DE69001829T2

DE69001829T2 - Mehrrohrige folien mit verstaerkter struktur fuer bleisaeure-batterieelektroden.

Info

Publication number: DE69001829T2
Application number: DE9090101083T
Authority: DE
Inventors: Giovanni Terzaghi
Original assignee: TERMAR Srl
Current assignee: TERMAR Srl
Priority date: 1989-01-27
Filing date: 1990-01-19
Publication date: 1993-09-16
Anticipated expiration: 2010-01-20
Also published as: IT8919213A0; EP0383044B1; DE69001829D1; ATE90479T1; IT1228016B; EP0383044A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft poröse Halterungen mit verstärkter Struktur für Bleisäure-Batterien und insbesondere mehrrohrige Folien für Bleisäure-Batterieelektroden, insbesondere für Füllsysteme mit aktivem Material in flüssiger, aufgeschwemmter oder Pastenform.
Seit vielen Jahren sind die sogenannten Röhrchenplatten, die besser unter Panzerplatten bekannt sind, erfolgreich als positive Elektroden in industriellen Bleisäure-Batterien für ortsfeste Batterien und für Fahrzeugbatterien verwendet worden.
Diese Platten sind in der Literatur beschrieben; insbesondere beziehen wir uns auf das USA-Patent 4,048,399 und das britische Patent 1 599 084 und den Artikel "Technology of lead-acid batteries" - "Chemical technologies" Nr. 4-1-1981, die alle im Namen desselben Erfinders sind. Mehrrohrige Folien für das Zurückhalten bzw. für die Sicherung des aktiven Materials in den Elektroden von Bleisäure-Batterien mit den Merkmalen, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert sind, sind aus der EP 0 218 777 A und der DE 28 20 501 A bekannt.
Wie gut bekannt ist, hängt die Lebensdauer von Bleisäure- Batterien streng von dem Entfernen bzw. dem Lösen des aktiven Materials von den Platten ab, sowohl von der positiven als auch der negativen, und von der Korrosion der Leitung in der Bleilegierung oder der Gitterhalterung, insbesondere der der positiven Platte. Beide Wirkungen werden durch mechanische Belastung aufgrund der Volumenänderung des aktiven Materials während des Be- und Entladen, durch die Überladung von den Elementen und auch durch Schwingungen, denen die Batterie unterworfen sein kann, verursacht.
Um die schnelle Verschlechterung der Batterien zu verhindern wurde ein Versuch unternommen, die obengenannten Probleme durch die Verwendung spezieller Haltestrukturen zu beschränken, bspw. genau mehrrohrige Gewebefolien, insbesondere für die positiven Röhrchenplatten von industriellen Batterien.
Die mehrrohrigen Gewebefolien bestehen aus Reihen von kleinen Rohren, die durch Weben synthetischer, poröser säurebeständiger Garne erhalten werden, die einen Außendurchmesser von etwa 9 mm haben, und miteinander verbunden und parallel Seite an Seite angeordnet sind. Die kleinen Rohre werden dann mit Bleioxyd nach dem Einfügen eines mittigen Bleilegierungsgitters gefüllt, das korrosionsbeständig ist.
Es ist auch gut bekannt, daß die Kapazität der Platte nicht nur von der Menge des aktiven Materials, sondern auch von der Zugänglichkeit des aktiven Materials durch die notwendige Menge an Säure und von der Zugänglichkeitsgeschwindigkeit abhängt, die durch den Entladevorgang gefordert wird.
Es ist jedoch selbstverständlich, daß, um eine Röhrchenplatte von guter Qualität und großer Lebensdauer zu erhalten, die folgenden Probleme gelöst werden müssen:
- Halten des aktiven Materials und Garantieren einer reziproken Kohäsion seiner Kristalle oder Körner, als auch ihre konsequente Haftung an das leitende Haltegitter;
- Beibehalten der obengenannten Kohäsion und Haftung, gleichzeitiges Garantieren einer hohen konstanten Porösität, damit das Elektrolyt vollständig und schnell fließen kann;
