FR2573921A1 - SEPARATOR FOR BATTERY - Google Patents
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Abstract
SEPARATEUR POUR BATTERIE, POLYMERE ET MICROPOREUX, PAR EXEMPLE EN CAOUTCHOUC, A RESISTANCE ELECTRIQUE REDUITE GRACE A UN RENFORCEMENT PAR UNE CHARGE SILICEUSE CONSTITUEE D'AGGLOMERATS DE PARTICULES SILICEUSES PRECIPITEES SPHERIQUES ESSENTIELLEMENT CREUSES. LA CHARGE SILICEUSE EST CARACTERISEE PAR UNE AIRE SPECIFIQUE DE 50 A 250MG, UNE GRANULOMETRIE PRINCIPALE DES PARTICULES SPHERIQUES CREUSES DE 0,005 A 5,0MM ET UNE ABSORPTION D'HUILE DE 150 A 300G100 G DE CHARGE SILICEUSE, LA CHARGE POUVANT ETRE PREPAREE PAR PRECIPITATION D'UN PIGMENT SILICEUX SUR UN SEL INORGANIQUE INSOLUBLE DANS L'EAU FINEMENT DIVISE, PAR EXEMPLE DU CARBONATE DE CALCIUM, PUIS ELIMINATION DU SEL INORGANIQUE INSOLUBLE, PAR EXEMPLE PAR LIXIVIATION AVEC UN ACIDE TEL QUE L'ACIDE CHLORHYDRIQUE. L'INVENTION TROUVE SON APPLICATION PRINCIPALE EN TANT QUE SEPARATEUR POUR BATTERIE DE VOITURE.SEPARATOR FOR BATTERY, POLYMER AND MICROPOREOUS, FOR EXAMPLE IN RUBBER, WITH REDUCED ELECTRICAL RESISTANCE THANKS TO A REINFORCEMENT BY A SILICE CHARGE CONSTITUTED OF AGGLOMERATES OF PRECIPITATED SILICEOUS PARTICLES SPHERICAL ESSENTIALLY HOLLOW. THE SILICEOUS LOAD IS CHARACTERIZED BY A SPECIFIC AREA OF 50 TO 250MG, A MAIN GRANULOMETRY OF HOLLOW SPHERICAL PARTICLES OF 0.005 TO 5.0MM AND AN OIL ABSORPTION OF 150 TO 300G 100 G OF SILICEOUS CHARGE, THE CHARGE CAN BE PREPARED BY PRECIPITATION 'A SILICEOUS PIGMENT ON A FINALLY DIVIDED WATER INSOLUBLE INORGANIC SALT, FOR EXAMPLE CALCIUM CARBONATE, THEN REMOVING THE INSOLUBLE INORGANIC SALT, FOR EXAMPLE BY LEACHING WITH AN ACID SUCH AS CHLORHYDRIC ACID. THE INVENTION FINDS ITS MAIN APPLICATION AS A SEPARATOR FOR A CAR BATTERY.
Description
ll
La présente invention concerne un séparateur pour bat- The present invention relates to a separator for
terie, contenant une charge siliceuse. Dans les batteries d'accumulateur électrique couramment utilisées, comme par exemple la batterie bien connue de 12 volts utilisée dans les automobiles, on place des séparateurs entre les plaques de la batterie de polarités opposées, pour éviter que les deux plaques ne se touchent l'une l'autre en créant un court-circuit électrique. D'une manière représentative, le séparateur est un article microporeux, fabriqué à partir terie, containing a siliceous charge. In commonly used electric storage batteries, such as the well-known 12-volt battery used in automobiles, separators are placed between the battery plates of opposite polarity to prevent the two plates from touching each other. one another by creating an electrical short circuit. Typically, the separator is a microporous article made from
d'un matériau polymère, comme par exemple un caoutchouc - of a polymeric material, such as for example a rubber -
naturel ou synthétique, ou encore une polyoléfine. Le sépa- natural or synthetic, or a polyolefin. The sepa-
rateur peut posséder un support de renforcement, par exemple es du un voile non-tissé.La dimension des / sréeparateur microporeux doit être aussi faible que possible, car on peut de cette manière réduire le risque que des matériaux actifs ne The size of the microporous separator should be as small as possible, as this can reduce the risk that active materials will not be absorbed.
traversent le séparateur, en créant de ce fait un court- through the separator, thereby creating a short
circuit électrique.electrical circuit.
De même, le séparateur doit avoir une faible résistance Similarly, the separator must have a low resistance
électrique, pour augmenter à une valeur maximale la puis- electric, to increase to a maximum value the power of
sance fournie par la batterie. On peut réduire la résistance électrique en diminuant l'épaisseur globale du séparateur, par exemple l'épaisseur du matériau de renforcement; cependant, les séparateurs plus minces sont plus soumis à provided by the battery. The electrical resistance can be reduced by decreasing the overall thickness of the separator, for example the thickness of the reinforcing material; however, thinner separators are more subject to
la corrosion et à d',autres phénomènes physiques qui affec- corrosion and other physical phenomena which affect
tent la durée de vie du séparateur. try the life of the separator.
Certaines charges siliceuses ont déjà été utilisées Some siliceous fillers have already been used
pour préparer des séparateurs microporeux pour batterie. to prepare microporous separators for battery.
Voir par exemple le brevet US N 2 302 832, qui décrit See, for example, US Patent No. 2,302,832, which describes
l'utilisation d'un hydrogel de silice dans un liant caout- the use of a silica hydrogel in a rubber binder
chouc, le brevet US NO 3 351 495, qui décrit des zéolites synthétiques et naturelles, des silicates métalliques précipités comme le silicate de calcium, et des gels de silice servant de charges et de diluants minéraux pour séparateurs constitués de polyoléfines à masse moléculaire élevée, et les brevets US N 3 696 061, 4 226 926 et 4 237 083, qui décrivent l'utilisation, dans des séparateurs microporeux pour batterie, de silice amorphe précipitée et finement divisée, comme le pigment US Patent No. 3,351,495, which describes synthetic and natural zeolites, precipitated metal silicates such as calcium silicate, and silica gels as inorganic fillers and diluents for separators of high molecular weight polyolefins, and U.S. Patent Nos. 3,696,061, 4,226,926 and 4,237,083, which disclose the use in microporous battery separators of precipitated and finely divided amorphous silica, such as pigment.
siliceux Hi-Sil 233.Silicus Hi-Sil 233.
D'une manière représentative, on utilise un pigment de silice précipité amorphe pour créer une porosité dans le matériau polymère utilisé pour former le séparateur Typically, an amorphous precipitated silica pigment is used to create a porosity in the polymeric material used to form the separator.
pour batterie. Ce pigment siliceux présente un fort pou- for battery. This siliceous pigment has a strong
voir d'absorption, et il peut absorber une très grande see of absorption, and it can absorb a very large
quantité d'un liquide aqueux ou organique, tout en conser- quantity of an aqueous or organic liquid, while
vant sa propriété d'écoulement libre. Dans la pratique, on charge du liquide la silice précipité amorphe, puis on la mélange au matériau polymère. Le liquide absorbé par la charge du type silice est ensuite éliminé pour conférer its free flow property. In practice, the amorphous precipitated silica is charged with liquid and then mixed with the polymer material. The liquid absorbed by the silica-type filler is then removed to confer
de la porosité au polymère.from the porosity to the polymer.
