DE3325649C2 - Verfahren zur Herstellung für ein Trennelement für Akkumulatoren - Google Patents

Verfahren zur Herstellung für ein Trennelement für Akkumulatoren

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Nihon Muki Tokio/tokyo KK
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Abstract

Es wird ein beutelförmiges Trennelement der Papier mach art für Akkumulatoren sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung offenbart. Das Trennelement wird aus einem Blatt geformt, welches in einem nassen Papierherstellverfahren durch Vereinigen einer mikroporösen Schicht aus einem anorganischen Material, einem synthetischen Fasermaterial und einem Bindemittel sowie einer groben Schicht aus einem synthetischen Fasermaterial und einem Bindemittel, welche kein anorganisches Material enthält, erzeugt wird, welche dann durch Erhitzen miteinander verbunden werden. Aus diesem Blatt wird durch Umfalten ein Beutel geformt, wobei an vorbestimmten Stellen die zueinander hinweisenden Flächen der groben Schichten durch Thermofusion verklebt werden. Auf diese Weise erhält man ein beutelförmiges Trennelement mit hoher Haftfestigkeit an den Klebstellen und guten physikalischen und elektrischen Eigenschaften.

Description

'M zweiten Seite der mikroporösen Schicht aufgebracht wird.
;| 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß als synthetisches Pulpenma-
S> 25 terial und als Harz des synthetischen Fasermaterials die gleichen aus der Polyolefinreihe eingesetzt werden.
30 Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Seit Jahrn war es aus der US-PS 32 98 869 und nochmals aus der DE-OS 29 24 239 bekannt, ein Laminat aus einem mikroporösen Kautschukmaterial und einem grobporigeren nicht gewebtem weiteren Material herzustellen und als Trennelemente in Akkumulatoren zu verwenden. Es ist dort angegeben, für die eine Schicht des aus wenigstens zwei Schichteil beziehenden Laminats mikroporöses hitzehärtbares bzw. hitzegehärtetes Material
35 zu verwenden, dem zusätzlich Siliciumdioxid für Mikroporosität zugegeben ist, und für die andere Schicht aus in der Hitze härtbarer Polyesterfaser bestehendes Materia! als Stützkörper zu verwenden. Das Laminat wird durch
;:s Kalandern in einem 2-Walzen- bzw. 3-Walzen-Kalander hergestellt. Bei der Verwendung von thermoplasti-
,;:,J schem Material wird noch ein Extraktionsbad angewendet, um das Lösungsmittel aus dem Material auszulaugen
^ und die Mikroporen darin zu bilden. Wird zu vulkanisierendes Material verwendet, erfolgt <:och das erforderli-
Ia 40 ehe Vulkanisieren.
κ Für dieses bekannte Laminat sind in den genannten Druckschriften erreichbare Werte für elektrischen
J Widerstand, Zerreißfestigkeit, Dehnung und Berstfähigkeit angegeben. Die mechanischen Eigenschaften sind
% insbesondere auch für die Bearbeitung des Laminats wichtig, nämlich die Akkumulator-Platten damit zu umwik-
H kein oder daraus Umhüllungen oder Hülsen (für die Platten) zu falten.
Sj 45 Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren für ein einschlägiges Material anzuge-
H ben, wobei dieses Verfahren außer guten Werten für die oben genannten physikalischen Größen auch hohe
S Abschälfestigkeit ergibt, und zwar sowohl zwischen den Schichten als auch bei dem vorgesehenen Klebeab-
% schnitt. Das nach der Erfindung hergestellte Trennelement soll ein Minimum an auftretender Wölbung bzw. an
'$1 Neigung zur Bildung von Falten haben.
jp so Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Il Ein derartiges Trennelement ist hohen Anforderungen im Hinblick auf Widerstandsfähigkeit gegen Vibratio-
|1 nen, Reibung, Gasdruck und dergleichen im Verlauf des Herstellverfahrens eines Akkumulators und über die
Ss-] Dauer seiner Verwendung gewachsen.
fj Das für ein nach der Erfindung hergestelltes Trennelement-Blatt angewendete Verfahren entspricht einem
|| 55 solchen der Papierherstellung. Das Trennelement-Blatt besteht aus zwei jeweils nach Art der Papierherstellung
H hergestellten Schichten. Die eine mikroporöse Schicht des Trennelement-Blattes besteht aus anorganischem
0 Material, einem synthetischen Fasermaterial und einem Bindemittel. Die andere grobe Schicht besteht aus
1|? synthetischem Fasermaterial und einem Bindemittel, ist jedoch frei von anorganischem Material. Beide Schich-
|ΐ> ten werden entsprechend einem in der Papierherstellung bekannten Verfahren miteinander zusammengebracht
% 60 und durch Erhitzen miteinander verbunden. Das nachfolgende, durch Thermofusion durchzuführende Verkleben
f- erfolgt nach entsprechendem Falten des Trennelement-Blattes durch thermisches Verschmelzen der Schicht des
ν Blattes, die frei von anorganischem Material ist.