- Garantieren der notwendigen Elastizität der porösen Halterung und seiner Konstanz über eine Zeitdauer, in der das Gemisch Volumenänderungen durch die Umwandlung von PbO&sub2; in PbSO&sub4; unterworfen ist;
- Erhalten einer guten konstanten mechanischen Festigkeit über eine Zeitdauer;
- Erhalten eines hohen Widerstandes bezüglich einer elektrochemischen 0xidation;
- Erhalten eines geringen elektrischen Widerstandes der porösen Halterung;
- Erhalten einer minimalen Kontamination des Elektrolyts, die durch die Produkte des Brechens von polymeren Molekülen der Halterung verursacht wird, insbesondere bezüglich der Chlor- und Perchlorionen; und
- Erhalten einer hohen konstanten Kapazität während der Lebensdauer der Batterie (gemessen in der Anzahl der Be- und Entladezyklen).
All diese Eigenschaften können durch die Verwendung eines guten Rohrhaltegitters aus einer Bleilegierung erhalten werden und einer guten mehrrohrigen Folie einer optimalen Füllung der Folie mit dem Gemisch aus Bleioxiden, die das aktive Material der positiven Elektrode der Bleisäure-Batterie bildet.
Der wichtigste Vorgang bei dem industriellen Herstellungszyklus einer Röhrchenplatte ist das Füllen der kleinen Röhrchen bzw. Rohre der Folie.
Es gibt grundlegend zwei Systeme: das erste verwendet Bleistaub, das zweite Pasten oder flüssige Mittel, in denen die Bleioxide suspendiert sind. Diese zwei Systeme werden jeweils am geläufigsten Trockenfüllung und Feuchtfüllung genannt. In dem Trockenfüllsystem füllt das Pulver, das von oben zugeführt wird, zunehmend mittels einer Schlageinrichtung oder eines Vibrators die einzelnen kleinen Rohre der mehrrohrigen Folie, die in einer senkrechten Stellung angeordnet ist, bis die gewünschte Pulverdichte innerhalb der Rohre erhalten wird.
Auf dem Markt existieren unterschiedliche Systeme: einige sehr einfache, die aus einem Behälter zusammengesetzt sind, in dem eine bestimmte Anzahl von mehrrohrigen Folien angeordnet sind. Der Bleistaub wird von oben zugeführt, während der Behälter heftig vibriert bis all die Folien gefüllt sind.
Andere Systeme werden automatisch betrieben, meistens kontinuierlich, und verwenden Drehtische oder Kettensysteme, die die Folien von der Füllstellung befördern, wobei die leeren mehrrohrigen Folien bis zu dem Endpunkt der mehrrohrigen Platte gefüllt werden, die mit Bleioxyd gefüllt ist.
Wie es oben genannt ist, gibt es im wesentlichen zwei Feuchtsysteme:
eines verwendet eine Paste mit einer Viskosität, die mit einer Zahnpasta vergleichbar ist, und das andere eine flüssige Lösung, die die Bleioxydteilchen in Suspension hält. Bei dem ersten System wird das aktive Material in Pastenform in die kleinen Rohre der mehrrohrigen Folie durch eine Maschine extrudiert, die beim langsamen Einziehen gleichzeitig den Raum innerhalb eines jeden einzelnen Rohres mit aktivem Material füllt.
In diesem Fall hat die Paste eine hohe Viskosität und Dichte und benötigt einen ziemlich kompakten Gewebeaufbau, um innehalb des Rohres gehalten zu werden. Ferner tritt eine Extrusion durch Druck auf und die mehrrohrige Folie muß deshalb geeigent sein, diesem Druck geeignet zu widerstehen, ohne einer permanenten Verformung zu unterliegen. Sie muß auch geeignet sein, die Paste elastisch und festgedrückt gegen den Gitterstab des leitenden Bleinetzes bzw. Bleigitters zu halten.