On a maintenant découvert que certaines charges sili- It has now been discovered that certain sili-
ceuses précipitées.permettaient de réaliser des séparateurs pour batterie présentant une résistance électrique réduite par rapport aux séparateurs préparés à l'aide de pigments de silice précipitée amorphceIScomiele pigment de silice These precipitators made it possible to produce battery separators with reduced electrical resistance compared with separators prepared with amorphous precipitated silica pigments.
Hi-SilG 233 mentionné ci-dessus. Selon la présente inven- Hi-SilG 233 mentioned above. According to the present invention
tion, on utilise pour préparer des séparateurs polymères microporeux pour batterie un pigment de silice constitué d'agglomérats de particules siliceuses précipitées et sphériques, pratiquement creuses. Ce pigment siliceux est généralement caractérisé par une aire spécifique comprise A silica pigment consisting of agglomerates of precipitated and spherical siliceous particles, substantially hollow, is used to prepare microporous polymer battery separators. This siliceous pigment is generally characterized by a specific surface area
entre environ 50 et 250 mètres carré par gramme, un dia- between about 50 and 250 square meters per gram, a di-
mètre des particules sphériques essentiellement creuses compris entre 0, 005 et 5,0 micromètres, et une absorption d'huile d'environ 150 à 300 Millilitres par cent grammes de charge siliceuse. La charge siliceuse se distingue du pigment de silice précipitée classique décrit par exemple dans le brevet US N0 4 226 926 par la nature sphérique et essentiellement creuse des particules finales du pigment. Le pigment siliceux mentionné ci-dessus peut être préparé par le procédé décrit dans le brevet US N0 measuring substantially hollow spherical particles in the range of 0.005 to 5.0 microns, and oil absorption of about 150 to 300 milliliters per hundred grams of siliceous charge. The siliceous filler is distinguished from the conventional precipitated silica pigment described, for example, in US Pat. No. 4,226,926 by the spherical and essentially hollow nature of the final particles of the pigment. The siliceous pigment mentioned above can be prepared by the process described in US Pat.
3 129 134.3,129,134.
Selon la présente invention, on utilise pour réaliser des séparateurs polymères, microporeux, renfo-rcés, pour batterie entre environ 10 et environ 90 % en poids, sur la base du matériau polymère, d'un pigment siliceux précipité sphérique, essentiellement creux. Plus particulièrement, on utilise ainsi entre environ 20 et 75, par exemple entre According to the present invention, it is used to produce polymeric, microporous, renfilled, battery separators of from about 10 to about 90% by weight, based on the polymeric material, of a substantially hollow spherical siliceous pigment. More particularly, between about 20 and 75, for example between
et 60 % en poids du pigment siliceux. and 60% by weight of the siliceous pigment.
Ce pigment siliceux est constitué d'agglomérats de particules sphériques essentiellement creuses ayant un diamètre de particule creuse essentiellement compris entre 0,005 et 5,0 micromètres, par exemple entre 0,01 et 1,0 gm, ou entre 0,01 et 0,20 gm. La charge siliceuse est en outre caractérisée par une aire spécifique comprise entre This siliceous pigment consists of agglomerates of essentially hollow spherical particles having a hollow particle diameter substantially between 0.005 and 5.0 micrometers, for example between 0.01 and 1.0 gm, or between 0.01 and 0.20 gm. The siliceous filler is further characterized by a specific surface area between
environ 50 et 250 mètres carrés par gramme, plus particu- about 50 and 250 square meters per gram, more specifically
lièrement entre 75 et 200 m2/g, et par une absorption d'huile d' environ 150 à 300, 6'environ à 300, ou encore de 230 à 270 millilitres d'huile pour 100 g de charge siliceuse. L'aire spécifique du pigment peut être déterminée par la méthode de Brunauer, Emmett et Teller, J. Am. Chem. Soc. , 60, 309 (1938). Cette preferably between 75 and 200 m 2 / g, and an oil absorption of about 150 to 300, 6 to about 300, or from 230 to 270 milliliters of oil per 100 g of siliceous filler. The specific surface area of the pigment can be determined by the method of Brunauer, Emmett and Teller, J. Am. Chem. Soc. , 60, 309 (1938). This
méthode, souvent appelée méthode BET, mesure l'aire spéci- method, often called the BET method, measures the specific area
fique absolue d'une substance par la mesure de la quantité d'un gaz adsorbée dans des-conditions particulières de absolute value of a substance by measuring the amount of a gas adsorbed under particular conditions of
basse température et de basse pression. Les aires spécifi- low temperature and low pressure. The specific areas
ques BET données dans les exemples ont été obtenues en utilisant de l'azote comme gaz adsorbé et des températures BET examples given in the examples were obtained using nitrogen as adsorbed gas and temperatures
correspondant à l'azote liquide (-196 C), et sous une pres- corresponding to liquid nitrogen (-196 C), and under a
sion relative de 0,2. L'absorption d'huile est le volume d'huile de phtalate de dibutyle nécessaire pour mouiller g du pigment. Les valeurs correspondantes peuvent être relative value of 0.2. Oil absorption is the volume of dibutyl phthalate oil required to wet the pigment. The corresponding values can be
obtenues par la méthode décrite dans ASTM D2414-65. obtained by the method described in ASTM D2414-65.
Le pigment siliceux mentionné ci-dessus peut être préparé par le procédé décrit dans le brevet US N0 The siliceous pigment mentioned above can be prepared by the process described in US Pat.
3 129 134. Selon le procédé décrit dans le brevet ci- 3 129 134. According to the process described in the patent
dessus, on obtient le pigment par précipitation d'un produit siliceux insoluble dans l'eau à partir d'une solution aqueuse de silice en présence de particules finement divisées d'un sel minéral insoluble dans l'eau, par exemple le carbonate de calcium, et en particulier de sels minéraux d'acides dont l'anhydride est normalement above, the pigment is obtained by precipitation of a water-insoluble siliceous product from an aqueous solution of silica in the presence of finely divided particles of a mineral salt insoluble in water, for example calcium carbonate. , and in particular of mineral salts of acids whose anhydride is normally
gazeux, par exemple les sels minéraux de l'acide carbo- gaseous, for example the mineral salts of carbon dioxide
nique. Le sel minéral insoluble dans l'eau est ensuite éliminé d'une manière pratiquement complète du précipité siliceux insoluble obtenu, par traitement du précipité par un acide, par exemple l'acide chlorhydrique. Ce traitement convertit le cation du sel minéral insoluble en un Picnic. The water-insoluble mineral salt is then substantially completely removed from the resulting insoluble siliceous precipitate by treating the precipitate with an acid, for example hydrochloric acid. This treatment converts the cation of the insoluble mineral salt into a
sel soluble dans l'eau de l'acide utilisé pour le traite- soluble salt of the acid used for the treatment of
ment, et libère l'anion du sel sous la forme d'un gaz. and releases the anion of the salt as a gas.
