RU149488U1 - Сепаратор свинцово-кислотного аккумулятора - Google Patents
Сепаратор свинцово-кислотного аккумулятора Download PDFInfo
- Publication number
- RU149488U1 RU149488U1 RU2014124298/07U RU2014124298U RU149488U1 RU 149488 U1 RU149488 U1 RU 149488U1 RU 2014124298/07 U RU2014124298/07 U RU 2014124298/07U RU 2014124298 U RU2014124298 U RU 2014124298U RU 149488 U1 RU149488 U1 RU 149488U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- separator
- polyethylene
- white carbon
- electrolyte
- acid battery
- Prior art date
Links
- 239000002253 acid Substances 0.000 title claims abstract description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 22
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 22
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 22
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000004071 soot Substances 0.000 claims description 10
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 15
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 2
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004705 High-molecular-weight polyethylene Substances 0.000 description 1
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 description 1
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical group ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920010741 Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) Polymers 0.000 description 1
- RQYISMPLEFNMLU-UHFFFAOYSA-N [3-hydroxy-2,2-bis(hydroxymethyl)propyl] 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(CCC(=O)OCC(CO)(CO)CO)=CC(C(C)(C)C)=C1O RQYISMPLEFNMLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001698 pyrogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Cell Separators (AREA)
Abstract
Сепаратор свинцово-кислотного аккумулятора, содержащий белую сажу, сверхмолекулярный полиэтилен, антиоксидант и индустриальное масло, отличающийся тем, что содержит белую сажу, характеризующуюся размером частиц 4-17 мкм и удельной поверхностью 210-300 м/г, и сверхмолекулярный полиэтилен при следующих содержаниях компонентов, мас.%:
Description
Полезная модель сепаратора относится к электротехнической промышленности и может быть использована при производстве свинцовых аккумуляторов.
Из предшествующего уровня техники (Патент WO 9967831, публ. 29.12.1999) известен микропористый сепаратор для свинцовой аккумуляторной батареи, изготовленный на основе однородной вещественной смеси термопластического полимера, инертного наполнителя и размягчающей добавки. Сепаратор содержит не менее 20% (об.) пирогенного диоксида кремния и не более 62% (об.) других инертных наполнителей, в том числе осажденного кремнезема, при этом общее содержание компонентов не превышает 82% (об.), а доля термопластичного полимера составляет от 18 до 40% (об.). Размягчающую добавку (пластификатор) дозируют в пределах от 0 до 20% (мас.) от суммы смеси наполнителей и полимера.
Этот сепаратор предназначен для изготовления газонепроницаемых аккумуляторов и непригоден для производства обслуживаемых бесклапанных аккумуляторов с жидким электролитом.
Известен также сепаратор свинцово-кислотного аккумулятора, содержащий в качестве инертного наполнителя 63,5-72,4% (мас.) сажу белую БС-120 и 27,6-36,5% (мас.) высокомолекулярного полиэтилена. Пластификатор (индустриальное масло) дозируют в пределах от 130 до 160% (мас), а антиоксидант - от 0,9 до 1,4% (мас.) от суммы смеси наполнителя и полимера (Выписка из проектной документации: «ОАО «Тюменский аккумуляторный завод». Производство сепараторной ленты. Техническое перевооружение», 000.1130-ИОС7, 2013 - ближайший аналог).
Известный сепаратор характеризуется недостаточным объемом пор, снижающим степень заполнения электролитом сепаратора и повышающим его удельное электрическое сопротивление в электролите.
Другим недостатком известного технического решения является значительный разброс размеров пор в локальных участках сепаратора, вследствие формирования нерациональной внутренней структуры частиц (зерен) кремнезема белой сажи в процессе измельчении инертного наполнителя и последующего перемешивании смеси наполнителя и полимера. Вследствие этого наблюдается неравномерность распределения электрического тока по сечению электродов при эксплуатации аккумулятора, также приводящая к повышению удельного электрического сопротивления сепаратора в электролите.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение пористости сепаратора и уменьшение его удельного электрического сопротивления в электролите за счет улучшения структуры частиц (зерен) кремнезема белой сажи в полиэтилене и эффективности пропитки сепаратора электролитом.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном сепараторе, содержащем белую сажу, антиоксидант, сверхмолекулярный полиэтилен и индустриальное масло, согласно предлагаемой полезной модели содержатся белая сажа с размером частиц 4-17 мкм и удельной поверхностью 210-300 м2/г и сверхмолекулярный полиэтилен при следующих содержаниях компонентов, мас.%: белая сажа 82,5-89,0; сверхмолекулярный полиэтилен 11,0-17,5.