J;; Weitere Erläuterungen der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
: ' Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht eines nach der Erfindung hergestellten beuteiförmigen Trennele-
65 mentes,
; F i g. 2 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils des nach der Erfindung hergestellten Trennelement-Blattes,
und
' F i g. 3 ein Schemabild des bei der erfindungsgemäßen Herstellung verwendeten mechanischen Verfahrens.
Bei dem in den F i g. 1 und 2 gezeigten Beispiel umfaßt das beuteiförmige Trennelement der Papiermachart ein Trennelemeiit-Blatt 1 der Papiermachart, welches in der Weise hergestellt ist, daß eine mikroporöse Papierherstellschicht la aus einem anorganischen Material a, einem synthetischen Fasermaterial und einem synthetischen Pulpenbindemittel sowie eine Papierherstellschicht Xb, weiche aus einem synthetischen Fasermaterial und einem Bindemittel einer synthetischen Pulpe ohne anorganisches Material hergestellt ist und dementsprechend einen größeren Porendurchmesser in der Mikroporosität aufweist als die Schicht Xa, da sie kein anorganisches Material enthält, und nachfolgend als »grobe Papierherstellschicht« bezeichnet wird, durch ein Papierherstellverfahren miteinander vereinigt werden und durch eine Wärmebehandlung miteinander verbunden werden, und das resultierende Trennelement-Blatt 1 wird dann mit seiner groben Papierherstellschicht 1 b nach innen doppelt gefaltet, und seine zueinanderhinweisenden groben Papierhersteilschichten Xb, Xb, welche so aufeinandergelegt sind, daß ihre Flächen miteinander in Kontakt stehen, werden an ihren beiden Seitenkanten 2,2 und 2, 2 durch thermische Verschmelzung miteinander verklebt Das Bezugszeichen 3 bezeichnet einen Thermofusionsabschnitt. Wenn erforderlich, kann das beuteiförmige Trennelement an seinen nach innen zueinanderhinweisenden Flächen mit einer großen Zahl von parallelen Rippen 4 in Längsrichtung versehen werden, die im voraus mittels eines Druckprägeverfahrens auf dem Trennelement-Blatt ausgebildet worden sind, oder durch Anfügen paralleler Rippen an das Trennelement-Blatt, wodurch eine große Anzahl von längsgerichteten Flüssigkeitsstromräumen zwischen dem beuteiförmigen Trennelement 1 und beiden Seitenflächen einer darin enthaltenen Elektrodenplatie gelassen werden.
Das Trennelement 1 hat Beutelform, die durch Thermofusionsklebeabschnitte 3 zwischen Papierherstellschichten Xb geformt wird, welche kein anorganisches Material enthalten, so daß die Abblätterfestigkeit, oder anders ausgedrückt, die Reibungszugfestigkeit oder Haftfestigkeit des Thermofusions-Klebeabv.hnittes 3 verbessert wird im Vergleich zu der eines herkömmlichen beuteiförmigen Trennelements, und gleichzeitig wird auch die Biegefestigkeit, das heißt, die Falt-Dauerfestigkeit seines gebogenen Abschnitts ebenfalls verbessert, wie aus den nachfolgend beschriebenen Vergieichsergebnissen ersichtlich. Zusätzlich weist das Trennelement eine gute Oxidationsbeständigkeit im wesentlichen gleich der des herkömmlichen beuteiförmigen Trennelements an seiner äußeren mikroporösen Papierherstellschicht Xa auf, die das anorganische Material enthält. Die Poren der groben Papierherstellschicht Xb, die kein anorganisches Material enthält, sind vergleichsweise groß im Porendurchmesser, so daß der elektrische Widerstandswert des Trennelements 1 als ganzes völlig erhalten bleiben kann oder im wesentlichen gleich dem elektrischen Widerstandswert eines Trennelements ist, das nur die mikroporöse Papierherstellschicht Xa hat Wenn die Schicht Xb zu einer groben Papierherstellschiclrt mit extrem großen Poren geformt wird, kann jegliche Zunahme des elektrischen Widerstandswertes des Trennelements sicher verhindert werden.
