RU2609891C2 - Многофункциональное полотно для применения в свинцово-кислотной аккумуляторной батарее - Google Patents

Многофункциональное полотно для применения в свинцово-кислотной аккумуляторной батарее Download PDF

Info

Publication number
RU2609891C2
RU2609891C2 RU2014101511A RU2014101511A RU2609891C2 RU 2609891 C2 RU2609891 C2 RU 2609891C2 RU 2014101511 A RU2014101511 A RU 2014101511A RU 2014101511 A RU2014101511 A RU 2014101511A RU 2609891 C2 RU2609891 C2 RU 2609891C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lead
paper
fibers
paste
pasting
Prior art date
Application number
RU2014101511A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014101511A (ru
Inventor
Лутц ФРИДЛЬ-ГЕППЕНТИН
Режи ДЮМОН-РОТИ
Original Assignee
Глатфельтер Гернсбах Гмбх Унд Ко. Кг
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Глатфельтер Гернсбах Гмбх Унд Ко. Кг filed Critical Глатфельтер Гернсбах Гмбх Унд Ко. Кг
Publication of RU2014101511A publication Critical patent/RU2014101511A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2609891C2 publication Critical patent/RU2609891C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/68—Selection of materials for use in 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
    • 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
    • H01M10/08—Selection of materials as electrolytes
    • H01M10/10—Immobilising of electrolyte
    • 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
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/20—Semi-lead accumulators, i.e. accumulators in which only one electrode contains lead
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/14—Electrodes for lead-acid accumulators
    • H01M4/16—Processes of manufacture
    • H01M4/20—Processes of manufacture of pasted electrodes
    • 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
    • H01M50/429—Natural polymers
    • H01M50/4295—Natural cotton, cellulose or wood
    • 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
    • H01M50/44—Fibrous material
    • 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
    • H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • 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
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/10—Battery-grid making

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)

Abstract

Изобретение относится к бумаге для пастирования для применения в свинцово-кислотной батарее, для поддержки свинцовой пасты, содержащей природные волокна, термосвариваемые волокна и влагоудерживающий агент, в состав которого входит смола полиамин-полиамид-эпихлоргидрид. Предложена также свинцовая пластина, содержащая металлическую решетку, покрытую пастой, контактирующей с указанной бумагой для пастирования, а также способ изготовления свинцовой пластины и блока свинцово-кислотной аккумуляторной батареи с бумагой для пастирования. Повышение циклического ресурса свинцово-кислотной аккумуляторной батареи, а также предотвращение возможности короткого замыкания между свинцовыми пластинами является техническим результатом изобретения. 6 н. и 7 з.п. ф-лы,3 ил., 1 табл.