При этом сверх суммы масс наполнителя и полимера в них дозируют от 12,0 до 20,0% (мас.) индустриального масла и от 1,5 до 2,5% (мас.) антиоксиданта.
Заявляемая полезная модель по сравнению с известным решением позволяет уменьшить разброс размеров пор в локальных участках сепаратора с 0,1-5,0 до 0,5-2,0 мкм при величине среднего размера пор 1,0-1,2 мкм. Диапазон изменения крупности частиц белой сажи, используемой прототипом, составляет 0-63 и даже достигает 0-125 мкм, что приводит к более плотной упаковке частиц кремнезема при изготовлении сепаратора с уменьшением объема пор в полиэтилене и существенным увеличении локальной неравномерности распределения пор по объему сепаратора. Использование в предлагаемой полезной модели узкой фракции частиц белой сажи 4-17 мкм и ее высокой удельной поверхности 210-300 м2/г позволяет за счет улучшения объемной структуры частиц кремнезема в полиэтилене повысить пористость сепаратора и уменьшить его удельное электрическое сопротивление в электролите. Кроме того, увеличение удельной поверхности частиц белой сажи со 130-140 до 210-300 м2/г дополнительно способствует повышению эффективности пропитки сепаратора электролитом.
Сдвиг диапазона крупности частиц белой сажи в сторону увеличения их диаметра с 17 до 25 или 30 мкм, сопровождается ростом среднего размера пор до 3,0-5,0 мкм, что, вследствие ограниченной толщины (0,2-0,3 мм) основного тела сепаратора, ухудшает эксплуатационные показатели стартерных аккумуляторных батарей из-за коротких замыканий электродов и снижения степени заполнения сепаратора электролитом. К аналогичным последствиям приводит снижение удельной поверхности частиц белой сажи менее 210 м2/г. Напротив, увеличение удельной поверхности частиц белой сажи более 300 м2/г и уменьшение диаметра частиц кремнезема менее 4 мкм сопровождается их более плотной упаковкой с уменьшением пористости и удельного электрического сопротивления сепаратора в электролите.
Уменьшение содержания белой сажи в смеси со сверхвысокомолекулярным полиэтиленом менее 82,5% (мас.) и увеличение концентрации полиэтилена в смеси более 17,5% приводит к снижению пористости сепаратора. Увеличение содержания белой сажи в смеси со сверхвысокомолекулярным полиэтиленом более 89,0% (мас.) и уменьшение концентрации полиэтилена в смеси менее 11,0% сопровождается снижением относительного удлинения при разрыве сепаратора ниже допустимого уровня.
Дозирование индустриального- масла в количестве менее 12,0% (мас.) от суммы масс наполнителя и полимера требует повышения температуры экструзии смеси, что удорожает производство сепаратора. Подача размягчающей добавки в количестве более 20,0% (мас.) от суммы масс наполнителя и полиэтилена неэффективна, так как чрезмерное снижение пластичности полиэтилена не улучшает свойства сепаратора, а расход циркулирующего индустриального масла увеличивается.
Дозирование антиоксиданта в количестве менее 1,5% (мас.) от суммы масс наполнителя и полимера приводит к снижению стойкости полиэтилена в среде электролита аккумулятора. Подача антиоксиданта в количестве более 2,5% (мас.) от суммы масс наполнителя и полиэтилена практически не повышает химическую стойкость сепаратора, а затраты увеличиваются пропорционально расходу добавки.
Технические решения, совпадающие с существенными признаками полезной модели, не выявлены, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения критерию «новизна».
