0°F)

Spannung bei 30 Sekunden 8,16 V

Die Batterieseparatoren der Beispiele 1 und 2 enthielten das besonders bevorzugte Acrylatcopolymere mit einem an das Polymergrundgerüst gebundenen bzw. in diesem enthaltenen Silankuppler. Die die besonders bevorzugten Acrylatcopolymeren enthaltenden Separatoren weisen eine verbesserte Beständigkeit gegenüber korrosiven Säuren auf und dies ist eine wichtige Eigenschaft für wartungsfreie Batterieseparatoren. Wie dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt, tritt bei einer Batterie während der Herstellung eine Brückenbildung über eine elektrische Ladung

gg auf. Während einer solchen Brückenbildung können häufig die Aufladungsbedingungen unvermeidlich überschritten werden, was zu höheren als den gewünschten Temperaturen in der Batterie führt. Die derzeit erhältlichen wartungs-

- US-

^x freien Batterieseparatoren neigen zur Blasenbildung oder Delaminierung unter diesen Temperaturbedingungen, was zu einem Kurzschluß der Platten führt. Ein Test zur Bestimmung der Neigung eines Separators zur Delaminierung oder ° Blasenbildung unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen umfaßt das Erhitzen einer Probe des Separators ih einer Schwefelsäuredichromatlösung für 3 Stunden unter Rückfluß. Nach dem Erhitzen unter Rückfluß wird die Probe untersucht, um festzustellen, ob eine Blasenbildung oder Delaminierung aufgetreten ist, und in welchem Ausmaß die Blasenbildung oder Delaminierung aufgetreten ist. Die Separatoren der Beispiele 1 und 2 wiesen unter diesen Testbedingungen keine Blasenbildung oder Delaminierung auf.

Beispiel 3

Die nachstehend angegebenen Materialien wurden in der aufgezählten Reihenfolge in eine 25,4 cm χ 30,5 cm (10 inch χ 12 inch) große Williams-Handblattform eingeführt:

Poly.olefinfaser 6,96 g (42 % Feststoffe)

Füllstoff 14,4 g (verdünnt mit

Wasser bis zu einer Konsistenz von 3 % und 2 Minuten lang entfasert

in einem Waring-Mischer)

Glasfaser 0,81 g (0,64 cm (1/4

inch) χ 5,6 lim) 0,81 g (0,32 cm (1/8 inch) χ 5,6 pm)

Polyesterfaser 0,81 g (20 Sekunden lang

in einem Waring-Mischer

entfasert)

kationisches Ausflockungsmit-

tel⁷>	0	,3	ml	(	1,971 g Fest-
polymeres Bindemittel '	4	/05	ml	S	toff)
				,1	g Feststoff)
9) anionisches Kolloid '	1	o g	(0

Bei dem in diesem Beispiel verwendeten kationischen Ausflockungsmittel handelte es sich um ein Polyamin, das von der Firma Betz Corporation unter dem Handeisnamen Betz 1285 geliefert wurde; das Ausflockungsmittel wurde hergestellt durch Verdünnen von 3,79 1 (1 gallon) Betz 1285 in 189 1 (50 gallons) Wasser.

' Bei dem in diesem Beispiel verwendeten polymeren Bindemittel handelte es sich um ein Styrol/Butylacrylat-Copolymeres, geliefert von der Firma National Starch and Chemical Corporation unter der Bezeichnung 78-6132. Das Bindemittel wurde zugeführt und verwendet in Form einer Latexdispersion und wies einen pH-Wert von 4,9, ein Naßgewicht von 1,04 kg/1 (8,64 lbs/gallon), ein Trockengewicht von 0,50 kg/1' (4,181 lbs/gal), einen Feststoffgehalt von 48,4 %, ein spezifisches Gewicht von 1,036 und eine Brookfield-Viskosität von 310 cP auf.

' Das in diesem Beispiel verwendete anionische Kolloid wurde hergestellt durch Mischen der folgenden Materialien miteinander:

Wasser von 60°C

Triäthanolamin

Ammoniak

Karaya Gummi-Pulver

126 1/3 1 (33 1/3 gal) 17,5 ml 300 ml 2,04 kg (4,5 lbs)

Dann wurde kaltes Wasser zugegeben, um das Volumen, auf 189 1 (50 gallons) zu erhöhen. Das Gewicht des Karaya Gummi-Pulvers in der Dispersion betrug 1 Gew.-%.