Bei einem anderen Füllsystem, das stattdessen eine Dispersion von Bleioxiden in Wasser verwendet, wird die mehrrohrige Folie in einer sehr kurzen Zeit durch eine Düse, die aus sovielen Löchern zusammengesetzt ist, wie es kleine Rohre in der mehrrohrigen Folie gibt, gefüllt, bspw. etwa eine Sekunde, und von dem die Flüssigkeit, die das suspendierte Bleioxid enthält unter Druck ausfließt. Die Flüssigkeit fließt dann aus der Masche und den Poren der Folie, während die Oxide innerhalb der Folie gehalten werden. In diesem zweiten Fall ist der Druck nicht groß und die Füllgeschwindigkeit ist beträchtlich. Auch in diesem Fall muß die Folie geeignet sein, einen sehr schnellen Abfluß des Wassers vorzusehen, aber sie muß auch geeignet sein, die suspendierten Bleioxide zurückzuhalten, um zu verhindern, daß die Oxidteilchen mit dem Wasser ausfließen.
Beide Systeme, das Trocken- und Feuchtsystem, zeigen Vorteile und Nachteile.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese und andere Aufgaben, die aus der folgenden Beschreibung hervorgehen, erreicht durch eine mehrrohrige Folie mit verstärkter Struktur für Bleisäure-Batterieelektroden, die aus zwei getrennten Lagen eines identischen Gewebes bestehen, die in regelmäßigen Intervallen bzw. Abständen gekreuzt werden, um eine Reihe von kleinen regelmäßigen Rohren zu bilden, in denen das Gewebe ausgebildet wird, in Querrichtung durch einen durchgehenden, hochfesten elastischen Multifilamentgarn, der mit wenigstens 200 Drehungen pro Meter gedreht bzw. gezwirnt ist und durch ein kontinuierliches voluminöses Stapelgarn gebildet ist.
Das Gewebe wird in einem Webstuhl in zwei getrennten Lagen hergestellt, die während der Herstellung an gleichen und regelmäßigen Abständen gekreuzt werden, um ein Rohrgewebe zu bilden, das mit Lösungen auf Kunstharzbasis imprägniert, getrocknet und wärmeverformt wird.
Jedoch hat es kürzlich eine große Entwicklung von industriellen Nasstypfüllsystemen gegeben, die eine bessere Kontrolle der Verunreinigung durch den Bleistaub erlaubt: dieses System erzeugt in der Tat keine Staubverunreinigung von Luft, sondern hält den gesamten Staub in der Flüssigphase, so daß nur das Wasser verwendet wird, das wiedergewonnen und geeignet gefiltert wird, wobei eine Gasverunreinigung vollständig verhindert wird.
Eines der Ziele der vorliegenden Erfindung ist es, eine mehrrohrige Folie für Bleisäure-Batterien aus einem gewebten rohrförmigen Gewebe mit verstärkter Struktur und mit hoher Porösität und Filterkapazität zu erhalten, das insbesondere für Feuchtfüllung von kleinen Rohren geeignet ist.
Das Hauptproblem der mehrrohrigen Folien ist es, die Kompaktheit der Gewebe und daher den Wert ihrer elektrischen Widerstände mit der Kapazität des Gewebes, das aktive Material zu halten, das darin enthalten ist, zu optimieren.
Wenn Trockenfüllsysteme verwendet werden muß eine optimale Folie hochfest sein und seine Oberfläche so glatt wie möglich sein, um den schnellen Fluß von Pulver innerhalb des Rohrs zu erlauben und es muß das Austreten dieses Staubes durch die Poren des Gewebes verhindern.
Wenn eine Feuchtfüllung verwendet wird, muß dazu im Gegensatz die mehrrohrige Folie als Filter wirken, d. h. sie muß die Oxidsuspension innen halten und möglicherweise nur dem Wasser und/oder der die Bleioxide transportierenden Lösung erlauben durchzuflieEen.
Es gibt unterschiedliche Arten von mehrrohrigen Folien auf dem Markt, wie z. B. eine, die aus gemischten Polyester-Polypropylen oder Modacrylfasern hergestellt ist. Diese Materialien werden normalerweise nicht mit Harzen behandelt und sind halbfest bzw. halb steif (semirigid) und selbsttragend, da sie durch einen einfachen thermischen Effekt härten, wobei dies im ersten Fall durch Schmelzen des Polypropylens, das die Polyesterfasern aneinanderbindet und im zweiten Fall dadurch geschieht, daß die Faser thermisch zusammenziehbar ist. Die so erhaltenen mehrrohrigen Folien werden aus Garnen zusammengesetzt, die aus kurzen synthetischen Stapelfasern hergestellt sind. Diese Folien haben daher eine hohe Porösität und eine Porengröße die geeignet ist insbesondere