Description

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к многофункциональному полотну для применения в свинцово-кислотной аккумуляторной батарее, применению данного многофункционального полотна в свинцово-кислотной аккумуляторной батарее, свинцовой пластине, содержащей данное многофункциональное полотно, способу приготовления свинцовой пластины и блоку свинцово-кислотной аккумуляторной батареи, содержащему данную свинцовую пластину.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи обычно содержат свинцовые пластины, которые приготавливают нанесением свинцовой пасты на металлическую решетку и затем сушкой полученных таким образом пластин. Чтобы поглощать влагу из свинцовой пасты и чтобы гарантировать, что паста остается на решетке во время производственного процесса, в качестве поддерживающего материала обычно применяют бумагу для пастирования. Эту бумагу кладут под решетку и над свинцовой пастой при намазке свинцовой пасты на решетку. Изготовленную при этом свинцовую пластину разрезают на надлежащие размеры и подвергают сушке и дозреванию в термокамерах. Обычно между двумя свинцовыми пластинами вставляют сепаратор, тем самым разделяя пластины для того, чтобы предотвратить короткое замыкание между пластинами во время использования в свинцово-кислотной аккумуляторной батарее. Этот сборный узел можно помещать в ячейку термопластового контейнера батареи. Термопластовый контейнер заполняют серной кислотой, служащей в качестве электролита, и термопластовый контейнер батареи закрывают крышкой.
Обычную бумагу для пастирования делают из природных волокон, которые расщепляются серной кислотой со временем. Это приводит к образованию зазора между свинцовыми пластинами или свинцовой пластиной и сепаратором (если он присутствует), что может вызывать эрозию свинцовой пластины, в частности из-за трения, тем самым постепенно ухудшая рабочие характеристики батареи.
Свинцово-кислотные аккумуляторные батареи обычно применяют в транспортных средствах в качестве стартерных аккумуляторных батарей. Автомобильной промышленности нужны аккумуляторные батареи с высокими циклическими ресурсами вследствие увеличивающегося производства автомобилей по экологичной технологии. Соответственно, существует сильная потребность в аккумуляторных батареях с большим циклическим ресурсом. В частности, разработаны новые технологии, такие как технология "пуск-остановка", чтобы сберегать энергию и снижать выбросы диоксида углерода, приводящие к увеличенной нагрузке на свинцово-кислотные аккумуляторные батареи из-за большего числа циклов заряда и разряда. Некоторые автомобили с этой новой технологией все еще используют обычные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи. Кроме обычных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей известны аккумуляторные батареи с поглощающим стекловолокновым матом (AGM), в которых сернокислотный электролит иммобилизован между свинцовыми пластинами. Эти аккумуляторные батареи AGM имеют больший циклический ресурс из-за давления между сепаратором и пластиной.
Характеристики циклического ресурса залитых свинцово-кислотных аккумуляторных батарей снижены из-за эрозии свинца во время применения. Эрозия вызывается, в частности, трением и химическими реакциями между свинцовыми пластинами, а также высокой температурой, достигаемой в окружении двигателя. Плохие дорожные условия дополнительно снижают циклический ресурс залитых свинцово-кислотных аккумуляторных батарей.
Обычную бумагу, используемую для пастирования свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, делают из природных волокон, которые растворяются в сернокислотном электролите. Вследствие этого растворения обычная бумага для пастирования не выполняет никакой функции в самой батарее.
ЗАДАЧА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить многофункциональное полотно, при использовании которого можно снизить эрозию свинцовой пластины в свинцово-кислотной аккумуляторной батарее, тем самым улучшая циклический ресурс батарей при сохранении стандартной функции бумаги для пастирования поглощать влагу из свинцовой пасты и гарантировать, что паста остается на решетке во время производственного процесса и дополнительно во время срока службы в батарее.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к многофункциональному полотну для применения в свинцово-кислотной аккумуляторной батарее, содержащему природные волокна и термосвариваемые волокна.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что многофункциональное полотно, содержащее природные волокна и термосвариваемые волокна, решает вышеуказанную задачу за счет того, что когда многофункциональное полотно приводят в контакт с серной кислотой, природные волокна со временем распадаются, тогда как остается сетка синтетических термосваренных волокон, которая поддерживает пасту на решетке и предотвращает образование зазора, тем самым снижая трение и ограничивая эрозию свинцовой пластины. Кроме того, в аккумуляторной батарее AGM остающаяся сетка синтетических термосваренных волокон помогает поддерживать сжатие между свинцовыми пластинами, тем самым также снижая трение между пластинами и ограничивая эрозию. Вследствие этого, циклический ресурс обычных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, а также аккумуляторных батарей AGM может быть увеличен за счет использования многофункционального полотна согласно настоящему изобретению.
Соответственно, настоящее изобретение дополнительно относится к применению многофункционального полотна согласно настоящему изобретению в свинцово-кислотной аккумуляторной батарее, например, обычной свинцово-кислотной аккумуляторной батарее или аккумуляторной батарее AGM.
Кроме того, настоящее изобретение относится к свинцовой пластине, содержащей металлическую решетку, покрытую свинцовой пастой, контактирующей с многофункциональным полотном согласно настоящему изобретению.
Дополнительно, настоящее изобретение относится к способу приготовления свинцовой пластины, содержащему этапы:
(i) нанесения свинцовой пасты на металлическую решетку с получением тем самым металлической решетки, покрытой свинцовой пастой,
(ii) нанесения многофункционального полотна согласно настоящему изобретению на покрытую решетку с получением тем самым пастированной покрытой решетки,
(iii) необязательно, резки пастированной покрытой решетки до надлежащего размера и
(iv) сушки пастированной покрытой решетки с получением тем самым свинцовой пластины.
Настоящее изобретение дополнительно относится к свинцовой пластине, получаемой описанным выше способом.