Obzwar nicht dargestellt, kann das Trennelement-Blatt eine zusätzliche grobe Papierherstellschicht, die kein anorganisches Material enthält, haben, so daß auch die beim Beutel vorliegende Außenfläche eine Papierhersteüschicht Xb trägt. Dadurch können seine Biegefestigkeit, die Zähigkeit und andere Eigenschaften weiter erhöht werden.
Das anorganische Material ist ein anorganisches Pulver oder eine anorganische Faser oder eine Mischung von beiden. Was das anorganische Pulver betrifft, können ein oder zwei Arten oder mehr Siliciumdioxid, Kalziumsilikat, Kaolin, Ton, Talk, Diatomeenerde usw. verwendet werden. Was die anorganische Faser anbetrifft, könuen ein oder zvei oder mehr Arten von Glasfaser, Gesteinswolle, Asbestfaser usw. verwendet werden.
Hinsichtlich des synthetischen Fasermaterials können eine oder zwei oder mehr Arten aus der Polyesterreihe, Polyacrylnitrilreihe, der Polyolefinreihe, der Polyvinylchloridreihe, und der Phenolharzreihe verwendet werden. Vorzugsweise weist das Material eine Dicke von 0,5—5 Denier und eine Länge von 3—10 mm auf. Das Bindemittel ist im allgemeinen ein synthetisches Harzbindemittel. Zum Beispiel können als synthetisches Pulpenbindemittel Pulpen der Polyolefinreihe und unter diesen vorzugsweise insbesondere jede Pulpe aus Polyäthylen, Polypropylen, Polybuten oder einesi Intercopolymer von diesen, aber auch jede andere Art von Pulpe verwendet werden, und im allgemeinen wird irgendeine Pulpe verwendet, welche einen niedrigeren Schmelzpunkt hat als das vorgenannte synthetische Fasermaterial. Hinsichtlich der Polyäthylenpulpe wird im allgemeinen eine solche verwendet, deren Schmelzindex unterhalb von 6 liegt, und unter dem Gesichtspunkt der Festigkeit wird vorzugsweise eine solche verwendet, die unterhalb von 2 liegt. Vorzugsweise wird die synthetische Pulpe verwendet, deren Mahlgrad unterhalb 10 liegt.
Vorzugsweise weist die Papierherstellschicht Xa ein Mischungsverhältnis auf von 20—60 Gew.-°/o des anorganischen Materials, 10—3OGew.-°/o des synthetischen Fibermaterials und 30—50Gew.-% des synthetischen Pulpenmaterials. Vorzugsweise weist die grobe Papierhe. steiischicht Xb ein Mischungsverhältnis auf von 20—60Gew.-% des synthetischen Fibermaterials und 40—80Gew.-% des synthetischen Pulpenmaterials. Die Papierherstellschicht la in dem vorgenannten Mischungsverhältnis bietet eine gute mikroporöse Eigenschaft, eine gute Oxidationsbeständigkeit und eine gute Thermofusionsklebung, die durch die synthetische Pulpe zwischen den Fasern und den zwei Papierhersteilschichten bewirkt wird. Die grobe Papierherstellschicht Xb in dem vorgenannten Mischungsverhältnis bietet den Vorteil, daß der elektrisch1; Widerstand des beuteiförmigen Trennelements klein gehalten werden kann auf Grund der Tatsache, daß die Schicht Xb vergleichsweise groß im Porendurchmesser und gut in der Elektrolyt-Permeabilität ist. Das Gewicht der groben Papierherstellschicht la beträgt vorzugsweise 10—100 g/m2, und es besteht die Tendenz, daß die Reißfestigkeit des Thermofusionskiebeabschnitts vermindert wird, wenn der Wert unterhalb von 10 g/m2 liegt, und der elektrische Widerstand des Trennelements neigt dazu zu hoch zu werden, wenn der Wert oberhalb von 100 g/m2 liegt.
