DE955614C - Verfahren zur Herstellung von Scheidern fuer Blei-Saeure-Trockenakkumulatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Blei-Säure-Trockenakkumulatoren, bei denen die positiven und negativen Elektroden Gitterplatten aus Blei oder Bleilegierung aufweisen, von denen ein Teil mit negativer und ein Teil mit positiver aktiver Masse gepastet ist. Die Platten werden abwechselnd unter Zwischenlegen von Scheidern zu einem Block vereinigt, welcher zusammengedrückt und in ein Gehäuse gepreßt wird, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die Elektroden und die Scheider gemeinsam die gesamte Elektrolytflüssigkeit absorbieren, die für das Arbeiten der Batterien notwendig ist.

Die bei dieser Batteriegattung verwendeten porösen Scheider werden gewöhnlich aus säurefestem, pulverförmigem Stoff hergestellt, der durch ein Bindemittel zusammengehalten und durch eine Tragschicht aus Papier, Glaswolle oder einem anderen Faserstoff gehalten wird. Die Herstellung dieser Scheider besteht darin, daß eine Paste aus puiverförmigem Mineralstoff mit Gummilatex oder einem anderen Bindemittel in einer diskontinuierlichen Phase zubereitet und zunächst auf eine Seite und dann auf die zweite Seite der Tragschicht aufgetragen wird. Jedesmal muß das Blatt erst ge-· trocknet werden, bevor die zweite Seite mit Paste

versehen werden kann. Nur einseitig paktierte Blätter können in manchen Fällen ebenfalls verwendet werden. Obgleich diese Scheider sich als sehr zufriedenstellend und wirksam erwiesen haben, ist ihre oben beschriebene Herstellung ziemlich kostspielig und verwickelt. Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer trockenen Sammlerbatterie von verbesserter Form, bei der Scheider verwendet werden, die bei unverminderter Wirksamkeit leichter und billiger hergestellt werden können.

Es ist bekannt, daß der für Scheider zu verwendende Stoff ein guter elektrischer Isolator sein muß, der porös und widerstandsfähig gegen die korrodierende und-zersetzende Wirkung des Elektrolyts und der durch die Elektrolyse beim Gebrauch der Zelle entstehenden Stoffe ist. Die Scheider müssen frei von Öffnungen oder Hohlräumen sein, in welche die aktive Masse eindringen ao kann; trotzdem müssen sie durch und durch absorptionsfähig sein und eine Oberfläche aufweisen, welche den Elektrolyt absorbieren kann und ihm freien Zugang zu der ganzen Oberfläche der aktiven Masse der Elektroden gewährt. Die Scheider as müssen biegsam und elastisch sein, eine glatte Oberfläche aufweisen und zugleich gut zwischen den beiden benachbarten Elektroden komprimiert werden sowie in inniger Berührung mit denselben stehen. Das Material der Scheider soll in der Lage sein, sich in Hohlräume oder Vertiefungen an der Außenseite der Platten hineinzuschmiegen, welche etwa durch unvollkommenes Pastieren der Platten verursacht sind, wobei die ausgewölbten Teile der Scheider noch mit dem Scheider in Zusammenhäng bzw. in Berührung bleiben sollen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Scheidern für Blei-Säure-Trockenakkumulatoren, die den gesamten Elektrolyt aufsaugen und zusammen mit den Elektroden unter Zusammenpressen in das Gehäuse eingesetzt werden, bei dem erfindungsgemäß feine poröse Teilchen und Fasern mineralischen oder organischen Ursprungs innig zu einer Paste gemischt, zur gewünschten Blattform ausgebreitet und anschließend getrocknet werden, wobei die Paste vor dem Trocknen auf ein Drahtnetz aufgebracht wird. Die Fasern mineralischen Ursprungs können Asbestfasern oder ähnliche Stoffe sein, organische Fasern können der Gruppe der Zellstoffe und aller Zellulosederivate entstammen.

Vorzugs-weise umfaßt der absorbierende Stoff in Säure gewaschenes und kalziniertes Kieselgur (Diatomeenerde), obwohl Aluminiumoxyd und keramische Stoffe sich als befriedigend erwiesen haben. Diese Stoffe müssen fein pulverisiert werden und Oberflächen aufweisen) welche das gewünschte Gefüge in dem fertigen Scheider ergeben. Kieselgur, Aluminiumoxyd und pulverisiertes keramisches Material stellen verschiedene Formen von pulverförmigen schwefelsäurefesten absorbierenden Stoffen dar, doch ist Kieselgur den anderen vorzuziehen. In der bevorzugten Form wird das Kieselgur durch, Zellulosefasern zusammengehalten.

