JPH10503318A - 縦リブと横リブとを備え、アキュムレータに適用されるセパレータ - Google Patents

縦リブと横リブとを備え、アキュムレータに適用されるセパレータ

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JPH10503318A
JPH10503318A JP7527335A JP52733595A JPH10503318A JP H10503318 A JPH10503318 A JP H10503318A JP 7527335 A JP7527335 A JP 7527335A JP 52733595 A JP52733595 A JP 52733595A JP H10503318 A JPH10503318 A JP H10503318A
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Abstract

(57)【要約】 アキュムレータに適用されるセパレータは縦リブと横リブとを備えている。セパレータは縦剛性及び横剛性が高められており、シート厚さを顕著に薄くすることができる。好ましくは、セパレータはロール形状で提供され、そのリブ構造によりセパレータの永久的な変形が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の名称] 縦リブと横リブとを備え、アキュムレータに適用されるセパレ ータ 本発明はアキュムレータ用のセパレータに関し、好ましくは切断されていない ロール巻きの形態のセパレータに関する。セパレータは少なくとも一側に縦リブ と横リブとからなるパターンを備え、これらの縦リブ及び横リブはセパレータの 縦方向および横方向に関してセパレータの剛性を高め、セパレータを巻き取る際 のセパレータシートの変形を防止する。 現在、アキュムレータに適用されているセパレータは、微細な気孔(マイクロ ポーラス)を備えたシートから形成され、シートはプレートとプレート間の短絡 とプレート材の落下を防止している。しかしながら、セパレータシートはそのポ ーラスな構造により電解液中においてイオンの流れを許容する。この形式のセパ レータは、一般的に、セパレータシートと正電極プレートとの直接接触が防止さ れるように、少なくとも一側に縦リブを備えている。同時に、これらの縦リブは 縦方向に関してセパレータに一定の剛性を与える。セパレータは、通常、熱可塑 性の材料からなり、さらに 正又は負電極プレートを挿入するためのポケットが複数形成されている。通常、 縦リブの高さはセパレータシートの厚さよりも高くされ、その結果、相対的に好 ましくないねじりトルクが縦リブに作用し、用いたプラスチックの可塑性と合わ せて、それらがセパレータの変形をしばしば生じさせていた。特に、このような セパレータの変形は、セパレータ帯(ウェブ)の終端を巻き上げる際に発生する 。この結果、セパレータは平坦状ではなくなり、次ぎにセパレータを切断する工 程、さらにはポケットを形成する工程において、重大な問題を発生させる。また 、横方向に低剛性であるということが、従来のセパレータの不利な点である。 ドイツ特許DE-PS 28 47 463に記載されている、電気的アキュムレータ用のリ ジッドなセパレータにおいては、微細な気孔を備えた基材がストレッチプラスチ ック(streckkunststoff)からなるメッシュ構造によって熱的に結合されている。 ストレッチプラスチックからなるウェブは種々の異なった厚さを有し、電解ガス の放出を容易にする。このようなセパレータは全表面方向に関して曲げ強さが増 加している。このようなセパレータの不利な点は、メッシュ構造と基材とが互い に別個に製作され、次の付加的な工程で互いに接合されるということにある。加 えて、ストレッチプラスチッ ク層であるメッシュ構造は電解ガスの直線的な上昇を許容せず、ガス気泡にジク ザクな移動パターンを描かせる。ドイツ特許明細書DE-PS 28 47 463に開示され たバッテリ用セパレータは、リジッドなセパレータであって、シート状にアキュ ムレータハウジングに挿入されている。この形式のリジッドなセパレータは取り 扱い性がかなり劣るため、これに寄せられる関心が薄らいでいる。さらにまた、 DE-PS 28 47 463に開示されたセパレータの構造によれば、通常のポケット形成 工程を行うことができない。 