Das beuteiförmige Trennelement wird mit Hilfe nachfolgend angegebener Verfahrensmerkmale hergestellt. Die mikroporöse Papierherstellschicht und die grobe Papierherstellschicht werden im nassen Zustand gemäß einem Papierherstellscb:chtverfahren miteinander vereinigt und durch Erhitzung miteinander verklebt. An sich kann es dabei dazu kommen, daß das Blatt gekrumpelt wird oder sich wirft bzw. Falten annimmt, wenn es der
Wärmebehandlung unterworfen wird, und dies führt zu einem Trennelement, dessen Abschälfestigkeit zwischen den Schichten vermindert ist. Durch Wahl der anspruchsgemäßen Merkmale wird jedoch ein Trennblatt hergestellt, welches frei ist vom Auftreten solcher Wölbung und Falten und eine große Abschälfestigkeit zwischen den Schichten aufweist, und unter Verwendung eines derartigen guten Trennelement-Blattes als Zwischenprodukt wird schließlich das beuteiförmige Trennelement erreicht.
Daß jeweils nach innen weisende Flächen der groben Papierherstellschicht des Trennelcment-Blattes vorliegen, kann entweder durch Biegen eines einzelnen Trennelement-Blattes oder durch Verwendung von zwei aufeinandergelegenen Trennelement-Blättern bewirkt sein.
Das erfindungsgemäße Herstellverfahren wird in der Weise durchgeführt, daß die mikroporöse Papierher-Stellschicht und die grobe Papierherstellschicht wenn sie vereinigt werden, in ihrem Naßpapierzustand einen derart losen Aufbau haben, daß die synthetischen Fasern noch nicht durch Verbinden der Pulpen aneinander befestigt sind. Folglich kann eine thermische Schrumpfung des Blattes, die zum Zeitpunkt der nachfolgenden Erhitzung bewirkt wird, in jeder der Schichten ausgeglichen werden, und es besteht kein oder nur geringes Auftreten von Wölbungen und Falten in dem Trennelement-Blatt. In diesem Fall bewirken das synthetische Harz der Polyolefinreihe und die Pulpe der gleichen Reihe, daß der Unterschied an thermischer Schrumpfung zwischen ihnen stark vermindert ist.
Nachfolgend wird das Herstellverfahren im einzelnen an Hand von F i g. 3 weiter beschrieben:
Es sind ein erster Behälter 5 und ein zweiter Behälter 6 vorgesehen, und irgendeine Art eines synthetischen Fasermaterials aus der Polyolciinrcihc, ein synthetisches Pulpenmateria!, welches einen niedrigeren .Schmelzpunkt hat als das vorgenannte Fasermaterial und ein anorganisches Material werden so in den ersten Behälter 5 eingebracht, daß ihre jeweiligen Mengen innerhalb des Bereichs des vorgenannten Mischungsverhältnisses liegen, und diese Materialien werden durch einen herkömmlichen Zerfaserer (Pulper) oder dergleichen miteinander gemischt und ein anionisches oder kationisches Pulverkoaguliermittel wird mit zugefügt, und die resultierende Mischung wird durch eine ersie Papiermaschine 7 so behandelt, daß eine dadurch gebildete nasse Papierherstellschicht la auf ein endloses Förderband 8 transferiert wird. Andererseits werden ein synthetisches Fasermaterial und ein synthetisches Pulpenmaterial, welche im wesentlichen gleich den als Rohmaterial für die vorgenannte nasse mikroporöse Papierherstellschicht la verwendet sind, in den zweiten Behälter 6 eingebracht, wobei ihre jeweiligen geeigneten Mengen innerhalb des Bereichs des vorgenannten Mischungsverhältnisses liegen, und diese Materialien werden durch einen herkömmlichen Zerfaserer oder dergleichen gemischt, und danach wird die resultierende Mischung durch eine zweite Papiermaschine 9 so behandelt, daß eine dadurch erhaltene nasse grobe Papierherstellschicht Xb mit der laufenden nassen Papierherstellschicht la auf dem Förderband 8 vereinigt wird. Das resultierende nasse Vereinigungsblatt wird zum Pressen durch ein Paar Preßwalzen 10 geführt, und dadurch wird der enge Kontakt zwischen den beiden Schichten la und Xb gefestigt und gleichzeitig zu einer Schicht vorbestimmter Dicke geformt. Dann wird das Blatt in Druckkontakt mit einer Reihe heißer Walzen 11 getrocknet, die auf 110—120°C erhitzt sind, und wird dann auf 130—1500C erhitzt, während es mit einer Geschwindigkeit von 20 m/min durch eine Heizeinrichtung 12 läuft, wodurch die synthetischen Pulpenmateriaüen in den beiden Schichten la, Ib verschmolzen werden, um eine Verbindung sowohl zwischen den synthetischen Fasermaterialien als auch zwischen den beiden Schichten zu bewirken. Das Trennelement-Blatt 1, das die Heizeinrichtung 12 durchlaufen hat, wird durch eine Schneidvorrichtung 13 in Blätter zerschnitten, die jeweils zweimal so lang wie die Länge eines herzustellenden vorbestimmten Beutels sind. Das Trennelement-Blatt t der vorbestimmten Größe wird in seinem Mittelabschnitt gefaltet, wobei die grobe Papierherstellschicht 1 b innen gelegen ist, so daß die beiden groben Schichten Xb, Xb einander gegenüberliegen, und seine beiden Seitenkantenabschnitte 2,2 werden durch thermische Verschmelzung der Pulpen mittels einer Ultraschallheizeinrichtung oder dergleichen verklebt, um ein beuteiförmiges Trennelement zu erhalten.
