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Publication number: DED0015143MA
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 28. Mai 1953 Bekanntgemacht am 5. Juli 1956Date of registration: May 28, 1953 Advertised on July 5, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

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.The invention relates to lead-acid dry storage batteries, where the positive and negative electrodes are lead or grid plates Have lead alloy, of which a part with negative and a part with positive active mass is pasted. The plates are alternately made into a block with the interposition of separators united, which compressed and into one Housing is pressed, the arrangement being made so is that the electrodes and the separators together absorb all the electrolyte fluid, necessary for the batteries to work.

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 pulverförmigem Mineralstoff mit Gumirnilatex 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 getrocknet werden, bevor, die zweite Seite mit PasteThe porous separators used in this type of battery are usually made of acid-proof, made of powdery substance, which is held together by a binding agent and by a Support layer made of paper, glass wool or another fiber material is held. The production This separator consists in the fact that a paste of powdered mineral material with rubber latex or another binder in a discontinuous one Phase prepared and applied first to one side and then to the second side of the base course will. Each time, the sheet must first be dried before the second side with paste

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versehen werden kann. Nur einseitig pastierte Blätter können in manchen Fällen ebenfalls verwendet werden,. Obgleich diese Scheider sich als sehr zufriedenstellen^ und wirksam erwiesen haben, 'ist ihre oben 'beschriebene Herstellung ziem-can be provided. Sheets pasted on one side only can also be used in some cases will,. Although these separators have proven very satisfactory and effective, 'is their production described above'

^; !-lieh 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.^; ! - expensive and,! involved. The invention aims the creation of a dry collector battery of improved form, both separators are used, which are easier and cheaper to manufacture with undiminished effectiveness be able.

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 ^rdUr₁₁CIj die. Elektrolyse beim _: Gebrauch der Zelle' „,,entstehenden Stoffe ist. Die Scheider müssen frei von Öffnungen oder Hohlräumen sein, in welche die aktive Masse eindringenIt is known that the material for separators to be used must be a good electrical insulator, the porous and resistant to the corrosive and decomposing action of electrolyte and ^r dUr ₁₁ CIj the. Electrolysis when _: using the cell '"" is produced substances. The separators must be free of openings or cavities into which the active material can penetrate

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 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 Zusammenhang bzw. in Berührung bleiben sollen.. ■ .ao can; nevertheless they have to be absorptive through and through and have a surface, which can absorb the electrolyte and give it free access to the entire surface of the active Mass of the electrodes granted. The separators must be flexible and elastic, a smooth one Have surface and at the same time well compressed between the two adjacent electrodes as well as be in intimate contact with them. The material of the separator should be able to be snuggled into cavities or depressions on the outside of the plates, which caused for example by imperfect pasting of the plates, with the bulging parts of the The separator should still be connected or in contact with the separator .. ■.

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.The invention relates to a process for the production of separators for lead-acid dry storage batteries, which 'soak up all the electrolyte and take it along with the electrodes Compression used in the housing, in the case of the fine porous according to the invention Particles and fibers of mineral or organic origin intimately mixed into a paste, spread to the desired sheet shape and then dried, with 'the paste before is applied to a wire mesh after drying. The fibers of mineral origin can Asbestos fibers or similar substances, organic fibers can be the group of pulps and everything Cellulose derivatives come from.

Vorzugsweise umfaßt der absorbierende Stoff in Säure gewaschenes und kalziniertes Kieselgur (Diatömeenerde), 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.Preferably the absorbent material comprises acid washed and calcined diatomaceous earth (Diatomaceous earth), although aluminum oxide and ceramic materials have proven to be satisfactory to have. These substances must be finely pulverized and have surfaces which are the desired Structure in the finished separator result. Diatomite, aluminum oxide and powdered ceramic Material represent various forms of powdery sulfuric acid-resistant absorbent Substances are / but kieselguhr is preferable to the others. In the preferred form, the kieselguhr is held together by: Cellulose fibers.