Ainsi, le traitement de carbonate de calcium solide, dans Thus, the treatment of solid calcium carbonate, in
la suspension du produit de silice, par de l'acide chlo- the suspension of the silica product with chloroacid
rhydrique, donne du chlorure de calcium en tant que sel Hydrogen chloride gives calcium chloride as salt
soluble et de l'anhydride carbonique (gaz carbonique). soluble and carbon dioxide (carbon dioxide).
Plus particulièrement, les pigments siliceux décrits ci-dessus sont préparés par précipitation d'un produit siliceux dans une suspension d'un sel carbonate insoluble dans l'eau finement divisé, tout spécialement du carbonate de calcium. La granulométrie du carbonate de calcium ou d'un autre sel analogue insoluble dans l'eau de l'acide carbonique dans la suspension devrait de préférence être très proche de la granulométrie des particules sphériques creuses recherchées du pigment siliceux précipité que l'on More particularly, the siliceous pigments described above are prepared by precipitation of a siliceous product in a slurry of a finely divided water insoluble carbonate salt, most preferably calcium carbonate. The particle size of the calcium carbonate or other similar water-insoluble salt of the carbonic acid in the suspension should preferably be very close to the particle size of the desired hollow spherical particles of the precipitated siliceous pigment which is
veut utiliser pour préparer le séparateur pour batterie. wants to use to prepare the battery separator.
Le carbonate de calcium peut être préparé à l'avance et mis en suspension dans le milieu aqueux dans lequel a lieu la précipitation. Ou bien encore, le carbonate de calcium peut être préparé in situ, par la réaction de chlorure de calcium sur du carbonate de sodium dans le milieu aqueux dans lequel a lieu la précipitation. Les produits obtenus en utilisant des sels carbonates insolubles formés in Calcium carbonate may be prepared in advance and suspended in the aqueous medium in which precipitation takes place. Alternatively, the calcium carbonate may be prepared in situ by the reaction of calcium chloride on sodium carbonate in the aqueous medium in which precipitation takes place. Products obtained by using insoluble carbonate salts formed in
situ dans le réacteur présentent en général une granulo- in the reactor are generally granular
métrie des particules sphériques creuses plus faible que ceux obtenus en utilisant des suspensions de sels carbonates hollow spherical particle metrics lower than those obtained using carbonate salt suspensions
insolubles dans l'eau préparés à l'avance. insoluble in water prepared in advance.
Compte tenu de l'aspect physique du pigment, c'est-à- Given the physical aspect of the pigment, that is,
dire de l'absence presque complète de matières siliceuses insolubles dans l'eau dans le noyau des particules, le procédé ci-dessus fait manifestement précipiter une matière siliceuse insoluble dans l'eau sur la surface des sels carbonates insolubles dans l'eau finement divisés, par exemple des particules de carbonate de calcium. Ces the almost complete absence of water-insoluble siliceous materials in the core of the particles, the above process is clearly precipitating a water insoluble siliceous material on the surface of the finely divided water-insoluble carbonate salts. for example calcium carbonate particles. These
particules de carbonates sont ensuite converties, par exem- carbonate particles are then converted, for example
ple par un traitement par un acide, en constituants solu- by an acid treatment, in solid constituents
bles dans l'eau, en laissant une particule de silice in water, leaving a silica particle
sphérique pratiquement creuse.spherical practically hollow.
Le procédé consistant à faire précipiter la matière The process of precipitating the material
siliceuse insoluble dans l'eau à partir de la solution,. siliceous insoluble in water from the solution ,.
décrit dans le brevet US N 3 129 134, peut comprendre une neutralisation partielle, par de l'acide chlorhydrique (ou un agent de neutralisation analogue), de la solution aqueuse du silicate de métal alcalin, par exemple de sodium. Cette neutralisation partielle va jusqu'à ce que described in US Pat. No. 3,129,134, may comprise a partial neutralization, with hydrochloric acid (or a similar neutralization agent), of the aqueous solution of the alkali metal silicate, for example sodium. This partial neutralization goes until
la solution aqueuse obtenue provoque, après repos (quelque- the resulting aqueous solution causes, after
fois, toutefois, au bout d'un temps très bref), une précipitation de la matière siliceuse insoluble dans l'eau à partir de la solution. Avant de créer ce précipité siliceux, on peut provoquer une précipitation de la matière siliceuse pigmentaire en introduisant dans la solution un précipité créant un sel métallique 'minéral soluble, time, however, after a very short time), precipitation of the water-insoluble siliceous material from the solution. Before creating this siliceous precipitate, it is possible to precipitate the siliceous pigment material by introducing into the solution a precipitate creating a soluble mineral metal salt,
comme le chlorure de calcium et/ou le chlorure de sodium. such as calcium chloride and / or sodium chloride.
Le pigment siliceux sphérique essentiellement creux (après élimination du sel minéral - insoluble dans l'eau) est un pigment siliceux précipité amorphe floculé, finement divisé. Le pigment se présente sous la forme de flocons ou d'agglomérats de particules très petites de la matière siliceuse. La granulométrie des particules sphériques, en moyenne en nombre, est inférieure à environ 0,5 gm,sans The essentially hollow spherical siliceous pigment (after removal of mineral salt - insoluble in water) is a flocculated, finely divided amorphous precipitated siliceous pigment. The pigment is in the form of flakes or agglomerates of very small particles of the siliceous material. The particle size of the spherical particles, in average number, is less than about 0.5 gm, without
habituellement un diamètre inférieur à 0,3 Dm, mais rare- usually less than 0.3 Dm but rarely
ment inférieur à 0,01 gm. Un grand nombre de ces petites particules sont agglomérées les unes aux autres, sans perte complète de leur identité individuelle, en donnant au pigment un état floculé.Les flocons peuvent avoir une taille supérieure à 40 gm, cette taille étant mesurée par less than 0.01 gm. Many of these small particles are agglomerated to each other, without completely losing their individual identity, giving the pigment a flocculated state. The flakes can be larger than 40 gm, this size being measured by
leur dimension la plus grande.their largest dimension.
Quand le pigment est soumis à une action mécanique, par exemple un broyage, on peut voir varier le degré de persistance de ces flocons c'està-dire la mesure dans laquelle ils ne sont pas dégradés en flocons plus petits. Cependant, même les pigments dont la dimension moyenne des flocons a été modifiée par un moyen mécanique conservent encore leur caractéristique de floculants. Cet état floculé se présente essentiellement sous la forme de touffes tridimensionnelles, un peu comme une grappe de petites When the pigment is subjected to a mechanical action, for example grinding, the degree of persistence of these flakes can be seen to vary, that is to say the extent to which they are not degraded into smaller flakes. However, even pigments whose mean flake size has been mechanically modified still retain their flocculant characteristic. This flocculated state is essentially in the form of three-dimensional tufts, much like a cluster of small
sphères creuses individuelles, les particules du flocon cor- individual hollow spheres, the flocon particles cor-
respondant aux grains creux individuels, le flocon lui-même corresponding to the individual hollow grains, the flake itself
étant représenté par la grappe.being represented by the cluster.