Wenn erforderlich, sind zwei Preßwalzen 14 hinter der Heizeinrichtung 12 vorgesehen, so daß das Blatt zur zusätzlichen Pressung dort hindurchgeführt werden kann, und die Preßwalzen 14 können Walzen zum Prägen des Blattes sein. Wenn, obzwar nicht dargestellt, ein weiterer Behälter mit einer Papiermaschine für eine grobe Papierherstellschicht vor dem ersten Behälter 5 angeordnet ist, so daß eine darin hergestellt zusätzliche grobe Papierherstellschicht durch ein Papierherstellverfahren gebildet werden kann und durch das Förderband 8
so gefördert wird, um dann an der mikroporösen Papierherstellschicht Xa angeklebt zu werden, wird ein Trennblatt erzeugt, bei weichem die mikroporöse Papierherstellschicht Xa auf ihren beiden Seitenflächen die lüit ihr vereinigten groben Papierherstellschichten Xb aufweist, und folglich können selbst dann, wenn das Blatt herkömmlich bei ihren beiden Seitenflächen gefaltet wird oder zwei Blätter aufeinandergelegt werden, die groben Papierherstellschichten immer so aufeinandergelegt werden, daß sie zueinanderhinweisen, und auf diese Weise kann das Herstellverfahren des beuteiförmigen Trennelements mittels Thermofusionsverklebung erleichtert werden.
Die Erfindung wird weiter an Hand nachfolgend beschriebener Ausführungsbeispiele erläutert. In jedem dieser Ausführungsbeispiele ist das synthetische Fibermaterial 0,5 Denier dick und 5 mm lang, und das synthetische Pulpenmaterial hat einen Schmelzindex von 03 und das anorganische Material ist amorphes Siliziumdioxidpulver mit einer spezifischen Oberfläche von 200 m2/g.
Ausführungsbeispiel 1
Eine Mischung aus 10Gew.-% Polyesterfaser, 30Gew.-% synthetischer Polyäthylenpulpe und 6OGew.-°/o es amorphem Siliziumdioxidpulver sowie eine Mischung 5OGew.-°/o synthetischer Polyäthylenfaser und 50 Gew.-% synthetischer Polyäthylenpulpe werden zu Papierschichten verarbeitet und in entsprechenden Papiermaschinen miteinander zu einem kombinierten nassen Papierblatt verarbeitet, und das resultierende Naßpapierbiatt wird dann durch Pressen zu einem Blatt vorbestimmter Dicke geformt Danach wird es durch Erhitzen
bei 110—1200C getrocknet und dann auf eine Temperatur von etwa 1400C erhitzt, um die Bindung zwischen den :;!
vereinigten beiden Schichten durch Verschmelzen der synthetischen Pulpe zu bewirken, wodurch ein Trennele- ;>·!
ment erzeugt wird, bei welchem die mikroporöse Papierherstellschicht mit einem Blattgewichi von 100 g/m2 und ;|j
die grobe Papierhersiellschicht mit einem Blattgewicht von 50 g/m2 miteinander integriert sind. Dann wird das i\\
Trennelement durch einen Behandlungsbehälter mit einem Tränkmittel geführt und dann getrocknet. Das 5 ;jj
Triinkmittel ist ein anionisches oberflächen-aktives Agenz. ij|
Das resultierende Trennelement-Blatt, welches 0,4 mm dick ist und ein Blattgewicht von 150 g/m2 aufweist, $
wird iii Einzelblättern geschnitten, die je eine Länge haben, welche etwa doppelt so lang wie eine Elektrode ist, B
und dann wird es doppelt gefaltet, wobei die grobe Papierherstellschicht innen liegt, und die gegenüberliegenden ;a
Seitenkanten werden dann durch thermische Verschmelzung der Pulpen mittels einer Ultraschallerwärmung- io |
einrichtung miteinander verklebt, wodurch ein beuteiförmiges Trennelement erhalten wird, welches 0,4 mm dick ':'!
