ES2244936T3 - Separador de baterias con una mejor estabilidad a la oxidacion. - Google Patents
Separador de baterias con una mejor estabilidad a la oxidacion.Info
- Publication number
- ES2244936T3 ES2244936T3 ES03722418T ES03722418T ES2244936T3 ES 2244936 T3 ES2244936 T3 ES 2244936T3 ES 03722418 T ES03722418 T ES 03722418T ES 03722418 T ES03722418 T ES 03722418T ES 2244936 T3 ES2244936 T3 ES 2244936T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- battery separator
- weight
- formula
- separators
- atoms
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 title claims description 60
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 title claims description 60
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 36
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 26
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 14
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 claims abstract description 9
- 229920002397 thermoplastic olefin Polymers 0.000 claims abstract 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 65
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 14
- 229920002845 Poly(methacrylic acid) Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 7
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 5
- 150000001340 alkali metals Chemical group 0.000 claims description 5
- 229910001420 alkaline earth metal ion Inorganic materials 0.000 claims description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 4
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 claims description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 41
- LQZZUXJYWNFBMV-UHFFFAOYSA-N dodecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCO LQZZUXJYWNFBMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 26
- 230000010339 dilation Effects 0.000 description 23
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 22
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 19
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 16
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 14
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 13
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 13
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 12
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 11
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 10
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 9
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 9
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 8
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 description 7
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 7
- GXXNMQBOGJLFAY-UHFFFAOYSA-N 2-octadecoxycarbonylbenzoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O GXXNMQBOGJLFAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000010734 process oil Substances 0.000 description 5
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 5
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 4
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- YADSGOSSYOOKMP-UHFFFAOYSA-N dioxolead Chemical compound O=[Pb]=O YADSGOSSYOOKMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 4
- GLDOVTGHNKAZLK-UHFFFAOYSA-N octadecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCO GLDOVTGHNKAZLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920002126 Acrylic acid copolymer Polymers 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 3
- IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N butene Natural products CC=CC IAQRGUVFOMOMEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 3
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- BXWNKGSJHAJOGX-UHFFFAOYSA-N hexadecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCO BXWNKGSJHAJOGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 229920003145 methacrylic acid copolymer Polymers 0.000 description 2
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 2
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 150000003138 primary alcohols Chemical class 0.000 description 2
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- HLZKNKRTKFSKGZ-UHFFFAOYSA-N tetradecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCO HLZKNKRTKFSKGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GOXQRTZXKQZDDN-UHFFFAOYSA-N 2-Ethylhexyl acrylate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C=C GOXQRTZXKQZDDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HXIQYSLFEXIOAV-UHFFFAOYSA-N 2-tert-butyl-4-(5-tert-butyl-4-hydroxy-2-methylphenyl)sulfanyl-5-methylphenol Chemical compound CC1=CC(O)=C(C(C)(C)C)C=C1SC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C=C1C HXIQYSLFEXIOAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N Butylhydroxytoluene Chemical compound CC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CKXRARKMJKDEGT-UHFFFAOYSA-N CCCCCCCCCCCCO.CCCCCCCCCCCCCCO.CCCCCCCCCCCCCCCCO.CCCCCCCCCCCCCCCCCCO Chemical compound CCCCCCCCCCCCO.CCCCCCCCCCCCCCO.CCCCCCCCCCCCCCCCO.CCCCCCCCCCCCCCCCCCO CKXRARKMJKDEGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000282472 Canis lupus familiaris Species 0.000 description 1
- 229920001875 Ebonite Polymers 0.000 description 1
- JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acrylate Chemical compound CCOC(=O)C=C JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006397 acrylic thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001118 alkylidene group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000003416 augmentation Effects 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 235000010354 butylated hydroxytoluene Nutrition 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960000541 cetyl alcohol Drugs 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxomagnesium;hydrate Chemical compound O.[Mg]=O.[Mg]=O.[Mg]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N ethene;prop-1-ene Chemical group C=C.CC=C HQQADJVZYDDRJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000010690 paraffinic oil Substances 0.000 description 1
- PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N pent‐4‐en‐2‐one Natural products CC(=O)CC=C PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 150000003021 phthalic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920001083 polybutene Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 125000005624 silicic acid group Chemical class 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000007655 standard test method Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 235000012222 talc Nutrition 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- ISXSCDLOGDJUNJ-UHFFFAOYSA-N tert-butyl prop-2-enoate Chemical compound CC(C)(C)OC(=O)C=C ISXSCDLOGDJUNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/06—Lead-acid accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/06—Lead-acid accumulators
- H01M10/12—Construction or manufacture
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
- H01M50/417—Polyolefins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
- H01M50/42—Acrylic resins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/446—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Separador de baterías a base de poliolefina termoplástica, ultraaltomolecular con un peso molecular promedio en peso de por lo menos 300.000, caracterizado porque contiene, relativo a la suma de los pesos del material de carga y de la poliolefina, entre 10 y 100% en peso de poliolefina y entre 0 y 90% en peso de un material de carga y, relativo al peso del separador, entre 5 y 35% en peso de aceite y entre 0, 5 y 5, 0% en peso de un compuesto según la fórmula (I) R(OR1)n (COOMx+1/x)m (I) en la que R es un radical de hidrocarburo no aromático de 10 a 4.200 átomos de carbono, que puede estar interrumpido por átomos de oxígeno, R1 es H, -(CH2)kCOOMx+1/x ó ¿(CH2)k-SO3Mx+1/x, siendo k 1 ó 2, M es un ion de un metal alcalino o alcalinotérreo, H+ ó NH4+, en el que no todas las variables M son simultáneamente H+, n es 0 ó 1, m es 0 o un número entero de 10 a 1.400 y x es 1 ó 2, en la que la relación entre los átomos de oxígeno y los átomos de carbono en el compuesto según la fórmula (I) está comprendida entre 1:1, 5 y 1:30 y n y m no pueden ser simultáneamente cero.
Description
Separador de baterías con una mejor estabilidad a
la oxidación.
La invención se refiere a separadores para
acumuladores de plomo/ácido sulfúrico, en lo sucesivo denominados
para mayor brevedad acumuladores de plomo, que presentan una mejor
estabilidad a la oxidación.
Los separadores utilizados en la actualidad en
los acumuladores de plomo son mayoritariamente separadores de
poliolefina llenados, microporosos. Tienen la finalidad por un lado
de impedir un contacto directo y con ello cortocircuitos entre las
placas de los electrodos y por otro lado de permitir un flujo de
corriente iónico y oponer al mismo una resistencia mínima. La
composición y preparación de separadores de este tipo son conocidas
de por sí (ver por ejemplo los documentos DE-PS 1
267 423, DE-PS 1 298 712, DE-AS 1
496 123, DE-OS 35 45 615, DE-PS 35
40 718 y DE-PS 36 17 318).
A tal fin, se forma, según el documento US nº
3.351.495, una mezcla homogénea formada por una poliolefina, un
material de carga, un plastificante y aditivos, y se moldea dicha
mezcla para obtener una capa en forma de tira. A continuación, se
eliminan el plastificante y las cargas por lo menos en parte por
extracción. Los plastificantes utilizados son polietilenglicol,
glicerol y, en particular, aceite mineral. Con el fin de impedir una
degradación oxidativa de la poliolefina durante la extrusión, los
separadors pueden contener además antioxidantes, tales como
4,4-tiobis(6-terc.-butil-m-cresol)
y
2,6-di-terc-butil-4-metilfenol).
Durante su utilización, los separadores deben
resistir no sólo al ácido agresivo de la batería, sino están también
expuestos en particular en la zona de la placa positiva a los
ataques oxidativos, por ejemplo por parte del dióxido de plomo
altamente oxidativo y de la formación de oxígeno naciente
extremadamente reactivo y de peróxidos. A esto se añade que los
acumuladores de plomo están expuestos a temperaturas ambientes y
cargas cíclicas cada vez más altas, lo cual refuerza el ataque
oxidativo.
El polietileno utilizado frecuentemente para la
producción de los separadores da a los separadores, en conjunción
con pequeñas cantidades de antioxidante y una mayor cantidad de
aceite, confiere a los separadores una cierta estabilidad a la
oxidación por parte de los medios agresivos de la batería, pero, en
las condiciones de utilización severas, el material de los
separadores puede estar sujeto a un ataque de oxidación lento y
puede finalmente quedar destrozado, lo cual da lugar a un
empeoramiento de la estabilidad mecánica del separador y a la
formación de fisuras y agujeros y produce en el peor caso un
acortamiento de la vida útil de la batería por cortocircuitos.
Para mejorar la estabilidad a la oxidación de los
separadores de baterías, se conocen una multitud de medidas. Por
ejemplo, un aumento del espesor del separador, del peso molecular
del polímero utilizado para preparar el separador o un aumento
sustancial del contenido en polímero del separador pueden retardar
la degradación oxidativa del separador.