本発明の目的は、アキュムレータ用であって、縦方向及び横方向に剛性が高く され、リブが一体形成可能とされ、すなわち、ポーラスなセパレータシートと同 時に製作可能とされ、チャージされたガスが速やかにかつ直線的に放出可能なセ パレータを供給することにある。好ましくは、ロール巻状で提供されて取り扱い が容易とされ、さらにポケットが容易に加工形成できるセパレータを提供する。 本発明の対象は、アキュムレータ用のセパレータであって、製造方向に延在す る縦リブに加えて、横方向に延在するリブを備えたセパレータである。横リブの 高さは縦リブの高さに比べて低くされる。セパレータ は縦リブが垂直方向に延在し、横リブが水平方向に延在するようにアキュムレー タ内に配置されること、横リブの高さが低くされていることによりチャンネルが 形成されて、チャージされたガスが容易且つ直線的に放出可能とされる。横リブ は縦リブと同時に形成され、いかなる作業工程の追加も必要としない。 原則として、あらゆる耐酸性熱可塑性材料が、本発明に係るセパレータの材料 として適する。好ましい材料はポリビニルクロライド、ポリエチレン、ポリプロ ピレンであり、高分子量のポリエチレンは特に好ましい材料である。好ましくは 、セパレータはアモルファス(不定形)ケイ酸のような無機充填材が添加されて 作製され、このような組成とこの形式のセパレータの製造方法は、従来技術とし て知られている(例えば、DE-PS特許 1 267 423、DE-PS特許 1 298 712、DE-AS 特 許公告1 496 123、及びDE-PS特許 39 28 468参照)。 セパレータシートの厚さはおおよそ0.10〜0.50mm、縦リブの高さは 0.3〜2.0mmであり、従ってセパレータの総厚さは約2.50mm以下と なる。好ましくはセパレータの総厚さを1.0〜2.0mmとする。横リブの高 さは縦リブの高さに比べて低くされる。横リブの高さは、縦リブの高さのおおよ そ1/10〜1/2、好ましくはおおよそ1/3とし、おおよそ0.1〜0.7 mmである。好ましくは、縦リブはおおよそ0.7mmの幅を有し、横リブはお およそ0.35mmの幅を有する。 2つの隣接した縦リブ又は横リブの距離はセパレータに求められる剛性に応じ て定める。シート厚さが0.25mm、縦リブ高さ1.0mm、横リブ高さ0. 4mm、縦リブ間隔8〜15mm、横リブ間隔3〜8mmとしたセパレータが、 スタータバッテリ用に十分適していることが証明されている。 好ましい実施例として、縦リブと横リブのなす角度は90°に形成される。し かしながら、90°以外の実施例も考えられる。加えて、全横リブは互いに平行 に延在し、全縦リブに対して同じ角度で交差する。また、横リブを平行なリブの いくつかのグループに分け ter)として知られているように、グループが互いにおおよそ90°〜180° の角度をなすようにすることも可能とされる。 縦リブに対して直交し、縦リブの高さのおおよそ1/3の高さの横リブを備え たセパレータは、横リブが ないセパレータに比べておおよそ3倍の横剛性を有し、横リブの寸法及び間隔を 変えることによって、この値を増減することが可能とされる。本発明による10 0mm幅のセパレータの縦剛性は、通常5mJ、横剛性は2.5mJに達する。 縦リブ及び横リブは円形状の断面又はある角をもった断面を有するようにもで き、好ましくは左右等脚(ないし対称)な台形状の断面を有する。 本発明によるセパレータは従来のポリエチレン製のセパレータと同様な方法で 製造できる。この方法によれば、充填材を含有する可塑性材料がスロットダイを 通って押し出されて、ふたつのカレンダロールの間を通ることによって、縦リブ と横リブとが形成され且つセパレータシートが所望の厚さに薄くされて形成され る。 試験の結果、本発明によるセパレータは横リブのないものより機械的加工性が 優れていることが分かった。横剛性の増加によって、セパレータの帯(ウェブ) のガイダンスが顕著に向上され、横剛性の増加によって、電極プレートのポケッ ト取付形成する処理(Eintaschung)が顕著に容易化される。加えて、シート厚 が 非常に薄くされ、その結果電気抵抗が低くされたセパレータの製造が可能になり 、これによって特に重要なことは、同じバッテリ体積での出力がさらに増加する ことである。本発明によるセパレータには、慣用の機械を用いて容易にポケット が加工形成できる。横リブを加えることによって、熱や超音波を用いた手段によ ってポケットを溶接したり、又はその他のポケットを加工形成するための機械的 プロセスに伴う、いかなる問題も生じない。 好ましくは、本発明によるセパレータは、ロール巻きされかつ切断されない状 態で提供される。試験の結果、巻き取り操作やロール状態にして貯蔵する際に、 セパレータに変形が発生しないことが分かった。ロール直径はおおよそ0.8m と測定され、おおよそ200以上のセパレータが積層された. 図1は,本発明による縦リブに直交する横リブを備えたセパレータの斜視図で ある。