Pasten und Flüssigkeiten zu halten, d. h. geeignet für eine Feuchtfüllung. Diese Folien werden auch für eine Trockenfüllung verwendet, aber in diesem Fall sind sie durch die geringe Steifigkeit schwieriger zu füllen und neigen dazu, Staub auf der Außenseite während des Füllens zurückzuhalten. Ferner habe diese Folien eine geringe Elastizität, und während sie einen ausreichenden Oxidationswiderstand aufweise können sie aufgrund der Temperatur und der elektrochemischen Oxidation beträchtliche Mengen von Chlor oder Derivaten davon in das Elektrolyt abgeben, was ernste Folgen für die Lebensdauer der Batterie hat.
Die Folien, die aus gemischten Polypropylen-Polyester-Garnen hergestellt sind, bieten neben der Schwierigkeit mit der Trockenfüllung eine geringe Oxidationsresistenz.
Es gibt auch mehrrohrige Folien, die aus Polyestergarnen mit unterschiedlicher Beschaffenheit und Art gebildet sind, wie z. B. hochfeste Multifilamentpolyestergarne und Polyesterstapelgarne, die normalerweise mit synthetischen Harzen auf Acrylbasis bedeckt sind, um die Steifigkeit und den Oxidationswiderstand bzw. die Oxidationsresistenz zu erhöhen. Jedoch bei einer übermäßigen Anwendung, um die kurzen Polyesterfasergarne vor Oxidation zu schützen, können diese Harze, die thermoplastisch sind, einige Probleme durch eine Temperaturzunahme innerhalb der Batterie verursachen.
Mehrrohrige Folien in Polyesterfilz existieren auch (italienisches Patent Nr. 666 203, britisches Patent Nr. 1 551 798), die aus zwei Lagen von dünnem Polyesterfilz in angrenzenden Parallellinien mit gleichen regelmäßigen Abständen aufgeheftet sind, wobei die Lagen dann mit Harzen besprüht werden, um die ihnen während der Produktion der mehrrohrigen Folien vorgegebenen Form zu halten. Polyesterfilze haben grundsätzlich eine hohe Porösität, aber haben ziemlich schlechte mechanische Eigenschaften und weisen keinerlei Elastizität auf. Ferner geht es während der Batteriebe- und Batterieentladezyklen Änderungen im Durchmesser der Folienrohre, die eine permanente lokale Verformung verursachen.
Dies bedeutet natürlich einen Verlust des Druckes des aktiven Materials um den Gitterstab und deshalb den Verlust von Leitfähigkeit und eine Zunahme im Innenwiderstand der aktiven Masse. Es ist auch gut bekannt, daß diese Folien keine thermische Stabilität haben und daher ungeeignet für die Verwendung in Batterien sind, die insbesondere unter harten Bedingungen betrieben werden (brit. Patent Nr. 1 574 722). Sie sind für Füllungen mit Flüssigkeiten optimal geeignet und sind auch für Füllungen mit Pasten geeignet.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine mehrrohrige Folie herzustellen, die all die vorhin dargestellten Anforderungen erfüllt und die neben einer außergewöhnlichen Resistenz gegenüber elektro-chemischer Oxidation gute mechanische und elastische Eigenschaften und eine hohe Filter- und Rückhaltekapazität des aktiven Materials hat, um in einem Feuchtfüllsystem verwendet zu werden.
Der Ausdruck Polyester, wie er in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, bezieht sich vorallem und vorzugsweise auf Terephthalat-Polyethylen, selbst wenn andere Polyester wie Polybutylen-Terephthalat verwendet werden können.
Die Verdrillung des durchgehenden Multifilament-Polyester-Garns liegt zwischen 200 und 600 Umdrehungen pro Meter.
Die durchgehenden Multifilament-Polyester-Garne sind heutzutage sowohl mit einer hohen Festigkeit und von der normalen Art auf dem Markt erhältlich. Diese Garne bestehen aus einer bestiirimten Anzahl von durchgehenden Filamenten, die alle gleich sind, im allgemeinen etwa mit einer Zahl von 5 Dtex , die zusammen den durchgehenden Garn bilden. Wenn die Filamente geeignet verdrillt sind, besitzt der Garn eine Kompaktheit und einen Grad an Elastizität, der von den Eigenschaften der Filamente abhängt und von der angewandten Verdrillung, wie es in der italienischen Patentanmeldung Nr. 19127A/88 durch diesen Anmelder beansprucht ist.