Sin embargo, un aumento del espesor del separador
provoca costos de fabricación mucho mayores y resistencias
eléctricas más altas. Además, el polietileno de peso
ultraaltomolecular (UHMWPE) utilizado convencionalmente para la
fabricación de los separadores presenta ya, por lo general, un peso
molecular de 5-7 x 10^{6} g/mol, y otro incremento
en el peso molecular daría lugar a problemas de proceso
considerables. Además, a pesar de que los tipos UHMWPE hasta un peso
molecular de aproximadamente 10 x 10^{6} g/mol están disponibles
en el mercado, las cadenas poliméricas de dichos tipos UHMWPE están
sujetas a una mayor degradación durante la extrusión debido al
cizallamiento en la extrusora, lo cual reduce otra vez
considerablemente el peso molecular. Un aumento del contenido en
polímeros empeora sustancialmente la humectabilidad y la porosidad y
por tanto la resistencia eléctrica del separador.
Por el estado de la técnica es conocido también
que los aceites de tratamiento utilizados para la preparación de los
separadores de baterías pueden mejorar la estabilidad a la oxidación
de los separadores. Sin embargo, hay un límite con relación al
contenido máximo de aceite, puesto que el aceite empeora también la
humectabilidad y la porosidad del separador.
Por el documento DE 30 04 659 C2 se conocen unos
separadores que contienen aceites con un contenido en aromáticos de
por lo menos un 40%. Debido a su composición, dichos aceites dan
lugar a una mejora de la estabilidad a la oxidación de los
separadores. Sin embargo, los aceites de proceso con un alto
contenido en aromáticos pueden favorecer la formación de depósitos
oscuros, frecuentemente pegajosos en el acumulador de plomo, los
cuales ensucian los lados interior y exterior de la caja del
acumulador y pueden atascar los sistemas de válvulas.
Evitar depósitos de este tipo forma el objeto del
documento DE 39 22 160 A1, por el cual se conoce a tal fin la
utilización de tensioactivos, preferentemente del tipo amida o
amina.
Por el documento JP 02155161 A se conoce la
utilización de una combinación de aceite parafínico, antioxidante y
un eliminador de peróxidos a base de ácido fosfórico, con el fin de
mejorar la estabilidad a la oxidación de los separadores de baterías
a altas temperaturas. Sin embargo, este método no consigue una
protección contra el efecto oxidante del oxígeno naciente o del
dióxido de plomo de la placa de electrodo positiva.
Por el documento JP 07130348 A se conocen
separadores que contienen aceite mineral en combinación con una
resina fenólica.
Para mejorar la estabilidad a la oxidación de
separadores de bolsillo, en los documentos US nº 5.384.211 y JP
10031992 A se han propuesto un aumento del contenido en aceite en el
borde plegado y a lo largo del borde de soldadura.
Por el documento JP 08203493 A se conoce el
recubrimiento de los bordes de separadores con una resina aislante,
con el fin de suprimir el ataque oxidativo.
El documento JP 2000133239 A da a conocer el
recubrimiento de la parte superior del separador que se encuentra en
contacto con el bastidor y el talón de suspensión del electrodo de
la placa positiva con un adhesivo termoplásti-
co.
co.
No es posible preparar los separadores citados
anteriormente de forma continua, utilizando la tecnología actual,
por lo cual dicha preparación es muy complicada y costosa. Además,
se consigue sólo una mejora parcial de la estabilidad a la
oxidación.
Es habitual proveer los separadores por lo menos
por un lado con nervios longitudinales, con el fin de impedir un
contacto directo de la hoja de separador con la placa de electrodo
positiva y por tanto una destrucción oxidativa prematura.
Por los documentos JP 04167356 A y JP 2000182593
A se conocen unos separadores que presentan nervios adicionales por
la zona de los bordes de soldadura de los separadores, para impedir
selectivamente la formación de grietas por oxidación en dicha
zona.
Por el documento JP 09097601 A se conocen unos
separadores perfilados de forma especial, que dejan escapar el gas
formado en la placa positiva, reduciendo de esta manera su efecto
oxidante sobre el separador.
El documento JP 04190554 A da a conocer la
adición de fibras de vidrio al material de separador, para retardar
un empeoramiento de las propiedades mecánicas del separador por
oxidación. Sin embargo, es difícil incorporar fibras de vidrio en el
separador por extrusión, puesto que por un lado las fibras de vidrio
son difíciles de dispersar en el material de separador y por otra
lado rompen fácilmente durante la extrusión, bloqueando los tamices
de la extrusora. Además, los separadores que contienen fibras de
vidrio son poco flexibles y tienden a romper al ser sujetos a una
carga mecánica.
A pesar de los grandes esfuerzos realizados,
ninguna de las medidas anteriores para mejorar la estabilidad a la
oxidación de separadores de baterías resulta satisfactoria en cada
aspecto.
Por el documento US nº 4.024.323, se conocen unos
separadores de baterías, en los cuales se ha reemplazado por lo
menos un 40% de la polietilena de peso ultraaltomolecular utilizada
para la preparación de los separadores con un copolímero constituido
por una olefina y ácido (met)acrílico o una mezcla de una
poliolefina de bajo peso molecular y un polímero de ácido
(meth)acrílico. Con esta medida se pretende aumentar la
velocidad de extrusión y mejorar la incorporación del material de
carga en el polímero. Sin embargo, el reemplazo de por lo menos un
40% de la polietilena ultraaltomolecular con polímeros de bajo peso
molecular es desventajoso, puesto que da lugar a un empeoramiento de
las propiedades mecánicas del separador.
El objetivo de la invención es proporcionar
separadores de baterías con alta estabilidad a la oxidación que sean
fáciles de preparar y a bajos costes y estén protegidos contra la
oxidación por todas sus áreas de superficie.
Dicho objetivo se alcanza, según la invención,
por medio de unos separadores de baterías que contienen un compuesto
de la fórmula (I)
(I)R(OR^{1})_{n}
(COOM^{x+}{}_{1/x})_{m}
en la
que
- R
- es un radical de hidrocarburo no aromático de 10 a 4.200 átomos de carbono, preferentemente 13 a 4.200, que puede estar interrumpido por átomos de oxígeno,
- R^{1}
- es H, -(CH_{2})_{k}COOM^{x+}_{1/x} o -(CH_{2})_{k}-SO_{3}M^{x+}_{1/x}, preferentemente H, siendo k 1 ó 2,
- M
- es un ion de un metal alcalino o alcalinotérreo, H^{+} o NH_{4}^{+}, en el que no todas las variables M son simultáneamente H^{+},
- n
- es 0 ó 1,
- m
- es 0 o un número entero de 10 a 1.400 y
- x
- es 1 ó 2,
\newpage
en la que la relación entre los
átomos de oxígeno y los átomos de carbono en el compuesto según la
fórmula (I) puede estar comprendida entre 1:1,5 y 1:30 y n y m no
pueden ser simultáneamente zero. Sin embargo, preferentemente sólo
una de las variables n y m es distinta de
zero.
Por radicales de hidrocarburo no aromáticos se
entienden radicales que no contienen grupos aromáticos o ellos
mismos no son uno. Los radicales de hidrocarburo pueden estar
interrumpidos por átomos de oxígeno, es decir, que pueden contener
uno o varios grupos éter.
Preferentemente, R es un radical de hidrocarburo
alifático lineal o ramificado que puede estar interrumpido por
átomos de oxígeno. Se prefieren particularmente los radicales de
hidrocarburo saturados, no ramificados.
Sorprendentemente, se ha hallado que al utilizar
los compuestos de la fórmula (I) para la preparación de los
separadores de baterías, los mismos pueden estar protegidos de forma
eficaz contra la destrucción oxidativa.
Se prefieren los separadores de baterías que
contienen un compuesto según la fórmula (I), en la que
- R
- es un radical de hidrocarburo de 10 a 180, preferentemente de 12 a 75, y de forma particularmente preferida de 14 a 40, átomos de carbono, que puede estar interrumpido por 1 a 60, preferentemente de 1 a 20, y de forma particularmente preferida de 1 a 8, átomos de oxígeno, y es, de forma particularmente preferida, un radical de hidrocarburo de la fórmula R^{2} -[(OC_{2}H_{4})_{p}(OC_{3}H_{6})_{q}]-, en la que
- R^{2}
- es un radical alquilo de 10 a 30 átomos de carbono, preferentemente de 12 a 25, de forma particularmente preferida de 14 a 20, átomos de carbono,
- p
- es un número entero de 0 a 30, preferentemente de 0 a 10, de forma particularmente preferida de 0 a 4, y
- q
- es un número entero de 0 a 30, preferentemente de 0 a 10, de forma particularmente preferida de 0 a 4,
- \quad
- prefiriéndose en particular los compuestos en los que la suma de p y q es de 0 a 10, particularmente de 0 a 4,
- n
- es 1 y
- m
- es 0.