ist und ein Blattgewicht von 150 g/m2 aufweist. V
Ausführungsbeispiel 2
Eine Mischung aus 40 Gew.-°/o synthetischer Polyäthylenpulpe, 20 Gew.-% Polyesterfaser und 40 Gew.-% amorphem Siliziumdioxidpulver sowie eine Mischung aus 50 Gew.-% synthetischer Polyäthylenpulpe und 50 Gew.-% Polyesterfaser werden als Rohmaterialien zur Papierherstellung verwende:. Das weitere Verfahren ist wie beim Ausführungsbeispiei t.
Ausführungsbeispiel 3
Eine Mischung aus 50Gew.-% synthetischer Polyäthylenpulpe, 30Gew.-% Polyesterfaser und 20Gew.-% amorphem Siliziumdioxidpulver sowie eine Mischung 50Gew.-% synthetischer Polyäthylenpulpe und 50 Gew.-% Polyesterfaser werden verwendet. Das weitere Verfahren ist wie beim Ausführungsbeispiel 1.
Ausführungsbeispiel 4
Eine Mischung 40 Gew.-% synthetischer Polyäthylenpulpe, 20 Gew.-°/o Polyesterfaser und 40 Gew.-% amor- ;■
phcTi Siliziumdioxidpulver sowie eine Mischung aus 40 Gew.-% synthetischer Polyäthylenpulpe und 60 Gew.-% Polyesterfaser werden verwendet. Das weitere Verfahren ist wie beim Ausführungsbeispiel 1.
Ausführungsbeispiel 5
Eine Mischung aus 40Gew.-% synthetischer Polyäthylenpulpe, 20 Gew.-% Polyesterfaser und 40Gew.-% amorphem Siliziumdioxidpulver sowie eine Mischung aus 60 Gew.-°/o synthetischer Polyäthylenpulpe und 40 Gew.-% Polyesterfaser werden verwendet. Das weitere Verfahren ist wie beim Ausführungsbeispiel 1, -Λ
Ausführungsbeispiel 6
Es werden die gleichen Materialien und die gleichen Mischungsverhältnisse wie in Ausführungsbeispiei 2 verwendet, und die mikroporöse Papierherstellschicht mit einem Blattgewicht von 100 g/m2 wird auf beiden Seitenflächen mit den entsprechenden groben Papierherstellschichten vereinigt, die je ein Blattgewicht von 25 g/m2 aufweisen. Das weitere Verfahren ist wie bei dem Ausführungsbeispiel 1.
Ausführungsbeipiel 7
Statt der bei Ausführungsbeispiel 2 verwendeten Polyesterfaser wird Acrylfaser verwendet. Wie beim Ausführungsbeispiel 2 wird weiter ein beuteiförmiges Trennelement erzeugt.
Das Trennelement in jedem der Ausführungsbeispiele 2- 7 ist 0,4 mm dick und weist ein Blattgewicht von 150 g/m2 auf und ist ansonsten gleich dem in dem Ausführungsbeispiel 1.
Als Bezugsbeispiel werden die gleichen Rohmaterialien wie bei den obigen Ausführungsbeispielen verwendet, und es wird ein beuteiförmiges Trennelement durch das folgende Verfahren hergestellt.
Bezugsbeispiel
Eine Mischung aus 20 Gew.-% Polyesterfaser, 40 Gew.-% synthetischer Polyäthylenpulpe und 40 Gew.-% amorphem Siliziumdioxidpulver wird zubereitet, und daraus wird durch ein herkömmliches nasses Papierher- ω stellverfahren ein nasses Papierblatt hergestellt. Nach Pressen zu einem Blatt vorbestimmter Dicke wird es durch Erhitzen bei 110 bis 1200C getrocknet und wird dann auf eine Temperatur von 140° C erhitzt, um die Bindung zwischen den Fasern mittels Verschmelzung der synthetischen Pulpe zu bewirken, um so ein Trennelement-Blatt mit einem Blattgewicht von 150 g/m2 und 0,4 mm Dicke zu erhalten. Auf die gleiche Art wie in Ausführungsbeispiel 1 wird das Blatt zu Blättern geschnitten, die je eine vorbestimmte Länge aufweisen, und das es Blatt vorbestimmter Größe wird doppelt gefaltet und beide Seitenkanten der zueinanderhinweisenden Flächen werden durch Thermofusion der Pulpe mittels einer Ultraschallerwärmungseinrichtung miteinander verklebt, um ein beuteiförmiges Trennelementblatt von 0,4 mm Dicke und einem Blattgewicht von 150 g/m2 zu erhalten.