Une caractéristique importante de ces pigments siliceux précipités concerne les particules finales. Ces particules sont constituées d'une enveloppe extérieure optiquement dense (comme une coque) en un matériau siliceux. Le volume intérieur entouré par cette coque présente une densité optique beaucoup plus faible, par exemple inférieure à la densité optique de la matière siliceuse précipitée insoluble dans l'eau, sous le fort grossissement d'un microscope électronique. Les particules finales se présentent presque sous la forme de bulles et de volumes sphéroidaux, la différence de densité optique entre les volumes intérieurs An important feature of these precipitated siliceous pigments is the final particles. These particles consist of an optically dense outer shell (such as a shell) of a siliceous material. The internal volume surrounded by this shell has a much lower optical density, for example less than the optical density of the precipitated silica material insoluble in water, under the high magnification of an electron microscope. The final particles are almost in the form of bubbles and spheroidal volumes, the difference in optical density between the inner volumes
et les volumes extérieurs leur donnant l'aspect de parti- and the external volumes giving them the appearance of parti-
cules creuses.hollow cules.
Le volume intérieur des particules sphériques, dont les dimensions sont définies par la surface intérieure de la coque siliceuse de chaque particule, peut être occupé The internal volume of the spherical particles, whose dimensions are defined by the inner surface of the siliceous shell of each particle, can be occupied
par des fluides, par exemple des gaz ou des liquides. by fluids, for example gases or liquids.
Après un bon séchage, la quantité de liquide, par exemple d'eau, qui occupe ou remplit le volume intérieur, est faible, sinon nulle. D'une manière représentative, la coque siliceuse entoure ou confine complètement le volume intérieur optiquement moins dense. Cependant, la coque est suffisamment poreuse pour permettre l'élimination du sel carbonate insoluble dans l'eau. En d'autres termes, la coque est essentiellement continue (mais poreuse), du moins dans la mesure o, quand le volume intérieur est un fluide, il est possible d'éliminer ou de remplacer le fluide. Les After a good drying, the quantity of liquid, for example water, which occupies or fills the interior volume, is low, if not zero. In a representative manner, the siliceous shell surrounds or completely confines the optically less dense interior volume. However, the shell is sufficiently porous to allow removal of the insoluble carbonate salt in the water. In other words, the shell is essentially continuous (but porous), at least to the extent that, when the internal volume is a fluid, it is possible to eliminate or replace the fluid. The
particules plus grandes peuvent posséder une coque discon- larger particles may have a hull discon-
tinue, du fait de l'enrobage non-uniforme des particules du sel carbonate, ou de l'enrobage d'agrégats de particules de sels carbonates, c'est-àdire de particules de carbonates individuelles non-dispersées. On pense que la porosité de la coque est constituée de cheminements indirects allant du côté extérieur au côté intérieur de la coque, en contournant les particules finales du matériau siliceux continued because of the non-uniform coating of the carbonate salt particles, or the coating of aggregates of carbonate salt particles, i.e. non-dispersed individual carbonate particles. The porosity of the hull is thought to consist of indirect paths from the outer side to the inner side of the hull, bypassing the final particles of the siliceous material.
qui constitue la coque.which constitutes the hull.
D'un point de vue chimique, les pigments siliceux ont From a chemical point of view, the siliceous pigments have
une très forte teneur en SiO2, et contiennent habituelle- a very high content of SiO2, and usually contain
ment au moins 50 % en poids de SiO2, sur une base anhydre. at least 50% by weight of SiO2, on an anhydrous basis.
De même, on trouve fréquemment un ou plusieurs métaux, se présentant habituellement sous la forme de leur oxyde, et fréquemment un oxyde de métal alcalino-terreux, comme l'oxyde de calcium. Les particules précipités sphériques et creuses contiennent de préférence moins de 2 % en poids de métal alcalino-terreux (le pourcentage étant mesuré sur l'oxyde) pour une utilisation dans des séparateurs pour batterie. De Likewise, one or more metals are frequently found, usually in the form of their oxide, and frequently an alkaline earth metal oxide, such as calcium oxide. The spherical and hollow precipitated particles preferably contain less than 2% by weight of alkaline earth metal (the percentage being measured on the oxide) for use in battery separators. Of
préférence, la teneur en métal alcalino-terreux est infé- preferably, the alkaline earth metal content is lower than
rieure à 1 % en poids, elle est plus particulièrement infé- than 1% by weight, it is more particularly
rieure à 0,5 % en poids et tout spécialement inférieure à less than 0.5% by weight and especially less than
0,1 % en poids. On peut réduire la teneur du pigment sili- 0.1% by weight. The content of the silicone pigment can be reduced
ceux en métal alcalino-terreux en traitant le pigment pré- those made of alkaline earth metal by treating the pigment
cipité à l'aide d'une quantité d'un acide suffisante pour convertir la totalité du métal alcalino-terreux en un sel soluble, puis en lavant convenablement le pigment (après with enough acid to convert all of the alkaline earth metal to a soluble salt, and then wash the pigment well (after
traitement à l'acide et avant le séchage). acid treatment and before drying).
Après le séchage, le pigment siliceux est blanc, After drying, the siliceous pigment is white,
duveteux, pulvérulent et sec au toucher. Bien qu'apparais- downy, powdery and dry to the touch. Although it appears
sant sec, le pigment contient normalement de l'eau, par When dry, the pigment normally contains water,
exemple entre environ 2 et 8 % en poids d'".eau libre". for example between about 2 and 8% by weight of "free water".
L'eau libre est l'eau éliminée du pigment par chauffage à C pendant 24 heures. Le pigment contient aussi de l'"eau liée", expression qui désigne l'eau éliminée par chauffage du pigment à la température d'inflammation, Free water is water removed from the pigment by heating at C for 24 hours. The pigment also contains "bound water", which refers to the water removed by heating the pigment to the ignition temperature.
c'est-à-dire entre 1000 et 1200 C, pendant un temps pro- that is to say between 1000 and 1200 C, for a period of time
longé, par exemple 24 heures. L'eau liée peut constituer entre environ 2 et 6 % du pigment. Le matériau polymère dans lequel est incorporé le pigment siliceux pour réaliser le séparateur microporeux pour batterie peut être l'un quelconque des matériaux polymères naturels et synthétiques traditionnellement utilisés pour fabriquer des séparateurs pour batterie. Parmi along, for example 24 hours. The bound water may be between about 2 and 6% of the pigment. The polymeric material in which the siliceous pigment is incorporated to make the battery microporous separator may be any of the natural and synthetic polymeric materials traditionally used to make battery separators. Among
ces matériaux, on peut citer le caoutchouc naturel, le - these materials include natural rubber, -
caoutchouc de styrène-butadiène, le caoutchouc de nitrile- styrene-butadiene rubber, nitrile rubber
butadiène, le polyisoprène, les oléfines à-masse moléculaire butadiene, polyisoprene, molecular weight olefins
élevée comme le polyéthylène, le polypropylène, le poly- like polyethylene, polypropylene, poly-
butène, les copolymères d'éthylène et de propylène, les copolymères d'éthylène et de butène, les copolymères de propylène et de butène, les copolymères d'éthylène, de propylène et de butène, le poly(chlorure de vinyle) et les butene, copolymers of ethylene and propylene, copolymers of ethylene and butene, copolymers of propylene and butene, copolymers of ethylene, propylene and butene, polyvinyl chloride and
copolymères de chlorure de vinyle et d'acétate de vinyle. copolymers of vinyl chloride and vinyl acetate.
On a aussi utilisé des mélanges de ces matériaux pour Mixtures of these materials have also been used to
réaliser des séparateurs pour batterie. make separators for battery.