La fórmula
R^{2}-[(OC_{2}H_{4})_{p}(OC_{3}H_{6})_{q}]-
debe entenderse de tal forma que comprende también los compuestos en
los que el orden de los grupos en corchetes puede ser diferente del
representado. Por ejemplo, son aptos también según la invención los
compuestos en los que el radical en corchete está formado por grupos
alternantes de (OC_{2}H_{4}) y (OC_{3}H_{6}).
Los aditivos en los que R^{2} es un radical
alquilo lineal o ramificado de 10 a 20, preferentemente de 14 a 18,
átomos de carbono resultan particularmente ventajosos.
Preferentemente, OC_{2}H_{4} es OCH_{2}CH_{2} y
OC_{3}H_{6} es OCH(CH_{3})CH_{2} y/o
OCH_{2}CH(CH_{3}).
Los aditivos preferidos que pueden mencionarse
son en particular alcoholes (p=q=0; m=0), prefiriéndose en
particular los alcoholes primarios, etoxilatos de alcoholes grasos
(p=1 a 4; q=0), propoxilatos de alcoholes grasos (p=0; q=1 a 4) y
alcoxilatos de alcoholes grasos (p=1 a 2; q=1 a 4), prefiriéndose
los etoxilatos de alcoholes primarios. Los alcoxilatos de alcoholes
grasos pueden obtenerse por ejemplo por reacción de los alcoholes
correspondientes con óxido de etileno u óxido de propileno.
Resultan particularmente ventajosos los aditivos
del tipo m=0, que no son solubles o sólo poco soluble en agua y
ácido sulfúrico.
También se prefieren los separadores de baterías
que contienen un compuesto según la fórmula (I), en la que
- R
- es un radical de alcano de 20 a 4.200, preferentemente de 50 a 750, y de forma particularmente preferida de 80 a 225, átomos de carbono,
- M
- es un ion de un metal alcalino o alcalinotérreo, H^{+} o NH_{4}^{+}, en particular un ion de un metal alcalino, tales como Li^{+}, Na^{+} y K^{+}, o es H^{+}, en la que no todas las variables M son simultáneamente H^{+},
- n
- es 0,
- m
- es un número entero de 10 a 1.400 y
- x
- es 1 ó 2.
Los aditivos que pueden mencionarse como aptos
son en particular ácidos poliacrílicos, ácidos polimetacrílicos y
copolímeros de ácido acrílico/ácido metacrílico, cuyos grupos
acídicos están neutralizados por lo menos en parte, es decir,
preferentemente en un 40%, de forma particularmente preferida en un
80%. El porcentaje indicado se refiere al número de los grupos
acídidos. Se prefieren especialmente los ácidos
poli(met)acrílicos que están presentes completamente
en forma de sal. Por ácidos poli(met)acrílicos se
entienden ácidos poliacrílicos, ácidos polimetacrílicos y
copolímeros de ácido acrílico/ácido metacrílico. Se prefieren los
ácidos poli(met)acrílicos y en particular los ácidos
poliacrílicos con un peso molecular medio M_{v} comprendido entre
1.000 y 100.000 g/mol, de forma especialmente preferida entre 1.000
y 15.000 g/mol, y de forma particularmente preferida entre 1.000 y
4.000 g/mol. El peso molecular de los polímeros y copolímeros de
ácido poli(met)acrílico se determina por medio de la
viscosidad de una solución de los polímeros al 1%, neutralizada,
acuosa (constante de Fikent).
Son también aptos los copolímeros de ácido
(met)acrílico, en particular los copolímeros que contienen,
como comonómeros, además de ácido (met)acrílico, etileno,
ácido maleico, acrilato metílico, acrilato etílico, acrilato
butílico y/o acrilato de etilhexilo. Se prefieren los copolímeros
que contienen por lo menos un 40% en peso, preferentemente por lo
menos un 80% en peso, de monómeros de ácido (met)acrílico,
siendo los porcentajes citados relativos a la forma acídica de los
monómeros o polímeros.
Para la neutralización de los polímeros y
copolímeros del ácido acrílico son aptos en particular los
hidróxidos de los metales alcalinos y alcalinotérreos, tal como
hidróxido potásico y en particular hidróxido sódico.
Los aditivos que son aptos según la invención son
conocidos y están disponibles en el mercado.
Alternativamente o adicionalmente, los
separadores pueden contener, además de los aditivos citados,
compuestos que son capaces de formar los aditivos según la
invención. Se prefieren los compuestos que, al utilizarse los
separadores conforme a lo previsto, liberan aditivos aptos, por
ejemplo durante la hidrólisis por medio del ácido de batería. Las
sustancias particularmente aptas de este tipo son ésteres que forman
compuestos de la fórmula (I) que contienen grupos OH. Entre dichas
sustancias, se incluyen por ejemplo los ésteres ftálicos de los
alcoholes citados anterior-
mente.
mente.
Los separadores de baterías pueden dotarse del o
de los aditivos de maneras diferentes. Por ejemplo, los aditivos
pueden aplicarse al separador acabado (es decir, tras la extracción)
o adicionarse a la mezcla utilizada para la preparación del
separador. Según una forma de realización preferida, se aplica el
aditivo o una solución del aditivo a la superficie del separador.
Dicha variante es particularmente apta para la aplicación de
aditivos no estables al calor y de aditivos que son solubles en el
disolvente utilizado para la extracción subsiguiente. Entre los
disolventes que son aptos para los aditivos según la invención, se
incluyen en particular alcoholes de bajo peso molecular, tales como
metanol y etanol, así como mezclas de dichos alcoholes con agua. La
aplicación puede realizarse al lado de cara al electrodo negativo,
al lado de cara al electrodo positivo o a ambos lados del separador.
Al aplicarlos a un lado, se prefiere una aplicación al lado de cara
a la placa del electrodo positivo.
La aplicación puede realizarse también de tal
forma que el separador se sumerge en el aditivo o una solución del
aditivo y, a continuación, si se desea, se elimina el disolvente,
por ejemplo por secado. Dicho procedimiento permite combinar la
aplicación del aditivo por ejemplo con la extracción que se utiliza
frecuentemente en la preparación de los separadores.
Otra opción preferida es mezclar el o los
aditivos con la mezcla del polímero termoplástico y, si se utilizan,
de los materiales de carga y otros aditivos utilizada para la
preparación de los separadores. A continuación, se conforma la
mezcla homogénea que contiene los aditivos para dar un material en
forma de tira. Puesto que esto se lleva a cabo normalmente por
extrusión a temperatura elevada, son aptos a tal fin en particular
los aditivos poco volátiles y estables al calor que son poco
solubles en el disolvente utilizado para la extracción, tales como
los polímeros y copolímeros del ácido acrílico o sus sales.
Los aditivos pueden utilizarse por sí solos o
como mezcla de dos o más aditivos. Las mezclas de uno o más aditivos
según la invención con sustancias tensioactivos, antiespumantes y
otros aditivos pueden utilizarse también.
Los aditivos utilizados según la invención se
utilizan preferentemente en una cantidad comprendida entre un 0,5 y
un 5,0% en peso, de forma particularmente preferida entre un 1,0 y
un 5,0% en peso, de forma especialmente preferida entre un 1,5 y un
4,0% en peso, sobre todo entre un 2,0 y un 3,5% en peso, relativo al
peso del separador tras la extracción.
Los aditivos utilizados para la preparación de
los separadores preferentemente presentan un alto punto de
ebullición. Resultan particularmente aptos los aditivos que
presentan un punto de ebullición de 250ºC o más.
Los aditivos utilizados según la invención son
aptos para ser combinados con todos los separadores que están
sujetos a los ataques oxidativos, en particular para ser combinados
con los separadores a base de termoplásticos. Se prefieren
particularmente los separadores que contienen, además del
termoplástico, también un material de carga y aceite.
Preferentemente, los aditivos se combinan con los
separadores a base de poliolefinas, de forma particularmente
preferida con poliolefinas que contienen materiales de carga y
pueden prepararse por conformado en caliente, tal como por extrusión
o por prensado, seguido de extracción. Sin embargo, los aditivos son
aptos también para la protección de separadores que contienen hilos
o fibras de poliolefina, por ejemplo separadores en forma de
velos.
Las poliolefinas preferidas son polietilenos,
prefiriéndose para los fines de la invención en particular
polietileno ultraaltomolecular. Se prefiere en particular la
poliolefina ultraaltomolecular con un peso molecular promedio en
peso de por lo menos 300.000, preferentemente de por lo menos 1,0 x
10^{6} y de forma particularmente preferida de por lo menos 5,0 x
10^{6} g/mol.
El peso molecular del polietileno se determina
por medio de la ecuación de Margolies: M = 5,37 x 10^{4}
[\eta]^{1,49}, en la que \eta es la viscosidad
específica reducida en dl/g (Josef Berzen, CZ
Chemie-Technik, 3. Jahrgang (1974), nº 4, p.
129).
Sin embargo, son aptos también el polipropileno,
polibuteno, poliestireno, copolímeros de etileno/propileno,
copolímeros de etileno/hexileno, copolímeros de etileno/buteno,
copolímeros de propileno/buteno y copolímeros de
etileno/propileno/buteno.
