DE944440C - Separator fuer Akkumulatoren - Google Patents
Separator fuer AkkumulatorenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Elemente bzw. Akkumulatoren, insbesondere von der
trockenen Ausführung, bei der der Elektrolyt in. den Elektroden bzw. Platten sowie die Zwischenräume
ausfüllenden Separatoren absorbiert sind.
Die Erfindung betrifft insbesondere die bei diesen Akkumulatoren verwendeten Separatoren,
die bekanntlich einerseits gute elektrische Isolationseigenschaften besitzen und widerstandsfähig gegen
den zersetzenden Einfluß des Elektrolyts und der Produkte der Elektrolyse beim Gebrauch des Akkumulators
sein müssen, andererseits zwar frei von öffnungen, in die die aktive Masse der Platten Zugang
finden könnte, jedoch durch und durch absorptionsfähig sein und eine hochentwickelte Oberfläche
besitzen sollen; die dem Elektrolyt freien Zugang praktisch zu der ganzen Oberfläche der
aktiven blasse der Platten ermöglicht.
In dieser Hinsicht haben sich Separatoren aus porösem Gummi u. dgl. als nachteilig erwiesen,
denn die Poren sind gewöhnlich weit genug, um ein Zerfallen der aktiven Masse und das Entstehen von
Kriechwegen zwischen den Platten zuzulassen. Außerdem hat der die Poren umschließende Gummi
die Neigung, an. der Oberfläche der Platten, zu haften und so einen gewissen Betrag der aktiven
Masse von dem Elektrolyt zu isolieren und damit die Wirksamkeit des Akkumulators zu verringern.
Es ist bereits bekanntgeworden, Separatoren für elektrische Sammler unter Verwendung einer
Mischung herzustellen, die Latex nebst einem Vulkanisationsmittel
und einen porösen Stoff, wie Diatomeenerde, enthält und die nach Aufwalzen oder
Aufpressen auf Glaswolle heiß vulkanisiert wird, derart, daß die Latex in Hartgummi übergeführt
wird. -Auf diese Weise wird eine Tafel erhalten, die zwarporös ist, abef eineharteBeschaifenheitaufweist
und sich daher der Oberfläche der Akkumuilatorenplatten nicht anzupassen vermag. Außerdem läßt
ίο sich hierbei nicht vermeiden, daß nach dem Vulkanisieren
ein freier Überschuß an Vulkanisationsmittel in der fertigen Separatortafel vorhanden ist,
der sich beim Betrieb der Batterie in dem Elektrolyt
lösen und die Wirksamkeit sowie die Lebensdauer der Batterie herabsetzen kann.
Die Erfindung will diese Nachteile vermeiden und hat einen Separator für Akkumulatoren zur
vollständigen Ausfüllung der freien Gefäßzwischenräume zum Gegenstand, der aus. porösen, säurefesten
Mineralteilchen und Kautschukteilchen be-.s-teht und dadurch gekennzeichnet ist, daß eine
Faserstofftafel auf beiden Seiten kissenartig zusammendrückbare Schichten trägt, deren, poröse
Mineralteilchen durch weiche und elastische Teilchen aus natürlichem oder künstlichem Kautschuk zusammengehalten
werden. Im Gegensatz zu den bekannten Separatoren besitzt somit der Separator nach der Erfindung vermöge seines Weichgummigehaltes
eine hochelastische Beschaffenheit, so daß er die aktive Masse der Akkumulato<renplatten
überall dauernd elastisch zurückzudämmen vermag, nachdem er beim Einbau unter einem gewissen
Druck zwischen die AlckumulatO'renplatten eingebracht
worden ist.
Die Erfindung hat ferner ein Verfahren, zur Herstellung
des erfindungsgemäßen Separators zum Gegenstand, das dadurch gekennzeichnet ist, daß
poröse Mineralteilchen, wie Kieselgur, vorvulkanisierter
natürlicher oder 2-Chlorbutadien-r, 3-Polymerisat-Latex
und ein. hydrophiles Kolloid, wie Karaya-Gummi oder Natriumalginat, zu einer Paste
vermischt werden, letztere auf Glasgespinst aufgebracht und dann getrocknet wird. In dem so hergestellten
Separator ist infolge der Verwendung von vorvulkanisierter Latex, die nach der Formgebung
lediglich durch Trocknen, bei niederen Temperaturen anvulkanisiert -ist, kein überschüssiges
. Vulkanisiermittel vorhanden, so daß ein. schädlicher
Einfluß auf den Elektrolyt njcht möglich ist. Vorzugsweise enthält der Füllstoff in Säure gewaschenes und kalziniertes Kieselgur, doch haben
sich auch Aluminiumoxyd und gepulverte keramische Stoffe als brauchbar erwiesen. Diese Stoffe
müssen fein gepulvert sein und hochentwickelte Oberflächen haben, die in dem fertigen Separator
das gewünschte Gefüge erzeugen. Bei einer bevorzugten Form des Separators besteht das Bindemittel
aus Latex von künstlichen Gummi, der zweckmäßig Bariumhydroxyd zugesetzt ist, um ein
langsames Koagulieren hervorzurufen. Ein hydro^ philes Kolloid wird zugesetzt, um ein vorzeitiges
Koagulieren des Gummis zu verhindern.
Bei einer Ausführungsform des. Verfahrens nach der Erfindung wird eine Paste zubereitet, die folgende
Bestandteile enthält: 100 kg Kieselgur (mit Säure gewaschen und kalziniert), 0,5 kg Karaya-Gummi,
10 kg 2-Chlorbutadien-i, 3rPolymerisat-Latex
(berechnet auf den trockenen Gehalt), 660 bis 1100 1 destilliertes Wasser (je nach Bedarf).