Кроме того, настоящее изобретение относится к блоку свинцово-кислотного аккумуляторной батареи, содержащему по меньшей мере две свинцовых пластины, из которых по меньшей мере одна пластина представляет собой свинцовую пластину согласно настоящему изобретению, и, необязательно, по меньшей мере один сепаратор.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 представляет собой схематичное изображение оборудования, подходящего для изготовления многофункционального полотна согласно настоящему изобретению.
Фиг. 2 представляет собой схематичное изображение оборудования, подходящего для изготовления свинцовой пластины согласно настоящему изобретению.
Фиг. 3 представляет фотографии многофункционального полотна согласно настоящему изобретению, причем верхняя фотография показывает многофункциональное полотно согласно настоящему изобретению, имеющее природные и синтетические волокна, до обработки серной кислотой, а нижняя фотография показывает то же многофункциональное полотно после обработки серной кислотой (60%), где осталась только сетка синтетических волокон.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее будут описаны подробности настоящего изобретения и другие его признаки и преимущества. Однако настоящее изобретение не ограничивается следующими конкретными описаниями и вариантами воплощения, а они даются скорее только в иллюстративных целях.
Настоящее изобретение предлагает многофункциональное полотно для применения в свинцово-кислотной аккумуляторной батарее, содержащее природные волокна и термосвариваемые волокна. Многофункциональное полотно согласно настоящему изобретению обычно имеет форму листа. Волокна многофункционального полотна образуют сетку, в частности, природные волокна могут образовывать друг с другом сетку, и термосвариваемые волокна могут образовывать друг с другом сетку, и природные волокна могут образовывать сетку с термосвариваемыми волокнами.
В предпочтительном варианте воплощения термосвариваемые волокна и природные волокна содержатся в одном единственном слое. Другими словами, многофункциональное полотно предпочтительно содержит один единственный слой, в котором содержатся термосвариваемые волокна и природные волокна. Вследствие этого может легко достигаться формирование описанной выше сетки, и преимущественные эффекты настоящего изобретения являются еще более выраженными.
В зависимости от способа его изготовления, который будет описан подробнее ниже, многофункциональное полотно согласно настоящему изобретению может содержать один или более слоев, предпочтительно один, два или три слоя, причем каждый слой независимо от других содержит термосвариваемые волокна и/или природные волокна. Два, три или более этих слоев могут иметь одинаковый состав.
Применяемое здесь выражение "содержащий" включает в себя не только значение "содержащий", но также охватывает "состоящий по существу из" и "состоящий из".
Природные волокна согласно изобретению предпочтительно представляют собой целлюлозные волокна. Подходящие для целей изобретения природные волокна включают в себя известные в данной области техники природные волокна, такие как пенька, манильская пенька, джут, сизаль, вискоза, абака и другие, а также включают в себя пульпу мягкой древесины и пульпу твердой древесины. Также можно использовать смеси вышеуказанных природных волокон.
Природные волокна предпочтительно содержатся в количестве от 20 до 80 мас.%, более предпочтительно от 25 до 80 мас.%, еще более предпочтительно от 30 до 70 мас.%, еще более предпочтительно от 35 до 60 мас.%, еще более предпочтительно от 40 до 50 мас.%, а наиболее предпочтительно от 42 до 48 мас.%, в расчете на массу многофункционального полотна. Если количество природных волокон составляет менее чем 20 мас.% в расчете на массу многофункционального полотна, функция многофункционального полотна как бумаги для пастирования, т.е. поглощение влаги из свинцовой пасты, может ухудшаться. Если количество природных волокон составляет более чем 80 мас.% в расчете на массу многофункционального полотна, трудно достичь формирования синтетической сваренной сетки, остающейся в присутствии серной кислоты, в частности, чтобы поддерживать пасту на свинцовых пластинах и снижать трение.
Термосвариваемые волокна, также называемые здесь термопластическими волокнами или синтетическими волокнами, представляют собой волокна, которые по меньшей мере частично плавятся при нагреве и по меньшей мере частично сплавляются друг с другом и/или с природными волокнами при повторном затвердевании, тем самым образуя сваренную сетку. Материалы термосвариваемых волокон, подходящие для использования в настоящем изобретении, конкретно не ограничены при условии, что термосвариваемые волокна устойчивы к кислоте. Применяемое здесь выражение "устойчивый к кислоте" означает, что волокна не распадаются в серной кислоте, имеющей концентрацию от 27 до 38% (об./об.). Предпочтительные материалы для термосвариваемых волокон согласно настоящему изобретению включают в себя полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП) и сложный полиэфир, такой как полиэтилентерефталат (ПЭТ) и полимолочная кислота (ПМК). Также можно использовать смеси вышеуказанных термосвариваемых волокон.
В предпочтительном варианте воплощения термосвариваемые волокна содержат бикомпонентные волокна, предпочтительно бикомпонентные волокна типа оболочка-сердцевина. Бикомпонентные волокна образованы из двух сортов полимеров, имеющих разные физические и/или химические характеристики, в частности разные характеристики плавления. Бикомпонентные волокна типа оболочка-сердцевина обычно имеют сердцевину из более высокоплавкого компонента и оболочку из более низкоплавкого компонента. Примеры бикомпонентных волокон, подходящих для использования в настоящем изобретении, включают в себя волокна ПЭТ/ПЭТ, волокна ПЭ/ПП и волокна ПМК/ПМК. Также можно использовать смеси вышеуказанных бикомпонентных термосвариваемых волокон, а также смеси бикомпонентных и однокомпонентных термосвариваемых волокон.
Термосвариваемые волокна предпочтительно содержатся в количестве от 20 до 80 мас.%, более предпочтительно от 20 до 75 мас.%, еще более предпочтительно от 30 до 70 мас.%, еще более предпочтительно от 40 до 65 мас.%, еще более предпочтительно от 50 до 60 мас.%, а наиболее предпочтительно от 52 до 58 мас.%, в расчете на массу многофункционального полотна. Если количество термосвариваемых волокон составляет менее чем 20 мас.% в расчете на массу многофункционального полотна, трудно добиться образования синтетической сваренной сетки, остающейся в присутствии серной кислоты, в частности, чтобы поддерживать пасту на свинцовых пластинах и снижать трение. Если количество термосвариваемых волокон составляет более чем 80 мас.% в расчете на массу многофункционального полотна, синтетическая сваренная сетка, остающаяся в присутствии серной кислоты, может становиться слишком плотной и может тем самым мешать функционированию батареи во время заряда и разряда.