Preferentemente, los separadores según la
invención contienen un 10 a un 100% en peso, de forma
particularmente preferida un 15 a un 50% en peso y de forma
especialmente preferida un 20 a un 40% en peso, de polímero, en
particular de polietileno ultraaltomolecular, relativo a la suma de
los pesos del material de carga y del políme-
ro.
ro.
Un material de carga preferido según la invención
es SiO_{2}, y los materiales de carga especialmente preferidos son
ácidos silícicos precipitados amorfos. Otros materiales de carga
aptos son los óxidos y hidróxidos del silicio, aluminio y titanio,
así como mica, talco, silicatos y bolas de vidrio. Materiales de
carga de dicho tipo se conocen por ejemplo por los documentos US nº
3.351.495 y DE 14 96 123 A.
Preferentemente, los separadores según la
invención presentan un contenido en material de carga comprendido
entre un 0 y un 90% en peso, de forma particularmente preferida
entre un 50 y un 85% en peso, y de forma especialmente preferida
entre un 60 y un 80% en peso, relativo a la suma de los pesos del
material de carga y del polímero, utilizándose como material de
carga de forma preferida exclusivamente ácido silícico.
La relación en peso del material de carga al
polímero está comprendida preferentemente entre 0 y 9,0, de forma
particularmente preferida entre 1,0 y 5,7, y de forma especialmente
preferida entre 1,5 y 4,0.
Otros aditivos que pueden utilizarse son en
particular los aceites extraíbles, que por un lado sirven de
plastificantes y por otro lado de formadores de poros. Los que son
particularmente aptos son los líquidos conocidos por el documento DE
12 67 423 A, tales como por ejemplo los aceites de proceso. Por
aceites o aceites de proceso se entienden preferentemente los
aceites minerales. Preferentemente, el contenido en aceite del
separador está comprendido entre un 5 y un 35% en peso, de forma
particularmente preferida entre un 8 y un 30% en peso, y de forma
especialmente preferida entre un 10 y un 25% en peso, relativo al
peso total del separador tras la extracción.
Los separadores pueden contener, además de los
componentes principales citados anteriormente, otros componentes
convencionales, tales como negro de humo, antioxidantes, tales como
por ejemplo bifenoles de alquilideno, lubricantes, otros materiales
de carga, tales como por ejemplo talco y, si se desea, también otros
polímeros en una cantidad más o menos subordinada. Negro de humo se
utiliza preferentemente en una cantidad de un 5% en peso, como
máximo, y los otros aditivos preferentemente en una cantidad de un
2% en peso, como máximo, en cada caso relativo al peso total del
separador acabado.
Para la preparación de los separadores, se
mezclan los materiales citados cuidadosamente de manera
convencional, y la mezcla resultante se conforma calentándola para
dar un material en forma de tira. A continuación, se extrae del
mismo el aceite utilizando por ejemplo un disolvente orgánico, tal
como hexano, hasta tal punto que se consigue la porosidad deseada.
Finalmente, el material del separador se corta en función de la
forma de aplicación deseada, es decir, se corta para dar el ancho
final, se enrolla para dar rollos de aproximadamente 1000 metros de
largo y se envasa. Las superficies del separador pueden estar lisas,
nervadas o conformadas de cualquier otra forma. La composición y
preparación de separadores de baterías son bien conocidas por el
estado de la técnica citado anteriormente. Si los aditivos
utilizados según la invención son solubles en el agente de
extracción o son extraíbles con el mismo, se aplicarán
preferentemente al separador tras la etapa de extracción. Sin
embargo, los aditivos pueden adicionarse también al agente de
extracción y aplicarse de esta manera al separador durante la
extrac-
ción.
ción.
Los separadores se utilizan mayoritariamente en
forma de bolsillos, en los que se insertan las placas de electrodos
positivos o negativos. Las placas de electrodos insertados en
bolsillos se combinan a continuación con las placas de carga opuesta
no insertadas en bolsillos para dar bloques de placas y se insertan
en una caja de bloque. Tras llenar la caja con ácido sulfúrico y
cerrarla con una tapa de bloque, queda completado el acumulador de
plo-
mo.
mo.
La invención se refiere también a acumuladores de
plomo/ácido sulfúrico que comprenden dos placas de electrodos de
cargas opuestas que contienen por lo menos un separador de baterías
que comprende uno de los aditivos según la invención.
\newpage
Con la excepción de los aditivos utilizados según
la invención, los acumuladores son acumuladores de plomo/ácido
sulfúrico convencionales que comprenden electrodos convencionales y
ácido sulfúrico como electrolito. Preferentemente, los acumuladores
son baterías de arranque para vehículos motorizados. La caja puede
componerse de cualquier material convencional, por ejemplo
polipropileno, caucho duro, vidrio acrílico, poliestireno,
vidrio,
etc.
etc.
A continuación, se ilustrará la invención con
mayor detalle haciendo referencia a formas de realización
ejemplificativas.
Ejemplos 1 a
7
En los ejemplos, se utilizarán, a menos que no se
indique otra cosa, unos separadores de baterías a base de
polietileno (UHMWPE) y ácido silícico precipitado. Los separadores
se prepararon según el documento US nº 3.351.495 en una extrusora y,
tras la extrusión, se extrajeron con hexano hasta un contenido en
aceite en la hoja de base de aproximadamente un 12% en peso. La
relación en peso utilizada del material de carga al polímero se ha
especificado en cada uno de los ejemplos.
Para evaluar la eficacia de los aditivos, se
utilizó una prueba de oxidación estandardizada (PEROX 80 Test), que
corresponde sustancialmente al método para la determinación de la
estabilidad a la oxidación de separadores de baterías
(TM-3.229: Standard test method to determine
resistance of battery separator to oxidative degradation using
hydrogen peroxide in sulfuric acid as oxidizing medium) recomendado
por la BCI (Battery Council Internatio-
nal).
nal).
A tal fin, se trataron probetas del material de
separador a 80ºC con una mezcla de ácido sulfúrico y peróxido de
hidrógeno durante periodos distintos, y se comparó la dilatación del
material antes y después de la prueba. El descenso de la dilatación
es una medida de la degradación y reticulación, es decir, de la
destrucción oxidativa del polímero. Como probeta de referencia
servían separadores sin los aditivos según la invención, que fueron
ensayados en condiciones idénticas.
Las probetas presentaban la forma de huesos de
perros según la norma DIN 53455. La solución de oxidación estaba
siempre recién preparada y se componía de 360 ml de ácido sulfúrico
con una densidad de 1,28 g/cm^{3}, 35 ml de ácido sulfúrico con
una densidad de 1,84 g/cm^{3} y 105 ml de una solución de peróxido
de hidrógeno al 35%. Los componentes se mezclaron lentamente en el
orden especificado con agitación y luego se calentaron en un
recipiente de vidrio cerrado en un un baño María a 80ºC. En cada
solución, se introdujeron dos portaprobetas con cinco probetas cada
uno en la solución y se dejaron en la solución durante el periodo de
prueba deseado. A continuación, se lavaron las probetas con agua
tibia hasta quedarse libres de ácido, y se midió la dilatación. A
tal fin, se estiraron las probetas con una velocidad de prueba de
300 mm/min hasta la rotura. Se midió la dilatación en dirección
transversal de máquina (cross machine direction, CMD) (dilatación
CMD). En cada una de las tablas que siguen a continuación, se ha
indicado el promedio de diez valores medidos. Puesto que la
dilatación inicial de los separadores puede variar por razones de
proceso, se estandardizaron las dilataciones absolutas a la
dilatación inicial:
\frac{\text{Dilatación absoluta
tras x h. de prueba de peróxido en %}}{\text{Dilatación absoluta
tras 0 h. de prueba de peróxido en %}}\times 100 = dilatación
relativa tras x h. de prueba de
peróxido
En los Ejemplos 2 a 7, se recubrieron hojas de
separadores del tamaño 160 x 300 mm por un lado con
una solución etanólica de 1-dodecanol de tal manera
que tras el secado la hoja contenía un 0,7 a un 7,1% en peso de
1-dodecanol. En los ejemplos, todos los por cientos
en peso, a menos que no se indique otra cosa, se refieren al peso
del separador tras la extracción. Como probeta de referencia servía
un separador sin tratar (Ejemplo 1). En los Ejemplos 1 a 7, la
relación en peso del material de carga al polímero era en cada caso
de 2,6.