【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1996年3月18日 【補正内容】 請求の範囲 1.熱可塑性の材料から形成され、縦リブと横リブとを備え、前記縦リブの高さ は前記横リブの高さより高くされ、前記縦リブ及び前記横リブは前記材料から一 体形成された一体の中実(massive)リブからなり、前記横リブがセパレータの 幅全体に亘って延在すること を特徴とするアキュムレータ用のセパレータ。 2.セパレータのシートの厚さが略0.10〜0.50mmであることを特徴と する請求項1記載のセパレータ。 3.縦リブの高さが0.3〜2.0mm、横リブの高さが0.1〜0.7mmで あることを特徴とする請求項1又は2記載のセパレータ。 4.100mm幅とした場合において、縦剛性が略5mJ、横剛性が略2.5m Jであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一に記載のセパレータ。 5.セパレータの総厚さが2.5mm未満であることを特徴とする請求項1〜3 のいずれか一に記載のセパレータ。 6.ポリエチレン、ポリプロビレン、ポリビニルクロライド、又はそれらの混合 からなることを特徴とする 請求項1〜5のいずれか一に記載のセパレータ。 7.ケイ酸が充填されたポリエチレンから製造されたことを特徴とする請求項1 〜6のいずれか一に記載のセパレータ。 【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】1996年6月4日 【補正内容】 請求の範囲 8.ロール巻き状の、切断されていない形態のバッテリ製造用の請求項1〜の いずれか一に記載のセパレータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,MW,SD,SZ,UG), AM,AT,AU,BB,BG,BR,BY,CA,C H,CN,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB ,GE,HU,IS,JP,KE,KG,KP,KR, KZ,LK,LT,LU,LV,MD,MG,MN,M W,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD ,SE,SG,SI,SK,TJ,TT,UA,UG, US,UZ,VN

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.熱可塑性の材料から形成され、縦リブと横リブとを備え、前記縦リブの高さ は前記横リブの高さより高くされ、前記縦リブ及び前記横リブは前記材料から一 体形成された一体の中実(massive)リブからなることを特徴とするアキュムレ ータ用のセパレータ。 2.セパレータのシートの厚さが略0.10〜0.50mmであることを特徴と する請求項1記載のセパレータ。 3.縦リブの高さが0.3〜2.0mm、横リブの高さが0.1〜0.7mmで あることを特徴とする請求項1又は2記載のセパレータ。 4.100mm幅とした場合において、縦剛性が略5mJ、横剛性が略2.5m Jであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一に記載のセパレータ。 5.セパレータの総厚さが2.5mm未満であることを特徴とする請求項1〜3 のいずれか一に記載のセパレータ。 6.ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルクロライド、又はそれらの混合 からなることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一に記載のセパレータ。 7.ケイ酸が充填されたポリエチレンから製造されたことを特徴とする請求項1 〜6のいずれか一に記載の セパレータ。 8.ロール巻き状の、切断されていない形態の請求項1〜6のいずれか一に記載 のセパレータ。
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