Die Zellulosefasern werden in gereinigtem Zustand mittels Schlagvorrichtungen in Wasser suspendiert und Kieselgur zugesetzt, wobei das Verhältnis von Kieselgur und Fasern 70 zu 30 Gewichtsteile beträgt. Es kann ferner ein geeignetes hydrophiles Kolloid und/oder ein Netzmittel zugesetzt werden, um das Ausfällen von Kieselgur zu verhindern, und es kann vorteilhaft sein, etwas Gummilatex, vorzugsweise in vorvulkanisierter Form, in Mengen bis zu 5% des Gewichtes des Kieseigurs zuzusetzen, wobei der Prozentsatz des Latex auf den trockenen Gummi bezogen ist. Dabei müssen die üblichen Maßnahmen, wie sie aus der Papierherstellung bekannt sind, beachtet werden, um das Agglomerieren von Zellstoffasern oder das Koagulieren von Gummilatex und/oder das Niederschlagen von Kieselgur zu verhindern. Bei der anschließenden Herstellung der die Scheider ergebenden Blätter werden aus der Papierherstellung bekannte, von Hand oder maschinell arbeitende Verfahren angewendet und die Blätter dann durch Walzen geführt und schließlich in Tunnel- oder Stapelöfen getrocknet. Das Zuschneiden auf die gewünschte Größe kann entweder nach oder vor dem Trocknen erfolgen. Die Reihenfolge hängt von der erforderlichen Menge von Scheidern und der verfügbaren Maschinenausrüstung ab, d. h. vom Herstellungsverfahren.

Selbstverständlich sind die oben angegebenen Mischungen nur als Beispiel zu betrachten, und die Mengenverhältnisse können nach Belieben geändert und anderes Material aus einer Kombination von mineralischen und organischen Fasern verwendet werden, die gemeinsam der Herstellung von Scheidern nach der Erfindung dienen. Die trockenen Blätter sollen nur gerade so viel bindende Fasern enthalten, daß die Kieselgurteilchen zusammengehalten werden und ihr Zerfall in der zusammengebauten Batterie verhindert wird. Der Zerfall der Scheider würde die Lageänderung von Kieselgur auslösen, und diese würde wiederum ermöglichen, daß die Teilchen der aktiven Masse die Platte verlassen und dabei Kurzschlüsse hervorrufen und so die Lebensdauer der Batterie verkürzen.

Die Zellulosefasern und manche andere Fasern organischen Ursprungs in wäßrigen Lösungen haben den wesentlichen Vorteil, daß sie quellen und daß daher auch die Scheider nach dem Füllen der Batterie mit Säure anschwellen und die Oberfläche der Platten unter Druck gehalten und die Verlagerung der Teilchen der aktiven Masse verhindert wird.

Bei der bevorzugten Ausführungsform eines Blei-Säure-Trockenakkumulators nach der Erfindung haben die Scheider zunächst eine größere Dicke, die größer als die endgültige Dicke in der Batterie ist. Dies wird nachstehend durch ein Bei- iao spiel veranschaulicht.

Eine Zelle des Akkumulators soll in einen Behälter von 10 cm Breite aus 23 Platten (Elektroden) von je 2 mm Dicke und 24 Scheidern von je 2,4 bis 2,0 mm Dicke zusammengebaut werden. Der 1*5 Block aus Platten und Scheidern wird schichtweise

zusammengesetzt; angefangen wird mit einem Scheider, dann folgen eine negative Platte, ein Scheider, eine positive Platte, ein Scheider usf., bis alle Platten und Scheider zu einem Block vereinigt sind, dessen Gesamtdicke etwa io8 mm beträgt, da die Platten φ mm und die Scheider ungefähr 62 mm Gesamtdicke aufweisen. Der Block ist also 8 mm dicker als der zum Einbau bestimmte Behälter. Der Block aus Platten und Scheidern wird nun in einer geeigneten Spannvorrichtung auf die endgültige Dicke von 10 cm zusammengedrückt; die Polbrücken für die negativen und positiven Platten werden angebracht und der ganze Block in den Behälter gepreßt.

Wenn die Elastizität der Scheider durch das Zusammendrücken beim Einbau zerstört worden ist, so daß die Scheider nicht mehr fest an der Oberfläche der Platten anliegen, wird nach dem Füllen der Batterie mit Satire durch das Quellen der Scheider der notwendige Druck wieder hergestellt und aufrechterhalten.

Das Zusammenpressen der Scheider während des Zusammenbaus ist eine sehr wichtige und vorteilhafte Maßnahme, da es die vollständige und innige Berührung zwischen der Oberfläche der Scheider und der Oberfläche der Platte gewährleistet. Wenn in Batterien für sehr hohe Entladiingsströme und in Batterien, die bei sehr niedrigen Temperaturen arbeiten müssen, sehr dünne Platten und sehr dünne Scheider verwendet werden, stellt das Quellen der Scheider infolge der Absorption des Elektrolyts durch die Fasern den wichtigsten Faktor bei der Aufrechterhaltung des Druckes zwischen den Platten und den Scheidern des Blockes dar.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von Scheidern für Blei-Säure-Trockenakkumulatoren, die den gesamten Elektrolyt aufsaugen und zusammen mit den Elektroden unter Zusammenpressen in das Gehäuse eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß feine poröse Teilchen und Fasern mineralischen oder organischen Ur-Sprungs und Wasser innig zu einer Paste gemischt, zur gewünschten Blattform ausgebreitet und anschließend getrocknet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zusammenhalten der absorptionsfähigen, schwefelsäurefesten Mineralteilchen Fasern aus Zellulose oder Zellulosederivaten verwendet werden, deren Faserlänge größer als der mittlere Durchmesser der Pulverteikhen ist.

3. Trockenakkumulator 'mit Scheidern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheider in der fertigen Zelle eine Gesamtdicke einnehmen, die wenigstens 10% größer als die Gesamtdicke der Platten einer Zelle ist, während die Gesamtdicke der Scheider vor dem Zusammenpressen wenigstens 20% größer als die Gesamtdicke der Platten ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 932 752.

O 609 548/174 6.56 (609 726 12.56)