Los separadores recubiertos con el aditivo se
sometieron a la prueba de oxidación descrita anteriormente. Los
separadores recubiertos con 1-dodecanol presentaban,
tras finalizar la prueba, una dilatación residual mucho más alta que
el separador sin tratar (ver la Tabla 1). Los resultados recopilados
en la Tabla 1 demuestran que 1-dodecanol garantiza,
incluso en condiciones de prueba extremas (80ºC, H_{2}O_{2}),
una mejor protección del separador contra la degradación oxidativa
incluso en pequeñas concentraciones.
| Ejemplo | |||||||
| 1*) | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| Cantidad de aditivo [% en peso] | 0 | 0,7 | 1,4 | 2,1 | 2,8 | 3,5 | 7,1 |
| Duración de la prueba de oxidación | Dilatación absoluta [%] | ||||||
| 0 h | 263 | 269 | 282 | 266 | 271 | 267 | 291 |
| 20 h | 152 | 186 | 234 | 235 | 233 | 252 | 272 |
| 40 h | 108 | 156 | 204 | 181 | 197 | 249 | 254 |
| 72 h | 0 | 46 | 82 | 112 | 135 | 234 | 247 |
| Dilatación relativa [%] | |||||||
| 72 h | 0 | 17 | 29 | 42 | 50 | 88 | 85 |
| *) \hskip0.15cm Ejemplo comparativo |
Se repitieron los Ejemplos 2 a 7, recubriendo
separadores con un 3,5% en peso de 1-dodecanol. La
relación en peso del material de carga al polímero era de 2,2, y el
contenido en aceite de un 12% en peso. Como probetas de referencia
servía separadores sin tratar. Los separadores se ensayaron en una
batería de plomo/ácido sulfúrico. A tal fin, se compusieron células
de baterías constituidas por placas positivas que contenían
antimonio y placas negativas de plomo/calcio (cinco placas positivas
y cuatro negativas por célula) con una capacidad total de 36
Ah/célula. Tres células estaban dotadas de separadores recubiertos
con dodecanol, las demás células estaban dotadas de los separadores
sin tratar. La batería se sometió a 50ºC a una prueba de durabilidad
en condiciones muy severas según la norma DIN 43539 2ª parte
borrador 10/1980. A continuación, se abrieron las células, y se
determinó la dilatación de los separadores en la zona de los
bolsillos y por el borde de plegado.
Los resultados de la prueba de baterías se han
recopilado en la Tabla 2. Los mismos muestran que el aditivo
utilizado ofrece una mejora sustancial de la protección del
separador contra los ataques oxidativos incluso en condiciones
prácticas.
| Separador sin aditivo*) | Separador con un 3,5% en peso | |||
| de 1-dodecanol | ||||
| Antes de la prueba | Después de la prueba | Antes de la prueba | Después de la prueba | |
| Punto de medición | Dilatación absoluta [%]**) | |||
| En la zona del bolsillo | 493 \pm 42 | 357 \pm 46 | 513 \pm 39 | 551 \pm 49 |
| Por el borde de plegado | 493 \pm 42 | 316 \pm 24 | 513 \pm 39 | 429 \pm 33 |
| Dllataclón relativa CMD**) | ||||
| En la zona del bolsillo | 100% | 72% | 100% | 107% |
| Por el borde de plegado | 100% | 64% | 100% | 84% |
| *) \hskip0.3cm Probeta de referencia | ||||
| **) \hskip0.15cm medido tras 264 ciclos de prueba |
Ejemplos 9 a
11
Se repitieron los Ejemplos 1 a 7, recubriendo los
separadores por un lado con soluciones alcohólicas de
1-tetradecanol, 1-hexadecanol y
1-octadecanol. Tras el secado, cada uno de los
separadores contenía una cantidad de un 3,5% en peso del aditivo.
Los separadores se sometieron a la prueba de oxidación descrita en
los Ejemplos 1 a 7. Los resultados se han recopilado en la Tabla
3.
Los separadores recubiertos con alcoholes grasos
de alto peso molecular presentan también una estabilidad a la
oxidación sustancialmente mejorada en comparación con el separador
sin tratar (Ejemplo 1).
| Ejemplo | ||||
| 6 | 9 | 10 | 11 | |
| Aditivo | 1-dodecanol | 1-tetradecanol | 1-hexadecanol | 1-octadecanol |
| Cantidad de aditivo [% en peso] | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 |
| Duración de la prueba de oxidación | Dilatación absoluta [%] | |||
| 0 h | 267 | 271 | 271 | 268 |
| 20 h | 252 | 265 | 274 | 265 |
| 40 h | 249 | 238 | 240 | 238 |
| 72 h | 234 | 212 | 218 | 201 |
| Dilatación relativa [%] | ||||
| 72 h | 88 | 78 | 80 | 75 |
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos 12 a
14
Por el estado de la técnica es conocido que la
estabilidad a la oxidación de separadores puede mejorarse aumentando
el contenido en aceite de proceso. En un experimento comparativo, se
comparó el efecto del contenido de aceite sobre la estabilidad a la
oxidación con el efecto de la misma cantidad de un aditivo según la
invención (1-dodecanol). Los resultados se han
representado en la Tabla 4. Puede apreciarse que el aditivo según la
invención produce una mejora mucho más clara de la estabilidad a la
oxidación. La preparación de los separadores y la realización de la
prueba tuvieron lugar tal como se ha descrito en los Ejemplos 1 a 7.
La relación en peso del material de carga al polímero era de 2,4. El
aceite se extrajo en cada ejemplo hasta el contenido indicado en la
tabla.
| Ejemplo | 12*) | 13*) | 14 |
| Aditivo | ninguno | ninguno | 1-dodecanol (3,5% en peso) |
| Contenido en aceite [% en peso] | 12,4 | 15,4 | 11,2 |
\newpage
TABLA 4
(continuación)
| Ejemplo | 12*) | 13*) | 14 |
| Duración de la prueba de oxidación | Dilatación absoluta [%] | ||
| 0 h | 407 | 431 | 419 |
| 20 h | 313 | 370 | 406 |
| 40 h | 218 | 346 | 388 |
| 72 h | 99 | 204 | 326 |
| 96 h | 0 | 77 | 218 |
| Dilatación relativa [%] | |||
| 96 h | 0 | 18 | 52 |
| *) \hskip0.15cm Ejemplo comparativo |
Ejemplos 15 a
18
Se repitieron los Ejemplos 1 a 7, tratando los
separadores con alcoholes alcoxilados y sometiéndolos después a la
prueba de oxidación. La relación en peso del material de carga al
polímero era de 2,6. Se investigaron compuestos de la fórmula
general R^{2}-(OC_{2}H_{4})_{p}-OH,
en la que R^{2} y p tienen el significado indicado en la Tabla 5.
Los resultados recopilados en la Tabla 5 muestran que los productos
de adición de óxido de etileno con alcoholes de cadena larga son
capaces de mejorar claramente la estabilidad a la oxidación de
separadores de baterías.
| Ejemplo | ||||||
| 1*) | 6 | 15 | 16 | 17 | 18 | |
| Aditivo: R^{2}-(OC_{2}H_{4})_{p}-OH | ||||||
| R^{2} | C_{12} | C_{12} | C_{12} | C_{16/18} | C_{16/18} | C_{16/18} |
| p | - | - | 2 | 2 | 5 | 11 |
| Cantidad de aditivo [% en peso] | 0 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3,5 |
| Duración de la prueba de oxidación | Dilatación absoluta [%] | |||||
| 0 h | 263 | 267 | 281 | 292 | 279 | 284 |
| 20 h | 152 | 252 | 246 | 242 | 279 | 257 |
| 40 h | 108 | 249 | 224 | 260 | 227 | 234 |
| 72 h | 0 | 234 | 145 | 212 | 159 | 84 |
| Dilatación relativa [%] | ||||||
| 72 h | 0 | 88 | 52 | 73 | 57 | 30 |
| *) \hskip0.15cm Ejemplo comparativo |
Se repitieron los Ejemplos 1 a 7, preparando
separadores y ajustando su contenido en aceite en un 12% en peso por
extracción con hexano. La relación en peso del material de carga al
polímero era de 2,2. A diferencia de los Ejemplos 1 a 7, para el
tratamiento de los separadores según la invención se adicionó al
baño de hexano 1 o 2% en peso de ftalato de estearilo. Tras la
extracción, los separadores se retiraron del baño y, tras hacerlos
escurrir, se secaron a temperatura ambiente. Tras el secado, los
separadores contenían 1 ó 2% en peso de ftalato de estearilo. Según
la Tabla 6, con el ftalato de estearilo se consigue una protección
eficaz del separador contra la oxidación prematura. El ácido de
batería disocia el ftalato de estearilo en ácido ftálico y
octadecanol, que es un aditivo apto según la
invención.
invención.
| Aditivo | ninguno | Ftalato de estearilo | |
| 1% en peso | 2% en peso | ||
| Duración de la prueba de oxidación | Dilatación absoluta | ||
| 0 h | 498 | 498 | 512 |
| 72 h | 78 | 211 | 251 |
| Dilatación relativa | |||
| 72 h | 16 | 42 | 49 |
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos 20 a
26
Se repitieron los Ejemplos 1 a 7, preparando
separadores de baterías a base de polietileno (UHMWPE) y dióxido de
silicio amorfo a una relación en peso del material de carga al
polímero de 2,2. A diferencia de los Ejemplos 1 a 7, al material de
separador se adiciono, antes de la extrusión, ácido poliacrílico o
la sal sódica de ácido poliacrílico, estando indicadas las
cantidades de ácido poliacrílico presentes en el separador tras la
extracción en la Tabla 7. A continuación, los separadores se
sometieron a la prueba de oxidación. Los resultados resumidos en la
Tabla 7 muestran que las sales del ácido poliacrílico permiten una
protección eficaz de los separadores contra la oxidación prematura.