Многофункциональное полотно согласно изобретению предпочтительно имеет граммаж от 9 до 50 г/м2, более предпочтительно от 15 до 40 г/м2, еще более предпочтительно от 20 до 35 г/м2, а наиболее предпочтительно от 25 до 30 г/м2.
Длина и грубость природных волокон конкретно не ограничиваются. Обычно природные волокна имеют длину менее чем 35 мм, предпочтительно от 1 до 15 мм, более предпочтительно от 1 до 5 мм, а наиболее предпочтительно от 1 до 4 мм. Обычно природные волокна имеют крупность от 40 до 400 мг/км, предпочтительно от 45 до 300 мг/км, более предпочтительно от 50 до 280 мг/км, а наиболее предпочтительно от 60 до 250 мг/км.
Крупность волокна определяется как масса на единицу длины волокна.
Синтетические волокна, подходящие для использования в настоящем изобретении, обычно имеют длину менее чем 25 мм, предпочтительно от 2 до 15 мм, более предпочтительно от 4 до 10 мм, а наиболее предпочтительно 5 мм. Термосвариваемые волокна, подходящие для использования в настоящем изобретении, имеют крупность от 1 до 5 дтекс, предпочтительно от 1,5 до 3 дтекс, более предпочтительно от 2 до 2,5 дтекс, а наиболее предпочтительно 2,2 дтекс.
Ввиду своей функции как бумаги для пастирования, многофункциональное полотно согласно настоящему изобретению должно быть способно поглощать влагу из пасты. Это свойство обеспечивает хорошую адгезию к пасте в мокром и высушенном состоянии. Многофункциональное полотно обеспечивает достаточную степень паропроницаемости (VTR) и воздухопроницаемость, позволяющие парам/влажности и воздуху проходить сквозь полотно в сушильной камере и камере дозревания.
Многофункциональное полотно согласно настоящему изобретению может дополнительно содержать влагоупрочняющий агент. Влагоупрочняющий агент представляет собой агент, который улучшает прочность на разрыв бумаги во влажном состоянии. Подходящие примеры влагоупрочняющего агента включают в себя смолу полиамин-полиамид-эпихлоргидрин и меламиноформальдегидную смолу или изоцианат. Также можно использовать смеси вышеуказанных влагоупрочняющих агентов.
Смола полиамин-полиамид-эпихлоргидрин обычно не используется в качестве влагоупрочняющего агента в обычной бумаге для пастирования из-за нежелательного выделения галогенсодержащих соединений, в частности хлорид-ионов, в электролит. Однако авторы настоящего изобретения обнаружили, что многофункциональное полотно согласно настоящему изобретению, содержащее смолу полиамин-полиамид-эпихлоргидрин в качестве влагоупрочняющего агента, не страдает от этого недостатка обычной бумаги для пастирования, и ввиду его прекрасных свойств в качестве влагоупрочняющего агента смола полиамин-полиамид-эпихлоргидрин является предпочтительной согласно настоящему изобретению.
Многофункциональное полотно согласно настоящему изобретению может быть приготовлено с помощью обычного способа изготовления бумаги с использованием бумагоделательной машины, предпочтительно наклонной сеточной бумагоделательной машины.
Фиг. 1 показывает схематичное изображение оборудования, пригодного для изготовления многофункционального полотна согласно настоящему изобретению. Сначала из природных волокон и воды формируют суспензию (слой) "А". Дополнительно, из термосвариваемых синтетических волокон и природных волокон и воды готовят суспензию (слой) "В". Две суспензии (слоя) А и В подают из соответствующих резервуаров (3 и 4) через головную камеру в бумагоделательную машину. Она по существу имеет вращающуюся сетку (5), которая проходит через ряд обезвоживающих камер (6, 7 и 8). Две суспензии (слоя) А и В поступают на сетку (5) одновременно или последовательно, образуя многофункциональное полотно с двумя слоями. Когда сетка проходит через обезвоживающие камеры (6, 7 и 8), суспензии (слои) обезвоживаются и волокна укладываются на сетку. В случае последовательного поступления двух суспензий (слоев) А и В на сетку, в результате операции обезвоживания, две обезвоженных суспензии волокон (слои) приходят в частичное взаимное проникновение друг с другом. Полученный формованный материал (9), образованный из природных волокон и термосвариваемых волокон, затем снимают с сетки и направляют на операцию сушки. Эта операция сушки может выполняться различными способами, такими как контактная сушка или сквозная воздушная сушка, или их комбинация. На фиг. 1 показаны три осушающих цилиндра (10), посредством которых образованное бумажное полотно подвергается контактной сушке. Нагрев сухого волокнистого материала заставляет термосвариваемые волокна частично плавиться. Когда бумага высушена, полотно нагревают до определенной температуры, которая заставляет синтетические волокна плавиться до определенного уровня. После прохождения секции сушки и секции плавления (система Спунера), термопластические волокна повторно затвердевают и, тем самым по меньшей мере частично образуют связь с природными волокнами, и получаемое многофункциональное полотно сматывают на ролик (11).
Подходящий способ приготовления многофункционального полотна согласно настоящему изобретению описан в US 2004/0129632 А1, содержание которого включено сюда посредством ссылки.
Многофункциональное полотно согласно настоящему изобретению предпочтительно применяют в свинцово-кислотной аккумуляторной батарее, включая обычную свинцово-кислотную аккумуляторную батарею и аккумуляторную батарею AGM, такую как стартерная аккумуляторная батарея для транспортных средств. В частности, многофункциональное полотно согласно данному изобретению используют для поддержки свинцовой пасты, т.е. в качестве бумаги для пастирования. Многофункциональное полотно согласно настоящему изобретению обычно не действует в качестве сепаратора между свинцовыми пластинами.
Настоящее изобретение дополнительно относится к способу приготовления свинцовой пластины, содержащему этапы:
(i) нанесения свинцовой пасты на металлическую решетку с получением тем самым металлической решетки, покрытой свинцовой пастой,
(ii) нанесения многофункционального полотна согласно изобретению на покрытую решетку с получением тем самым пастированной (т.е. ламинированной) покрытой решетки,
(iii) необязательно, резки пастированной покрытой решетки до надлежащего размера и
(iv) сушки пастированной покрытой решетки с получением тем самым свинцовой пластины.
Предпочтительно, чтобы перед вышеуказанным этапом (i) многофункциональное полотно согласно изобретению помещалось под металлическую решетку. Вследствие этого, эффект поглощения влаги из свинцовой пасты и эффект обеспечения того, что паста остается на решетке во время производственного процесса, могут дополнительно улучшаться.