Die obengenannten Materialien wurden bis auf eine Konsistenz von 1,5 % verdünnt und durch ein 72 χ 76 Kunststoff-

Drahtsieb entwässert. Die Entwässerungszeit betrug 3 Sekunden. Das Blatt wurde naß gepreßt und getrocknet. Das getrocknete Separatorblattmaterial hatte die folgende Zusammensetzung:

++ Fourdrinier=Langsiebmaschinen-Standard

Gew.-%, bezogen auf das

Separatormaterial

Polyolefinfaser 13,4

Polyätherfaser 3,7

Glasfaser 7,5

Diatomeenerde 66,3

Bindemittel . 9,1

Es wurde der Ohm'sche Widerstand von Separatoren mit der Q vorstehend angegebenen Zusammensetzung mit einer Blattdicke von 0,072 mm (0,0285 inch) gemessen, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden:

20 Minuten-Ohm¹scher Widerstand 0,0120 Ohm 24 Stunden-Ohm¹scher Widerstand 0,0105 Ohm

Gesamtporosität 20 maximale Porosität

Porosität aufgrund von Poren mit einem Durchmesser von weniger als 0,06223 um

durchschnittliche Porengröße

25 Prozentsatz der Poren mit einem Durchmesser von mehr 20 pm

Das Blattmaterial wurde von Säure sofort benetzt und es

wurde von Wasser nicht benetzt. 30

Die Batteriezellentests, die mit Zellen durchgeführt wurden, die unter Verwendung des Separatormaterials hergestellt worden waren, wiesen eine ausgezeichnete Ladungsaufnahme, Kaltstarteigenschaften und keine Beeinträchtigung (Abbau) in einem Überlastungspastentest auf.

Das Separatormaterial wurde 3 Stunden lang in einer Schwefelsäuredichromatlösung unter Rückfluß erhitzt und dabei er-

68	,8466 %
69	,0021 %
0	%
7,	767 um
7,	5916 %

hielt man einen durchschnittlichen Gewichtsverlust von höchstens 1 bis 2 %.

Beispiel 4
5

Es wurden die gleichen Mengen der gleichen Fasermaterialien, des gleichen Füllstoffs, des gleichen kationischen Ausflokkungsmittels und des gleichen anionischen Kolloids, wie sie in Beispiel 3 verwendet worden waren, verwendet zur Herstellung der Separatoren A, B, C, D, E und F dieses Beispiels. Das zur Herstellung der Separatoren dieses. Beispiels verwendete Bindemittelmaterial war jedoch ein anderes und die verwendete Menge reichte aus zur Erzielung eines Bindemittelgehaltes in den Separatoren A, B, C, D, E und F von 9, 10, 11, 12, 13 bzw. 14 Gew.-%. Bei dem in diesem Beispiel verwendeten anderen Bindemittelmafcerial handelte es sich um ein Methylmethacrylat/Butylacrylat-Copolymeres, geliefert von der Firma National Starch and Chemical Corporation unter der Bezeichnung 78-6139. Das Bindemittelmaterial wurde zugeführt und verwendet in Form einer Latexdispersion und hatte einen pH-Wert von 4,2, ein Naßgewicht von 1,07 kg/1 (8,94 lbs/ gal), ein Trockengewicht von 0,52 g/l (4,326 lbs/gal), einen Feststoffgehalt von 48,4 %, ein spezifisches Gewicht von 1,070 und eine Brookfield-Viskosität von 310 cP. Der Ohm'sche Widerstand der Separatoren ist in der nachstehenden Tabelle angegeben.

Tabelle

Separator	Bindemittel in Gew.-%	20 Minuten-Ohm¹- scher Widerstand	24 Stunden-Ohm¹- scher Widerstand
A	9	0,0100	0,0090
B	10	0,0104	0,0100
C	11	0,0104	0,0090
D	12	0,0125	0,0100
■ E	13	0,0114	0,0110
F	14	0,0120	0,0114

Jedes Separatormaterial der vorstehenden Tabelle wurde sofort mit Säure benetzt und jedes Separatormaterial wurde von Wasser nicht benetzt.