Al contrario, el ácido poliacrílico libre era prácticamente sin
efecto. Por los resultados puede apreciarse también que los ácidos
poliacrílicos no se eliminan por lavado del separador durante la
extracción.
| Ejemplo | 20*) | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26*) |
| Aditivo | ninguno | Ácido poliacrílico | |||||
| Peso molecular medio [g/mol] | - | 1.200 | 4.000 | 8.000 | 15.000 | 30.000 | 100.000 |
| Forma | - | Sal**) | Sal**) | Sal**) | Sal**) | Sal**) | Ácido |
| Valor K***) | - | 15 | 25 | 30 | 40 | 50 | 80 |
| Concentración [% en peso] | - | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 2,0 |
\newpage
TABLA 7
(continuación)
| Ejemplo | 20*) | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26*) |
| Duración de la prueba de oxidación | Dilatación absoluta [%] | ||||||
| 0 h | 508 | 522 | 468 | 530 | 499 | 504 | 447 |
| 20 h | 420 | 446 | 413 | 410 | 456 | 485 | 418 |
| 40 h | 303 | 427 | 394 | 413 | 450 | 457 | 211 |
| 72 h | 21 | 333 | 273 | 240 | 244 | 224 | 16 |
| Dilatación relativa [%] | |||||||
| 72 h | 4 | 64 | 58 | 45 | 49 | 44 | 4 |
| *) \hskip0.34cm Ejemplo comparativo | |||||||
| **) \hskip0.16cm Se utilizó la sal sódica de ácido poliacrílico (forma completamente neutralizada) | |||||||
| ***) \begin{minipage}[t]{150mm} Constante de Fikent, medido en una solución acuosa al 1%, neutralizada con sosa cáustica, parámetro para caracterizar el grado de polimerización y el peso molecular \end{minipage} |
Ejemplos 27 a
28
Se repitieron los Ejemplos 20 a 26, preparando y
ensayando separadores que contenían copolímeros de ácido
poliacrílico en lugar de ácido poliacrílico. En el Ejemplo 27, se
utilizó el polímero Sokolan CP 10, y en el Ejemplo 28 Sokolan CP 10
S (ambos de la empresa BASF, Ludwigshafen). Los resultados se han
representado en la Tabla 8. Aquí también la forma de sal de los
polímeros da lugar a una buena protección contra la oxidación,
mientras que la forma acídica es prácticamente sin efecto.
| Ejemplo | 23*) | 27 | 28 |
| Aditivo | ninguno | Copolímero de ácido poliacrílico | |
| Peso molecular medio [g/mol] | - | 4.000 | 4.000 |
| Forma | - | Sal**) | Ácido |
| Concentración [% en peso] | - | 2,0 | 2,0 |
| Duración de la prueba de oxidación | Dilatación absoluta [%] | ||
| 0 h | 508 | 521 | 556 |
| 20 h | 420 | 465 | 506 |
| 40 h | 303 | 433 | 375 |
| 72 h | 21 | 279 | 43 |
| Dilatación relativa [%] | |||
| 72 h | 4 | 54 | 8 |
| *) \hskip0.34cm Ejemplo comparativo | |||
| **) \hskip0.16cm se utilizó la sal sódica de ácido poliacrílico (forma completamente neutralizada) |
Claims (18)
1. Separador de baterías a base de poliolefina
termoplástica, ultraaltomolecular con un peso molecular promedio en
peso de por lo menos 300.000, caracterizado porque contiene,
relativo a la suma de los pesos del material de carga y de la
poliolefina, entre 10 y 100% en peso de poliolefina y entre 0 y 90%
en peso de un material de carga y, relativo al peso del separador,
entre 5 y 35% en peso de aceite y entre 0,5 y 5,0% en peso de un
compuesto según la fórmula (I)
(I)R(OR^{1})_{n}
(COOM^{x+}{}_{1/x})_{m}
en la
que
- R
- es un radical de hidrocarburo no aromático de 10 a 4.200 átomos de carbono, que puede estar interrumpido por átomos de oxígeno,
- R^{1}
- es H, -(CH_{2})_{k}COOM^{x+}_{1/x} ó -(CH_{2})_{k}-SO_{3}M^{x+}_{1/x}, siendo k 1 ó 2,
- M
- es un ion de un metal alcalino o alcalinotérreo, H^{+} ó NH_{4}^{+}, en el que no todas las variables M son simultáneamente H^{+},
- n
- es 0 ó 1,
- m
- es 0 o un número entero de 10 a 1.400 y
- x
- es 1 ó 2,
en la que la relación entre los
átomos de oxígeno y los átomos de carbono en el compuesto según la
fórmula (I) está comprendida entre 1:1,5 y 1:30 y n y m no pueden
ser simultáneamente
cero.
2. Separador de baterías según la reivindicación
1, caracterizado porque contiene un compuesto según la
fórmula (I), en la que
- R
- es un radical de hidrocarburo de 10 a 180 átomos de carbono, que puede estar interrumpido por entre 1 y 60 átomos de oxígeno,
- n
- es 1,
- m
- es 0 y
- x
- es 1 ó 2.
3. Separador de baterías según la reivindicación
2, caracterizado porque R es un radical de hidrocarburo de la
fórmula
R^{2}-[(OC_{2}H_{4})_{p}(OC_{3}H_{6})_{q}]-,
en la que
- R^{2}
- es un radical alquilo de 10 a 30 átomos de carbono,
- p
- es un número entero de 0 a 30 y/o
- q
- es un número entero de 0 a 30.
4. Separador de baterías según la reivindicación
3, caracterizado porque
- p
- es un número entero de 0 a 10 y
- q
- es un número entero de 0 a 10.
5. Separador de baterías según la reivindicación
3 ó 4, caracterizado porque la suma de p y q es inferior o
igual a 10.
6. Separador de baterías según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque R^{1} es
H.
7. Separador de baterías según la reivindicación
1, caracterizado porque contiene un compuesto según la
fórmula (I), en la que
- R
- es un radical de alcano de 20 a 4.200 átomos de carbono,
- M
- es un ion de un metal alcalino o alcalinotérreo, H^{+} o NH_{4}^{+}, en el que no todas las variables son simultáneamente H^{+},
- n
- es 0,
- m
- es un número entero de 10 a 1.400 y
- x
- es 1 ó 2.
8. Separador de baterías según la reivindicación
7, caracterizado porque R es un radical de alcano con entre
50 y 750 átomos de carbono.
9. Separador de baterías según la reivindicación
7 ó 8, caracterizado porque el compuesto según la fórmula (I)
es un ácido poli(met)acrílico, cuyos grupos acídicos
están neutralizados por lo menos en parte.
10. Separador de baterías según la reivindicación
9, caracterizado porque por lo menos un 40% de los grupos
acídicos del ácido poli(met)acrílico están
neutralizados.
11. Separador de baterías según cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque M es Li^{+},
Na^{+} o K^{+}.
12. Separador de baterías según cualquiera de las
reivindicaciones 7 a 11, caracterizado porque el ácido
poli(met)acrílico presenta un peso molecular promedio
Mw comprendido entre 1.000 y 100.000 g/mol.
13. Separador de baterías a base de poliolefina
termoplástica, ultraaltomolecular con un peso molecular promedio en
peso de por lo menos 300.000, caracterizado porque contiene
un componente que es capaz, al utilizar el separador conforme a lo
previsto, de formar un compuesto de la fórmula (I)
(I)R(OR^{1})_{n}
(COOM^{x+}{}_{1/x})_{m}
en la
que
- R
- es un radical de hidrocarburo no aromático de 10 a 4.200 átomos de carbono, que puede estar interrumpido por átomos de oxígeno,
- R^{1}
- es H, -(CH_{2})_{k}COOM^{x+}_{1/x} o -(CH_{2})_{k}-SO_{3}M^{x+}_{1/x}, siendo k 1 ó 2,
- M
- es un ion de un metal alcalino o alcalinotérreo, H^{+} o NH_{4}^{+}, en el que no todas las variables M son simultáneamente H^{+},
- n
- es 0 ó 1,
- m
- es 0 o un número entero de 10 a 1.400 y
- x
- es 1 ó 2,
en la que la relación entre los
átomos de oxígeno y los átomos de carbono en el compuesto según la
fórmula (I) está comprendida entre 1:1,5 y 1:30 y n y m no pueden
ser simultáneamente
cero.
14. Acumulador de plomo/ácido sulfúrico que
comprende por lo menos dos placas de electrodos de cargas opuestas,
caracterizado porque contiene por lo menos un separador de
baterías según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13.