Anstatt, daß er verdrillt wird, kann der Multifilamentgarn texturiert oder voluminös sein, wobei komprimierte Luft oder unterschiedliche Techniken verwendet werden. Die einzelnen Filamente werden folglich auseinander bewegt, um ein größeres Volumen des Garns zu erhalten. Bei dieser Volumentechnik werden die einzelnen Garnfilamente auch miteinander verbunden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können diese texturierten oder voluminösen Garne mit hoher Geschwindigkeit in einer solchen Art und Weise behandelt werden, daß die äußersten Filamente gestapelt werden, d. h. geschnitten und um sich selbst gewickelt, um dem Garn bzw. dem Faden eine vorbestimmte Haarigkeit zu geben. In Abhängigkeit von der Arbeitsgeschwindigkeit behalten ungefähr 80% der Filamente ihre ursprüngliche Form und Länge, d. h. praktisch unbegrenzt im Vergleich mit den Abmessungen der Gewebe; die übrigbleibenden Filamente, insbesondere die am weitesten außen liegenden, werden gebrochen und können frei längs dem Garn angeordnet werden, um ihm eine weitere Teilverzweigung zu geben.
Die so erhaltenen Garne, die geeignet voluminös und gestapelt sind, haben deshalb alle die Eigenschaften der ursprünglichen Multifilamentgarne; insbesondere, wenn man von hochfesten Garnen ausgeht, werden sie die Eigenschaften eines hochfesten Garnes haben und daher eine Spannungsbruchbelastung von wenigstens 50 cN/Dtex haben.
Durch geeignetes Kombinieren durchgehender, hochfester Multifilamentgarne, die mit hoher Spannung verdrillt sind, und hochfesten voluminösen und gestapelten Garnen, wird ein Gewebe mit extrem hohen mechanischen Eigenschaften, hoher Längs- und Querelastizität und gleichzeitig mit einem hohen Grad von Porösität erhalten, die durch den voluminösen Garn bestimmt ist. Folglicherweise wird die Porösität des Gewebes nicht nur durch ihre Masche (Makroporösität), d. h. durch die freien Räume, die zwischen angrenzenden Garnen erhalten werden, sondern auch durch die Porösität innerhalb der voluminösen und gestapelten Garne selbst (Mikroporösität) erhalten.
Das so erhaltenen Gewebe kann ferner gegen Oxidation geschützt werden und durch die Verwendung von herkömmlichen Kunstharzen oder Sprühmittel auf Phenol- oder Acrylbasis steif gemacht werden. Es sind auch andere Schutzmaßnahmen mit Kunstharzen möglich, die insbesondere gegenüber Säuren und Oxidation beständig sind. Die Harzimprägnierung erlaubt auch, die Vakuum- bzw. Hohlräume innerhalb des voluminösen Garns mechanisch zu befestigen und die Mikroporösität desselben beizubehalten. Als ein nicht einschränkendes Beispiel wird nachfolgend eine Beschreibung eines Herstellungsprozesses einer mehrrohrigen Folie mit den obengenannten Eigenschaften angegeben.
Ein quadratisches, stoffartiges, doppelrohriges Gewebe wird in Kettrichtung mit durchgehenden, hochfesten Polyester-Multifilamentgarnen der therniisch zusammenziehbaren Art, mit einer Zahl von 600 Dtex und 200 Umdrehungen pro Meter hergestellt. Für den Schußgarn werden wahlweise ein durchgehender hochfester Multifilamentgarn der thermisch stabilen Art, d. h. nicht thermisch zusammenziehbar, mit einer Zahl von 600 Dtex und 250 Umdrehungen pro Meter und ein hochfester voluminöser Multifilament-Stapelgarn mit einer Zahl von 500 Dtex mit einer doppelten Längsdrehung von 150 Umdrehungen pro Meter verwendet.