Поскольку полезная модель обеспечивает технический результат, вьгоажающийся в повышении пористости сепаратора и уменьшении его удельного электрического сопротивления в электролите за счет улучшения структуры частиц (зерен) кремнезема белой сажи в полиэтилене и эффективности пропитки сепаратора электролитом, то можно сделать вывод, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость».
Подтверждение возможности осуществления заявляемой полезной модели изложены в нижеследующем подробном описании примеров получения образцов сепаратора и их свойств.
Пример 1. Сепаратор готовят следующим образом.
1. Сначала белую сажу марки БС-120 по ГОСТ 18307-78 подвергают пневматической классификации с выделением узкой фракции 4-17 мкм и дозируют заданную массу, например, 85,1 кг в смеситель экструзионной линии.
2. Заданное количество, например, 14,9 кг полиэтилена сверхвысокомолекулярного (СВМПЭ) марки 30-2 по ТУ 2211-068-7035362-2006 дозируют в упомянутый смеситель и осуществляют предварительное перемешивание двух основных компонентов сепаратора в количестве 100 кг.
3. Сверх 100% суммы масс полиэтилена и инертного наполнителя, содержащего диоксид кремния, в дополнительную емкость, заливают например, 16,0 кг индустриального масла марки И-30А по ГОСТ 20799-88.
4. В эту же емкость засыпают порошок антиоксиданта марки Агидол 110 по ТУ 2492-447-05742686-2006, количество которого составляет, например, 2,0 кг сверх 100% суммы масс полиэтилена и белой сажи и осуществляют предварительное перемешивание двух дополнительных компонентов сепаратора в количестве 18,0 кг.
5. В смеситель подают индустриальное масло с антиоксидантом и окончательно перемешивают компоненты сепаратора перед их подачей в экструдер.
6. В экструдере при температурах от 145 до 188°C осуществляют размягчение полиэтилена и выдавливают резиноподобную смесь через плоскощелевую головку виде листа на валки трехвалкового каландра. Температурный режим валков каландра по ходу сепараторной ленты поддерживают от 130 до 120°C.
7. С выхода последнего валка каландра ребристая полуфабрикатная лента последовательно проходит экстракцию трихлорэтиленом индустриального масла, сушку и намотку на катушки.
Примеры 2-6. Сепаратор свинцово-кислотного аккумулятора изготавливают аналогично примеру 1, но при других соотношениях компонентов, как указанных в формуле полезной модели (примеры 2, 4 и 5), так и выходящих за ее пределы (примеры 3 и 6). Свойства образцов сепараторов приведены в таблице, в которой также приведен состав сепаратора-прототипа, примерно соответствующий средним значениям компонентов, и его свойства.
В примерах 2-6 содержания индустриального масла и антиоксид анта соответствуют содержаниям этих компонентов в примере 1 (16,0% и 2,0% соответственно), а в образце-прототипе указанные компоненты составляли соответственно 140% (мас.) и 1%.
Исследование других содержаний дополнительных компонентов (индустриального масла и антиоксиданта) не приведены потому, что изменения этих параметров оказывает сильное влияние на стойкость сепаратора к окислению атомарным кислородом в электролите, а пористость и удельное электрическое сопротивление сепаратора практически не зависят от содержания масла и антиоксиданта в указанном диапазоне.
На основании приведенных в таблице данных можно утверждать, что, по сравнению с известным техническим решением, предлагаемый сепаратор обладает значительно большей величиной пористости и меньшим удельным электрическим сопротивлением в электролите за счет улучшения структуры частиц (зерен) кремнезема белой сажи в полиэтилене и эффективности пропитки сепаратора электролитом.