Die gemäß Beschreibung hergestellten und die in dem Bezugsbeispiel hergestellten beuteiförmigen Trennclemente der Erfindung werden bei Thermofusionsklebeabschnitten und anderen auf verschiedene Eigenschaften hin untersucht, um die resultierenden Daten zu erhalten, die in Tabelle 1 gezeigt sind.
5 Tabelle 1
Elektr. Reiß Faltfestig Abschälfestig Abschälfestig Auftreten
Widerstand festigkeit keit keit bei Klebe keit zwischen von Wölbung,
(Last 300 g) abschnitt Schichten Falten
n/dm2/Blatt g ■ cm Anzahl kg/cm kg/cm
Beispiel 1 0,0006 160
Beispiel 2 0,0008 220
Beispiel 3 0,0012 250
Beispiel 4 0,0007 230
Beispiel 5 0,0013 250
Beispiel 6 0,0008 210
Beispiel 7 0,0008 215
Bczugsbcispic! Λ ΛΛ1 O
υ,υυ 11. 		100
Tabelle 2
1800 >3000 >3000 >3000 >3000 >3000 >3000
1,0 1.0 1,0 0,7 1,2 0,9 1,0 0,3
0,5
0,6
0,6
0,5
0,6
0,6
0,6
kein kein kein kein kein kein kein wenig
Elektr. Reiß Faltfestig Abschälfestig Abschäl festig Auftreten
Widerstand festigkeit keit keit bei Klebe- keit zwischen von Wölbung.
(Last 300 g) abschnitt Schichten Falten
n/dm2/Blatt g · cm Anzahl kg/cm kg/cm
Kontrollbeispiel 1 0,0008 190 >3000 1,0 0,1 ja
Kontrollbeispiel 0,0035 310 >3000 1,1 0,3 ja
Wie aus Tabelle 1 ersichtlich, sind die erfindungsgemäßen beuteiförmigen Trennelemente alle ausgezeichnet, insofern die Abschälfestigkeit (mit anderen Worten die Reibungszugfestigkeit oder die Haftfestigkeit) bei ihren Thermofusionsklebeabschnitten bedeutend erhöht ist, und auch die anderen physikalischen Eigenschaften sind so ausgezeichnet, daß ihre elektrischen Widerstände im wesentlichen gleich oder kleiner als bei dem Bezugsbeispielprodukt sind, das heißt, bei dem beuteiförmigen Trennelement, welches das anorganische Material enthält.
Zum Beweis der Wirkung des geschilderten Herstellverfahrens der Erfindung werden nachfolgend Kontrollbeispiele der Herstellverfahren beschrieben, und verschiedene Eigenschaften der Produkte sind in Tabelle 2 gezeigt.
Kontrollbeispiel 1
Eine im voraus hergestellte getrocknete grobe Papierschicht aus Polypropylenfaser wird durch ein Papierherstellverfahren mit einer nassen Papierschicht vereinigt, die durch eine Papiermaschine hergestellt ist aus einer Mischung von 20 Gew.-°/o Polyesterfaser, 40 Gew.-°/o Polyäthylenpulpe und 40 Gew.-°/o amorphem Siliziumdioxidpulver, welches die gleichen Materialien wie diejenigen in Ausführungsbeispiel 1 sind, und das resultierende Papier wird getrocknet und zwischen den Schichten durch Verschmelzung der Pulpe durch Erhitzen bei 1400C verklebt, um ein Trennelement von 0,4 mm Dicke mit einem Blattgewicht von 150 g/m2 zu erhalten, bei welchem eine mikroporöse Papierherstellschicht mit einem Blattgewicht von 100 g/m2 und einem nicht gewebten Material mit einem Blattgewicht von 50 g/m2 miteinander integriert sind. Auf die gleiche Art wie bei Ausführungsbeispiel 1 wird das Blatt geschnitten und jedes Blatt wird doppelt gefaltet, wobei die grobe Papierschicht innen liegt, und beide Seitenkanten des Blattes werden durch Thermofusion mittels einer Ultraschalierwärmungseinrichtung verklebt, um ein beuteiförmiges Trennelement zu erhalten.