Das Gewebe wird auf einem herkömmlichen Webstuhl in zwei getrennten gleichen Lagen hergestellt, die an regelmäßig vorbestimmten Abständen gekreuzt werden, so daß das Gewebe, das anfangs oben auf ist, bei dem folgenden Abstand zur Unterseite wird und umgekehrt.
Jedes von diesen Abstandsteilen wird zu einem kleinen Rohr des Rohrgewebes. Das Gewebe wird dann mit 30% Phenolformaldehydbasislösung imprägniert, der ein Katalysator zugeführt wird, um die Polymerisationsreaktion des Phenolharzes zu beschleunigen. Das in einem Ofen getrocknete Gewebe wird dann bei einer Temperatur zwischen 100 und 250 ºC thermisch verformt, dadurch daß in jedes der gleichen Rohre eine Metallspindel mit einer gewünschten Form eingeführt wird, beispielsweise mit einem kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser von 8,0 mm. Durch eine thermische Verformung bei einer Temperatur von etwa 200 ºC für 15 Minuten wird ein halbfestes, selbsttragendes, poröses mehrrohriges Gewebe erhalten. Wenn die Metallspindeln herausgezogen werden, kann das Gewebe auf eine Größe geschnitten werden, um eine mehrrohrige Folie der geforderten Abmessungen zu erhalten. Mehrrohrige Folien können jedoch unter Verwendung eines Gewebes hergestellt werden, das gemäß obiger Beschreibung wie durch die Angaben des italienischen Patents 2 251 985 und der europäischen Patentanmeldung 0 218 777 erhalten werden, wobei beide von demselben Anmelder und Erfinder sind. In die so erhaltenen Folie wird dann ein rohrförmiges Gitter aus einer Bleilegierung eingeführt, das im wesentlichen aus einem Querbalken und einer Reihe von runden Gitterstäben bzw. Dornen zusammengesetzt ist, die senkrecht zu dem Balken angeordnet sind, wobei jedes einen Durchmesser von etwa 3 mm und eine Länge hat, die grob der der mehrrohrigen Folie gleich ist.
Jeder dieser Gitterstäbe ist mit Abstandsrippen ausgestattet, so daß, wenn er einmal in ein Folienrohr eingeführt ist, dieser Gitterstab in der Mitte des Rohres angeordnet ist. Die Folie wird dann in eine senkrechten Stellung mit dem Bleibalken auf der Unterseite und den oberen Teil offen und die leitenden Gitterstäbe schon enthaltend angeordnet. Eine Lösung wird dann von oben eingespritzt, die das Gemisch aus Bleioxiden enthält, die das aktive Material der positiven Platte bilden. Die Flüssigkeit tritt heftig in das Innere der Folie ein, die sich durch die transversale hochfesten Multifilamentgarne mit einem hohen Drillverhältnis biegsam ausdehnt und das Beioxid innen hält, insbesondere durch die voluminösen und gestapelten Garne. Das Wasser fließt durch die Poren des Gewebes heraus und die Bleioxide werden innerhalb der Folie gehalten.
An diesem Punkt wird die Abdichtung mittels geeigneten Kunststoffbalken ausgeführt: die Röhrchenplatte wird nun für die nachfolgende Veformung und den Alterungsvorgängen fertiggestellt.
Die vorliegende Erfindung deckt die Verwendung von voluminösen Garnen mit anderen Systemen ab, bspw. miteinander verdrillte voluminöse Fasern mit kurzen Fasern oder teilvoluminöse durchgehende, hochfeste Multifilamentgarne des schon hergestellten Gewebes. Bei dieser letzten Alternative wird ein ziemlich locker gewobenes Gewebe erhalten, das mit einem Kettgarn aus durchgehenden, hochfesten Multifilamentgarnen, die stark verdrillt und thermisch zusammenziehbar sind, und mit einem Schußgarn aus parallelen Garnen zusammengesetzt wird, die aus thermostabilisierten Multifilamentgarnen, hoher Festigkeit, die mit wenigstens 200 Umdrehungen pro Meter verdrillt sind, und der zweite, der aus synthetischen Fasern zusammengesetzt ist, bspw. Polyester der englisch Zahl Ne 12/1 oder Ne 24/2 ist durch Stapelfasern mit einer Festigkeit von wenigstens gleich 55 CN/Tex und einer Filamentzahl unter 8 Dtex, vorzugsweise 2 Dtex und mit einer Gesamtverdrillung die zwischen 200 und 600 Undrehungen pro Meter variiert, vorzugsweise 400, gebildet. Die Faserlänge variiert zwischen 30 und 150 mm.