Batteriezellentests, die mit jedem Separator der vorstehenden Tabelle durchgeführt wurden, ergaben eine ausgezeichnete Ladungsaufnahme, Kaltstarteigenschaften und kei~ ne Beeinträchtigung (Abbau) in einem Überlastungsplattentest.

Die durchschnittlichen Gewichtsverluste bei jedem Separator der vorstehenden Tabelle nach 1-stündigem Eintauchen in eine unter Rückfluß siedende Schwefelsäuredichromatlösung betrugen höchstens 1 bis 2 %.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß mit der vorliegenden Erfindung neue, verbesserte, durch Säure benetzbare, cellulosefreie Batterieseparatoren zur Verfügung gestellt werden, die insbesondere geeignet sind für die Verwendung in wartungsfreien Batterien. Darüber hinaus weisen die erfinduhgsgemäßen Separatoren eine ausgeprägte Kombination von ausgezeichneten elektrischen Eigenschaften, niedrigen Material- und Herstellungskosten und guten physikalischen Eigenschaften und Herstellungsmerkmalen auf. Die Separatoren besitzen einen niedrigen Ohm¹sehen Widerstand, einen niedrigen chemischen Sauerstoffbedarf und

eine ausgezeichnete Porosität, ausgedrückt durch das Porenvolumen, und eine niedrige durchschnittliche Porengröße, hervorgerufen durch Verwendung einer großen Menge eines verhältnismäßig billigen Füllstoffs. Daher bieten die erfindungsgemäßen neuen Separatoren überraschende Vorteile in Bezug auf das Gesamtleistungsvermögen, die Kosten und die Herstellung, verglichen mit denjenigen, wie sie zum Zeitpunkt, zu dem die vorliegende Erfindung gemacht wurde, auf diesem Gebiet bekannt waren. 10

Claims

Patentansprüche

:1./ Batterieseparator, der mit Säure benetzbar, nicht jedoch mit Wasser benetzbar ist und enthält oder besteht aus einer im wesentlichen einheitlichen Mischung aus, jeweils bezogen auf das Gewicht des Separators, etwa 10 bis etwa 20 Gew.-% Polyolefinfaser, etwa 2 bis etwa 8 Gew.-% Polyesterfaser _r 0 bis etwa 15 Gew.-% Glasfaser _f etwa 50 bis etwa 75 Gew.-% Diatomeenerde und etwa 7 bis etwa Gew.-% eines Acrylatcopolymer-Bindemittels, dadurch gekennzeichnet ', daß der Separator ein Gesamtporenvolumen von etwa 70 Gew.-% oder mehr bei einer durchschnittlichen Porengröße von etwa 14 um oder weniger und einem 0hm¹sehen Widerstand von etwa 0,015 0hm pro

2 2

6,54 cm (inch ) oder weniger hat.
2. Batterieseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er enthält oder besteht aus etwa 12 bis etwa 16 Gew.-% Polyolefinfaser, etwa 3 bis etwa 8 Gew.-% Polyesterfaser, etwa 5 bis etwa 15 Gew.-% Glasfaser, etwa

*■ 50 bis etwa 70 Gew.-% Diatomeenerde und etwa 8,5 bis etwa 14 Gew.-% Bindemittel.
3. Batterieseparator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ° gekennzeichnet, daß es sich bei dem Bindemittel um ■ ein Copolymeres von Methylacrylat oder Äthylacrylat oder Propylacrylat oder Butylacrylat oder Mischungen davon handelt.
4. Batterieseparator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Bindemittel um ein Copolymeres von Methylmethacrylat und Äthylacrylat, Methylmethacrylat und Butylacrylat, Styrol und Äthylacrylat, Styrol und Butylacrylat oder Mischungen davon handelt.
5. Batterieseparator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymer-Bindemittel einen an das Polymer-Grundgerüst gebundenen Silan-Kuppler enthält.
6. Batterieseparator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, · dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Diatomeenerde um eine solche handelt, die unter Zusatz eines Flußmittels calciniert worden ist.
7. Batterieseparator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gesamtporenvolumen zwischen etwa 70 und etwa 90 % liegt.
8. Verfahren zur Herstellung eines Batterieseparatormaterials, insbesondere eines solchen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Stufen umfaßt:

a) Bildung einer wäßrigen Dispersion, die eine PoIyolefinfaser in einer zur Erzielung eines Polyolefinfasergehaltes in dem fertigen Separatormaterial