D'autres produits classiques.,. ajoutés au matériau polymère, comme des plastifiants, des antioxydants,-des mouillants, du noir de carbone et des auxiliaires de vulcanisation, comme par exemple du soufre pour les matières polymères du type caoutchouc peuvent aussi être Other classic products.,. polymers, such as plasticizers, antioxidants, wetting agents, carbon black and vulcanizing aids, for example sulfur for rubber-like polymeric materials can also be
ajoutés à la composition utilisée pour réaliser le sépara- added to the composition used to make the separa-
teur pour batterie.battery charger.
Les séparateurs pour batterie comprenant la charge siliceuse sphérique creuse décrite ci-dessus Battery separators comprising the hollow spherical siliceous charge described above
peuvent être préparés selon des techniques connues permet- can be prepared according to known techniques
tant de réaliser des articles de ce genre. Une technique représentative permettant de réaliser un séparateur pour batterie en utilisant un caoutchouc vulcanisable est so much to make articles of this kind. A representative technique for making a battery separator using a vulcanizable rubber is
décritedans le brevet US N0 4 226 926. Dans le brevet ci- US Pat. No. 4,226,926. In the above-mentioned patent,
dessus, la charge siliceuse&est réhydratée jusqu'à une:.- above, the siliceous charge is rehydrated to a: .-
valeur comprise entre 65 et 75 %, en mélangeant la charge siliceuse à de l'eau. La poudre de silice réhydratéeobtenue, à écoulement libre, est mélangée à la matière polymère, par exemple dans un mélangeur Banbury. Puis le mélange (y compris les éventuels additifs supplémentaires requis pour durcir la particule polymère) est laminé sur un lami- noir à deux cylindres pour donner une feuille laminée. La feuille laminée est immergée dans de l'eau chaude puis calandrée pour réaliser les contours. Facultativement, on peut ajouter à la feuille laminée un support de renforcement, chaud. L eil par exemple en papier, ou une couche collhaua/ La feuille between 65 and 75% by mixing the siliceous filler with water. The free-flowing, rehydrated silica powder is mixed with the polymeric material, for example in a Banbury mixer. Then the mixture (including any additional additives required to cure the polymer particle) is rolled on a two-roll laminate to give a rolled sheet. The laminated sheet is immersed in hot water and then calendered to make the contours. Optionally, a hot, reinforcing support may be added to the laminated sheet. For example paper, or a layer of collagen / paper
calandrée est ensuite découpée aux dimensions voulues. calendered is then cut to the desired dimensions.
Un autre mode opératoire analogue est décrit dans -le brevet US N 3 351 495. Dans le brevet ci-dessus,la matière polymère, par exemple une polyoléfine ayant une masse moléculaire d'au moins 300 000, est mélangée à la charge inerte, par exemple la silice, et à un plastifiant. Le Another analogous procedure is described in US Pat. No. 3,351,495. In the above patent, the polymeric material, for example a polyolefin having a molecular weight of at least 300,000, is mixed with the inert filler, for example silica, and a plasticizer. The
mélange, qui peut aussi contenir des stabilisants et anti- mixture, which may also contain stabilizers and
oxydants traditionnels, est moulé ou mis en forme, pour obtenir des feuilles, par exemple par extrusion, calandrage, moulage par injection ou compression. Le plastifiant et/ou la charge sont éliminés de la feuille par immersion de cette dernière dans un solvant approprié, par exemple des hydrocarbures chlorés pour un plastifiant à base d'huile de pétrole, et de l'eau, de l'éthanol, de l'acétone, etc., conventional oxidizers, is molded or shaped, to obtain sheets, for example by extrusion, calendering, injection molding or compression. The plasticizer and / or the filler is removed from the sheet by immersion of the latter in a suitable solvent, for example chlorinated hydrocarbons for a plasticizer based on petroleum oil, and water, ethanol, acetone, etc.,
pour un plastifiant à base de polyéthylèneglycol. for a plasticizer based on polyethylene glycol.
L'invention sera mieux comprise en regard des exemples The invention will be better understood with regard to the examples
ci-après donnés à titre purement illustratif. hereinafter given purely for illustrative purposes.
Exemple IExample I
On a introduit à raison de 0,5 litre par minute dans une branche d'un tube en T 15 litres d'une solution aqueuse de silicate de sodium Na2O(SiO2)3,18 contenant 20 g par litre de Na20. On a introduit dans l'autre branche du tube en T litres d'une solution aqueuse d'acide chlorhydrique contenant 11,8 grammes par litre de HCl, à raison de 0,5 0.5 liter per minute in a branch of a T-tube was charged with 15 liters of an aqueous sodium silicate solution Na 2 O (SiO 2) 3, 18 containing 20 g per liter of Na 2 O. The other branch of the tube was introduced into T liters of an aqueous solution of hydrochloric acid containing 11.8 grams per liter of HCl, at a rate of 0.5
litre par minute. La solution de silicate de sodium partiel- liter per minute. The partial sodium silicate solution
lement acidifiée obtenue a été introduite dans la partie supérieure d'un réacteur convenable. Par l'intermédiaire d'un tube d'introduction, on a fait simultanément passer dans la partie supérieure du réacteur, à raison de 0,5 litre par minute, 15 litres d'une solution de sels contenant 0,48 mole par litre de chlorure de calcium et 0,37 mole par litre de chlorure de sodium. On a aussi introduit dans le réacteur, par un tube d'introduction très proche du tube d'introduction de la solution de sels, et à raison de 0,5 litre par minute, 15 litres d'une solution aqueuse contenant 0,16 mole par litre de carbonate de sodium. Les réactifs avaient une température d'environ 23 C. Le mélange réactionnel recueilleyantles quatre premières minutes a été rejeté. La suspension restante du mélange réactionnel a été transférée dans un récipient revêtu intérieurement de polyéthylène. Cette suspension a été neutralisée à pH 2, 0 avec 1600 ml d'acide chlorhydrique 6 N. On a agité cette suspension acidifiée à l'aide d'un agitateur à air pendant 15 minutes, et on a réajusté le pH de la suspension à 7,5 pnd"tminutes avec 1380 ml d'hydroxyde de sodium 2,5 N. La suspension a été vieillie par chauffage à 105 C Acidified acid has been introduced into the upper part of a suitable reactor. By means of an introduction tube, 15 liters of a salt solution containing 0.48 moles per liter of water were simultaneously passed through the upper part of the reactor, at a rate of 0.5 liters per minute. calcium chloride and 0.37 moles per liter of sodium chloride. The reactor was also introduced into the reactor, through an introduction tube very close to the tube for introducing the salt solution, and at a rate of 0.5 liters per minute, 15 liters of an aqueous solution containing 0.16 mol. per liter of sodium carbonate. The reagents had a temperature of about 23 C. The reaction mixture collected for the first four minutes was discarded. The remaining suspension of the reaction mixture was transferred to a container lined with polyethylene. This suspension was neutralized to pH 2.0 with 1600 ml of 6N hydrochloric acid. This acidified suspension was stirred with an air stirrer for 15 minutes, and the pH of the suspension was readjusted. 7.5 minutes with 1380 ml of 2.5 N sodium hydroxide. The suspension was aged by heating at 105 ° C.
dans un four, jusqu'au lendemain.in an oven, until the next day.