Die Verwendung von kombinierten Systemen aus komprimierter Luft und Strahlen Jets hoher Temperatur aus heißer Luft, wie z. B. über 80ºC und bis zu 200ºC ordnen den Garn um. Luft mit hoher Temperatur verursacht ein zusammenziehen der thermisch zusammenziehbaren Garne, wodurch ein voluminöses Gewebe durch Kräuseln der transversalen Kettgarne und eines Teils der Schußgarne erzeugt wird, wobei die letzteren wahlweise thermisch zusammenziehbar oder thermostabil sind. Das Zusammenziehen all der thermisch zusammenziehbaren Garne verursacht ein Kräuseln der stabilisierten Garne. Das so erhaltene Gewebe kann verwendet werden, um mehrrohrige Folien gemäß der vorliegenden Erfindung herzustellen.
Die Folie, die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, kann gemäß dem beschriebenen Verfahren verwendet werden, die Garne aus Polypropylen, Acryl oder anderen Kunststoffen einschließlich Gemischen aus Polypropylen, Polyester, Glas-Polyester, Glas- Polypropylen, usw. verwenden. Diese Garne werden aus Garnen oder Fasern erhalten, die schon vorher voluminös und gedrillt sind, damit sie Garne bilden, die die gewünschte Voluminösität und Porösität halten.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine hrrohrige Folie oder einen Abschnitt derselben vorzusehen, die in transversaler bzw. Querrichtung oder Kettrichtung durch durchgehende, hochfeste, elastische Garne mit einer hohen Anzahl von Umdrehungen pro Meter und in vertikaler Richtung oder Schußrichtung, d. h. parallel zu der Achse der einzelnen Rohre, abwechselnd durch eine durchgehenden, elastischen, hochfesten gedrillten Garn und durch einen hochfesten, voluminösen und gestapelten Garn gebildet ist.
In dem Fall von Folien mit nicht biegsamen Garnen aus Fasern kann die Anwesenheit von Höckern, Beulen und Verformungen an unterschiedlichen Punkten der Folie festgestellt werden. Nach einigen Jahren im Gebrauch, d. h. nach einer gewissen Anzahl von Be- und Entladezyklen ist es offensichtlich, daß sich daher die Porösität an diesen Punkten durch das Ausdehnen der Gewebemaschen und das Ablösen des aktiven MaterialS ändert, das aus dem Rohr kommen kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung widersteht jedoch die elastische Spannung der Garne einer lokalen Verformung, die sie begrenzen.
Die Folie der vorliegenden Erfindung garantiert deshalb einen verbesserten Betrieb der positiven Elektrode, wenn seine Funktion sich durch andere Phänomene als der Zersetzung des aktiven Materials und der Korrosion der Gitterstäbe zu verschlechterfl beginnt.
Die Folie hat deshalb eine hohe Zugfestigkeit in der senkrechten Richtung durch das Vorhandensein von durchgehenden, hochfesten, gedrillten elastischen Multifilament-Garnen und hat eine perfekte elastische Ausdehnung im Bereich von kleinen Verformungen bis zu 3% der Ausdehnung, das die Verformung darstellt, die im allgemeinen während der Lebensdauer der Batterie durch das Ausdehnen und der Korrosion des leitenden Bleilegierungsgitterstabes stattfindet. Die Folie hat in diesem Fall eine Wirkung einer elastischen Halterung des aktiven Materials gegen die Gitterstäbe: die Ausdehnung der durchgehenden, gedrillten, senkrechten Multifilament-Garne verursacht in der Tat eine Druckbelastung die selbst weiter ein Zusammendrücken des aktiven Materials, das in dem Rohr enthalten ist, garantiert.
Die Folie der vorliegenden Erfindung verbindet auch die obengenannten Eigenschaften von einer großen Resistenz und hoher Elastizität mit hoher Porösität und einer hohen Kapazität, das aktive Material festzuhalten.