Вышеуказанный этап сушки (iv) предпочтительно содержит этап частичной сушки и затем этап сушки и дозревания свинцовых пластин в камере дозревания. На этапе частичной сушки обычно сушат только поверхность свинцовой пасты, а на этапе сушки и дозревания обычно протекают химические реакции, так что свинцовая паста затвердевает.
Металлическая решетка, подходящая для использования в настоящем изобретении, конкретно не ограничивается, и может быть использована любая металлическая решетка, привычная в области свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Металлическая решетка предпочтительно является непрерывной металлической решеткой. Примеры материала металлической решетки включают свинец и сплавы свинца.
Свинцовая паста, подходящая для использования в настоящем изобретении, конкретно не ограничивается, и может быть использована любая свинцовая паста, привычная в области свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Свинцовая паста обычно содержит металлический свинец или оксид свинца (IV).
Примерный способ приготовления свинцовой пластины согласно настоящему изобретению показан на фиг. 2. Нижнее многофункциональное полотно (22) помещают под металлической решеткой (21) до того, как свинцовую пасту (23) намазывают (наносят) на и в металлическую решетку, так что получается металлическая решетка, покрытая свинцовой пастой. На этапе (24) многофункциональное полотно согласно настоящему изобретению накладывают (наносят) на ранее покрытую металлическую решетку сверху, так что получается пастированная покрытая решетка с полотном на верхней и нижней стороне. Затем пастированную покрытую решетку обычно сдавливают, например с помощью валков (25). Потом пастированную покрытую решетку обычно режут (26) до соответствующего размера, подходящего для помещения в контейнер свинцово-кислотной аккумуляторной батареи. На следующем этапе (резаную) пастированную покрытую решетку частично сушат в сушильной камере, такой как печь быстрой сушки (27) и потом обычно укладывают стопкой (28) на поддоны. Температура и время пребывания в сушильной камере могут легко регулироваться специалистом в данной области техники способом, привычным для производства обычных свинцовых пластин. Поддоны транспортируют в камеру дозревания. В камере дозревания протекают окончательные химические реакции перед тем, как пластины окончательно сушатся - все еще в камере дозревания. Температура и влажность в камере дозревания могут легко регулироваться специалистом в данной области техники способом, привычным для производства обычных свинцовых пластин.
Свинцовая пластина согласно настоящему изобретению обычно содержит металлическую решетку, покрытую свинцовой пастой, контактирующей с многофункциональным полотном согласно настоящему изобретению, и обычно получается способом приготовления свинцовой пластины согласно настоящему изобретению.
Блок свинцово-кислотной аккумуляторной батареи согласно настоящему изобретению содержит по меньшей мере две свинцовых пластины, из которых по меньшей мере одна свинцовая пластина представляет собой свинцовую пластину согласно настоящему изобретению, и, необязательно, по меньшей мере один сепаратор. В случае обычной свинцово-кислотной аккумуляторной батареи сепаратор необходим для того, чтобы предотвращать короткое замыкание между пластинами при применении. Сепаратор, подходящий для использования в настоящем изобретении, конкретно не ограничивается и может быть использован любой сепаратор, привычный в области свинцово-кислотных аккумуляторных батарей. Типичные примеры материала сепаратора включают в себя стекловолокнистый мат, резину, полиэтилен и поливинилхлорид.
Блок свинцово-кислотной аккумуляторной батареи находится обычно в форме, которая позволяет помещать его в ячейку контейнера батареи. Один многопластинный аккумуляторный элемент содержит положительные пластины, отрицательные пластины и сепараторы. Этот многопластинный аккумуляторный элемент помещают в термопластовый контейнер. Шесть этих последовательно соединенных многопластинных аккумуляторных элементов образуют 12-вольтовую аккумуляторную батарею.
Термопластовый контейнер затем обычно заполняют электролитом из приблизительно 27-38%-ной (об./об.) серной кислоты. После добавления серной кислоты, согласно настоящему изобретению, природные волокна будут растворяться, а термосвариваемые волокна остаются, так что синтетическая сваренная сетка удерживает свинцовую пасту на решетке и ограничивает эрозию и снижает трение.
Пример многофункционального полотна согласно настоящему изобретению:
Природные волокна: пульпа мягкой древесины (приблиз. 44 мас.%)
Термосвариваемые волокна: бикомпонентные волокна ПЭТ/ПЭТ (2,2 дтекс/5 мм) (приблиз. 56 мас.%)
Влагоупрочняющий агент: смола полиамин-полиамид-эпихлоргидрин (приблиз. 1 мас.% в конечной бумаге)
Сравнительный пример (обычная бумага для пастирования):
Природные волокна: пульпа мягкой древесины (100 мас.%)
Влагоупрочняющий агент: меламиноформальдегидная смола (приблиз. 1 мас.% в конечной бумаге)
Многофункциональное полотно согласно настоящему изобретению (пример) и обычную бумагу для пастирования (сравнительный пример) помещали в серную кислоту (концентрация: 60% (об./об.)). После одного дня при 60°С обычная бумага для пастирования полностью растворялась, тогда как от многофункционального полотна согласно настоящему изобретению оставалась сетка синтетических волокон.
Результаты тестирования физических данных показаны в следующей таблице.
Сравн. пример Пример
Тип волокон Целлюлоза*1 Целлюлоза/синтетика *1 Синтетика *2
Граммаж г/м2 12,5 28 15
Толщина мкм 45 92 66
Прочность на растяжение в сухом сост. MD *3 Н/ 15 мм 12 16 3,5
Прочность на растяжение в мокром сост. MD *4 Н/ 15 мм 5 6,5 3
Воздухопроницаемость *5 1/м2·с 1800 1200 1200
Капиллярное поднятие MD *6 мм/10 мин 47 106 0
Капиллярное поднятие MD *6 мм/30 с 15 25 0
*1 до обработки серной кислотой (60%)
*2 после обработки серной кислотой (60%) (1 день/60°С)
*3 определяли в соответствии с ISO 1924-2
*4 определяли в соответствии с ISO 3781
*5 определяли в соответствии с DIN 53 887
*6 определяли в соответствии с ISO 8787
Верхняя часть фиг. 3 показывает многофункциональное полотно из примера согласно настоящему изобретению. Волокна окрашивали реагентом так, что природные волокна окрашены синим, а синтетические волокна окрашены красным. После обработки 60% серной кислотой в течение одного дня при 60°С оставалась только сетка синтетических волокон, как показано в нижней части фиг. 3.
Хотя настоящее изобретение было подробно описано посредством конкретных вариантов воплощения и примеров, изобретение не ограничено ими, и возможны различные изменения или модификации без отклонения от объема изобретения.