Ensuite, la suspensiona été extraite du four et filtrée. Le gateau de filtration a été lavé avec 72 litres d'eau distillée, pour débarrasser le gâteau de l'ion chlorure. Le gateau de filtration a été brisé, placé sur Then, the suspension was extracted from the oven and filtered. The filter cake was washed with 72 liters of distilled water to rid the cake of the chloride ion. The filter cake was broken, placed on
des plateaux en acier inoxydable et séché jusqu'au lende- stainless steel trays and dried until the next
main dans un four à 105 C. Le pigment a été extrait du four, réhumidifié et micropulvérisé à travers un tamis à mailles The pigment was extracted from the oven, re-wetted and micropulverized through a mesh screen.
circulaires de 0,508 mm (0,020 pouce). 0.508 mm (0.020 inch) circular.
Un examen de la matière micropulvérisée au microscope optique a révélé que des particules de carbonate de calcium relativement grandes étaient encore présentes dans le produit. La concentration du calcium dans le produit (mesuré An examination of the micropulverized material under an optical microscope revealed that relatively large calcium carbonate particles were still present in the product. The concentration of calcium in the product (measured
en tant qu'oxyde de calcium) s'est avérée à l'analyse chi- as calcium oxide) has been shown to be
mique être de 4,49 %.to be 4.49%.
Le produit a été remis en suspension dans 10-12 litres d'eau distillée, et on a ajouté à la suspension une quantité d'acide chlorhydrique 6 N suffisante pour abaisser le pH à 2,0. Puis on a agité la suspension pendant 4 heures tout en maintenant le pH à 2,0. On a ajouté ehn tout, à la suspension, 475 ml d'acide chlorhydrique. Ensuite, on a neutralisé la suspension avec 630 mi d'hydroxyde de sodium 2,5 N pour élever le pH de la suspension à 7,65. On a filtré la suspension et lavé le gâteau de filtration avec 24 litres d'eau distillée. Le gâteau de filtration, lavé, a été séché jusqu'au lendemain dans un four à 105'C, puis micropulvérisé à travers un tamis à mailles rondes de 0,508 mm (0,020 pouce). Le produit micropulvérisé a été The product was resuspended in 10-12 liters of distilled water, and 6N hydrochloric acid sufficient to lower the pH to 2.0 was added to the suspension. The suspension was then stirred for 4 hours while maintaining the pH at 2.0. 475 ml of hydrochloric acid were added to the suspension. Then, the suspension was neutralized with 630 ml of 2.5 N sodium hydroxide to raise the pH of the suspension to 7.65. The suspension was filtered and the filter cake washed with 24 liters of distilled water. The filter cake, washed, was dried overnight in an oven at 105 ° C and then micropulvered through a 0.508 mm (0.020 inch) round mesh screen. The micropulverized product has been
réhumidifié par exposition à l'air ambiant pendant un week- re-wetted by exposure to ambient air for a week-
end. ' Le produit obtenu a fait l'objet d'une détermination de son aire spécifique et de son absorption d'huile, et il a été soumis à une analyse élémentaire aux rayons X. Les résultats sont présentés sur le Tableau I. end. The product obtained was determined for its specific surface area and oil absorption and subjected to elemental X-ray analysis. The results are shown in Table I.
Exemple IIExample II
On a introduit à raison de 0,5 litre par minute dans une branche d'un tube en T 18-litres d'une solution aqueuse de silicate de sodium Na2O(SiO2)3 18 contenant 10,5 g par litre de Na20. On a introduit dans l'autre branche du tube en T, à raison de 0,5 litre par minute, 18 litres d'acide At a rate of 0.5 liters per minute in a branch of a T-tube were charged 18 liters of an aqueous Na 2 O (SiO 2) 3 18 sodium silicate solution containing 10.5 g per liter of Na 2 O. In the other branch of the T-tube, at a rate of 0.5 liters per minute, 18 liters of acid were introduced
chlorhydrique contenant 0,187 g par litre de HCl. Simultané- hydrochloric acid containing 0.187 g per liter of HCl. Simultaneous-
ment, on a introduit dans le réacteur 36 litres d'une solu- 36 liters of water were introduced into the reactor.
tion de sels (chlorure de calcium plus chlorure de sodium) salts (calcium chloride plus sodium chloride)
contenant 57 g/litre de carbonate de calcium broyé Camel- containing 57 g / liter of crushed calcium carbonate Camel-
Wite Super, constitué de particules d'environ 3 m. La solution de sels contenait 0,169 mole par litre de chlorure de calcium et 0,128 mole par litre de chlorure de sodium. La suspension salée a été introduite dans la zone réactionnelle à raison de 1,0 litre par minute. La température dans le réacteur était d'environ 18 C. La suspension obtenue au cours des 4,5 premières minutes a été rejetée, et la suspension obtenue ensuite a été recueillie. Le pH de la suspension obtenue, après addition de tous les réactifs, était de 9,0. On a ajusté à 2,0 le pH de la suspension avec 6,0 litres d'acide chlorhydrique 6 N. La suspension acidifiée a été agitée pendant 20 minutes, puis on a ajusté le pH à 8,0 avec 2520 ml d'hydroxyde de sodium 2,5 N. La suspension obtenue a été vieillie par chauffage à 105 C Wite Super, consisting of particles of about 3 m. The salt solution contained 0.169 moles per liter of calcium chloride and 0.128 moles per liter of sodium chloride. The salt suspension was introduced into the reaction zone at a rate of 1.0 liter per minute. The temperature in the reactor was about 18 C. The suspension obtained during the first 4.5 minutes was discarded, and the resulting suspension was collected. The pH of the suspension obtained, after addition of all the reagents, was 9.0. The pH of the suspension was adjusted to 2.0 with 6.0 liters of 6N hydrochloric acid. The acidified suspension was stirred for 20 minutes, then the pH was adjusted to 8.0 with 2520 ml of hydroxide. The suspension obtained was aged by heating at 105 ° C.
jusqu'au lendemain.until the next day.
La suspension vieillie a été extraite, filtrée sous vide, et le gâteau de filtration a été lavé avec 112 litres d'eau distillée. Le gâteau de filtration a été brisé, et séché jusqu'au lendemain dans un four à 105 C. Le produit séché a été réhumidifié, puis micropulvérisé à travers un The aged suspension was extracted, filtered under vacuum, and the filter cake was washed with 112 liters of distilled water. The filter cake was broken, and dried overnight in a 105 C oven. The dried product was remoistened and then micropulverized through a
tamis à mailles rondes de 0,508 mm (0,020 pouce). 0.508 mm (0.020 inch) round mesh screen.