Um das vorzeitige Koagulieren des 2-Chlorbutadien-i,
3-Polymerisat-Latex zu verhindern, wird der Karaya-Gummi entweder mit der Kieselgur
oder mit dem Latex zusammengebracht, bevor diese beiden Stoffe selbst vereinigt werden. Vorzugsweise
wird eine kleine Menge Bariumhydroxyd oder einer anderen geeigneten mehrwertigen Base
oder eines Salzes zugesetzt, um ein langsames Koagulieren des Latex hervorzubringen, wobei
natürlich eine Base oder ein Salz verwendet werden muß, die nicht anschließend die Festigkeit der
Zwischenlage gefährden, indem sie mit dem saueren Elektrolyt in dem Element in Reaktion treten. Glaswolle
in Form lockerer Bahnen wird auf einer oder beiden Seiten mit der obigen Paste bedeckt", und
zwar entweder von Hand oder durch eine geeignete mechanische Vorrichtung, und die pastierten Glaswollbahnen
t bzw. Tafeln werden etwa in einem warmen Raum getrocknet. Sie sind dann fertig für
den Einbau in das elektrische Element, doch werden sie vorzugsweise einem Druck zwischen zwei Platten
in einer Presse unterworfen, um sie verhältnismäßig glatt und kompakt zu machen. Gegebenenfalls
können mehrere Lagen der pastierten Glaswollebahnen zusammengepreßt werden, so daß eine
einzige verhältnismäßig dicke Bahn bzw. Tafel entsteht, die als stärkere Zwischenlage dienen kann.
Nach dem Preßvorgang haben die Zwischenlagen etwa eine ähnliche Form und Gefügebeschaffenheit
wie dickes,Löschpapier, denn obgleich sie eine verhältnismäßig glatte Oberfläche ohne ersichtliche
Poren haben, sind sie vollständig absorbierend für eine Flüssigkeit wie den gewöhnlich in trockenen
Sekundärelementen verwendeten saueren Elektrolyt. Die Glaswolle ist natürlich vollständig gefeit gegen
die Wirkungen des saueren Elektrolyts sowie des entstehenden Sauerstoffs, der während des Ladens
des Elements erzeugt wird, und Versuche haben gezeigt, daß die anderen Bestandteile der Zwischenlage
während der normalen Lebensdauer des· Elements nicht angegriffen werden.
An Stelle von 2-Chlorbutadien-i, 3-Polymerisat-Latex
können verschiedene andere Bindemittel, wie etwa gewöhnlicher Gummilatex, in vorvulkanisierter
Form verwendet werden, während auch der Latex der synthetischen gummiartigen Stoffe
ebenfalls verwendbar ist, um ein weiches nachgiebiges Bindemittel in der fertigen Zwischenlage
zu erzeugen.
An Stelle des Karaya-Gummis können andere hydrophile Kolloide verwendet werden, beispielsweise
Tragant-Gummi, Natriumalginat und Natriumsilikat.
Als weiteres Beispiel kann für die Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung eine Paste von
folgender Zusammensetzung verwendet werden: kg Kieselgur (mit Säure gewaschen und kalzi-
niert), ι kg Natriumalginat, 20 kg 6o%ige vorvulkanisierte
Gummilatex (berechnet auf den trockenen Gummigehalt), 275 1 destilliertes Wasser.
Diese Paste wird wie zuvor auf die Glaswollebahn aufgebracht und nach dem Trocknen, gepreßt
oder gewalzt, um ein kompaktes und verhältnismäßig dünnes absorbierendes Tafelmaterial zu
erzeugen..
Gegebenenfalls kann Natriumsilikat in 50%iger Lösung, wie es als Wasserglas bekannt ist, als
hydrophiles Kolloid verwendet werden, beispielsweise etwa 2 kg Wasserglas auf 100 kg Kieselgur
und 10 kg Latex.
Selbstverständlich sind die oben angegebenen Mischungen nur als Beispiele zu betrachten und
können die Mengenverhältnisse verändert und andere Stoffe für die Herstellung der Zwischenlagen
verwendet werden. Obgleich die Zwischenlage nach der Erfindung in, erster Linie zur Verwendung
bei Sekundärelementen der sogenannten trockenen Ausführung bestimmt ist, ist sie auch
bei Primärelementen und bei Sekundärelementen mit frei flüssigen Elektrolyten verwendbar.
Claims (2)
- Patentansprüche:!."Separator für Akkumulatoren zur vollständigen Ausfüllung der freien Gefäßzwischenräume, der aus porösen, säurefesten, Mineralteilchen und Kautschukteilchen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß eine Faserstofftafel auf beiden. Seiten kissenartig zusammendrückbare Schichten, trägt, deren poröse Mineralteilchen durch weiche und elastische Teilchen aus natürlichem oder künstlichem Kautschuk zusammengehalten werden.
- 2. Verfahren zur Herstellung von Separatoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß poröse Mineralteilchen, wie Kieselgur, vorvulkanisierte natürliche oder 2-Chlo'rbutadieni, 3-Polymerisat-Latex und ein hydrophiles Kolloid, wie Karaya-Gummi oder Natriumalginat, zu einer Paste vermischt werden, letztere auf Glasgespinst aufgebracht und dann getrocknet wird.Angezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 155 016, 2 117 371.1 609 525 6.
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