Claims (17)

1. Бумага для пастирования для применения в свинцово-кислотной аккумуляторной батарее, содержащая природные волокна и термосвариваемые волокна и дополнительно содержащая влагоупрочняющий агент, при этом влагоупрочняющий агент содержит смолу полиамин-полиамид-эпихлоргидрин.
2. Бумага для пастирования по п. 1, при этом упомянутые природные волокна и упомянутые термосвариваемые волокна содержатся в одном единственном слое.
3. Бумага для пастирования по п. 1, содержащая один, два или более слоев, причем каждый слой содержит термосвариваемые волокна и/или природные волокна.
4. Бумага для пастирования по п. 1, при этом упомянутые термосвариваемые волокна содержат двухкомпонентные волокна.
5. Бумага для пастирования по п. 1, при этом упомянутые природные волокна содержатся в количестве от 20 до 80 мас.% в расчете на массу бумаги для пастирования.
6. Бумага для пастирования по п. 1, при этом упомянутые термосвариваемые волокна содержатся в количестве от 20 до 80 мас.% в расчете на массу бумаги для пастирования.
7. Бумага для пастирования по п. 1, при этом граммаж бумаги для пастирования составляет от 9 до 50 г/м2.
8. Применение бумаги для пастирования по любому из пп. 1-7 для поддержки свинцовой пасты в свинцово-кислотной аккумуляторной батарее.
9. Свинцовая пластина, содержащая металлическую решетку, покрытую свинцовой пастой, контактирующей с бумагой для пастирования, охарактеризованной в любом из пп. 1-7.
10. Способ приготовления свинцовой пластины, содержащий этапы
(i) нанесения свинцовой пасты на металлическую решетку с получением тем самым металлической решетки, покрытой упомянутой свинцовой пастой,
(ii) нанесения бумаги для пастирования, охарактеризованной в любом из пп. 1-7, на упомянутую покрытую решетку с получением тем самым пастированной покрытой решетки,
(iii) необязательно, резки упомянутой пастированной покрытой решетки до надлежащего размера и
(iv) сушки пастированной покрытой решетки с получением тем самым свинцовой пластины.
11. Свинцовая пластина, получаемая способом по п. 10.
12. Блок свинцово-кислотной аккумуляторной батареи, содержащий по меньшей мере две свинцовых пластины, из которых по меньшей мере одна свинцовая пластина представляет собой свинцовую пластину по п. 9 или 11, и по меньшей мере один сепаратор.
13. Блок свинцово-кислотной аккумуляторной батареи по п. 12, в котором после добавления серной кислоты упомянутые природные волокна растворяются, а упомянутые термосвариваемые волокна остаются.
RU2014101511A 2011-06-20 2012-05-23 Многофункциональное полотно для применения в свинцово-кислотной аккумуляторной батарее RU2609891C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11170605A EP2538471A1 (en) 2011-06-20 2011-06-20 Multifunctional web for use in a lead-acid battery
EP11170605.7 2011-06-20
PCT/EP2012/059554 WO2012175269A2 (en) 2011-06-20 2012-05-23 Multifunctional web for use in a lead-acid battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014101511A RU2014101511A (ru) 2015-07-27
RU2609891C2 true RU2609891C2 (ru) 2017-02-07