Un examen au microscope optique du pigment broyé a montré de grandes particules de carbonate de calcium encore présentes dans l'échantillon. On a mesuré la concentration du calcium présent, sous forme d'oxyde de calcium, et on a trouvé 13,3+ % en poids de CaO. En conséquence, on a remis le produit en suspension dans 10 à 12 litres d'eau distillée, et on a ajouté à la suspension, pour réduire le pH à 2,0, 960 ml d'acide chlorhydrique 6 N. La suspension acidifiée a été agitée pendant 4 heures, puis on a ajouté 310 ml d'hydroxyde de sodium 2,5 N pour élever le pH de la suspension à 7,70. La suspension neutralisée a été filtrée, et on a lavé le gâteau de filtration avec 32 litres d'eau distillée. Le gâteau de filtration a été brisé, An optical microscope examination of the milled pigment showed large particles of calcium carbonate still present in the sample. The concentration of calcium present as calcium oxide was measured and 13.3+% by weight of CaO was found. As a result, the product was resuspended in 10 to 12 liters of distilled water, and to the suspension, to reduce the pH to 2.0, 960 ml of 6N hydrochloric acid was added. The mixture was stirred for 4 hours, then 310 ml of 2.5 N sodium hydroxide was added to raise the pH of the suspension to 7.70. The neutralized suspension was filtered, and the filter cake was washed with 32 liters of distilled water. The filter cake has been broken,
et séché jusqu'au lendemain dans un four à 105 C. Le pig- and dried overnight in a 105 C oven.
ment séché a été micropulvérisé à travers un tamis à mailles rondes de 0, 508 mm (0,020 pouce). Le produit obtenu a fait l'objet d'une détermination de son aire spécifique et de son absorption d'huile, et il a été soumis à une The dried product was micropulverized through a 0.508 mm (0.020 inch) round mesh screen. The product obtained has been determined for its specific surface area and oil absorption, and has been subjected to
analyse élémentaire aux rayons X. Les résultats sont pré- elemental X-ray analysis. The results are pre-
sentés sur le Tableau I.shown in Table I.
Exemple IIIExample III
D'une manière analogue à l'Exemple I, on a introduit dans une branche d'un tube en T, à raison de 0,5 litre par minute, 36 litres d'une solution aqueuse de silicate de sodium Na2O(SiO2)3,06 contenant 20 g par litre de Na2O. On a introduit par l'autre branche du tube en T, à raison de In a similar manner to Example I, 36 liters of an aqueous solution of sodium silicate Na 2 O (SiO 2) 3 were introduced into a branch of a T-tube at a rate of 0.5 liter per minute. , 06 containing 20 g per liter of Na2O. The other branch of the T-tube was introduced at the rate of
0,5 litre par minute, 36 litres d'acide chlorhydrique conte- 0.5 liters per minute, 36 liters of hydrochloric acid
nant 11,8 g de HCl par litre. La concentration de la solu- 11.8 g of HCl per liter. The concentration of the solu-
tion des sels chlorurede calcium/chlorure de sodium et celle de la solution de carbonate de sodium étaient les mêmes que dans l'Exemple I, sauf que l'on a introduit dans le réacteur, à raison de 0,5 litre par minute, 36 litres de chacune des solutions. La température à l'intérieur du réacteur était d'environ 23-24 C. La suspension obtenue avait un pH de 9,15. Le pH de la suspension a été ajusté à 2,0 à l'aide de 3,9 litres d'acide chlorhydrique 6 N, et on a agité pendant 3 heures à ce pH. Ensuite, la suspension acidifiée a été neutralisée à un pH de 7,8 avec 2, 4 litres d'hydroxyde de sodium 2,5 N. La suspension neutralisée a été vieillie jusqu'au lendemain dans un four à 105 C, et la suspension vieillie a été filtrée et lavée avec 96 litres d'eau distillée. Le gâteau de filtration lavé a été séché jusqu'au lendemain dans un four à 105 C. Le produit séché the calcium chloride / sodium chloride salts and the sodium carbonate solution were the same as in Example I, except that 0.5 liter per minute was charged to the reactor. liters of each of the solutions. The temperature inside the reactor was about 23-24 C. The suspension obtained had a pH of 9.15. The pH of the slurry was adjusted to 2.0 using 3.9 liters of 6N hydrochloric acid, and stirred for 3 hours at this pH. Then, the acidified suspension was neutralized to pH 7.8 with 2.4 liters of 2.5 N sodium hydroxide. The neutralized suspension was aged overnight in an oven at 105 ° C, and the suspension aged was filtered and washed with 96 liters of distilled water. The washed filter cake was dried overnight in a 105 C oven. The dried product
a été réhumidifié à la température ambiante et micropul- was rewetted at room temperature and micropul-
vérisé (broyeur à marteaux) sur un tamis d'ouverture de (hammer mill) on an opening screen of
maille 0,254 mm (0,01 pouce).mesh 0.254 mm (0.01 inch).
Le produit obtenu a été soumis à une analyse élémen- The product obtained was subjected to an elemen-
taire aux rayons X et à une détermination de son aire spécifique et de son absorption d'huile. Les résultats sont présentés sur le Tableau I. X-ray and a determination of its specific surface area and oil absorption. The results are shown in Table I.
Exemple IVExample IV
On a repris le mode opératoire de l'Exemple II, en utilisant 18 litres de la solution aqueuse de silicate de sodium décrite dans l'Exemple III. La solution de silicate de sodium a été partiellement neutralisée avec 18 litres d'acide chlorhydrique contenant 12,9 g par litre de HCl, The procedure of Example II was repeated using 18 liters of the aqueous sodium silicate solution described in Example III. The sodium silicate solution was partially neutralized with 18 liters of hydrochloric acid containing 12.9 g per liter of HCl,
l'introduction se faisant à raison de 0,5 litre par minute. the introduction being at a rate of 0.5 liters per minute.
On a introduit dans le réacteur, à raison de I litre par minute, 36 litres d'une solution salée contenant 0,65 mole par litre de chlorure decalcium et 0,51 mole par litre de chlorure de sodium. La solution de sels contenait 0,57 mole (57 g) par litre de carbonate de calcium préformé, de 36 liters of a saline solution containing 0.65 moles per liter of decalcium chloride and 0.51 moles per liter of sodium chloride were introduced into the reactor at a rate of 1 liter per minute. The salt solution contained 0.57 moles (57 g) per liter of preformed calcium carbonate,
granulométrie moyenne 0,75 im. La température dans le réac- average particle size 0.75 im. The temperature in the reaction
teur était d'environ 19 C. Le pH de la suspension obtenue après addition de tous les réactifs était de 8,6. Le pH de la suspension a été ajusté à 2,0 avec 4,82 litres d'acide chlorhydrique 6 N, et la suspension acidifiéea été agitée pendant 4 heures à pH 2. Ensuite, on a neutralisé à pH 7,8 la suspension acidifiée et vieillie, avec 1,34 litre d'hydroxyde de sodium 2,5 N. La suspension neutralisée a été vieillie jusqu'au lendemain à 105 C, puis filtrée. Le gâteau de filtration a été lavé avec 128 litres d'eau distillée, et le gâteau de filtration lavé a été séché jusqu'au lendemain dans un four à 105 C. Le produit séché The pH of the suspension obtained after addition of all reagents was 8.6. The pH of the suspension was adjusted to 2.0 with 4.82 liters of 6N hydrochloric acid, and the acidified suspension was stirred for 4 hours at pH 2. Then, the acidified suspension was neutralized to pH 7.8. and aged, with 1.34 liter of 2.5 N sodium hydroxide. The neutralized suspension was aged overnight at 105 ° C. and then filtered. The filter cake was washed with 128 liters of distilled water, and the washed filter cake was dried overnight in a 105 C oven. The dried product
a été réhumidifié à la température ambiante et micropulvé- was rewetted at room temperature and micropulverate
risè sur un tamis d'ouverture de maille 0,254 mm (0,01 risè on a sieve of aperture 0,254 mm (0,01
pouce). Le produit broyé a été soumis à une analyse physi- thumb). The crushed product was subjected to a physical analysis
que et chimique. Ies résultats sont présentés sur le that and chemical. The results are presented on the
Tableau I.Table I.