■ ^L von etwa 10 bis etwa 20 Gew.-% ausreichenden Menge; eine Polyesterfaser in einer zur Erzielung eines Polyesterfasergehaltes in dem fertigen Separatormaterial von etwa 2 bis etwa 8 Gew.-% ausrei- ° chenden Menge, eine Glasfaser in einer zur Erzielung eines Glasfasergehaltes in dem fertigen Separatormaterial von O bis etwa 15 Gew.-% ausreichenden Menge, Diatomeenerde in einer zur Erzielung eines Diatomeenerdegehaltes in dem fertigen Separatormaterial von etwa 50 bis etwa 75 Gew.-% ausreichenden Menge und ein Acrylatcopolymer-Bindemittel in einer zur Erzielung eines Bindemittelgehaltes in dem fertigen Separatormaterial von etwa bis etwa 15 Gew.-% ausreichenden Menge enthält;

b) Stabilisierung dieser wäßrigen Suspension in Gegenwart eines anionischen Dispergiermittels zur Herstellung einer wäßrigen Dispersion von im wesentlichen nicht-ausgeflockten Agglomeraten, die enthalten oder bestehen aus Polyolefinfaser, Polyesterfaser, Glasfaser, Diatomeenerde und Bindemittel;

c) Aufbringen der in der Stufe (b) erhaltenen Dispersion auf einen porösen Träger, der die Dispersion aufnimmt;

d) Zugabe eines kationischen Ausflockungsmittels zu dieser Dispersion, bevor diese auf den porösen Träger aufgebracht wird;

e> Verteilung und Entwässerung der in der Stufe (d)erhaltenen Dispersion auf dem porösen Träger unter Bildung einer feuchten Bahn; und

f) Trocknung der Bahn.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyolefinfaser in einer zur Erzielung eines

OOU

Polyolefinfasergehaltes in dem fertigen Separatormaterial von etwa 12 bis etwa 16 Gew.-% ausreichenden Menge, die Polyesterfaser in einer zur Erzielung eines Polyesterfasergehaltes in dem fertigen Separatormaterial von etwa 5 bis etwa 8 Gew.-% ausreichenden· Menge, die Glasfaser in einer zur Erzielung eines Glasfasergehaltes in dem fertigen Separatormaterial von etwa 10 bis etwa 15 Gew.-% ausreichenden Menge, das Diatomeenerdematerial in einer zur Erzielung eines Diatomeenerdegehaltes in dem fertigen Separatormaterial von etwa 50 bis etwa 60 Gew.-% ausreichenden Menge und das Acrylatcopolymer-Bindemittel in einer zur Erzielung eines Bindemittelgehaltes in dem fertigen Separatormaterial von etwa 8,5 bis etwa 14 Gew.-% ausreichenden Menge verwendet werden.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Copolymer-Bindemittel um ein Copolymeres von Methylacrylat oder Äthylacrylat oder Propylacrylat oder Butylacrylat oder Mischungen davon handelt.
11. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Copolymer-Bindemittel um ein Copolymeres von Methylmethacrylat und Äthylacrylat, Mothylmc'thacrylat und Butylacrylat, Styrol und Äthylacrylat, Styrol und Butylacrylat oder Mischungen davon handelt.

_on
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch ου

gekennzeichnet, daß das Copolymer-Bindemittel einen an das Polymer-Grundgerüst gebundenen Silankuppler enthält.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch 35

gekennzeichnet, daß es sich bei der Diatomeenerde um eine solche handelt, die unter Zusatz eines Flußmittels calciniert worden ist.

5 r· " ■ Λ β Λ m m. Λ
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem anionischen Dispergiermittel um ein carboxyliertes Acrylamid handelt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem kationischen Ausflockungsmittel um ein Polyäthylenimin handelt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Dispersion in der Stufe (a) vor der Stabilisierung der Dispersion in der Stufe

(b) ein kationisches Ausflockungsmittel zugesetzt wird.
17. Batterie mit einem Elektrolyten und einer positiven Platte und einer negativen Platte, die durch einen

Batterieseparator voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Separator um einen solchen nach einem der Ansprüche 1 bis 7 handelt.
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