15. Procedimiento para la preparación de un
separador de baterías según cualquiera de las reivindicaciones 1 a
13, caracterizado porque a un separador de baterías se aplica
un compuesto de la fórmula (I) o una solución del compuesto de la
fórmula (I) y, a continuación, si se desea, se seca el
separador.
16. Procedimiento para la preparación de un
separador de baterías según cualquiera de las reivindicaciones 1 a
13, caracterizado porque se prepara una mezcla homogénea de
una poliolefina termoplástica ultraaltomolecular, por lo menos un
compuesto de la fórmula (I) y, si se desea, un material de carga y
otros aditivos, conformando la misma para obtener un material en
forma de tira y, a continuación, se eliminan, si se desea, uno o más
de los otros aditivos.
17. Utilización de un compuesto de la fórmula (I)
para preparar separadores de baterías.
18. Utilización de un compuesto de la fórmula (I)
para mejorar la estabilidad a la oxidación de separadores de
baterías.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10216418A DE10216418B4 (de) | 2002-04-12 | 2002-04-12 | Batterieseparator, Verwendung eines Batterieseparators, Verfahren zur Herstellung eines Batterieseparators und Verwendung einer Verbindung |
| DE10216418 | 2002-04-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2244936T3 true ES2244936T3 (es) | 2005-12-16 |
Family
ID=28685025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES03722418T Expired - Lifetime ES2244936T3 (es) | 2002-04-12 | 2003-04-08 | Separador de baterias con una mejor estabilidad a la oxidacion. |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (5) | US20050106468A1 (es) |
| EP (1) | EP1497872B1 (es) |
| JP (1) | JP4359511B2 (es) |
| KR (1) | KR100890857B1 (es) |
| AU (1) | AU2003229626A1 (es) |
| DE (2) | DE10216418B4 (es) |
| ES (1) | ES2244936T3 (es) |
| WO (1) | WO2003088380A2 (es) |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10216418B4 (de) | 2002-04-12 | 2006-02-09 | Daramic, Inc. | Batterieseparator, Verwendung eines Batterieseparators, Verfahren zur Herstellung eines Batterieseparators und Verwendung einer Verbindung |
| HUE042537T2 (hu) * | 2008-03-31 | 2019-07-29 | Zeon Corp | Porózus film és másodlagos akkumulátor elektróda |
| WO2010050338A1 (ja) * | 2008-10-29 | 2010-05-06 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 酸化亜鉛を主成分とする透明導電膜のテクスチャー加工液及び凹凸を有する透明導電膜の製造方法 |
| WO2014151991A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Amtek Research International Llc | Low resistivity and sustained wettability battery separators |
| US9923196B2 (en) * | 2013-10-03 | 2018-03-20 | Johns Manville | Conductive mat for battery electrode plate reinforcement and methods of use therefor |
| JP6544649B2 (ja) * | 2013-11-29 | 2019-07-17 | 株式会社Gsユアサ | 鉛蓄電池 |
| WO2016072980A2 (en) | 2014-11-05 | 2016-05-12 | Daramic, Llc | Improved battery separators and related methods |
| CN107567665A (zh) | 2015-02-26 | 2018-01-09 | 达拉米克有限责任公司 | 用于铅酸蓄电池的水损耗改进的隔板、改善水损耗性能的系统、及其制造和使用方法 |
| CN114243126B (zh) * | 2015-02-26 | 2024-07-02 | 达拉米克有限责任公司 | 蒸汽压力屏障的提供方法、相关的铅酸蓄电池和车辆 |
| WO2016179362A1 (en) | 2015-05-05 | 2016-11-10 | Daramic, Llc | Improved separators for vrla batteries and methods relating thereto |
| CN108807824A (zh) * | 2015-08-10 | 2018-11-13 | 达拉米克有限责任公司 | 性能改进的电池串 |
| CN108292724B (zh) | 2015-10-07 | 2022-05-13 | 达拉米克有限责任公司 | 性能改进的铅酸电池隔板及其电池和具有该电池的车辆及其相关方法 |
| WO2017142522A1 (en) * | 2016-02-17 | 2017-08-24 | Daramic, Llc | Improved battery separators which reduce water loss in lead acid batteries and improved lead acid batteries including such improved battery separators |
| WO2017177158A2 (en) | 2016-04-08 | 2017-10-12 | Daramic, Llc | Improved separators for enhanced flooded batteries, batteries, and related methods |
| WO2018045268A2 (en) | 2016-09-02 | 2018-03-08 | Daramic, Llc | Battery separators with improved conductance, improved batteries, systems, and related methods |
| WO2018147866A1 (en) | 2017-02-10 | 2018-08-16 | Daramic, Llc | Improved separators with fibrous mat, lead acid batteries, and methods and systems associated therewith |
| WO2018174871A1 (en) * | 2017-03-22 | 2018-09-27 | Daramic, Llc | Improved separators, lead acid batteries, and methods and systems associated therewith |
| TW201842697A (zh) * | 2017-04-10 | 2018-12-01 | 美商愛克瑪公司 | 鋰離子電池連結層 |
| KR102849376B1 (ko) | 2017-06-20 | 2025-08-25 | 다라믹 엘엘씨 | 개선된 납축전지 분리기, 전지, 및 관련 방법 |
| CN107645021B (zh) * | 2017-08-09 | 2020-02-21 | 超威电源集团有限公司 | 一种铅蓄电池隔板纸挤酸装置及挤酸方法 |
| KR20240108534A (ko) | 2017-09-08 | 2024-07-09 | 다라믹 엘엘씨 | 탄소를 도입한 개선된 납축전지 분리기 |
| CN112042040A (zh) | 2018-01-31 | 2020-12-04 | 达拉米克有限责任公司 | 改进的铅酸电池隔板、弹性隔板、电池、系统及相关方法 |
| EP3827469A4 (en) | 2018-07-23 | 2022-05-11 | Daramic, LLC | IMPROVED SEPARATORS FOR LEAD ACID BATTERIES |
| CN113196558A (zh) | 2018-08-17 | 2021-07-30 | 达拉米克有限责任公司 | 改进的铅酸电池隔板、抗翘曲隔板、电池、系统及相关方法 |
| US12107275B2 (en) | 2018-09-04 | 2024-10-01 | Daramic, Llc | Lead acid battery separators, separator and electrode assemblies, batteries, systems, and related methods |
| WO2020150416A1 (en) | 2019-01-16 | 2020-07-23 | Daramic, Llc | Improved z wrap separators, cells, systems, batteries, and related equipment and methods |
| KR20220092536A (ko) | 2019-10-29 | 2022-07-01 | 다라믹 엘엘씨 | 개선된 압축성을 갖는 개선된 납축전지 분리기; 이를 도입한 전지, 시스템, 및 관련 방법 |
| US20240234944A1 (en) * | 2021-05-07 | 2024-07-11 | Lg Chem, Ltd. | Crosslinked Structure-Containing Polyolefin Porous Support, Crosslinked Structure-Containing Separator For Lithium Secondary Battery Including The Same And Method For Manufacturing The Same, And Lithium Secondary Battery Including The Separator |
Family Cites Families (42)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US285181A (en) * | 1883-09-18 | Savage d | ||
| US212055A (en) * | 1879-02-04 | Improvement in removable nozzles for bottles | ||
| DE1267423B (de) | 1962-07-24 | 1968-05-02 | Grace W R & Co | Thermoplastische Massen zur Herstellung von Formkoerpern aus Polyolefinen |
| FR91754E (es) | 1963-07-23 | |||
| FR1515826A (fr) | 1963-08-07 | 1968-03-08 | Grace W R & Co | Séparateur pour batterie et procédé pour sa fabrication |
| US3351495A (en) * | 1966-11-22 | 1967-11-07 | Grace W R & Co | Battery separator |
| US3933525A (en) * | 1972-12-21 | 1976-01-20 | W. R. Grace & Co. | Battery separator manufacturing process |
| US4024323A (en) * | 1975-02-06 | 1977-05-17 | Evans Products Company | Battery separator |
| US4210709A (en) * | 1978-08-01 | 1980-07-01 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Microporous film battery separator |
| US4497831A (en) * | 1979-01-17 | 1985-02-05 | Block Drug Company, Inc. | Polyoxyethylene derivatives as antipruritic ectoparasiticide |
| NL8000423A (nl) | 1979-02-12 | 1980-08-14 | Grace W R & Co | Batterij-separator. |
| US4440838A (en) * | 1982-06-07 | 1984-04-03 | Kimberly-Clark Corporation | Lead acid battery, separator therefor |
| US4592973A (en) * | 1983-10-05 | 1986-06-03 | Castle Technology Corp. | Supported liquid membrane electrochemical separators |
| US4778601A (en) | 1984-10-09 | 1988-10-18 | Millipore Corporation | Microporous membranes of ultrahigh molecular weight polyethylene |
| CA1258690A (en) | 1984-11-23 | 1989-08-22 | Harlan B. Johnson | Battery separator |