Claims (1)
- Сепаратор свинцово-кислотного аккумулятора, содержащий белую сажу, сверхмолекулярный полиэтилен, антиоксидант и индустриальное масло, отличающийся тем, что содержит белую сажу, характеризующуюся размером частиц 4-17 мкм и удельной поверхностью 210-300 м2/г, и сверхмолекулярный полиэтилен при следующих содержаниях компонентов, мас.%:
белая сажа 82,5-89,0 сверхмолекулярный полиэтилен 11,0-17,5
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014124298/07U RU149488U1 (ru) | 2014-06-16 | 2014-06-16 | Сепаратор свинцово-кислотного аккумулятора |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014124298/07U RU149488U1 (ru) | 2014-06-16 | 2014-06-16 | Сепаратор свинцово-кислотного аккумулятора |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU149488U1 true RU149488U1 (ru) | 2015-01-10 |
Family
ID=53292008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014124298/07U RU149488U1 (ru) | 2014-06-16 | 2014-06-16 | Сепаратор свинцово-кислотного аккумулятора |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU149488U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2689408C1 (ru) * | 2018-10-12 | 2019-05-28 | Акционерное общество "Тюменский аккумуляторный завод" | Абсорбирующий сепаратор для свинцово-кислотного аккумулятора |
| RU2762003C1 (ru) * | 2020-10-06 | 2021-12-14 | Закрытое акционерное общество "ЭЛЕКТРОТЯГА" | Сепаратор свинцового аккумулятора |
-
2014
- 2014-06-16 RU RU2014124298/07U patent/RU149488U1/ru active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2689408C1 (ru) * | 2018-10-12 | 2019-05-28 | Акционерное общество "Тюменский аккумуляторный завод" | Абсорбирующий сепаратор для свинцово-кислотного аккумулятора |
| RU2762003C1 (ru) * | 2020-10-06 | 2021-12-14 | Закрытое акционерное общество "ЭЛЕКТРОТЯГА" | Сепаратор свинцового аккумулятора |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114335893B (zh) | 蓄电装置用分隔件、及蓄电装置 | |
| JP5841478B2 (ja) | 液式鉛蓄電池用セパレータ及び液式鉛蓄電池 | |
| CN102244219B (zh) | 一种铅酸蓄电池用pe隔板及制备方法 | |
| JP5984307B2 (ja) | セルロースナノファイバー入りポリオレフィン微多孔延伸フィルムの製造方法 | |
| CN1898310A (zh) | 由聚烯烃制得的微多孔膜 | |
| CN105150655A (zh) | 层叠分隔件及其制造方法 | |
| US9748546B2 (en) | High porosity silica-containing microporous sheets | |
| CN106867089A (zh) | 一种透气性复合薄膜及其制备方法 | |
| Pan et al. | The performance of a silica-based mixed gel electrolyte in lead acid batteries | |
| US20150372275A1 (en) | Separator, method of manufacturing the same and battery using the same | |
| RU149488U1 (ru) | Сепаратор свинцово-кислотного аккумулятора | |
| JP6634543B2 (ja) | 蓄電デバイス用セパレータ及びその製造方法、並びに蓄電デバイス及びその製造方法 | |
| JP6482567B2 (ja) | 鉛蓄電池用セパレータおよび鉛蓄電池 | |
| CN108832064A (zh) | 一种复合陶瓷多孔锂电隔膜、制备方法及其应用 | |
| CN103618057A (zh) | 适于激光焊接的锌溴液流电池隔膜及其制备方法 | |
| RU2562258C1 (ru) | Формовочная смесь для сепараторов свинцово-кислотных аккумуляторов и способ ее приготовления | |
| CN102412421A (zh) | 一种铅酸蓄电池电解液的制备方法 | |
| CN106279929B (zh) | 一种电缆半导电屏蔽材料及制备方法 | |
| JPWO2013122132A1 (ja) | 鉛蓄電池用正極板及び該極板の製造方法並びにこの正極板を用いた鉛蓄電池 | |
| JP6717318B2 (ja) | 鉛蓄電池用セパレータおよび鉛蓄電池 | |
| JP6544126B2 (ja) | 制御弁式鉛蓄電池 | |
| JP6122941B2 (ja) | セルロースナノファイバー入りポリオレフィン微多孔延伸フィルムの製造に用いるための押出成形体の製造方法 | |
| CN112654663B (zh) | 用于双极板的组合物和制造所述组合物的方法 | |
| CN116199958B (zh) | 聚乙烯树脂组合物及其制备方法 | |
| JP6447866B2 (ja) | 制御弁式鉛蓄電池の製造方法 |