Family

ID=44925696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014101511A RU2609891C2 (ru) 2011-06-20 2012-05-23 Многофункциональное полотно для применения в свинцово-кислотной аккумуляторной батарее

Country Status (14)

Country Link
US (1) US10164261B2 (ru)
EP (3) EP2538471A1 (ru)
JP (1) JP6147736B2 (ru)
KR (1) KR101956627B1 (ru)
CN (2) CN103563126A (ru)
BR (1) BR112013031101B8 (ru)
ES (1) ES2657742T3 (ru)
PL (1) PL2721664T3 (ru)
PT (1) PT2721664T (ru)
RU (1) RU2609891C2 (ru)
SI (1) SI2721664T1 (ru)
UA (1) UA112776C2 (ru)
WO (1) WO2012175269A2 (ru)
ZA (1) ZA201400339B (ru)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9685646B2 (en) 2013-10-03 2017-06-20 Johns Manville Pasting paper made of glass fiber nonwoven comprising carbon graphite
US10062887B2 (en) 2013-10-08 2018-08-28 Johns Manville Battery electrode plate reinforcement mat having improved wettability characteristics and methods of use therefor
US10084170B2 (en) 2013-10-03 2018-09-25 Johns Manville Pasting paper made of glass fiber nonwoven comprising carbon graphite
EP2985375B1 (en) 2014-08-12 2017-03-29 Glatfelter Gernsbach GmbH Dispersible non-woven fabric and method for producing the same
US10177360B2 (en) 2014-11-21 2019-01-08 Hollingsworth & Vose Company Battery separators with controlled pore structure
CN105064124B (zh) * 2015-08-11 2017-07-11 浙江惠同新材料股份有限公司 涂板纸及其生产方法
US20190181506A1 (en) * 2017-12-12 2019-06-13 Hollingsworth & Vose Company Pasting paper for batteries comprising multiple fiber types
US20190181410A1 (en) * 2017-12-12 2019-06-13 Hollingsworth & Vose Company Pasting papers and capacitance layers for batteries comprising multiple fiber types and/or particles
US20190393464A1 (en) * 2017-12-12 2019-12-26 Hollingsworth & Vose Company Pasting papers and capacitance layers for batteries comprising multiple fiber types and/or particles
CN111613780A (zh) * 2019-07-02 2020-09-01 骆驼集团华中蓄电池有限公司 一种提升铅酸蓄电池重负荷寿命的正极板及制备工艺
CN111370651B (zh) * 2020-02-24 2021-08-03 天能电池集团股份有限公司 一种免固化的蓄电池极板制备方法
CN115176356A (zh) * 2020-02-26 2022-10-11 恩特克亚洲株式会社 使用玻璃纤维和热熔接性粘结剂纤维的铅蓄电池用无纺布
CN116325214A (zh) 2020-11-20 2023-06-23 恩特克亚洲株式会社 铅蓄电池用裱糊纸

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4363856A (en) * 1980-06-30 1982-12-14 Texon Inc. Battery separator material
RU2084049C1 (ru) * 1994-10-21 1997-07-10 Акционерное общество открытого типа "Научно-исследовательский институт нетканых материалов" Нетканый материал для сепараторов свинцово-кислотных аккумуляторных батарей
JP2002313331A (ja) * 2001-04-09 2002-10-25 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 鉛蓄電池用ペースト紙の製造方法
US20090148760A1 (en) * 2007-12-11 2009-06-11 P.H. Glatfelter Company Battery separator structures
WO2010098796A1 (en) * 2009-02-26 2010-09-02 Johnson Controls Technology Company Battery electrode and method for manufacturing same