| DE3545615C3 (de) | 1984-12-28 | 1996-11-21 | Ppg Industries Inc | Verwendung von amorphem gefälltem Siliziumdioxid zum Verstärken von mikroporösen Trennelementen für Batterien |
| US4681750A (en) * | 1985-07-29 | 1987-07-21 | Ppg Industries, Inc. | Preparation of amorphous, precipitated silica and siliceous filler-reinforced microporous polymeric separator |
| DE3617318A1 (de) | 1986-05-23 | 1987-11-26 | Centralen Inst Khim Promisleno | Masse zur herstellung von mikroporoesen separatoren und verfahren zu ihrer herstellung |
| JP2743076B2 (ja) | 1988-12-07 | 1998-04-22 | 日本無機株式会社 | 鉛蓄電池用セパレータ並びにその製造法 |
| DE3922160A1 (de) * | 1989-07-06 | 1991-01-10 | Grace Gmbh | Blei/schwefelsaeure-akkumulator, separator fuer blei/schwefelsaeure-akkumulator und verfahren zur verringerung der bildung von dunklen ablagerungen in einem blei/schwefelsaeure-akkumulator |
| DE3928468A1 (de) | 1989-08-29 | 1991-03-14 | Grace Gmbh | Blei/schwefelsaeure-akkumulator, separator fuer blei/schwefelsaeure-akkumulatoren und verfahren zur verringerung der bildung von gefaerbten ablagerungen in einem blei/schwefelsaeure-akkumulator |
| JPH04167356A (ja) | 1990-10-30 | 1992-06-15 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 鉛蓄電池 |
| JPH04190554A (ja) | 1990-11-26 | 1992-07-08 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 鉛蓄電池 |
| JPH06302314A (ja) * | 1993-04-01 | 1994-10-28 | Wr Grace & Co Connecticut | 電池隔離板 |
| US5384211A (en) * | 1993-09-27 | 1995-01-24 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Oxidation resistant enveloped separator |
| JP3340538B2 (ja) | 1993-11-04 | 2002-11-05 | 日本無機株式会社 | 蓄電池用セパレータ |
| DE19521727B4 (de) * | 1994-06-27 | 2006-04-06 | Toshiba Battery Co., Ltd. | Alkalische Sekundärbatterie |
| DE4446675C2 (de) | 1994-12-12 | 1997-10-23 | Daramic Inc | Verfahren zur Reparatur von Separatorenbahnen für Akkumulatoren |
| JPH08203493A (ja) | 1995-01-31 | 1996-08-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 鉛蓄電池 |
| JPH0997601A (ja) | 1995-09-29 | 1997-04-08 | Nippon Muki Co Ltd | 鉛蓄電池用セパレータ |
| US5948464A (en) * | 1996-06-19 | 1999-09-07 | Imra America, Inc. | Process of manufacturing porous separator for electrochemical power supply |
| JPH1031992A (ja) | 1996-07-16 | 1998-02-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 鉛蓄電池用セパレータおよびその製造法 |
| JPH10106526A (ja) * | 1996-09-26 | 1998-04-24 | G S Kasei Kogyo Kk | 鉛電池用セパレータ及びその製造方法 |
| DE19702757C2 (de) | 1997-01-27 | 1999-11-25 | Daramic Inc | Separator für Bleiakkumulatoren sowie dessen Verwendung |
| WO1999019921A1 (de) * | 1997-10-09 | 1999-04-22 | Basf Aktiengesellschaft | ALS FESTELEKTROLYT ODER SEPARATOR FÜR ELEKTROCHEMISCHE ZELLEN GEEIGNETE MISCHUNGEN MIT Li- ENTHALTENDEN FESTSTOFFEN |
| ES2172907T3 (es) | 1998-06-23 | 2002-10-01 | Daramic Inc | Separador para acumuladores de plomo cerrados. |
| JP2000133239A (ja) | 1998-10-30 | 2000-05-12 | Yuasa Corp | 鉛蓄電池 |
| US6153701A (en) * | 1998-11-20 | 2000-11-28 | International Paper Company | Wettable polypropylene composition and related method of manufacture |
| JP2000182593A (ja) | 1998-12-10 | 2000-06-30 | Nippon Muki Co Ltd | 鉛蓄電池用袋状リブ付きセパレ―タ |
| US6623355B2 (en) * | 2000-11-07 | 2003-09-23 | Micell Technologies, Inc. | Methods, apparatus and slurries for chemical mechanical planarization |
| US7238744B2 (en) * | 2002-04-12 | 2007-07-03 | Daramic, Inc. | Ultrahigh molecular weight polyethylene articles and method of manufacture |
| DE10216418B4 (de) | 2002-04-12 | 2006-02-09 | Daramic, Inc. | Batterieseparator, Verwendung eines Batterieseparators, Verfahren zur Herstellung eines Batterieseparators und Verwendung einer Verbindung |
-
2002
- 2002-04-12 DE DE10216418A patent/DE10216418B4/de not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-04-08 ES ES03722418T patent/ES2244936T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2003-04-08 WO PCT/EP2003/003639 patent/WO2003088380A2/de not_active Ceased
- 2003-04-08 KR KR1020047015935A patent/KR100890857B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 2003-04-08 DE DE50301018T patent/DE50301018D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-04-08 US US10/509,723 patent/US20050106468A1/en not_active Abandoned
- 2003-04-08 JP JP2003585202A patent/JP4359511B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2003-04-08 EP EP03722418A patent/EP1497872B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-04-08 AU AU2003229626A patent/AU2003229626A1/en not_active Abandoned
-
2009
- 2009-10-19 US US12/589,156 patent/US20100104946A1/en not_active Abandoned
-
2011
- 2011-12-21 US US13/333,015 patent/US9876209B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2017
- 2017-12-12 US US15/839,006 patent/US11018399B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2021
- 2021-04-22 US US17/237,706 patent/US20210242532A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20100104946A1 (en) | 2010-04-29 |
| US20120094183A1 (en) | 2012-04-19 |
| WO2003088380A3 (de) | 2004-03-25 |
| US11018399B2 (en) | 2021-05-25 |
| JP4359511B2 (ja) | 2009-11-04 |
| KR20040108701A (ko) | 2004-12-24 |
| DE50301018D1 (de) | 2005-09-22 |
| WO2003088380A2 (de) | 2003-10-23 |
| US9876209B2 (en) | 2018-01-23 |
| AU2003229626A8 (en) | 2003-10-27 |
| KR100890857B1 (ko) | 2009-03-27 |
| AU2003229626A1 (en) | 2003-10-27 |
| US20180102524A1 (en) | 2018-04-12 |
| US20050106468A1 (en) | 2005-05-19 |
| EP1497872B1 (de) | 2005-08-17 |
| DE10216418B4 (de) | 2006-02-09 |
| JP2006508497A (ja) | 2006-03-09 |
| EP1497872A2 (de) | 2005-01-19 |
| US20210242532A1 (en) | 2021-08-05 |
| DE10216418A1 (de) | 2003-10-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2244936T3 (es) | Separador de baterias con una mejor estabilidad a la oxidacion. | |
| US9923235B2 (en) | Hybrid electrolyte | |
| US12334587B2 (en) | Separators, lead acid batteries, and methods and systems associated therewith | |
| CN115939666A (zh) | 聚合物隔板及其制备方法 | |
| JP2000331533A (ja) | 高分子電解質ゲル組成物 | |
| CN108292724A (zh) | 性能改进的铅酸电池隔板及其电池和具有该电池的车辆及其相关方法 | |
| US5246798A (en) | Lead and sulphuric acid accumulator, separator for a lead/sulphuric acid accumulator and process to reduce the formation of dark deposits in a lead/sulphuric acid accumulator | |
| ES2215325T3 (es) | Nuevo electrolito polimero solido y conjunto electroquimico multicapa que comprende dicho electrolito polimero solido. | |
| US20250038356A1 (en) | Separators, lead acid batteries, and methods and systems associated therewith | |
| US11705582B2 (en) | Separators for flat plate batteries, improved batteries, and related methods | |
| ES3058502T3 (en) | Double slot die for simultaneously performing electrode slurry coating and insulating liquid coating, and coating method using same | |
| KR102680879B1 (ko) | 개선된 성능을 갖는 침수형 납축전지, 개선된 전지 분리막, 및 이와 관련된 방법들 | |
| JP7820110B2 (ja) | 鉛蓄電池用セパレータおよび鉛蓄電池 | |
| EP3912219A1 (en) | Improved z wrap separators, cells, systems, batteries, and related equipment and methods | |
| EP4410410A1 (en) | Separator and manufacturing method therefor | |
| WO2017027765A1 (en) | Improved separators for flat plate batteries, improved batteries, and related methods | |
| JP5909343B2 (ja) | リチウム二次電池用正極保護剤、リチウム二次電池用電解液、リチウム二次電池およびそれらの製造方法 | |
| WAKIHARA et al. | a Department of Applied Chemistry, Graduate School of Science and Engineering, Tokyo Institute of Technology, 2-12-1, Ookayama, Meguro-ku, Tokyo 152-8552, Japan |