Le produit de l'Exemple III a été utilisé en remplace- The product of Example III was used as a substitute
ment d'un pigment de silice précipité traditionnel dans un séparateur pour batterie, et il a étéinqqe le séparateur of a traditional precipitated silica pigment in a battery separator, and was the separator
obtenu présentait une réduction de 15 à 20 % de sa résis- obtained a reduction of 15 to 20% in its resistance
tance électrique. -electricity. -
Il ressort nettement des exemples ci-dessus que l'on peut utiliser différents modes opératoires et différents réactifs pour préparer les pigments de silice creux décrits dans la présente invention. Par exemple, n'importe quel silicate de métal alcalin soluble dans l'eau pouvant être utilisé sert de source pour le SiO2 contenu dans le pigment final obtenu. Le produit le plus largement disponible et le plus utilisé est un silicate de sodium contenant 2 à 4 moles de SiO2 par mole de Na20. Cependant, on peut aussi utiliser d'autres silicates, en particulier le silicate de potassium, le silicate de lithium et le silicate double de sodium et de potassium, qui contiennent 1 à 5 moles de SiO2 It is clear from the above examples that different procedures and reagents can be used to prepare the hollow silica pigments described in the present invention. For example, any water-soluble alkali metal silicate that can be used serves as a source for the SiO 2 contained in the resulting final pigment. The most widely available and widely used product is sodium silicate containing 2 to 4 moles of SiO 2 per mole of Na 2 O. However, it is also possible to use other silicates, in particular potassium silicate, lithium silicate and sodium and potassium double silicate, which contain 1 to 5 moles of SiO 2
par mole de l'oxyde de métal alcalin. per mole of the alkali metal oxide.
On peut aussi faire varier le sel qui déclenche la We can also vary the salt that triggers the
précipitation de la matière siliceuse insoluble dans l'eau. precipitation of the water insoluble siliceous material.
On préfère habituellement que le sel soit un halogénure soluble dans l'eau, en particulier un chlorure, comme le It is usually preferred that the salt be a water-soluble halide, particularly a chloride, such as
TABLEAU ITABLE I
Exemple Intervalle gra- Aire spé- Absorption H2 0 Analyse auxrayons X, % en poids N nulométrique* cifique d'huile m m2/g ml/100 g Ca Cl Fe Na Al Mg Example Spe- cal interval Spe- Absorption H2 0 Analysis auxrayons X,% by weight N Nilometric * oil density m m2 / g ml / 100 g Ca Cl Fe Na Al Mg
I 0,009-0,07 133 210 3,46 0,50 0,05 0,12 0,19 0,34 <0,01 I 0.009-0.07 133 210 3.46 0.50 0.05 0.12 0.19 0.34 <0.01
II 0,1-5,0 80 189 4,58 1,4 0,41 0,40 0,13 0,43 0,22 II 0.1-5.0 80 189 4.58 1.4 0.41 0.40 0.13 0.43 0.22
III 0,02-0,08 102 249 4,72 1,5 0,12 0,09 0,33 0,29 0,21 III 0.02-0.08 102 249 4.72 1.5 0.12 0.09 0.33 0.29 0.21
IV 0,2-1,0 57 263 5,65 1,6 0,55 0,15 0,54 0,28 0,61 IV 0.2-1.0 57 263 5.65 1.6 0.55 0.15 0.54 0.28 0.61
* Essentiellement particules finales + La teneur en eau a été déterminée en mesurant la perte de poids de l'échantillon * Mainly final particles + The water content was determined by measuring the weight loss of the sample
après chauffage à 105 C.after heating to 105 C.
N N chlorure de calcium. Parmi les sels pouvant être utilisés, on peut citer le chlorure de sodium, le chlorure de baryum, le chlorure de strontium, le chlorure de zinc, le bromure de calcium, l'iodure de sodium, les sels métalliques solubles dans l'eau d'acides forts, par exemple d'acides -2 ayant une constante d'ionisation d'au moins 1 10, comme les nitrates métalliques, dont des exemples sont le nitrate N N calcium chloride. Among the salts that can be used, mention may be made of sodium chloride, barium chloride, strontium chloride, zinc chloride, calcium bromide, sodium iodide, and the metal salts soluble in water. strong acids, for example acids -2 having an ionization constant of at least 1 10, such as metal nitrates, examples of which are nitrate
de calcium et le nitrate de sodium, et les sulfates métal- of calcium and sodium nitrate, and sulphates of
liques comme le sulfate de sodium.like sodium sulphate.
Comme avec les autres réactifs, on a une large lati- As with other reagents, there is a wide range of
tude pour ce qui est du choix de l'acide utilisé pour neutraliser partiellementla solution aqueuse du silicate de métal alcalin. On peut mentionner des acides comme l'acide chlorhydrique, l'acide sulfurique, l'acide nitrique, l'acide acétique, l'acide sulfureux, l'acide phosphorique the choice of the acid used to partially neutralize the aqueous solution of the alkali metal silicate. Acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid, sulfurous acid, phosphoric acid may be mentioned.
et l'acide carbonique (ou leurs anhydrides). Pour l'essen- and carbonic acid (or their anhydrides). For the essen-
tiel, on préfère les substances acides dont les anions ne forment pas des substances insolubles dans l'eau avec les the acidic substances whose anions do not form water-insoluble substances with the
métaux alcalins dans les conditions existantes. alkali metals under existing conditions.
On peut aussi faire varier les acides ou substances acides pouvant être utilisées pour traiter la suspension de matière siliceuse précipitée insoluble dans l'eau, pour solubiliser dans l'eau la matière nonsiliceuse insoluble dans l'eau, comme le carbonate de calcium. D'une manière plus représentative, ces acides sont ceux qui, après une réaction sur la matière insoluble dans l'eau mentionnée ci-dessus, vont donner un sel soluble dans l'eau du cation et conduire à la production d'un anhydride de l'anion de la matière insoluble dans l'eau, par exemple de l'anhydride car niUequand la matière est du carbonate de calcium. Dans ce but, on peut proposer des acides minéraux forts comme The acids or acidic substances which can be used to treat the suspension of water-insoluble precipitated siliceous material can also be varied to solubilize water-insoluble nonsilicic material, such as calcium carbonate, in water. More preferably, these acids are those which, after a reaction on the water-insoluble matter mentioned above, will give a salt soluble in the water of the cation and lead to the production of an anhydride of the anion of the water-insoluble material, for example anhydride, since the material is calcium carbonate. For this purpose, we can propose strong mineral acids like
l'acide chlorhydrique et l'acide nitrique. hydrochloric acid and nitric acid.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir Of course, the invention is not limited to the embodiments described above and shown, from which we can provide other modes and other embodiments, without departing
du cadre de l'invention.of the scope of the invention.
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