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA982223A (en) * 1972-05-10 1976-01-20 John P. Cestaro Light-weight lead-acid battery
US4245013A (en) * 1978-05-11 1981-01-13 Chloride Group Limited Battery separators
JPS5861559A (ja) * 1981-10-07 1983-04-12 Japan Storage Battery Co Ltd 鉛蓄電池
JPS62154559A (ja) * 1985-12-27 1987-07-09 Kuraray Co Ltd アルカリ乾電池用セパレ−タ−紙
JP3287127B2 (ja) * 1994-09-02 2002-05-27 松下電器産業株式会社 鉛蓄電池の製造法
JPH1197033A (ja) * 1997-09-18 1999-04-09 Japan Storage Battery Co Ltd 鉛蓄電池用エキスパンド極板の製造法
US6478829B1 (en) * 2000-02-08 2002-11-12 Kvg Technologies, Inc. Method for producing a battery with separators containing fusible binders
DE10231403B3 (de) 2002-07-11 2004-02-05 Papierfabrik Schoeller & Hoesch Gmbh & Co. Kg Heisssiegelfähiges Filtermaterial
JP4261862B2 (ja) * 2002-09-30 2009-04-30 日本板硝子株式会社 鉛蓄電池用セパレータ
CN100341169C (zh) * 2005-11-07 2007-10-03 风帆股份有限公司 一种铅酸起动蓄电池隔板及制备方法
US20080014506A1 (en) * 2006-04-19 2008-01-17 Nippon Sheet Glass Company, Limited Separator for lead-acid battery, pasting paper for lead-acid battery, plate for lead-acid battery and lead-acid battery
JP2008078014A (ja) * 2006-09-22 2008-04-03 Seiko Epson Corp 有機エレクトロルミネッセンス装置
WO2010044264A1 (ja) * 2008-10-15 2010-04-22 株式会社巴川製紙所 蓄電デバイス用セパレータ
JP5641840B2 (ja) * 2009-10-01 2014-12-17 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
CN101697370A (zh) * 2009-10-22 2010-04-21 山东义和诚实业集团有限公司 一种新型铅酸蓄电池隔板及其制备方法
JP5432813B2 (ja) * 2010-05-11 2014-03-05 日本板硝子株式会社 密閉型鉛蓄電池用セパレータ及び密閉型鉛蓄電池

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4363856A (en) * 1980-06-30 1982-12-14 Texon Inc. Battery separator material
RU2084049C1 (ru) * 1994-10-21 1997-07-10 Акционерное общество открытого типа "Научно-исследовательский институт нетканых материалов" Нетканый материал для сепараторов свинцово-кислотных аккумуляторных батарей
JP2002313331A (ja) * 2001-04-09 2002-10-25 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 鉛蓄電池用ペースト紙の製造方法
US20090148760A1 (en) * 2007-12-11 2009-06-11 P.H. Glatfelter Company Battery separator structures
WO2010098796A1 (en) * 2009-02-26 2010-09-02 Johnson Controls Technology Company Battery electrode and method for manufacturing same

Also Published As

Publication number Publication date
US20140186660A1 (en) 2014-07-03
EP2721664B1 (en) 2017-11-01
PT2721664T (pt) 2018-01-23
WO2012175269A2 (en) 2012-12-27
RU2014101511A (ru) 2015-07-27
EP2721664A2 (en) 2014-04-23
SI2721664T1 (en) 2018-02-28
CN103563126A (zh) 2014-02-05
US10164261B2 (en) 2018-12-25
EP2538471A1 (en) 2012-12-26
ZA201400339B (en) 2016-01-27
EP3293795A1 (en) 2018-03-14
PL2721664T3 (pl) 2018-04-30
ES2657742T3 (es) 2018-03-06
KR20140048143A (ko) 2014-04-23
KR101956627B1 (ko) 2019-03-11
JP2014525116A (ja) 2014-09-25
UA112776C2 (uk) 2016-10-25
CN109742301B (zh) 2021-12-21
WO2012175269A3 (en) 2013-12-19
BR112013031101B8 (pt) 2023-04-11
JP6147736B2 (ja) 2017-06-14
BR112013031101B1 (pt) 2021-08-10
BR112013031101A2 (pt) 2016-12-06
CN109742301A (zh) 2019-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2609891C2 (ru) Многофункциональное полотно для применения в свинцово-кислотной аккумуляторной батарее
KR101644838B1 (ko) 아이들 스타트 스톱 차량을 위한 개선된 분리막, 배터리, 시스템 및 방법
EP3281241B1 (en) Battery separators comprising inorganic particles
US10014501B2 (en) Battery separators having a low apparent density
US11804634B2 (en) Battery components comprising fibers
JP2014525116A5 (ru)
EA016283B1 (ru) Структуры сепараторов батарей
KR20190004833A (ko) 납축전지용 개선된 분리기, 개선된 전지 및 관련 방법
WO2010106793A1 (ja) 蓄電デバイス用セパレータ及びその製造方法
US20190393464A1 (en) Pasting papers and capacitance layers for batteries comprising multiple fiber types and/or particles
US20190181410A1 (en) Pasting papers and capacitance layers for batteries comprising multiple fiber types and/or particles
CN102210044A (zh) 用于电池电极的层状织物材料
JP2010219335A (ja) 蓄電デバイス用セパレータ及びその製造方法
US20190181506A1 (en) Pasting paper for batteries comprising multiple fiber types
JP2011210680A (ja) 電池用セパレータ
JPH09199101A (ja) 鉛蓄電池用袋状セパレータ
JP2021530851A (ja) 改良された鉛蓄電池セパレータ
US20220336925A1 (en) Dual-layer separator for batteries
JP2010219351A (ja) 蓄電デバイス用セパレータおよびその製造方法
US20120216975A1 (en) Glass Mat with Synthetic Wood Pulp
KR20190018042A (ko) 아이들 스타트 스톱 차량을 위한 개선된 분리막, 배터리, 시스템 및 방법