Claims

1. Mehrrohrige Folie mit verstärkter Struktur für Bleisäure- Batterieelektroden, insbesondere zum Füllen mit aktivem Material in flüssiger Form oder in Pastenform, mit hoher Haltekapazität für das aktive Material und hoher Filterkapazität, bestehend aus zwei getrennten identischen Schichten eines Gewebes, die in regelmäßigen Abständen gekreuzt werden, um eine Reihe von identischen, angrenzenden Rohren zu bilden, die das aktive Material aufnehmen, dadurch gekennzeichnet,

daß das diese Schichten bildende Gewebe in Querrichtung durch kontinuierliche, hochfeste, elastische Multifilamentgarne, die wenigstens 200 Drehungen pro Meter gedreht sind, und in vertikaler Richtung parallel zu der Achse jedes Rohres abwechselnd durch ein elastisches, hochfestes Multifilamentgarn, gedreht bzw. gezwirnt mit wenigstens 200 Drehungen pro Meter, und durch ein kontinuierliches, voluminöses Stapelgarn gebildet ist.

2. Mehrrohrige Folie mit verstärkter Struktur für Bleisäure- Batterieelektroden nach Anspruch 1, bei dem die Garndrehung zwischen 200 und 600 pro Meter liegt.

3. Mehrrohrige Folie mit verstärkter Struktur für Bleisäure- Batterieelektroden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das hochfeste Garn, gedreht bzw. gezwirnt und/oder voluminös bzw. im Volumen vergrößert und gestapelt, ein kontinuierliches Multifilamentgarn ist.

4. Mehrrohrige Folie mit verstärkter Struktur für Bleisäure-Batterieelektroden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens 80 % der Filamente des gedrehten und/oder voluminösen und gestapelten Garns ihre ursprüngliche Länge beibehalten, während der Rest gebrochen und frei längs des Garns angeordnet ist.

5. Mehrrohrige Folie mit verstärkter Struktur für B1eisäure-Batterieelektroden nach Anspruch 1 oder 2, wobei das hochfeste, gedrehte und/oder texturierte/voluminöse und gestapelte Garn ein Garn aus synthetischer Faser mit einer Gesamtdrehung zwischen 200 und 600 Drehungen pro Meter ist und das Garn aus Fasern mit einer Festigkeit von wenigstens gleich 55 cN/tex und einer Filamentzahl unter 8 Dtex zusammengesetzt ist.

6. Mehrrohrige Folie mit verstärkter Struktur für Bleisäure- Batterieelektroden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die kontinuierlichen elastischen Garne eine Festigkeit von wenigstens 50 cN/Dtex haben.

7. Mehrrohrige Folie mit verstärkter Struktur für Bleisäure- Batterieelektroden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die kontinuierlichen Multifilament-Garne aus Polyäthylen Terephthalat bestehen.

8. Mehrrohrige Folie mit verstärkter Struktur für Bleisäure-Batterieelektroden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß das texturierte oder voluminöse, gestapelte oder gedrehte Garn aus kurzen Fasern aus Polyäthylen, Polypropylen, Acryl, Modacryl, Glas und Polyester und/oder Kombinationen von dieses Fasern gebildet ist.

9. Mehrrohrige Folie, verstärkt für Bleisäure-Batterieelektroden, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sie mit einem Phenol- oder Acrylharz imprägniert und bei einer Temperatur zwischen 100 und 250 ºC warmgeformt ist.

10. Rohrförmige Platten mit verstärkter Struktur für Bleisäure- Batterieelektroden, zusammengesetzt aus mehrrohrigen Folien nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gefüllt mit aktivem Material in der Form einer Flüssigkeit, einer Aufschlämmung oder einer cremigen Paste.