Die Zellulosefasern werden in gereinigtem Zustand mittels SchlagvöGriohtungen.in Wasser suspendiert.-65 und Kieselgur zugesetzt, wobei das Verhältnis von Kieselgur und Fasern 70 zv/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 yorvulkanisierterEorrn, in Mengen bis zu 5% des Gewichtes des Kieselgur« 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 cvqn ' t'Gunimilätex .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 hänget von der erforderlichen Menge von Scheidern und der verfügbaren Maschinenausrüstung ab, d.h. vom Herstellungsverfahren. The cellulose fibers are in the cleaned state suspended in water by means of SchlagvöGriohtungen.-65 and kieselguhr added, the ratio of kieselguhr and fibers being 70% / 30 parts by weight. It can also be a; suitable hydrophilic colloid and / or a wetting agent can be added to prevent the precipitation of kieselguhr, and it may be advantageous to add some rubber latex, preferably in pre-vulcanized earth, in amounts up to 5% of the weight of the kieselguhr, the percentage being Latex is based on the dry rubber. Here, have the usual measures, as they are known from papermaking be observed to the agglomeration of pulp fibers or coagulation cvqn 't'Gunimilätex .and / or .verhindern depositing From / diatomaceous earth. In the subsequent production of the sheets resulting in the separator, methods known from paper production, manually or by machine, are used and the sheets are then passed through rollers and finally dried in tunnel or stacking ovens. Cutting to size can be done either after or before drying. The order depends on the required amount of separators and the available machinery, ie the manufacturing process.

Selbstverständlich ; sind die oben angegebenen Mischungen nur als Beispiel zu betrachten, und die Mengenverhälitnisse 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.Of course ; the mixtures given above are only to be considered as an example, and the Quantities can be changed at will and different material from a combination of Mineral and organic fibers are used together in the manufacture of separators serve according to the invention. The dry leaves should only have just enough binding fibers contain that the diatomite are held together and their disintegration in the assembled Battery is prevented. The disintegration, the separator would change the position of kieselguhr trigger, and this in turn would enable that the particles of the active mass leave the plate and cause short circuits and so on shorten the life of the battery.

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. ■The cellulose fibers and some other fibers of organic origin in aqueous solutions have the essential advantage that they swell and that, therefore, so do the separators after filling the battery swell with acid and the surface of the plates kept under pressure and the Displacement of the particles of the active mass is prevented. ■

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 Beispiel veranschaulicht.In the preferred embodiment, one Lead-acid dry accumulator according to the invention, the separators initially have a larger one Thickness that is greater than the final thickness in the battery. This is illustrated below by way of an example illustrated.

Eine Zelle des Akkumulators soll in einen Behälter von Ip 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 Block aus Platten und Scheidern'wird schichtweiseOne cell of the accumulator should be placed in a container Ip cm wide made of 23 plates (electrodes) each 2 mm thick and 24 separators, each 2.4 to 2.0 mm thick, can be assembled. the Block of plates and separators' is made in layers

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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 46 man 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 adf 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.composed; It starts with a separator, followed by a negative plate, a Scheider, a positive plate, a separator, etc., until all plates and separators are combined into one block are, the total thickness of which is about 10 8 mm, since the plates 46 one and the separator approximately 62 mm total thickness. The block is 8 mm thicker than the container intended for installation. The block of plates and separators is now in a suitable jig adf die final thickness of 10 cm compressed; the pole bridges for the negative and positive Plates are attached and the whole block is pressed into the container.

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 Säure durch das Quellen der Scheider der notwendige Druck wieder hergestellt und aufrechterhalten.If the elasticity of the separator has been destroyed by the compression during installation is, so that the separators no longer lie firmly against the surface of the plates, is after Filling the battery with acid re-establishes the necessary pressure by swelling the separator and sustained.

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 Entladungsströme 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 DruckesThe compression of the separators during assembly is a very important and beneficial one Measure as there is complete and intimate contact between the surface of the separator and the surface of the plate. When used in batteries for very high discharge currents and in batteries that have to work at very low temperatures, very thin plates and very If thin separators are used, the separator will swell as a result of absorption of the Electrolyte through the fibers is the most important factor in maintaining pressure

zwischen den Blockes dar.between the blocks.

Platten und den Scheidern desPlates and the separators of the

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Process for the manufacture of separators for lead-acid dry accumulators which use the soak up all of the electrolyte and press together with the electrodes in the housing are used, characterized in that fine porous particles and Fibers of mineral or organic origin and water intimately mixed to form a paste, spread out to the desired sheet shape and then dried.

2. 'The method according to claim 1, characterized in that that for holding together the absorbent, sulfuric acid-resistant mineral particles Fibers made from cellulose or cellulose derivatives are used, the fiber length of which is greater than the mean diameter of the powder particles is.

3. dry accumulator with separators according to claim 1 or 2, characterized in that the total thickness of the separators in the finished cell is at least 10% greater than the total thickness of the plates of a cell, while the total thickness of the separators before Compression is at least 20% greater than the total thickness of the panels.

Considered publications:
French patent specification No. 932 752.