Kontrollbeispiel 2
Zur Erhöhung der Abschälfestigkeit zwischen den Schichten des Produkts in dem Kontrollbeispiel 1 wird das
Zweischicht-Blatt, bevor es der Wärmebehandlung bei 1400C unterworfen wird, mit Acrylharz-Emulsionsflüssigkeit imprägniert so daß das Acrylharz im Verhältnis von 20 Teilen zu 100 Teilen des Blattes daran haftet. Das weitere Verfahren ist wie bei dem Kontrollbeispiel 1. Es wird ein beuteiförmiges Trennblatt von 0,4 mm Dicke
und einem Blattgewicht von 168 g/m2 erzeugt
Verschiedene Eigenschaften der Produkte dieser Kontrollbeispiele 1 und 2 sind in Tabelle 2 gezeigt
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich, kann bei dem beuteiförmigen Trennblatt des Kontrollbeispiels 1 die Abschälfestigkeit bei dem Thermofusioiis-Kiebeabschnitt erhöai werden, ohne den elektrischen Widerstand zu erhöhen, aber es ist insofern nachteilig, als Wölbung und Falten verursacht werden. Das Erzeugnis des Kontrollbeispiels 2 ist nicht gut, da der elektrische Widerstand weit jenseits 0,0015 n/dm2/Blatt liegt was für praktische Verwendung geeignet ist.
Das bedeutet, daß es bei dem Herstellverfahren der Erfindung wesentlich ist, daß die mikroporöse Papierherstellschicht und die grobe Papierherstellschicht unter der Bedingung miteinander vereinigt werden, daß beide
Gestalt von nassem Papier vorliegen, und es ist bestätigt worden, daß durch dieses Verfahren ein Trennelement
der Papiermachart derart hergestellt werden kann, daß die Abschälfestigkeit zwischen den Schichten erhöht
wird und es kein oder wenig Auftreten von Fallen und Wölbung gibt, undd im Ergebnis kann ein beuteiförmiges
Trennelement guter Qualität hergestellt werden.
Das erfindungsgemäß hergestellte Trennblatt ist stabil, dauerhaft, zäh und hat eine lange Nutzungsdauer.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines beuteiförmigen Trennelements für Akkumulatoren, bei dem ein mehr-
Jf schichtiges Blatt nach Art der Papierherstellung hergestellt wird, wobei eine Schicht aus mikroporösem
$ 5 Material mit Füllstoff und eine andere Schicht aus porösem Stützmaterial besteht und diese Schichten
|| zwischen Walzen hindurchgeführt, getrocknet und geschnitten werden, dadurchgekennzeichnet,
•| daß das Material der mikroporösen Schicht (ta), das aus einer Mischung aus synthetischem Fasermateria!,
;1 synthetischem Pulpenmaterial und anorganischem Material besteht, und das Material der zweiton, grobpori-
I gen Schicht (1 b). das aus einer Mischung aus synthetischem Fasermaterial und synthetischem Puipem jaterial |; ίο besteht, aber frei von anorganischem Material ist, beide (la und \b) in noch nassem Zustand nach einem |a Papierherstellungsverfahren miteinander schichtweise aufeinanderliegend vereinigt werden, daß das so ent- §? standene, noch nasse Blatt erhitzt wird, so daß eine Trocknung und eine Verbindung der Schichten durch \Ά Verschmelzen der synthetischen Pulpenmaterialien erfolgt, daß das entstandene Trennelement-Blatt, bei
II welchem die das anorganische Material enthaltende mikroporöse Schicht (\a) und die von anorganischem φ. is Material freie grobporige Schicht (Ib) vereinigt sind äo zugerichtet wird, daß für den herzustellenden Beutel Il nach innen hinweisend Flächen der grobporigen Schicht aufeinander liegen und
Il daß an den durch den Beutel vorgegebenen Abschnitten (2) das für den Beutel vorgesehene Verkleben (3) der
ip aufeinanderliegenden grobporigen Schichten durch Thermofusion durchgeführt wird.
'iß 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein jeweils einzelnes Trennelement-Blatt so
Il 20 gefaltet wird, daß die grobporigen Schichten (Ib) der beiden aufeinandergefalteten Anteile aufeinanderlie-
s| gen und miteinander verklebt werden.
M 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß eine zweite grobporige Schicht auf der
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